CN111315958B - 井眼非收回式感测*** - Google Patents
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Abstract
一种***,包括:至少一个硬件处理器,与计算机存储器可互操作地耦接并被配置为执行所述计算机实现的***的一个或多个组件的操作。所述***包括可拆卸模块(DM)输送***,所述DM输送***被配置为从NRSS的释放槽并在钻井过程中对井眼内部的所述NRSS进行勘测期间,将多个DM部署到所述NRSS周围的环境中,其中所述多个DM被预加载到所述NRSS中,并且所述多个DM被配置为收集并存储来自所述环境的感测数据。
Description
优先权要求
本申请要求于2017年9月29日递交的美国专利申请No.15/720,297的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
各种类型的勘测工具可以用于陆上/海上油气井。例如,陀螺仪勘测工具可以用于在浅井段中进行垂直度检查和定向平面配合(tie-in)。此外,随钻测量(MWD)工具可以用于深井段的垂直性能钻探和定向钻探。对于一些深层但需求较少的勘测应用,例如在深处具有深开球点的性能钻探和陀螺仪勘测配合,由于收回所需的时间量过长,可收回式勘测工具可能效率低下。此外,诸如MWD和随钻陀螺仪(GWD)的实时勘测工具可能很昂贵。
发明内容
本公开描述了一种用于利用非收回式感测***(NRSS)勘测井眼的***。
在一种实施方式中,一种计算机实现的***,包括:非收回式感测***(NRSS),包括:至少一个硬件处理器,与计算机存储器可互操作地耦接并被配置为执行计算机实现的***的一个或多个组件的操作;以及可拆卸模块(DM)输送***,所述DM输送***被配置为从NRSS的释放槽并在钻井过程中对井眼内部的NRSS进行勘测期间,将多个DM部署到NRSS周围的环境中,其中,多个DM被预加载到NRSS中;以及所述多个DM被配置为收集并存储来自环境的感测数据。
能够使用机械组件结合下项来实现前述实施方式:一种计算机实现的方法;非暂时性计算机可读介质,存储用于执行计算机实现的方法的计算机可读指令;以及计算机实现的***,包括与硬件处理器可互操作地耦接的计算机存储器,所述硬件处理器被配置为执行计算机实现的方法/存储在非暂时性计算机可读介质上的指令。
在本说明书中描述的主题可以在具体的实施方案中实现,以便实现以下优点中的一个或多个。第一,NRSS可以提供与实时***相比更低的成本。第二,NRSS可以提供与可收回式调查工具相比更低的运行成本,例如消除了工具收回所需的非钻井时间。第三,NRSS可以在功能、操作时间和良好成本方面降低了成本。第四,NRSS可以携带较大的数据存储空间来获取高分辨率井下数据。第五,井下事件或预设的时间延迟可以自动触发数据传输。第六,取决于井下条件,可以通过环空或钻杆的流道传输所记录的井下信息。其它优点对本领域普通技术人员将是显而易见的。
在具体实施方式、权利要求书和附图中阐述本说明书的主题的一个或多个实施方式的细节。通过具体实施方式、权利要求书和附图,本主题的其它特征、方面和优点将变得清楚明白。
附图说明
图1A至图1D是根据本公开的实施方式的示例钻井***的横截面示意图。
图2A和图2B共同地示出了根据本公开的实施方式的具有机械可拆卸模块(DM)释放***的非收回式感测***(NRSS)。
图2C示出了根据本公开的实施方式的NRSS的横截面图。
图3A、图3B、图4A和图4B共同地示出了根据本公开的实施方式的具有示例电机的NRSS。
图5示出了根据本公开的实施方式的DM 106和DM释放槽的示例。
图6是示出了根据本公开的实施方式的NRSS、DM 106和数据读取器的示例关系的***示意图。
图7是示出了根据本公开的实施方式的的根据实施方式在井眼中使用非收回式感测***的示例方法的流程图。
图8是示出了根据本公开的实施方式的示例计算机***的框图,所述示例计算机***用于提供与本公开中所描述的算法、方法、功能、过程、流程和程序相关联的计算功能。
在各个附图中,相似的附图标记和标志指示相似的元素。
具体实施方式
以下具体实施方式描述了一种利用非收回式感测***来勘测井眼的***,并且被呈现为使本领域技术人员能够在一个或多个具体实施方式的上下文中实现和使用所公开的主题。在不背离本公开的范围的情况下,对所公开的实施方式的各种修改、改动和置换可以被实现并对本领域普通技术人员而言将显而易见,并且所定义的一般原理可以适用于其他实施方式和应用。在一些实例中,可以省略对于获得对所描述的主题的理解不必须且在本领域普通技术人员的技术范围内的细节,从而不会因为不必须的细节而使一个或多个所描述的实施方式变得晦涩且不易理解。本公开并非意在限于所描述的或示出的实施方式,而应赋予与所描述的原理和特征一致的最宽范围。
公开了具有用于井下勘测以及其他现场环境评估和表征的特征集成传感器的非收回式感测***(NRSS)。NRSS包括存储感测数据的可拆卸模块(DM)。例如,当NRSS到达指定位置时,可以从NRSS释放DM,从而在NRSS保持在井下的同时允许将感测数据传输到地面。DM可以是紧凑且无电池的设备,能够耐受诸如高温、高压和其他条件的极端井下条件。DM的无电池特征还可以使DM既低成本又免维护。NRSS在功能、操作时间和油井成本方面可以比其他技术(诸如,随钻测量(MWD)和随钻陀螺仪(GWD)工具)更具优势。可以设计和制造机械和电动DM释放***,用于在不同的应用中运行NRSS。
井眼勘测(通常也被称为勘测或定向勘测)是对钻孔的形状进行详细记录的一种做法,用于绘制钻井期间或钻井之后井眼的3D轨迹。井眼勘测可以为钻井操作提供重要信息以遵循计划的路径。例如,与实际计划偏离可能会导致严重的后果,诸如错过目标并与附近的邻井相撞。在另一示例中,与实际计划偏离可能会导致法律上的挑战,诸如如果井眼穿透的地层超出了政府租借所允许的边界。
典型的勘测工具包括TOTCO、电缆勘测、陀螺仪、MWD和GWD。最基本的勘测工具是TOTCO,这是一种机械设备,可以测量并记录井底的倾角,但不能记录方位角。所述工具既可以通过线连接到井底组件(BHA)上,又可以在进行勘测后立即回收,也可以在钻柱被脱出(tripped out)时所述工具通过钻柱掉下,然后在BHA处于地面处时所述工具被回收。。TOTCO中的钟表定时器可以确定何时进行勘测。可以通过在纸盘上打孔来记录勘测。作为功能有限的低成本勘测工具,这单次装置主要用于确认钻出的浅井的垂直度,以避免或防止意外起跳(kick-off)。
另一方面,电缆勘测和陀螺仪勘测工具可以提供准确而全面的多次勘测,所述多次勘测由陀螺仪和加速度计测量。具有类似的感测原理,可以主要通过工具的运行和收回方法来区分工具。在操作期间,可以将电缆勘测工具放到井眼中并通过电缆将其收回。另一方面,陀螺仪勘测工具可以降到钻杆内并在脱出时收回。这两种工具都可能需要大量的时间来运行和收回,更不用说在电缆勘测的情况下装配电缆所需的额外时间和精力。此外,由于工具可能会卡在井下,因此在电缆上进行勘测可能会带来风险。因此,尽管电缆勘测和陀螺仪勘测提供了准确的测量,但是勘测并未被认为是节省时间/成本的解决方案,对于深井应用而言当然不是理想的选择。
