CN111094690A - 收集钻井微芯片 - Google Patents

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Abstract

一种金属丝网筛(122)，包括相互平行布置的多根金属丝(202)。每根金属丝与每根相邻的金属丝以小于封装微芯片的宽度的距离间隔开。多根金属丝中的每根金属丝包括平面中的多个直线段和连接该多个直线段中的两个直线段的弯曲段。对于每根金属丝，每个弯曲段包括第一端、第二端和呈曲线远离该平面的曲线部分。第一端连接到直线段中的至少一个直线段，且与第二端分离开大于封装的微芯片宽度的距离。曲线部分的包括大于封装微芯片的宽度的直径。

Description

收集钻井微芯片
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年7月12日递交的美国专利申请No.15/647,936的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及从钻井液中回收固体。
背景技术
在烃生产中，将井眼钻入地质地层中。在钻井眼时，可以使流体循环以冷却钻头并冲洗来自井眼的钻屑。可以将诸如损耗控制介质或封装的微芯片之类的颗粒添加到循环液中。
发明内容
本公开涉及收集钻井微芯片。
本公开中描述的主题的示例实现方式是具有以下特征的金属丝网筛。多根金属丝相互平行。每根金属丝与每根相邻金属丝以小于封装的微芯片的宽度的距离间隔开。多根金属丝中的每根金属丝包括平面中的多个直线段和连接该多个直线段中的两个直线段的弯曲段。对于每根金属丝，每个弯曲段包括第一端、第二端和呈曲线远离平面的曲线部分。第一端连接到至少一个直线段，并且与第二端分离开大于封装的微芯片的宽度的距离。曲线部分包括大于封装的微芯片的宽度的直径。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：多根支撑金属丝可以跨段对齐并附接到段。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：多根支撑金属丝可以包括四根或更多根支撑金属丝。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：第一端和第二端之间的距离以及曲线部分的直径可以为5毫米或更大。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：每个弯曲段可以包括朝向平面回旋的连续减小的半径，和在第二端处的第三弯曲，该第三弯曲使得金属丝成直线且与平面平行。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：第一端和第二端之间的间隙可以比封装的微芯片大10％。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：弯曲段是第一组弯曲段，并且封装的微芯片是第一封装微芯片。金属丝网筛可以包括第二组弯曲段。第二组段中的每个弯曲段包括第三端、第四端和呈曲线远离平面的曲线部分。第三端连接到至少一个直线段，并且与第四端分离开大于第二封装微芯片的宽度的距离。曲线部分包括大于第二封装微芯片的宽度的直径。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：第二封装微芯片与第一微芯片的尺寸不同。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：网筛可以包括大致为矩形的横截面。
本公开中描述的主题的示例实现方式是具有以下特征的方法：封装的微芯片沿井眼向下循环。微芯片能够分析井眼内的特性。在顶部设施处接收该封装的微芯片。通过网筛将该微芯片与循环液和循环钻屑分离，网筛包括相互平行且等距布置的金属丝，以及由该金属丝形成的捕集器。该捕集器利用金属丝形成，且取向垂直于多根金属丝。该捕集器能够接收在井眼中循环的封装的微芯片。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：捕集器可以包括金属丝中的第一弯曲。该弯曲可以从网筛平面沿向下的方向弯曲。捕集器可以包括具有连续减小的半径的第二弯曲，该半径朝向网筛回旋。捕集器可以包括第三弯曲，该第三弯曲使得金属丝成直线且与网筛平面平行。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：分离微芯片可以包括，在循环液通过振动台之前使循环液流过网筛。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：在捕集器被填充之后，移除网筛。可以从捕集器移除微芯片。
