NO316812B1 - Fremgangsmate og anordning for overforing av elektrisk effekt og signaler i en bronn ved bruk av elektrisk isolerte, permanent installerte fôringsror - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører overvåkning og styring av undergrunns-installasjoner anbrakt i ett eller flere reservoarer for fluider, slik som hydrokarbo-ner, og mer spesielt fremgangsmåter og installasjoner for å tilveiebringe trådløs overføring av kraft og kommunikasjonssignalertil, og motta kommunikasjonssignaler fra, disse undergrunnsinstallasjonene.

Reservoarovervåkning medfører innsamling av reservoardata for reservoaradministrasjon. Permanente overvåkningsteknikker er hyppig benyttet for langsik-tig reservoaradministrasjon. Ved permanent overvåkning blir sensorer ofte permanent anordnet i direkte kontakt med reservoaret som skal administreres. Permanente installasjoner har fordelen med å muliggjøre kontinuerlig overvåkning av reservoaret uten å avbryte produksjonen fra reservoaret og tilveiebringe data når gjeninnføring i brønnen er vanskelig, for eksempel ved avslutninger til havs.

Permanente nedhullssensorer blir brukt i oljeindustrien til flere anvendelser.

I en anvendelse blir for eksempel sensorer permanent anbrakt inne i foringsrøret for å måle fenomener inne i brønnen, slik som fluidstrømningshastigheter eller trykk.

En annen anvendelse er i kombinasjon med såkalt smarte eller instrument-erte brønner med nedhulls strømningsstyring. Et eksempel på et smart eller in-strumentert brønnsystem kombinerer nedhulls trykkmålere, strømningshastighet-sensorer og strømningsstyre-innretninger anbrakt inne i foringsrøret for å måle og registrere trykk og strømningshastighet inne i brønnen og regulere fluidstrøm-ningshastigheten for å optimalisere brønnytelse og reservoaroppførsel.

Andre anvendelser krever bruk av sensorer permanent anbrakt i sementringrommet som omgir brønnforingen. I disse anvendelser blir formasjonstrykk målt ved bruk av sementerte trykkmålere; fordeling av vannmetning bort fra brøn-nen ved å bruke resistivitetssensorer i sementringrommet; og seismiske eller aku-stiske formasjonsegenskaper ved bruk av sementerte geofoner. Passende instru-mentering gjør det mulig å måle andre parametere.

Disse systemene benytter kabler til å frembringe kraft og/eller signalforbind-else mellom innretningene nede i borehullet og overflaten. Bruk av en kabel som strekker seg fra overflaten for å tilveiebringe en direkte forbindelse til innretningene nede i borehullet oppviser et antall velkjente fordeler.

Det er imidlertid et antall ulemper forbundet med bruk av en kabel i sementringrommet som forbinder nedhullsinnretningene med overflaten, innbefattende: en kabel på utsiden av foringen kompliserer installasjon av foringen; pålitelighets-problemer er forbundet med de kontaktanordninger som for tiden er i bruk; det er fare for kabelbrudd; kabelen må med jevne mellomrom forankres til foringen med kabelbeskyttere; forekomsten av en kabel i sementringrommet kan øke faren for en utilstrekkelig hydraulisk tetning mellom soner som må være isolert; ekstra om-kostninger ved modifikasjon av brønnhodet for å romme gjennomføringen av fler-lederkabler med stor diameter; kablene kan skades hvis de passerer gjennom en sone som er perforert og det er vanskelig å føre kabelen over forbindelsen mellom to foringsrør med forskjellige diametere.

For å lette disse og andre ulemper med bruk av kabler nede i hullet, er det blitt utviklet såkalte «trådløse systemer».

Elektromagnetisk telemetri på bunnen gjør det mulig å sende elektriske signaler inn i ledende foringsrør for å skape en elektrisk dipolkilde ved bunnen av brønnen for å fjernoverføre måledata fra undergrunnen til overflaten. En beslektet ide benytter strømmer i et foringsrørsegment nede i hullet til å opprette et magnet-felt i jorden, idet sistnevnte brukes til å styre en annen brønn som bores.