MWD工具可以提供实时感测和通信***,其可以在深井中进行基于磁场的勘测。所述***可以利用泥浆脉冲遥测技术将调制的泥浆压力信号通过钻探泥浆沿钻杆内部发送到地面。在每个勘测点,可以通过测量重力和地磁场来确定MWD的取向。任何电磁干扰或噪声可以影响工具的精度,这使得MWD仅适用于不存在杂散磁场的裸眼井勘测作业。在现实应用中,MWD可以用于获得深井段的裸眼井勘测,并且将结果与通过电缆勘测或陀螺仪勘测工具在较浅段测量的套管井勘测联系在一起。MWD的运行成本很高,并且如果工具在井下发生故障,则BHA必须脱出。
深井勘测的备选解决方案是GWD,所述GDW利用陀螺仪代替磁力计来确定取向。因此,来自套管的杂散磁场不会对工具造成干扰,并且可以在套管的内部和外部操作该工具。在作业期间,也可以使用泥浆脉冲遥测将所测得的GWD测量数据传输到地面。
在浅井段中,由于其简单性和低廉的收回成本,通常使用可收回的勘测工具。实时勘测工具主要用于定向钻探,对勘测点的数量和操作深度有很高的要求。对于深但低需求的应用,诸如在深处具有深起跳点和陀螺仪测量配合的性能钻探,可收回的勘测工具可能变得低效,而实时勘测工具可能变得昂贵且不必要。
NRSS可以提供进行测量的能力并将数据传输到地面,而无需收回工具本身。NRSS可以消除收回时间,尤其是对于深井,并且可以避免使用复杂且昂贵的实时通信***。NRSS还可以适用于低要求的深井勘测应用。NRSS不能使用或不能使用先前提到的技术的一些或全部特征或与之结合使用。
图1A至图1D是根据本公开的实施方式的示例钻井***100的横截面示意图。例如,钻井***100包括NRSS 102,当在钻机107的钻杆104中进行钻探时,可以部署NRSS 102。NRSS 102可以配备有陀螺仪、磁力计、加速度计和其他集成传感器,用于井下勘测以及现场环境评估和表征。其他集成传感器可以包括例如温度传感器、压力传感器、伽马射线传感器、声学传感器、光谱传感器、化学传感器和氢电势(PH)传感器。NRSS 102可以包括存储感测数据的可拆卸模块(DM)106。每个DM 106可以是紧凑且无电池的设备,能够承受包括高温和高压的极端井下条件。在操作期间,NRSS 102可以从钻杆104的顶部开始下降,最初在位置105a,并且可以随泥浆流向下移动,同时在钻杆104内进行测量。例如,当NRSS 102到达指定位置105b时,可以将数据从NRSS 102传输到DM 106。然后,DM 106可以从NRSS 102释放,从而允许在NRSS 102保持在井下的同时将感测数据传输到地面。DM 106的行进方向可以取决于井下循环的方向。例如,如图1C中所示,DM 106可以在箭头108a所指示的向下方向上流动,然后顺序地流过环空112内部的位置110a至110c。在另一示例中,例如在完全失去循环或无法通过裸眼井循环的情况下,DM 106可以在箭头108b所指示的方向上流动,并且继续到达钻杆104内的位置110d至110e,如图1D中所示。DM到达地面所需的时间可能取决于循环速度以及井眼和泥浆的性质和条件。地面处的读取器114可以从DM 106下载数据,并且可以完成勘测作业。备选地,可以在地面处收回DM 106,并且可以离线下载数据。
在一些实施方式中,除了或代替上述部署方法之外,NRSS 102可以被放置在钻杆104内的钻头116上方,并且可以与钻杆一起进入孔中。在这种情况下,NRSS 102可以进行测量并以特定的时间和/或深度间隔释放DM 106。在作业之后,可以在脱出时用BHA收回NRSS102。
NRSS 102可以具有管状设计,所述管状设计在钻井期间允许流体流过中心。NRSS102可以包括电池、具有传感器和微控制器的母板、DM释放机构以及其他组件。在一些实施方式中,电池可以是可再充电电池,诸如锂离子、锂聚合物、NiMH、AgZn或其他类型,或者是不可再充电电池,诸如Zn-C、Zn-Mg、Mg或其他类型。在一些实施方式中,微控制器可以是高级精简指令集计算机(RISC)机器(ARM)核心处理器、Alf和Vegard的RISC处理器(AVR)、Intel Quark、Intel Atom、Intel 8051或其他处理器。在一些实施方式中,所述传感器可以包括基于微机电***(MEMS)的陀螺仪、加速度计、磁力计、温度传感器和压力传感器。所述电池可以为微控制器、传感器和电动DM释放***供电。DM释放***可以包括电动驱动器模块和电机。DM释放机构可以机械致动或电动驱动。
由于使用DM 106来收回所存储的感测数据,因此仅需要用钻杆104来收回NRSS102。然而,取决于井眼的情形,收回DM 106可以基于泥浆流或基于浮力。在第一种情况下,DM 106可以被设计成具有与泥浆相似的密度。在释放之后,DM 106可以随泥浆一起流动,然后取决于泥浆流动的方向在环空或钻杆中被回收。在横向情况下,DM 106可以被设计为具有小于泥浆的密度。在释放之后,DM 106可以在浮力的方向上流动并在钻杆104内部被回收。
NRSS的移动不必完全基于重力,因为移动也可以部分由朝向井底的泥浆流驱动。NRSS 102可以包括可拆卸模块,所述可拆卸模块进一步减小了NRSS 102的内径(间隙)。减小间隙可以增强沿泥浆流动方向施加在工具上的液压差。可拆卸模块可以用于水平井部署中,其中NRSS 102的重力不足以将工具移至BHA。
在一些实施方式中,NRSS 102的外部尺寸(OD)可以略小于钻杆的内部尺寸(ID)。例如,对于与4”钻杆兼容的NRSS***,NRSS的OD可以小于例如3.34”(或者,85毫米)。在一些实施方式中,DM 106的OD可以例如在3mm与10mm之间。
图2A和图2B共同地示出了根据本公开的实施方式的具有机械DM释放***的NRSS102。在NRSS 102的壳体202上在纵向方向上制造多个通槽203(释放槽)。每个槽与推杆207组装在一起,推杆207与带有电池的母板(例如,印刷电路板208)耦接到环形内滑块(例如,被制造为其一部分或附接至所述环形内滑块)。内滑块可以沿NRSS 102的轴在受限区域中移动。弹簧204作为减震器安装在壳体202内的推杆207上。在部署之前,将DM 106预先安装在槽中。在部署之后,当壳体202接触钻杆104的底部时,所述内滑块会因其惯性向下移动,压缩弹簧204并使用推杆207将DM 106推出槽的末端。机械DM释放***依靠其自身的运动,而无需引入用于DM释放的任何附加致动器,从而使***更简单、更节能。密封环206密封NRSS 102。NRSS 102的中心腔通常保持敞开,以使流体流过。可以将多个DM 106排列并存储在NRSS 102中的多个槽的每个槽中,以增加DM 106的存储容量。
图2C示出了根据本公开的实施方式的NRSS 102的横截面图210。在该视图中,壳体202中的槽口205中的备选槽口可以容纳例如用于DM 106的狭槽以及附接到弹簧204以用于部署DM 106的组件。NRSS 102中的空隙207为流体和泥浆流过NRSS 102提供了中心流体流动路径。