本公开中描述的主题的示例实现方式是具有以下特征的井眼***：井眼形成在地质地层中。循环泵能够使流体循环通过井眼。振动台能够将井眼钻屑与循环液分离。封装的微芯片能够与循环液一起循环通过井眼。该***包括网筛，网筛具有相互平行布置的金属丝。每根金属丝与每根相邻的金属丝以小于封装的微芯片的宽度的距离间隔开。每根金属丝包括平面中的多个直线段和连接该直线段的多个弯曲段。对于每根金属丝，每个弯曲段包括第一端、第二端和呈曲线远离平面的曲线部分。第一端连接到至少一个直线部分，并且与第二端分离开大于封装的微芯片的宽度的距离。曲线部分包括大于封装的微芯片的宽度的直径。网筛支架从网筛的至少三个侧面固定该网筛。障碍物位于网筛上方。该障碍物防止微芯片从曲线部分弹出去。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：可以将网筛安装在振动台上。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：封装的微芯片是第一组封装微芯片，并且网筛是第一网筛。该***还可以包括具有捕集器的第二网筛，该捕集器可以捕捉第二组封装微芯片，该第二组封装微芯片的尺寸与第一组封装微芯片不同。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：在使用时，将网筛安装成与水平方向成10°至75°。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：在使用时，每个曲线部分可以沿向下方向延伸。
可以与示例实现方式单独地或组合地进行组合的示例实现方式的方面包括以下内容：网筛可以位于振动台的下游。
本公开的一种或多种实现方式的细节在下面的附图和描述中阐明。根据说明书和附图以及根据权利要求书，本公开的其他特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
图1A至图1B是示例井眼循环***的示意图。
图2A是示例网筛的透视图。
图2B是示例金属丝网筛的侧视图。
图2C是示例金属丝网筛的俯视图。
图3是用于从井眼流体中捕捉封装的微芯片的示例方法的流程图。
在各个附图中，类似的附图标记表示类似的元件。
具体实施方式
在钻井操作期间，封装的微芯片可以随着井循环液循环。封装的微芯片可以用于在钻井操作期间使用例如在微芯片内的一个或多个传感器来确定井眼的特性，传感器可以读取压力、温度或伽马射线。为了从封装的微芯片中恢复数据，可以从循环液中回收物理微芯片。
本公开讨论了一种用于从循环钻井液中移除微芯片的装置和方法。例如，该装置可以是金属丝网筛，金属丝网筛包括用于捕捉收集或以其他方式移除微芯片的平行的金属丝和捕集器。平行的金属丝可以分离开小于微芯片的宽度的距离，该较小的距离可以防止微芯片穿过平行金属丝。捕集器限定开口宽度比微芯片的宽度更宽，使得微芯片能够通过该开口进入捕集器。捕集器从循环钻井液中捕捉、捕捉收集或以其他方式移除封装的微芯片。捕集器可以由金属丝形成勺状或其他曲线形状，其具有足够大以便微芯片进入但小于大多数井眼钻屑的开口。所公开的网筛可以使用被配置为从钻井液中移除微芯片的其他配置和材料。在一些实现方式中，可以在井眼循环***中的几个点处利用网筛。例如，可以将网筛安装在振动台或类似分离***的上游、下游或内部。
图1A至图1B示出了根据本公开的一些实现方式的用于从循环钻井液中移除微芯片的示例井循环***100的侧视图和俯视图。如图所示，井循环***100包括网筛122，其被配置为从循环钻井液114中移除微芯片128。通常，钻井液114可以包括井眼钻屑129和微芯片128。在一些实现方式中，网筛122能够独立于人为干预而从井眼钻屑129中过滤微芯片128。当这样做时，网筛122可以移除微芯片，同时允许钻井液114或井眼钻屑129穿过网筛122或越过网筛122。