Bunnsvitsjing som telemetri via foringsrør og ledningsrør eller kabel benytter forskjellige arrangementer av en elektrisk svitsj nede i borehullet mellom for-ingsrør og rørledning, mellom foringsrør og en kabelsonde, eller mellom to elektrisk isolerte segmenter av foringsrøret til å sende nedhulls måledata til et detek-sjons- og registreringssystem på overflaten.

Produksjonsrør/foringsrør-overføring (Tubing-Casting Transmission, «TUCAS»), et trådløst toveis kommunikasjonssystem, utviklet og patentert av

Schlumberger (US-patent nr 4 839 644 som herved inntas som referanse), hvor et isolert system av produksjonsrørog foringsrør tjener som en koaksiallinje som vist på figur 1. Både kraft og toveis signaloverføring er mulig i TUCAS-systemet. Fordi systemet benytter en induktiv koplingsteknikk til å injisere eller hente ut kraft og signal fra systemet, kan bare effekt i størrelsesorden flere titalls watt sendes til sensorinnretningene end i borehullet, noe som er tilstrekkelig for kommersielle trykksensorer. I tillegg må elektrisk isolasjon mellom produksjonsrør og foringsrør opprettholdes.

Ulempene er likeledes opplagte i kjente systemer hvor en toroid blir bruk til strøminjeksjon i foringsrør eller en borestreng som er i kontakt med et omgivende sementringrom eller en grunnformasjon. I tillegg til begrensningene i det effekt-nivå som kan koples induktivt, vil strømsløyfen være lokal ettersom strømreturen vil søke den korteste elektriske vei gjennom formasjonen tilbake til foringsrøret, som vist på figur 2.

Et annet system som bruker konduktiviteten i foringsrøret, injiserer strøm for lokal oppvarming av formasjonen for å hjelpe til å bevege viskøse hydrokar-bonfluider. Dette systemet som er illustrert på figur 3, konsentrerer en stor strøm inn i et minimalt område, noe som resulterer i lokalisert, høy strømtetthet i den resistive undergrunnen, for derved å generere varme. Høy strømtetthet ses i den oppvarmede sone H, mens meget lav strømtetthet ses ved returelektroden R på overflaten.

En enkel overflateretur blir benyttet ettersom det ikke påvirker den totale systemeffektivitet når det gjelder elektrisk sirkulasjon. Denne type system bruker ikke foringsrøret i forbindelse med nedhulls elektronikk, dvs. for kommunikasjon med eller direkte kraftoverføring til nedhulls elektronikk, men fokuserer i stedet for genereringen av varme i formasjonen via konsentrasjon av en stor strømfluks ved enden av foringsrøret i sone H, isolasjon blir benyttet for strømkonsentrasjon i sone H ved å hindre den injiserte strøm fra å strømme ut fra foringsrøret til den omgivende formasjon bortsett fra der hvor det er ønsket, dvs. ved bunnen av brønnen hvor foringsrøret er eksponert i sone H.

Flere ulemper er opplagte i et system som på figur 3. En viktig og poten-sielt farlig ulempe er at brønnhodet nødvendigvis blir holdt på et meget høyt potensiale for å oppnå den ønskede strømtetthet ved bunnen av brønnen for å generere tilstrekkelig formasjonsoppvarming til de ønskede formål. Dette kan medføre betydelig fare for mannskapet på brønnstedet.

EP A1 721053 omhandler et transmisjonssystem for elektrisk signal- og kraftoverføring i et borehull mellom en nedhullslokasjon og overflaten, der signaler sendes langs en rørseksjon med et ytre isolasjonslag og med en returbane langs en hydraulikklinje. GB A 2076039 omhandler en frengangsmåte og en anordning for telemetri langs et borerør under boring, der tilstøtende rørseksjoner er elektrisk isolerte fra hverandre.