横截面图210示出了从其弹出DM 106的四个槽203(如前所述)。在其他实施方式中,槽203的数量可以在3至10之间变化。存储在每个凹槽/通道中的DM 106的数量可以在1至10或更多之间变化。每个槽的取向平行于NRSS 102的中心轴。在机械弹簧加载的NRSS102实施方式中,用于部署DM 106的推杆207可以在它们被组装在一个内滑块上时被同步。在使用电动NRSS 102的实施方式中,每个电机可以驱动一个或多个推杆207,使得可以一次性或以不同批次释放DM 106。
图3A、图3B、图4A和图4B共同地示出了根据本公开的实施方式的具有示例电机302的NRSS 102。代替具有用于机械释放DM的内滑块,NRSS 102可以配备机架304和电机302。机架304可以用作推杆207,其位置由电机302精确地控制。在部署之前,DM 106被预先安装在槽308中,而机架304处于位置A。NRSS 102部署后,当DM 106准备释放时,电机302驱动机架304,从位置A移动到位置B,并且将DM 106推出槽308。传感器和控制器306可以促进DM 106的释放。这样,图4A示出了释放DM 106之前的电动设计,并且图4B示出了释放DM 106之后的电动设计。与机械DM释放***相比,电动DM释放***可以允许NRSS 102对DM 106释放时间和方法具有更好的控制。DM 106的受控数量可以在部署期间的任何指定时间或工具位置被释放。这使***在不同应用中具有更大的灵活性。在NRSS 102的一些机械释放的实施方式中,仅在NRSS 102到达底部时才释放DM 106。在电动实施方式中,DM 106可以在预定时间或基于从板载传感器(诸如,温度、压力、加速度计、陀螺仪、磁场、伽马射线、声信号、光谱信号、化学浓度、PH值等)获得的外部触发信号释放。
图5示出了根据本公开的实施方式的DM 106和DM释放槽502(例如,槽203)的示例。例如,DM释放槽502示出了槽203和308的放大图。DM 106是球形设备,DM 106中心具有较小的印刷电路板(PCB)504,PCB 504被具有良好机械特性的环氧树脂覆盖。PCB 504包括诸如用于数据通信的微控制器506和用于保存勘测数据的存储芯片508的组件。一对半球形金属触头(例如,电极510a和510b)覆盖DM 106,并且用作通信和电力(514)端口。当将DM 106安装在DM释放槽502中时,DM 106的PCB 504通过电极510a、510b以及金属触头512a和512b连接到NRSS 102。因此,DM 106由DM释放槽502供电(514),在该处还传送了勘测数据(516)。除了图5中所示的DM 106的球形之外,DM 106还可以具有圆柱形、椭圆形和胶囊形。在一些实施方式中,DM 106可以配备有板载传感器和电池,DM 106在从NRSS 102释放之后能够进行井眼感测。金属触头512a和512b可以安装在DM释放槽502中并嵌入在壳体中。对于机械弹簧式NRSS实现方式,可以将壳体中的电线通过壳体202与推杆207之间的电触点/电刷连接到内滑块上的印刷电路板。对于电动NRSS实施方式,由于它们之间没有移动部件,因此可以将壳体中的电线直接连接到印刷电路板。
DM 106被预安装并固定在NRSS 102的主体内的DM释放槽502中,与中心流体流动路径分开。在释放之后,DM 106被推入中心流动路径。由于与NRSS 102的内径相比,DM 106的尺寸要小得多,因此DM 106没有机会阻塞流体。一旦安装了DM 106,就在DM 106与电极之间建立了刚性的机械和电触头。触头的质量可以通过槽设计的公差来优化。
可以设计和制造机械和电动DM释放***,用于在不同的应用中运行NRSS。在一个示例应用中,可以基于时间延迟来释放DM,而电动NRSS可以基于预设的定时器来释放DM以提供对勘测和测井的及时更新。在另一示例应用中,可以基于NRSS板载传感器所捕获的信息来释放DM,诸如倾斜度(例如,使用勘测传感器)、地层顶部(例如,使用伽马射线传感器)、温度、压力、PH和/或使NRSS能够按情况定制DM释放策略的其他传感器。
图6是示出了根据本公开的实施方式的NRSS 102、DM 106和数据读取器的示例关系的***示意图。NRSS 102和DM 106都例如通过DM释放槽502机械地和电气地连接。在NRSS102收集感测数据并将其传递(616)到DM 106之后,DM 106中保存的数据既可以由有线读取器602以连接方式(例如,提供电源612和接收数据614)下载,也可以由无线射频识别(RFID)读取器604无线下载,诸如使用天线606和DM 106中的RFID 608从闪存610接收信息。使用2.4GHz频率时,RFID传输距离可能在例如一米以内。然而,通过使用低频无线传输(诸如,在KHz范围内),可以大大改善该距离,可以预期RFID传输距离的范围将达到几米甚至更大。井下数据传输中的无线通信可以使用例如各种技术来无线连接泥浆中的MWD和RSS组件。
NRSS 102可以提供例如机械释放***618或电动释放***620中的一个或多个(例如,使用电机驱动器621)。NRSS 102可以包括位置/移动组件,诸如3轴磁力计622、3轴加速度计624和3轴陀螺仪626。NRSS 102可以包括诸如电池628的组件,以至少为电机驱动器621供电,以及包括定时器632、中央处理单元(CPU)634、输入/输出(I/O)端口636、随机存取存储器(RAM)638、中断640和只读存储器(ROM)642的微控制器630。
可以在进行勘测的同时将数据从NRSS 102的主计算/控制板传输到DM 106。取决于勘测的分辨率和特定情况下涉及的多个传感器,可以使用机械NRSS 102或电动NRSS102。例如,对于低分辨率的勘测和较少的传感器强度的应用,机械NRSS 102由于不那么复杂且功率效率更高而可以是理想的。可以开发所述***以确保足够的数据传输速率,所述数据传输速率允许在机械释放DM 106之前完成从NRSS 102到DM 106的数据写入。对于高分辨率勘测和传感器强度的应用,电动NRSS 102可能是优选的。在这种情况下,可以基于预定时间或基于外部触发信号来释放DM 106,这可以确保在释放之前完成对DM 106的数据写入。
在使用无电池的DM 106的一些实施方式中,RFID读取器604可以无线地查询闪存610。无电池的RFID标记通常被称为无源RFID,而电池供电的标记则称为有源RFID。在NRSS的各种实施方式中,DM可以具有或不具板载电池。无电池的DM可以在无源RFID模式下运行,其中传输距离和传输速率受到限制。对于电池供电的DM,可以通过PCB板上的电池集成并为天线和发射器供电,这可以使无线数据在传递时以更大的距离传输到地面基站。
可以使用标准计算机、移动设备和/或运行适当软件/应用的其他计算机来读取来自DM 106的数据,以收集、处理和显示信息。所述软件/应用可以包括两个主要模块/接口——NRSS模块和DM模块。NRSS模块可以用于配置NRSS,以启用作业所需的传感器,并且设置感测参数,诸如传感器分辨率、采样率和采样时间。此外,NRSS模块还可以用于设置电动NRSS的DM释放模式和策略。例如,当NRSS 102被配置为基于时间延迟来释放DM106时,可以通过软件在NRSS 102上预设延迟时间和针对每批释放的DM 106的数量。在另一示例中,当NRSS 102被配置为基于工具倾斜度释放DM 106时,则可以通过软件在NRSS 102上预设倾角和针对每批释放的DM 106的数量。当/如果在作业之后收回NRSS102,则NRSS模块还可以用于下载存储在NRSS 102板上的传感器数据。DM模块可以用于下载存储在DM 106上的传感器数据。