如图所示，井循环***包括钻架116，其通过防喷器和井眼106的井口118来支撑钻柱108的重量并选择性地定位钻柱108。钻柱108具有连接到钻头110的井下端，该钻头110在地层104中钻出井眼106。为了促进钻井和移除井眼钻屑129，循环泵134使钻井液114循环通过井眼106。循环泵134的入口通过第一管道126连接到泥浆池124，循环泵134的出口通过第二管道150连接到钻柱108的顶端。防喷器118通过第三管道120连接到网筛122和振动台121。泥浆池124连接到网筛122和振动台121，并接收循环液114。
如前所述，循环液114使封装的微芯片128循环。在所示的示例中，网筛122被设计成从循环液114中捕捉、过滤或以其他方式移除微芯片128。在一些实现方式中，可以将微芯片128完全或部分地封装。虽然循环***具有安装在振动台121上的网筛，但是在不脱离本公开范围的情况下，网筛122可以位于其他位置。例如，网筛122可以位于振动台121的上游或下游。网筛122可以包括捕集器，该捕集器限定比微芯片128的宽度宽并且比一些井眼钻屑129的宽度小的开口。例如，捕集器可以包括曲线部分，该曲线部分限定比微芯片128的宽度宽的开口。在不脱离本公开范围的情况下，捕集器可以包括其他形状。在一些实现方式中，障碍物123可以位于网筛122上方，以防止微芯片128从网筛中的捕集器弹出。在所示的示例中，网筛122相对于水平面成一定角度安装。例如，可以将网筛安装成与水平面成10°到75°之间的角度。网筛122可以安装有安装***，该安装***从网筛122的至少三个侧面固定网筛122。
在循环期间，流体114从泥浆池124泵出，并通过第一管道126流入循环泵134的入口。然后，循环泵134通过第二管道150将流体114从出口泵入到钻柱的顶端。钻柱穿过井口和防喷器118，并通过钻头110进入井眼106。在离开钻头110之后，流体114通过井眼环空流向井口，同时携带钻屑129和微芯片128。流体114通过防喷器118流到网筛122，并且通过第三管道120流到振动台121。网筛122从流体114中移除微芯片128，并且振动台121移除井眼钻屑129。之后，钻井液114被传送到泥浆池124。虽然所示的实现方式示出了竖直井眼，但是本公开的原理也可以应用于倾斜或水平井眼。
图2A至图2C示出了根据一些实现方式的用于移除微芯片128的示例网筛122的详细视图。在不脱离本公开范围的情况下，可以实现用于移除微芯片的其他网筛配置。网筛122包括多根平行金属丝202。每根金属丝202与每根相邻的金属丝以小于微芯片128的宽度的距离间隔开。例如，如果微芯片是球形的，则该距离小于球形的直径。每根金属丝202包括在平面中的直线段214a和连接该直线段214a的弯曲段216a。弯曲段216a形成捕集器204，捕集器204被配置为捕捉封装的微芯片128。对于每根金属丝202，每个弯曲段216a包括第一端207a、第二端208a和呈曲线远离网筛122的平面的曲线部分210a。至少一个子集连接到金属丝202的段216a的第一端207a和第二端208a。连接的第一端207a和第二端208a分离开一定距离212a，该距离212a大于封装的微芯片128的宽度。例如，封装的微芯片128的直径可以为5毫米，并且距离212a可以比封装的微芯片的直径大10％。即，第一端207a和第二端208a之间的距离212a为5毫米或更大。在一些实现方式中，距离212a可以允许比微芯片128大的钻屑129通过捕集器204，以在随后的步骤中被移除，同时比微芯片128小的钻屑129可以通过金属丝202中的间隙。
如图所示，当网筛122安装在***100中时，曲线部分210a沿大致向下的方向延伸。在微芯片128为球形的情况下，曲线部分210a可以包括直径大于封装的微芯片128宽度的圆形部分。在一些实现方式中，圆形部分的直径可以等于或大于距离212a，例如，5毫米或更大。