Begrensningene ved teknikkens stand blir overvunnet ved hjelp av fremgangsmåten og anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse, for kraft- og signal-overføring ved bruk av isolert foringsrør for permanente installasjoner nede i brøn-nen, som beskrevet nedenfor.

Foreliggende oppfinnelse er rettet på forskjellige fremgangsmåter og anordninger for overføring av minst ett elektrisk signal til eller fra minst en nedhulls innretning i en brønn. Fremgangsmåten omfatter tilveiebringelse av et elektrisk ledende rør i brønnen, å isolere elektrisk en seksjon av røret ved å innkapsle en seksjon av røret med et isolerende lag og isolere den innkapslede seksjon av røret fra en tilstøtende seksjon av røret ved å benytte et rørmellomrom, å innføre det elektriske signal i den isolerte seksjon av røret, å tilveiebringe en returbane for det elektriske signal, og å forbinde innretningen nede i borehullet med den isolerte seksjon.

I alternative utførelsesformer innebærer fremgangsmåten å innføre det elektriske signal via induktiv kopling og/eller direkte kopling. Det elektriske signalet innbefatter kraft eller kommunikasjonssignaler.

De elektriske signalene kan innføres ved hjelp av en av innretningene nede i borehullet eller ved hjelp av en innretning på overflaten, direkte eller induktivt koplet til den isolerte seksjon av røret.

Fremgangsmåten kan også innbefatte bruk av et annet rørmellomrom til å danne en fullstendig elektrisk isolert rørseksjon.

I de forskjellige utførelsesformer kan en eller flere innretninger være koplet til den isolerte seksjon av røret.

Returbanen for det elektriske signalet kan tilveiebringes gjennom grunnformasjonen som omgir brønnen, gjennom sementringrommet eller gjennom et ytre ledende lag av det ledende røret.

Det er også tilveiebrakt en anordning for overføring av minst et elektrisk signal til eller fra minst en innretning nede i en brønn. I forskjellige utførelsesfor-mer omfatter anordningen et elektrisk ledende rør installert i brønnen. En isolasjonsanordning for elektrisk å isolere en seksjon av røret, hvor isolasjonsanordningen omfatter et isolerende innkapslingslag omkring rørseksjonen og et rørmel-lomrom som isolerer den isolerte seksjon av røret fra en tilstøtende seksjon av røret, en anordning for innføring av elektriske signaler i den isolerte seksjon av røret, en anordning for å tilveiebringe en returbane for det elektriske signal, og en anordning for elektrisk å forbinde innretningen nede i brønnen med den isolerte seksjon av røret.

I alternative utførelsesformer omfatter anordningen induktiv kopling og/eller direkte kopling for innføring av elektrisk kraft eller kommunikasjons-signaler.

De elektriske signalene kan innføres ved hjelp av en av innretningene nede i brønnen eller ved hjelp av en innretning på overflaten, direkte eller induktivt koplet til den isolerte rørseksjon.

Anordningen kan også omfatte et annet rørmellomrom for å danne en fullstendig elektrisk isolert rørseksjon.

I de forskjellige utførelsesformene kan en eller flere innretninger være koplet til den isolerte seksjon av røret.

Returbanen for det elektriske signalet kan være tilveiebrakt gjennom en grunnformasjon som omgir brønnen, gjennom sementringrommet eller gjennom et ytre ledende lag av det ledende røret.

De foregående og andre trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå tydeligere i lys av den følgende detaljerte beskrivelse av eksempler på ut-førelsesformer, som vist på de vedføyde tegninger.