各种硬件、软件和连接可以用于对NRSS微控制器进行编程。例如,当与NRSS 102通信时,可以使用有线电缆和诸如USB、串行、I2C、SPI、1-wire的通信协议或以其他方式将计算机或移动设备与NRSS 102连接。当与DM 106通信时,对于无电池的DM 106,可以使用有线电缆和诸如USB、串行、I2C、SPI、1-wire的通信协议或以其他方式将计算机或移动设备连接到DM 106。对于具有天线的电池供电的DM 106,可以使用诸如蓝牙、WIFI、Zigbee或近场通信(NFC)、Z-wave的无线通信从DM 106下载数据。
在一些实施方式中,NRSS 102还可以存储数据本身,一旦将NRSS 102从井中拉出,所述数据就可以被收回。NRSS 102上保存的数据可以与DM 106中保存的数据类型相同,但是具有更高的分辨率。一旦将NRSS 102从井中拉出,就可以通过槽完成数据下载。
图7是根据本公开的实施方式的用于在井眼中使用非收回式感测***的示例方法700的流程图。为了说明的清楚,下面的描述在总体上描述了在本说明书中的其他附图的上下文中的方法700。然而,将理解的是,方法700在适当时可以例如由任意合适的***、环境、软件和硬件来执行,或由***、环境、软件和硬件的合适的组合来执行。在一些实施方式中,方法700的各个步骤可以并行、组合、循环或以任意顺序运行。
在702,发起NRSS的勘测。例如,NRSS 102可以被识别为在油井的钻井期间降入井眼。在一些实例中,井场的操作员可以执行动作以使NRSS 102准备好进行部署,诸如针对NRSS 102启用电池电力并针对NRSS 102提供设置,从而最终从NRSS102所部署的DM 106中收回数据可能发生。方法700从702前进到704。
在704,将多个DM预加载到NRSS中。例如,NRSS 102可以具有在工厂预加载的多个DM 106,或者可以在现场加载DM 106,其中DM 106的数量由勘测的要求确定。所述要求可以取决于例如井眼的当前或预期深度、期望信息的类型以及其他要求。在一些实施方式中,DM106可以被配置用于不同类型的数据测量,并且可以基于特定的数据需求被加载到NRSS102中。方法700从704前进到706。DM 106可以从释放槽502的开口侧被预加载到NRSS 102中。DM 106的尺寸和释放槽502的内部尺寸可以被设计为具有适当的公差,以帮助确保DM106将其位置保持在NRSS 102中。
在706,NRSS 102被配置为收集并存储用于井眼的感测数据。例如,技术人员可以通过识别将要部署DM 106的间隔来配置NRSS 102以勘测井眼。方法700从706前进到708。
在708,将NRSS 102部署到井眼中。例如,NRSS 102可以被放置在要进行勘测的井眼中。方法700从708前进到709。
在709,NRSS 102收集环境条件和井眼信息。例如,由于NRSS 102用作板载传感器的主要(或者,唯一)载体,所以NRSS 102可以在部署每个DM 106之前以及在部署之后收集信息。方法700从709前进到710。
在710,监测将DM 106释放到井眼中的条件。例如,释放条件可以包括深度(诸如,计算来自制作接头的振动)、基于井倾角的深度、温度、伽马射线读数以及其他因素。例如,预加载到NRSS 102中的深度和时间间隔信息,以及在其下降期间由NRSS 102的传感器收集的信息,可以用于监控DM 106随时间的释放。方法700从710前进到712。
在712,将DM 106部署到井眼中。例如,可以在勘测期间和/或在钻井期间,通过NRSS 102的释放槽以不同的间隔和/或在井眼的底部将多个DM 106部署在井眼内。方法700从712前进到714。
在714,由电池供电的DM 106收集并存储环境条件。电池供电的DM 106例如可以用井眼内的板载传感器来收集信息。此时不需要NRSS 102进行任何进一步的传输或感测。步骤714可以是可选的,因为使用电池供电且包括传感器的DM 106可以是可选的。例如,在一些实施方式中,DM 106的唯一目的可以是从NRSS 102部署并将信息传递到地面。方法700从714前进到716。
在716,从DM 106获取数据。例如,位于井眼顶部的读取器可以通过低频传输或当DM 106浮到顶部并由无线传感器读取数据时接收数据,或者可以以其他方式收回或下载数据。方法700从716前进到718。
在718,将所获取的数据用于做出判定。例如,井场或其他位置的技术人员可以使用所述信息来了解井眼的状况,而技术人员可以使用所述信息来做出判定,诸如是否继续进行钻井或如何继续进行钻井。从718,方法700停止。
图8是根据实施方式的示例计算机***800的框图,所述示例计算机***800用于提供与本公开中所描述的算法、方法、功能、过程、流程和程序相关联的计算功能。所示计算机802旨在包括任意计算设备,诸如服务器、台式计算机、膝上型/笔记本计算机、无线数据端口、智能电话、个人数字助理(PDA)、平板计算设备、这些设备内的一个或多个处理器、或者任意其它合适的处理设备(包括计算设备的物理实例或虚拟实例(或者,这两者))。另外,计算机802可以包括计算机,所述计算机包括可以接受用户信息的输入设备(例如,键区、键盘、触摸屏或其他设备)和传递与计算机802的操作相关联的信息(包括数字数据、视觉或音频信息(或者,这些信息的组合)、图形用户界面(GUI))的输出设备。
计算机802可以用作用于执行本公开中所描述的主题的计算机***的客户端、网络组件、服务器、数据库或其他持久性设备或任意其他组件(或者,它们的组合)。所示计算机802可通信地与网络830耦接。在一些实施方式中,计算机802的一个或多个组件可以被配置为在包括基于云计算、局部、全局或其它环境(或者,这些环境的组合)的环境内进行操作。
从高层面来看,计算机802是可操作用于接收、发送、处理、存储或管理与所描述的主题相关联的数据和信息的电子计算设备。根据一些实施方式,计算机802还可以包括下项或可通信地与下项耦接:应用服务器、电子邮件服务器、web服务器、缓存服务器、流传输数据服务器、或者其他服务器(或者,服务器的组合)。
计算机802可以通过网络830从客户端应用(例如,在另一计算机802上执行的应用)接收请求,并且通过使用适当的软件应用处理所接受的请求来响应所接收的请求。此外,还可以从内部用户(例如,从命令控制台或通过其它适当的访问方法)、外部或第三方、其它自动化应用以及任何其它适当的实体、个人、***或计算机向计算机802发送请求。
