Евразийский сервер публикаций

Евразийский патент № 039671

   Библиографические данные
(11)039671    (13) B1
(21)201892753

 A ]   B ]   C ]   D ]   E ]   F ]   G ]   H ] 

Текущий раздел: E     


Документ опубликован 2022.02.24
Текущий бюллетень: 2022-02  
Все публикации: 039671  
Реестр евразийского патента: 039671  

(22)2017.05.26
(51) E21B 47/06 (2012.01)
G01K 7/16 (2006.01)
G01K 7/32(2006.01)
(43)A1 2019.05.31 Бюллетень № 05  тит.лист, описание 
(45)B1 2022.02.24 Бюллетень № 02  тит.лист, описание 
(31)1609293.4
(32)2016.05.26
(33)GB
(86)GB2017/051524
(87)2017/203294 2017.11.30
(71)МЕТРОЛЬ ТЕКНОЛОДЖИ ЛИМИТЕД (GB)
(72)Джарвис Лесли, Росс Шон Комптон (GB)
(73)МЕТРОЛЬ ТЕКНОЛОДЖИ ЛИМИТЕД (GB)
(74)Носырева Е.Л. (RU)
(54)АППАРАТ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ВДОЛЬ СТВОЛА СКВАЖИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДУЛЕЙ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ И СКВАЖИНА, СОДЕРЖАЩАЯ УКАЗАННЫЙ АППАРАТ
   Формула 
(57) 1. Аппарат для регистрации температуры в стволе скважины для использования при регистрации температуры вдоль ствола скважины, содержащий
трубу, представляющую собой металлическую трубу, содержащую множество модулей датчиков температуры, предусмотренных на участках вдоль внутренней части трубы, имеющих электрические свойства, которые меняются в зависимости от температуры; и
электрическую сеть, содержащую множество проводов и указанное множество модулей датчиков температуры, при этом множество проводов и множество модулей датчиков температуры выполнены в виде матрицы, в которой множество проводов содержит первую группу проводов и вторую, отличную группу проводов, и каждый провод первой группы электрически соединен с каждым проводом второй группы один раз, каждое электрическое соединение выполнено посредством соответствующего модуля датчиков температуры из множества модулей датчиков температуры, вследствие чего каждый модуль может быть отдельно электрически соединен посредством пары проводов, содержащей первый провод из первой группы и второй провод из второй группы;
при этом модули датчиков температуры в трубе расположены друг от друга на расстоянии в диапазоне от 0,05 до 100 м;
при этом аппарат для регистрации температуры в стволе скважины дополнительно содержит модуль беспроводной передачи данных, соединенный с электрической сетью по беспроводной связи посредством отдельного беспроводного соединения или электрическим образом посредством проводного соединения с использованием провода, и модуль беспроводной передачи данных выполнен с возможностью:
беспроводной передачи вдоль скважины сигналов, указывающих температуру, зарегистрированную в стволе скважины аппаратом,
причем модуль беспроводной передачи данных выполнен с возможностью передачи указанных сигналов акустическим и/или электромагнитным способом.
2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один или каждый модуль датчиков температуры содержит один электронный компонент.
3. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что максимальный физический размер одного электронного компонента по любой оси составляет менее 7 мм, предпочтительно менее 5 мм, более предпочтительно менее 4 мм, даже более предпочтительно менее 3 мм.
4. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что модули датчиков температуры содержат датчики температуры, представленные, по меньшей мере частично, по меньшей мере одним полупроводниковым элементом, имеющим электрические свойства, которые меняются в зависимости от температуры и, необязательно, при этом аппарат выполнен с возможностью использования только температурной чувствительности указанного или каждого термочувствительного полупроводникового элемента каждого модуля датчиков температуры для получения температуры модуля датчиков температуры.
5. Аппарат по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере один полупроводниковый элемент представляет собой диод.
6. Аппарат по п.5, отличающийся тем, что диод выбран по меньшей мере из одного из: диодов-стабилизаторов тока, диодов-стабилизаторов напряжения.
7. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один или каждый модуль датчиков температуры содержит один пассивный электронный компонент.
8. Аппарат по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что модули датчиков температуры содержат датчики температуры, которые выполнены в виде кремниевых датчиков температуры с запрещенной зоной, каждый из которых содержит два р-n перехода, которые при использовании работают при разных плотностях тока, для получения температуры путем определения разности напряжений между двумя р-n переходами при разных плотностях тока, которая пропорциональна абсолютной температуре.