在所示的实现方式中，金属丝网筛122包括附接到直线段214a的平行支撑金属丝206。虽然所示的实现方式示出了相对于金属丝202横向布置的支撑金属丝206，但是其他取向也是可以的。在一些实现方式中，可以使用四根支撑金属丝202，但是也可以使用更多或更少的支撑金属丝，取决于网筛122的尺寸、金属丝202的强度、网筛122的形状或其他因素。
在所示的实现方式中，网筛122包括多个捕集器204。在一些实现方式中，每个弯曲段216a可以包括朝向平面回旋的连续减小的半径；并且每个弯曲段216a在第二端208a处包括第三弯曲，该第三弯曲使得金属丝成直线并且平行于网筛122的平面。所示实现方式是单个弯曲段216a几何形状的示例，其可以充分捕捉收集封装的微芯片128。当钻屑129滑过或穿过网筛122时，在不脱离本公开范围的情况下，可以将能够捕捉、捕捉收集或以其他方式移除封装的微芯片128的其他几何形状用于捕集器204。例如，弯曲段216a可以具有恒定的半径。在一些实现方式中，每组捕集器可以具有不同的几何形状。例如，第一捕集器204a可以具有与第二捕集器204b不同的几何形状。在一些实现方式中，可以使用具有捕集器的分离的第二网筛。第二网筛可以包括被配置为捕捉第二组封装微芯片的捕集器，第二组封装微芯片与第一组封装微芯片的尺寸不同。
在一些实现方式中，在不脱离本公开范围的情况下，网筛122可以包括可以捕捉不同尺寸的封装微芯片的不同尺寸的捕集器。在这样的实现方式中，第二组弯曲段216b可以形成第二捕集器204b。每个第二组弯曲段216b位于第二组直线段214b中，包括第三端207b、第四端208b和呈曲线远离平面的曲线部分210b。第三端207b连接到直线段214b中的至少一个，并且与第四端208b分离开一定距离212b，该距离212b大于第二封装微芯片128b的宽度。曲线部分210b可以包括大于封装的微芯片128b的宽度的直径。在一些实现方式中，一些捕集器204可以被配置为捕捉不同尺寸的封装的微芯片。例如，第一捕集器204a可以捕获直径为5毫米的封装的微芯片128a，而第二捕集器204b可以捕获直径为6毫米的封装的微芯片128b。捕集器可以被配置为捕捉任何尺寸的封装的微芯片，例如，7毫米封装的微芯片或8毫米封装的微芯片。
如可以在图2C中容易地看到，网筛122可以包括大致为矩形的横截面。虽然所示实现方式可以包括矩形横截面，但是也可以包括其他横截面形状。例如，网筛可以具有圆形的横截面。
图3示出了示例方法的流程图，该示例方法可以用于从循环液114中分离出封装的微芯片128。在302处，将封装的微芯片128沿井眼106向下循环。微芯片128可以分析井眼内的特性，例如，压力、温度、伽马射线或任何其他井下特性。在304处，在顶部设施处接收封装的微芯片128，例如在***100中所示的设施处。在306处，通过网筛122将微芯片与循环液和循环钻屑分离开。如先前所讨论的，网筛122可以包括相互平行且等间距布置的金属丝202。网筛122还可以包括由金属丝形成的捕集器204。捕集器204可以接收封装的微芯片128。分离微芯片可以包括在流体通过振动台之前使循环液流过网筛。在308处，在捕集器204被填充之后移除网筛122。在310处，将微芯片从捕集器中移除。然后可以利用无线读取器从微芯片中收集数据。
已经描述了本公开的多种实现方式。然而，应理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出各种修改。因此，其他实现方式在所附权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种金属丝网筛，包括：
平行布置的多根金属丝，所述多根金属丝中的每根金属丝与每根相邻的金属丝以小于封装微芯片的宽度的距离间隔开，所述多根金属丝中的每根金属丝包括平面中的多个直线段，所述多个直线段中的两个直线段由多个弯曲段中的每个弯曲段连接；并且
对于所述多根金属丝中的每根金属丝，多个段中的每个弯曲段包括第一端、第二端和呈曲线远离所述平面的曲线部分，所述第一端连接到所述多个直线段中的至少一个直线段，且与所述第二端分离开大于所述封装微芯片的宽度的距离，并且所述曲线部分包括大于所述封装微芯片的宽度的直径。
2.根据权利要求1所述的金属丝网筛，还包括：