计算机802的组件中的每个组件可以使用***总线803通信。在一些实施方式中,计算机802的任意或所有组件(硬件和/或软件(或者,硬件和软件的组合))可以使用应用编程接口(API)812或服务层813(或者,API 812和服务层813的组合),通过***总线803彼此交互或与接口804(或者,两者的组合)交互。API 812可以包括针对例程、数据结构和对象类的规范。API 812可以是独立于或依赖于计算机语言,并且指的是完整的接口、单个功能或甚至是一组API。服务层813向计算机802或可通信地耦接到计算机802的其它组件(无论是否被示出)提供软件服务。计算机802的功能可以对于使用该服务层的所有服务消费者是可访问的。软件服务(比如,由服务层813提供的软件服务)通过定义的接口提供可重用的、定义的功能。例如,接口可以是以JAVA、C++或以可扩展标记语言(XML)格式或其他合适格式提供数据的其他合适语言所编写的软件。尽管被示为计算机802的集成组件,但是备选实施方式可以将API 812或服务层813示作为相对于计算机802的其它组件或可通信地耦接到计算机802的其它组件(无论是否被示出)的独立组件。此外,在不脱离本公开的范围的情况下,API 812或服务层813的任意或所有部分可以被实现为另一软件模块、企业应用或硬件模块的子模块或副模块。
计算机802包括界面804。尽管在图8中被示为单个接口804,但是可以根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式而使用两个或更多个接口804。接口804由计算机802用于与分布式环境中的连接到网络830的其它***(无论是否示出)通信。通常,接口804包括以软件或硬件(或软件和硬件的组合)编码的逻辑,并且可操作用于与网络830通信。更具体地,接口804可以包括支持与通信相关联的一个或多个通信协议的软件,使得网络830或接口的硬件可操作用于在所示出的计算机802内部和外部传送物理信号。
计算机802包括处理器805。尽管在图8中被示为单个处理器805,但是可以根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式而使用两个或更多个处理器。通常,处理器805执行指令并操纵数据,以执行计算机802的操作以及如本公开中所描述的任何算法、方法、功能、处理、流程和过程。
计算机802还包括数据库806,数据库606保存用于计算机802或可以连接到网络830的其它组件(无论是否示出)(或两者的组合)的数据。例如,数据库806可以是存储与本公开一致的数据的内部存储器、常规或其他类型的数据库。在一些实施方式中,根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能,数据库806可以是两个或更多个不同数据库类型(例如,混合的内部存储器和常规数据库)的组合。尽管在图8中被示出为单个数据库806,但是根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能,可以使用(相同或组合的类型的)两个或更多个数据库。尽管数据库806被示出为计算机802的集成组件,但是在备选实施方式中,数据库806可以在计算机802的外部。
计算机802还包括存储器807,存储器607保存用于计算机802或可以连接到网络830的其它组件(无论是否示出)(或两者的组合)的数据。存储器807可以存储与本公开一致的任意数据。在一些实施方式中,根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能,存储器807可以是两个或更多个不同类型的存储器的组合(例如,半导体和磁存储器的组合)。尽管在图8中被示出为单个存储器807,但是根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能,可以使用(相同或组合的类型的)两个或更多个存储器807。尽管存储器807被示为计算机802的集成组件,但是在备选实施方式中,存储器807可以在计算机802的外部。
应用808是根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式提供功能(尤其是关于本公开中所描述的功能)的算法软件引擎。例如,应用808可以用作一个或多个组件、模块、应用等。此外,尽管被示为单个应用808,但是应用808可以被实现为计算机802上的多个应用808。此外,尽管被示出为与计算机802集成在一起,但是在备选实施方式中,应用808可以位于计算机802的外部。
计算机802还可以包括电源814。电源814可以包括可以被配置为用户或非用户可更换的可再充电或不可再充电电池。在一些实施方式中,电源814可以包括电力转换或管理电路(包括再充电、备用或其他电力管理功能)。在一些实施方式中,电源814可以包括电源栓,以允许将计算机802***墙壁插座或另一电源中,以例如为计算机802供电或为可再充电电池充电。
可以存在与包含计算机802的计算机***相关联或在其外部的任意数量的计算机802,每个计算机802通过网络830进行通信。此外,在不脱离本公开的范围的情况下,术语“客户端”、“用户”和其它适当的术语可以适当地互换使用。此外,本公开包含许多用户可以使用一个计算机802,或者一个用户可以使用多个计算机802。
所描述的主题的实施方式可以单独或组合地包括一个或多个特征。
例如,在第一实施方式中,计算机实现的方法,包括:非收回式感测***(NRSS),包括:至少一个硬件处理器,与计算机存储器可互操作地耦接并被配置为执行计算机实现的***的一个或多个组件的操作;以及可拆卸模块(DM)输送***,所述DM输送***被配置为从NRSS的释放槽并在钻井过程中对井眼内部的NRSS进行勘测期间,将多个DM部署到NRSS周围的环境中,其中多个DM被预加载到NRSS中;以及多个DM,被配置为收集并存储来自环境的感测数据。
前述和其他所述实施方式均可以可选地包括以下特征中的一个或多个:
第一特征,可与以下任何特征中的任意特征组合,所述***还包括与NRSS分离并被配置为读取DM所捕获的数据而无需回收NRSS。
第二特征,可与先前或以下特征中的任何特征组合,DM递送***包括机械释放***,所述机械释放***包括装在NRSS的壳体中的弹簧,所述弹簧被配置为在NRSS到达停止点时使用NRSS的惯性运动来部署多个DM。
第三特征,可与先前或以下特征中的任何特征组合,DM递送***包括电动释放***,所述电动释放***包括装在NRSS的壳体中的电机,所述电机被配置为啮合机架,以在NRSS的勘测期间以不同的间隔部署多个DM,NRSS包括用于为电机供电的电池。
第四功能,可与先前或以下特征中的任何特征组合,NRSS具有管状设计,可以使流体流经中心。
第五特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,DM包括:印刷电路板,所述印刷电路板包括被配置为控制所述DM的微控制器,所述微控制器包括控制与所述NRSS以及与DM向其提供数据的外部***的通信;存储芯片,用于存储传感器信息;以及电极,用于与所述NRSS的释放槽中的通电触头啮合。
第五特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,NRSS包括:位置/移动组件,包括3轴磁力计、3轴加速度计和3轴陀螺仪;以及微控制器,被配置为控制NRSS,并且包括定时器、中央处理器(CPU)、输入/输出(I/O)端口、随机存取存储器(RAM)、中断和只读存储器(ROM);以及其中所述微控制器使用来自位置/移动组件和定时器中的至少一个的信息来确定不同的间隔。