9. Аппарат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что каждый из модулей датчиков температуры дополнительно содержит термометр сопротивления, необязательно платиновый термометр сопротивления, при этом аппарат выполнен таким образом, чтобы температурная чувствительность каждого термометра сопротивления использовалась для получения тепловой характеристики из окружающей среды, воздействующей на трубу на участке размещения такого датчика температуры.
10. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый из модулей датчиков температуры содержит диод, расположенный так, чтобы блокировать протекание тока обратно через модули датчиков температуры в матрице и, необязательно, при этом блокирующий диод представляет собой диод с низкой утечкой обратного тока, необязательно имеющий утечку обратного тока менее 50 нА при рабочем напряжении аппарата и при температуре 25°С.
11. Аппарат по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что каждый из модулей датчиков температуры содержит диод, расположенный так, чтобы блокировать протекание тока обратно через модули датчиков температуры в матрице, и при этом блокирующий диод представляет собой диод с низкой утечкой обратного тока, необязательно имеющий утечку обратного тока менее 50 нА при рабочем напряжении аппарата и при температуре 25°С, и при этом диод с низкой утечкой обратного тока обеспечивает температурную чувствительность каждого модуля датчиков температуры.
12. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что труба содержит матрицу по меньшей мере из 10 проводов, предпочтительно по меньшей мере 15 проводов, более предпочтительно по меньшей мере 18 проводов и в частности 19 проводов.
13. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что труба содержит 6 модулей датчиков температуры вдоль ее длины, предпочтительно по меньшей мере 16 модулей, более предпочтительно по меньшей мере 19 модулей, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 модулей, еще более предпочтительно по меньшей мере 60 модулей и еще более предпочтительно по меньшей мере 80 модулей.
14. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно содержит управляющий модуль, электрически соединенный со множеством модулей датчиков температуры посредством электрической сети и выполненный с возможностью периодического переключения комбинаций пар проводов для электрического соединения и получения температуры на каждом из датчиков температуры при использовании, и при этом управляющий модуль содержит одно или более реле, выполненных с возможностью переключения комбинаций пар проводов при использовании, причем реле необязательно представляют собой электромеханические реле или полупроводниковые переключатели.
15. Аппарат по п.14, отличающийся тем, что управляющий модуль выполнен с возможностью получения тепловой характеристики каждого модуля датчиков температуры на основе известной чувствительности тока в датчике или напряжения на датчике температуры к изменениям температуры и путем измерения изменений тока в датчике и/или напряжения на датчике температуры с течением времени.
16. Аппарат по любому из пп.14-15, отличающийся тем, что дополнительно содержит калибровочное средство, выполненное с возможностью компенсации сопротивления проводов в электрической сети, которая соединяет модули датчиков температуры с управляющим модулем, и предпочтительно также компенсации зависимости удельного электрического сопротивления этих проводов от температуры, причем необязательно калибровочное средство предусмотрено как часть управляющего модуля.
17. Аппарат по любому из пп.14-16, отличающийся тем, что управляющий модуль дополнительно содержит генератор общего опорного сигнала, используемый для калибрования измерения напряжения или силы тока каждого из модулей датчиков температуры для изменений температуры.
18. Аппарат по п.17, отличающийся тем, что генератор общего опорного сигнала представляет собой источник опорного напряжения.
19. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что труба заполнена и заключает в себе непроводящую жидкость, необязательно нефть, и необязательно труба содержит средство выравнивания давления, необязательно содержащее сильфон или гибкую диафрагму, выполненную с возможностью выравнивания внутреннего давления в трубе с окружающей средой.
20. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что труба является выполненной из одного из нержавеющей стали, дуплексной или супердуплексной нержавеющей стали, никелевого сплава, титана или титанового сплава.
21. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что внешний диаметр трубы находится в диапазоне от 3 до 14 мм, необязательно в диапазоне от 6 до 10 мм на участке размещения в трубе по меньшей мере одного из модулей датчиков температуры, предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 90% и особенно 100% модулей датчиков температуры.
22. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что предоставляется множество управляющих модулей, причем отдельные управляющие модули управляют наборами модулей датчиков температуры, при этом управляющие модули соединены с одним или более главными управляющими модулями, причем необязательно аппарат дополнительно содержит средство связи в трубе для обеспечения передачи данных вдоль трубы в целях обеспечения связи между управляющими модулями или обеспечения связи с другими устройствами в скважине.
23. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что труба, содержащая модули датчиков температуры, расположена в виде кольца или спирали так, чтобы проходить вокруг трубчатого элемента скважинного аппарата.
24. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно содержит источник питания, выполненный с возможностью подачи рабочей мощности на аппарат для регистрации температуры в стволе скважины при использовании, причем источник питания может быть предусмотрен как внутрискважинный источник питания при использовании, причем необязательно источник питания может быть выполнен с возможностью замены в скважине.
25. Аппарат по любому из пп.1-23, отличающийся тем, что аппарат выполнен с возможностью получения питания при использовании из пункта выше в скважине, необязательно с поверхности, и необязательно посредством индуктивной или емкостной связи.
26. Аппарат по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что модуль беспроводной передачи данных при использовании выполнен с возможностью беспроводного приема сигналов управления для управления работой аппарата, необязательно для управления получением данных, передачей данных и/или управлением нагревом или охлаждением датчиков.
27. Скважина, содержащая аппарат для регистрации температуры в стволе скважины, имеющий аппарат для использования при регистрации температуры в стволе скважины, по любому из пп.1-26, выполненный с возможностью регистрации температуры в стволе скважины.
28. Скважина по п.27, отличающаяся тем, что скважинный аппарат содержит трубчатый элемент и устройство уплотнения кольцевого пространства, предусмотренное на глубине по меньшей мере 100 м ниже поверхности скважины и между стволом скважины или обсадной колонной ствола скважины и трубчатым элементом.
29. Скважина по п.28, отличающаяся тем, что аппарат для использования при регистрации температуры в стволе скважины расположен полностью под устройством уплотнения кольцевого пространства.
30. Скважина по п.28, отличающаяся тем, что труба аппарата для использования при регистрации температуры в стволе скважины не проходит через устройство уплотнения кольцевого пространства.
31. Скважина по любому из пп.27-30, отличающаяся тем, что скважинный аппарат содержит трубчатый элемент, и причем труба аппарата для использования при регистрации температуры в стволе скважины проходит вдоль и/или вокруг трубчатого элемента.
32. Скважина по п.31, отличающаяся тем, что трубчатый элемент в скважине представляет собой бурильную колонну, и при этом бурильная колонна содержит буровое долото или фрезу.
33. Скважина по любому из пп.31-32, отличающаяся тем, что труба зафиксирована на трубчатом элементе в скважине.
34. Скважина по любому из пп.27-30, отличающаяся тем, что аппарат доставлен в скважину на проволочном канате или гибкой трубе и необязательно установлен и/или подвешен в скважине.
35. Скважина по любому из пп.27-33, отличающаяся тем, что труба зафиксирована и проходит через скважинные перфораторы.
36. Скважина по п.35, отличающаяся тем, что аппарат выполнен с возможностью отслеживания выстрела скважинного перфоратора.
37. Скважина по п.35 или п.36, отличающаяся тем, что аппарат, или множество аппаратов, проходят через множество перфораторов и множество скважинных перфораторов выполнены с возможностью независимой активации.
38. Скважина по любому из пп.27-30, отличающаяся тем, что аппарат выполнен с возможностью отслеживания температуры возле барьера в скважине.
39. Скважина по любому из пп.27-37, отличающаяся тем, что аппарат выполнен с возможностью отслеживания скважины во время испытания скважины или испытания пласта на трубах.
40. Скважина по любому из пп.27-39, отличающаяся тем, что скважина представляет собой эксплуатационную и/или нагнетательную скважину.
41. Скважина по любому из пп.27-40, отличающаяся тем, что аппарат выполнен с возможностью отслеживания экзотермической реакции, связанной с обработкой текучей средой скважины.
42. Способ калибровки аппарата по любому из пп.1-26, включающий определение характеристик сопротивления отдельных схем, связанных с каждым датчиком температуры аппарата, и компенсацию этого сопротивления схем для исключения чувствительности электрических свойств датчиков температуры к колебаниям температуры.