跨所述多个段对齐并附接到所述多个段的多根支撑金属丝。
3.根据权利要求2所述的金属丝网筛，其中，所述多根支撑金属丝包括四根支撑金属丝或更多根支撑金属丝。
4.根据权利要求1所述的金属丝网筛，其中，所述第一端与所述第二端之间的距离和所述曲线部分的直径为5毫米或更大。
5.根据权利要求1所述的金属丝网筛，其中，每个弯曲段还包括：
朝向所述平面回旋的连续减小的半径；以及
在所述第二端处的第三弯曲，所述第三弯曲使得所述金属丝成直线且与所述平面平行。
6.根据权利要求5所述的金属丝网筛，其中，所述第一端和所述第二端之间的间隙比所述封装微芯片大10％。
7.根据权利要求1所述的金属丝网筛，其中，所述多个弯曲段是第一多个弯曲段，并且所述封装微芯片是第一封装微芯片，所述金属丝网筛还包括：
第二多个弯曲段，所述第二多个弯曲段中的每个第二弯曲段包括第三端、第四端和呈曲线远离所述平面的曲线部分，所述第三端连接到所述多个直线段中的至少一个直线段，且与所述第四端分离开大于第二封装微芯片的宽度的距离，并且所述曲线部分包括大于所述第二封装微芯片的宽度的直径。
8.根据权利要求7所述的金属丝网筛，其中，所述第二封装微芯片与第一微芯片具有不同尺寸。
9.根据权利要求1所述的金属丝网筛，其中，所述网筛包括大致矩形的横截面。
10.一种方法，包括：
使封装微芯片沿井眼向下循环，所述微芯片被配置为分析所述井眼内的特性；
在顶部设施处接收所述封装微芯片；以及
通过网筛将所述微芯片与循环液和循环钻屑分离，所述网筛包括：
相互平行且等距布置的多根金属丝；以及
利用所述多根金属丝形成的多个捕集器，所述捕集器利用所述多根金属丝形成，且取向垂直于所述多根金属丝，所述捕集器被配置为接收封装微芯片，所述封装微芯片被配置为在井眼中循环。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个捕集器包括：
金属丝中的第一弯曲，所述第一弯曲从所述网筛的平面沿向下的方向弯曲；
第二弯曲，所述第二弯曲具有朝向所述网筛回旋的连续减小半径；以及
第三弯曲，所述第三弯曲使得所述金属丝成直线且与所述网筛的平面平行。
12.根据权利要求10所述的方法，分离所述微芯片还包括：在循环液通过振动台之前使所述循环液流过所述网筛。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括：
在所述捕集器被填充之后，移除所述网筛；以及
从所述捕集器中移除所述微芯片。
14.一种井眼***，包括：
井眼，形成在地质地层中；
循环泵，被配置为使流体循环通过所述井眼；
振动台，被配置为将井眼钻屑从循环液中分离；
多个封装微芯片，被配置为与所述循环液一起循环通过所述井眼；
网筛，包括：
平行布置的多根金属丝，所述多根金属丝中的每根金属丝与每根相邻的金属丝以小于封装微芯片的宽度的距离间隔开，所述多根金属丝中的每根金属丝包括平面中的多个直线段和连接多个直线段的多个弯曲段；并且
对于所述多根金属丝中的每根金属丝，多个段中的每个弯曲段包括第一端、第二端和呈曲线远离所述平面的曲线部分，所述第一端连接到所述多个直线段中的至少一个直线段，且与所述第二端分离开大于所述封装微芯片的宽度的距离，并且所述曲线部分包括大于所述封装微芯片的宽度的直径；
网筛支架，被配置为从所述网筛的至少三个侧面固定所述网筛；以及
障碍物，位于所述网筛上方，所述障碍物被配置为防止微芯片从所述曲线部分弹出。
15.根据权利要求14所述的井眼***，其中，所述网筛安装在所述振动台中。
16.根据权利要求14所述的井眼***，其中，所述封装微芯片是第一组封装微芯片，所述网筛是第一网筛，所述***还包括第二网筛，所述第二网筛具有捕集器，所述捕集器被配置为捕捉第二多个封装微芯片，所述第二多个封装微芯片与所述第一组封装微芯片具有不同尺寸。
17.根据权利要求14所述的井眼***，其中，所述网筛在使用时被安装成与水平面成10°至75°。
18.根据权利要求14所述的井眼***，其中，所述曲线部分中的每个曲线部分被配置为在使用时沿向下的方向延伸。
19.根据权利要求14所述的井眼***，其中，所述网筛位于振动台的下游。
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