第七特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,DM具有球形、圆柱形、椭圆形或胶囊形的形状。
第八特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,DM还包括集成传感器,所述集成传感器包括温度传感器、压力传感器、磁场传感器、伽马射线传感器、声学传感器、光谱传感器、化学传感器和氢电势(PH)传感器。
第九特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,DM还包括射频识别(RFID),所述RFID被配置为与DM外部的RFID读取器进行数据通信。
第十特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,所述井眼是陆上油井、海上油井、陆上气井或海上气井的井眼。
在第二实施方式中,一种计算机实施的方法,包括:使用NRSS来发起对井眼的勘测;将多个DM预加载到NRSS中;将所述NRSS配置为收集并存储用于所述井眼的感测数据;将NRSS部署到井眼中;使用NRSS来收集并存储环境条件或井眼信息;监测将多个DM释放到井眼中的条件;将多个DM部署到井眼中;使用多个DM中的电池供电的DM来收集并存储环境条件;从多个DM获取数据;以及使用所获取的数据来做出操作判定。
前述和其他所述实施方式均可以可选地包括以下特征中的一个或多个:
第一特征,可与以下特征中的任何特征组合组合,所述计算机实现的方法还包括使用多个电池供电的DM来收集并存储环境条件。
第二特征,可与先前或以下特征中的任何特征组合,部署多个DM包括使用机械释放***,所述机械释放***包括装在NRSS的壳体中的弹簧,所述弹簧被配置为在NRSS到达停止点时使用NRSS的惯性运动来部署多个DM。
第三特征,可与先前或以下特征中的任何特征组合,部署多个DM包括使用电动释放***,所述电动释放***包括装在NRSS的壳体中的电机,所述电机被配置为啮合机架,以在NRSS的勘测期间以不同的间隔部署多个DM,NRSS包括用于为电机供电的电池。
第五特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,DM包括:印刷电路板,所述印刷电路板包括被配置为控制所述DM的微控制器,所述微控制器包括控制与所述NRSS以及与DM向其提供数据的外部***的通信;存储芯片,用于存储传感器信息;以及电极,用于与所述NRSS的释放槽中的通电触头啮合。
第五特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,NRSS包括:位置/移动组件,包括3轴磁力计、3轴加速度计和3轴陀螺仪;以及微控制器,被配置为控制NRSS,并且包括定时器、中央处理器(CPU)、输入/输出(I/O)端口、随机存取存储器(RAM)、中断和只读存储器(ROM);以及其中所述微控制器使用来自位置/移动组件和定时器中的至少一个的信息来确定不同的间隔。
第六特征,可与先前或以下的特征中的任意特征组合,DM具有球形、圆柱形、椭圆形或胶囊形的形状。
第七特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,DM还包括集成传感器,所述集成传感器包括温度传感器、压力传感器、伽马射线传感器、声学传感器、光谱传感器、化学传感器和氢电势(PH)传感器。
第八特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,DM还包括射频识别(RFID),所述RFID被配置为与DM外部的RFID读取器进行数据通信。
第十特征,可与先前或以下特征中的任意特征组合,所述井眼是陆上油井、海上油井、陆上气井或海上气井的井眼。
本说明书中所描述的主题和功能操作的实施方式可以在数字电子电路中、在被有形地具体实施的计算机软件或固件中、在计算机硬件中实现,包括本说明书中所公开的结构及其结构等同物、或者它们中的一个或多个的组合。所描述的主题的软件实施方式可以被实现为一个或多个计算机程序,即在有形的、非暂时性计算机可读计算机存储介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块,以被数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。备选地或附加地,程序指令可以编码在人工生成的传播信号(例如,机器生成的电、光或电磁信号)中/上,该信号被生成为对信息进行编码,传输给合适的接收机装置,供数据处理装置执行。所述计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行存取存储器设备、或者计算机存储介质的组合。
术语“实时”、“实时(快速)(RFT)”、“接近实时(NRT)”、“准实时”或类似术语(如本领域的普通技术人员所理解的)意味着动作和响应在时间上接近,使得个人感知动作和响应基本上同时发生。例如,在个人做出了访问数据的动作之后对数据显示的响应的时间差(或用于发起显示)可以小于1ms、小于1s或小于5s。尽管所请求的数据不需要被即时显示(或者,发起以显示),但是考虑到所描述的计算***的处理限制和例如收集、精确测量、分析、处理、存储或传输所需的时间,在没有任何有意的延迟的情况下显示(或者,发起以显示)该数据。
术语“数据处理装置”、“计算机”或“电子计算机设备”(或者,本领域普通技术人员所理解的等同物)是指数据处理硬件,并且包括用于处理数据的各种装置、设备和机器,例如包括可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机。所述装置还可以是专用逻辑电路或还可以包括专用逻辑电路,例如中心处理单元(CPU)、FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。在一些实施方式中,所述数据处理装置或专用逻辑电路(或数据处理装置或专用逻辑电路的组合)可以基于硬件或基于软件(或基于硬件和基于软件的组合)。可选地,所述装置可以包括为计算机程序创建执行环境的代码,例如,构成处理器固件、协议栈、数据库管理***、操作***或者执行环境的组合的代码。本公开考虑具有或不具有常规操作***(例如LINUX、UNIX、WINDOWS、MAC OS、ANDROID、IOS或任意其他合适的常规操作***)的数据处理装置的使用。
可以以任何形式的编程语言来写计算机程序(也可以称作或描述为程序、软件、软件应用、模块、软件模块、脚本或代码),所述编程语言包括:编译或解译的语言、或者声明或程序语言,并且可以以任何形式来部署计算机程序,包括部署为单独的程序或者部署为适合于用于计算环境的模块、组件、子例程、或者其他单元。计算机程序可以但无需与文件***中的文件相对应。程序可以被存储在保存其他程序或数据(例如,存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、被存储在专用于所讨论的程序的单个文件中、或者被存储在多个协同文件(例如,存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。所述计算机程序可以被部署为在一个计算机上或者在位于一个站点或分布在多个站点并通过通信网络互连的多个计算机上执行。尽管各图中所出示的程序的部分被示出为通过各种对象、方法或其他过程实施各种特征和功能的各个模块,但是在适当时程序可以替代地包括多个子模块、第三方服务、组件、库等。相反,各种组件的特征和功能可以视情况组合成单个组件。可以统计地、动态地或者统计地且动态地确定用于进行计算确定的阈值。
本说明书中所描述的方法、过程或逻辑流可以由一个或多个可编程计算机执行,所述一个或多个可编程计算机执行一个或多个计算机程序以通过操作输入数据并产生输出来执行功能。所述方法、处理或逻辑流也可以由专用逻辑电路(例如,CPU、FPGA或ASIC)来执行,并且装置也可以实现为专用逻辑电路(例如,CPU、FPGA或ASIC)。
适合于执行计算机程序的计算机可以基于通用或专用微处理器、这两者或任何其他类型的CPU。通常,CPU将从存储器接收指令和数据并写入存储器。计算机的必不可少的元件是用于执行指令的CPU和用于存储指令和数据的一个或更多个存储器设备。通常,所述计算机还将包括用于存储数据的一个和或更多个大容量存储设备(例如,磁盘、磁光盘或光盘),或者可操作耦接以便从所述一个或更多个大容量存储设备接收或向其发送数据。然而,计算机不需要具有这些设备。此外,计算机可以嵌入在另一设备中,例如,移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏机、全球定位***(GPS)接收机或者便携式存储设备(例如,通用串行总线(USB)闪存驱动器),这仅是举几个例子。
用于存储计算机程序指令和数据的非暂时性计算机可读介质可以包括所有形式的永久性/非永久性或易失性/非易失性存储器、介质和存储器设备,例如,包括半导体存储器设备,例如,随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、相变存储器(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪存设备;磁设备,例如磁带、盒式磁带、磁带盒、内部/可移动盘;磁光盘;以及光学存储器设备,例如数字视频光盘(DVD)、CD-ROM、DVD+/-R、DVD-RAM、DVD-ROM、HD-DVD和BLURAY、以及其他光学存储器技术。所述存储器可以存储各种对象或数据,包括:高速缓存、类(class)、框架、应用、模块、备份数据、工作、Web页、Web页模板、数据结构、数据库表格、存储动态信息的知识库、以及包括任意参数、变量、算法、指令、规则、约束、对其的引用在内的任意其它适当的信息。此外,存储器可以包括任何其他适当的数据,例如,日志、策略、安全或访问数据、报告文件等等。处理器和存储器可以由专用逻辑电路来补充或者并入到专用逻辑电路中。
为了提供与用户的交互,本说明书中描述的主题可以实现在计算机上,该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备(例如,CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)、LED(发光二极管)或等离子监视器)和用户可以向计算机提供输入的键盘和指点设备(例如,鼠标、轨迹球或轨迹板)。还可以使用触摸屏(例如,具有压敏性的平板计算机表面、使用电容或电感测的多点触摸屏或其他类型的触摸屏)向计算机提供输入。其它类型的设备也可以用于提供与用户的交互;例如,提供给用户的反馈可以是任何形式的感测反馈,例如,视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈;以及可以以任意形式(包括声音、语音或触觉输入)来接收来自用户的输入。此外,计算机可以通过向用户使用的设备发送文档和从该设备接收文档来与用户交互;例如,通过响应于从用户客户端设备上的网络浏览器接收到的请求而向所述网络浏览器发送网页,来与用户交互。
术语“图形用户界面”或GUI可以以单数或复数形式使用,以描述一个或更多个图形用户界面以及特定图形用户界面的每一次显示。因此,GUI可以表示任意图形用户界面,包括但不限于web浏览器、触摸屏或过程信息并且有效地向用户呈现信息结果的命令行界面(CLI)。通常,GUI可以包括多个用户界面(UI)元素,其中一些或全部与web浏览器相关联,比如交互式域、下拉列表和按钮。这些和其它UI要素可以与web浏览器的功能相关或表示web浏览器的功能。
本说明书中描述的主题的实施可以实现在计算***中,该计算***包括后端组件(例如,数据服务器)、或包括中间件组件(例如,应用服务器)、或者包括前端组件(例如,具有用户通过其可以与本说明书中描述的主题的实现进行交互的图形用户界面或者web浏览器的客户端计算机)、或者一个或更多个此类后端组件、中间件组件或前端组件的任意组合。***的组件可以通过有线或无线数字数据通信(或数据通信的组合)的介质或任意形式(例如通信网络)互相连接。通信网络的示例包括局域网(LAN)、无线电接入网络(RAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、全球微波接入互操作性(WIMAX)、使用例如802.11a/b/g/n或802.20(或者,802.11x和802.20的组合或与本公开一致的其它协议)的网络(WLAN)、互联网的全部或一部分、或者一个或多个位置处的任意其它通信***(或者,通信网络的组合)。所述网络可以在网络地址之间传输例如互联网协议(IP)分组、帧中继帧、异步传输模式(ATM)小区、语音、视频、数据或其它合适信息(或者,通信类型的组合)。
计算***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般相互远离并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系通过在相应计算机上运行并且相互具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生。
尽管本说明书包含许多特定实施细节,然而这些细节不应被解释为对可以要求保护的范围或任何发明的范围上的限制,而是作为可以专用于特定发明的特定实施方式的特征的描述。在单个实施方式中,还可以组合实现本说明书中在独立实施方式的上下文中描述的特定特征。反之,在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中分开地或以任何合适的子组合来实现。此外,尽管前述特征可以被描述为在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护,但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从组合中删除,并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
已描述了本主题的特定实施方式。对本领域技术人员显而易见的是,所描述的实施方式的其他实施方式、改变和置换在下文的权利要求的范围内。尽管在附图或权利要求中以特定顺序描述了操作,但这不应被理解为:为了实现希望的结果,要求按所示出的特定顺序或按相继的顺序来执行这些操作,或者要求执行所有所示出的操作(一些操作可以被认为是可选的)。在一些情况下,多任务或并行处理(或者多任务和并行处理的组合)可以是有利的并且视情况来执行。
此外,在前述的实现中的各种***模块和组件的分离或集成不应被理解为在所有实施方式中要求这样的分离或集成,并且应该理解的是,所描述的程序组件和***一般可以一起集成在单个软件产品中或封装为多个软件产品。
因此,前述示例实施方式不限定或限制本公开。在不脱离本公开的精神和范围的情况下,还可以存在其它改变、替换和变化。
此外,任何要求保护的实施方式被认为适用于至少一种计算机实施的方法;存储用于执行计算机实现的方法的计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质;以及计算机***,包括与硬件处理器可互操作地耦接的计算机存储器,所述硬件处理器被配置为执行计算机实现的方法或存储在非暂时性计算机可读介质上的指令。
Claims (20)
1.一种计算机实现的***,包括:
非收回式感测***NRSS,被配置为:在钻杆的流道内向下移动同时在钻杆内进行测量,并将感测数据传输到地面而无需收回所述NRSS本身,所述NRSS包括:
至少一个硬件处理器,能够与计算机存储器互操作地耦接并被配置为执行所述计算机实现的***的一个或多个组件的操作;以及
可拆卸模块DM输送***,被配置为在钻井过程中在被部署在钻杆内的所述NRSS的勘测期间,将DM从所述NRSS的释放槽部署到所述NRSS周围的环境中;
多个DM,被预加载到所述NRSS中,每个DM包括集成传感器,并被配置为:
使用所述集成传感器来收集来自环境的感测数据;并且
存储所述感测数据。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的***,还包括:
读取器,与所述NRSS分开,并被配置为在不需要回收所述NRSS的情况下读取所述多个DM所捕获的数据。
3.根据权利要求1所述的计算机实现的***,其中,所述DM输送***包括机械释放***,所述机械释放***包括装在所述NRSS的壳体中的弹簧,所述弹簧被配置为当所述NRSS到达所述NRSS的勘测的停止点时使用所述NRSS的惯性运动来部署所述多个DM。
4.根据权利要求1所述的计算机实现的***,其中,所述DM输送***包括电动释放***,所述电动释放***包括装在所述NRSS的壳体中的电机,所述电机被配置为与机架啮合,以在所述NRSS的勘测期间以不同的间隔部署所述多个DM,所述NRSS包括用于为所述电机供电的电池。
5.根据权利要求4所述的计算机实现的***,其中,所述NRSS包括:
位置/移动组件,包括3轴磁力计、3轴加速度计和3轴陀螺仪;以及
微控制器,被配置为控制所述NRSS,并且包括定时器、中央处理器CPU、输入/输出I/O端口、随机存取存储器RAM、中断和只读存储器ROM;
以及其中,所述微控制器使用来自所述位置/移动组件和所述定时器中的至少一个的信息来确定不同的间隔。
6.根据权利要求1所述的计算机实现的***,其中,所述NRSS具有管状设计,所述管状设计允许流体流过中心。
7.根据权利要求1所述的计算机实现的***,其中,每个DM包括:
印刷电路板,包括被配置用于控制所述DM的微控制器,所述微控制器包括控制与所述NRSS以及与所述DM向其提供数据的外部***的通信;
存储芯片,用于存储传感器信息;以及
电极,用于与所述NRSS的释放槽中的通电触头啮合。
8.根据权利要求1所述的计算机实现的***,其中,每个DM具有球形、圆柱形、椭圆形或胶囊形的形状。
9.根据权利要求1所述的计算机实现的***,其中,所述集成传感器包括温度传感器、压力传感器、伽马射线传感器、声学传感器、光谱传感器、化学传感器或氢电势PH传感器中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的计算机实现的***,其中,每个DM还包括射频识别RFID,所述射频识别被配置用于与所述DM外部的RFID读取器进行数据通信。
11.根据权利要求1所述的计算机实现的***,其中,所述NRSS用于对井眼进行勘测,所述井眼是陆上油井、海上油井、陆上气井或海上气井的井眼。
12.一种计算机实现的方法,包括:
使用非收回式感测***NRSS来发起对井眼的勘测,所述NRSS被配置为:在钻杆的流道内向下移动同时在钻杆内进行测量,并将感测数据传输到地面而无需收回所述NRSS本身;
将多个可拆卸模块DM预加载到所述NRSS中;
将所述NRSS配置为收集并存储用于所述井眼的感测数据;
将所述NRSS部署到所述井眼中;
使用所述NRSS来收集并存储环境条件或井眼信息;
监测将所述多个DM释放到所述井眼中的条件;
将所述多个DM部署到所述井眼中,每个DM包括集成传感器;
使用所述多个DM中的至少一个DM的集成传感器来收集环境条件,并将所述环境条件存储在所述多个DM中的至少一个中;
从所述多个DM获取数据;以及
使用所获取的数据来做出操作判定。
13.根据权利要求12所述的计算机实现的方法,其中,部署所述多个DM包括使用机械释放***,所述机械释放***包括装在所述NRSS的壳体中的弹簧,所述弹簧被配置为当所述NRSS到达所述NRSS的勘测的停止点时使用所述NRSS的惯性运动来部署所述多个DM。
14.根据权利要求12所述的计算机实现的方法,其中,部署所述多个DM包括使用电动释放***,所述电动释放***包括装在所述NRSS的壳体中的电机,所述电机被配置为啮合机架,以在所述NRSS的勘测期间以不同的间隔部署所述多个DM,所述NRSS包括用于为所述电机供电的电池。
15.根据权利要求14所述的计算机实现的方法,其中,所述NRSS包括:
位置/移动组件,包括3轴磁力计、3轴加速度计和3轴陀螺仪;以及
微控制器,被配置为控制所述NRSS,并且包括定时器、中央处理器CPU、输入/输出I/O端口、随机存取存储器RAM、中断和只读存储器ROM;
以及其中,所述微控制器使用来自所述位置/移动组件和所述定时器中的至少一个的信息来确定不同的间隔。
16.根据权利要求12所述的计算机实现的方法,其中,每个DM包括:
印刷电路板,包括被配置用于控制所述DM的微控制器,所述微控制器包括控制与所述NRSS以及与所述DM向其提供数据的外部***的通信;
存储芯片,用于存储传感器信息;以及
电极,用于与所述NRSS的释放槽中的通电触头啮合。
17.根据权利要求12所述的计算机实现的方法,其中,每个DM具有球形、圆柱形、椭圆形或胶囊形的形状。
18.根据权利要求12所述的计算机实现的方法,其中,所述集成传感器包括温度传感器、压力传感器、伽马射线传感器、声学传感器、光谱传感器、化学传感器或氢电势PH传感器中的至少一个。
19.根据权利要求12所述的计算机实现的方法,其中,每个DM还包括射频识别RFID,所述射频识别被配置为用于与所述DM外部的RFID读取器进行数据通信。
20.根据权利要求12所述的计算机实现的方法,其中,所述井眼是陆上油井、海上油井、陆上气井或海上气井的井眼。
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