I den følgende detaljerte beskrivelse vises det til de følgende tegninger som følger og er tilveiebrakt for å gi en bedre forståelse av oppfinnelsen, og hvor:

Fig. 1 illustrerer et kjent apparat for trådløs overføring,

Fig. 2 illustrerer kjent oppførsel av indusert strøm,

Fig. 3 illustrerer et kjent apparat for oppvarming av en grunnformasjon, Fig. 4 illustrerer en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som benytter et isolert foringsrør med direkte opphulls og induktiv nedhulls kopling, Fig. 5A illustrerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som benytter et isolert foringsrør med direkte opphulls og nedhulls kopling, Fig. 5B illustrerer strømbanen gjennom innretningene nede i brønnen på

figur 5A,

Fig. 6 illustrerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som benytter et isolert foringsrør og produksjonsrør med direkte opphulls og nedhulls kopling, Fig. 7 illustrerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som er realisert med foringsrør og/eller produksjonsrør med forskjellige diametere, Fig. 8 illustrerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse implementert i en brønn som har en lateralbrønn og foringsrør og/eller produksjonsrør med forskjellige diametere, Fig. 9 illustrerer en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som benyt ter et isolert foringsrør med induktiv opphulls og nedhulls kopling, Fig. 10 illustrerer en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor innretningene nede i brønnen er koplet i serie ved bruk av rørmellomrom i produksjonsrøret, Fig. 11 illustrerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor flere innretninger nede i brønnen er koplet i parallell ved bruk av rørmellomrom i produksjonsrøret, Fig. 12A illustrerer en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor flere innretninger nede i brønnen er koplet i serie ved bruk av rørmellom-rom i produksjonsrøret,

Fig. 12B illustrerer strømbanen gjennom innretningen nede i hullet på

figur 12a,

Fig. 13 illustrerer en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor flere innretninger nede i brønnen er koplet i serie ved bruk av rørmellom-rom i det isolerte foringsrøret, Fig. 14 illustrerende utførelsesform av rørmellomrommet ifølge foreliggende

oppfinnelse,

Fig. 15 illustrerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som benytter et ytre ledende lag på det isolerte foringsrøret og induktiv kopling nede i brønnen, Fig. 16 illustrerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som benytter et ytre ledende lag på det isolerte foringsrør og direkte (parallell) kopling nede i brønnen, og Fig. 17 illustrerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som benytter et meget godt ledende sementlag som det ytre ledende lag på det isolerte foringsrør og direkte (parallell) kopling nede i brønnen.

På figur 4 er det vist en illustrerende utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

En brønn 1 (med retningen av produksjonsstrømmen i brønnen indikert med en pil) er boret ned i undergrunnsformasjonen 10 og avsluttet med et isolert ledende rør 20 som er festet ved hjelp av et sementringrom. Selv om det i denne utførelsesformen er vist en produksjonsbrønn, kan oppfinnelsen like godt anven-des i forbindelse med andre typer brønner.

Rørmellomrommet 11 er anbrakt inne i det ledende rør for å tilveiebringe to elektriske soner i røret I og II, henholdsvis over og under mellomrommet.

I denne utførelsesformen er det ledende rør realisert som en foringsrør-streng 22 som innbefatter foringsrørsegmenter 22A og 22B hvor et område A av strengen 22 er isolert ved hjelp av et isolerende lag 30. De to elektriske sonene blir tilveiebrakt ved å frembringe et elektrisk «mellomrom» mellom foringsrørseg-mentene 22A og 22B hvor foringsrørsegmentet 22A er elektrisk isolert fra segmentet 22B ved hjelp av mellomrommet. For fullstendig å bevirke de elektriske sonene, bør det isolerende lag 30 strekke seg langs foringsrørsegmentet 22B forbi mellomrommet 11 (det vil si overlappe segmentet 22A) for elektrisk å isolere til-støtende foringsrørsegmenter 22A og 22B fra hverandre ved sammenføynings-punktet og gjennom området A. Detaljer vedrørende rørmellomrommet 11 følger i forbindelse med diskusjonen av figur 14.

Over og under det elektrisk isolerte området A av segment 22B er deler av foringsrøret frilagt, som danner øvre og nedre elektrodedeler, henholdsvis 70 og 72. Disse delene er frilagt for å tillate elektrisk kontakt mellom disse begrensede elektrodedelene av foringsrøret og det omgivende ringrommet 40 og formasjonen 10.

Overflateutstyr (innbefattende en spenningskilde 24 og en koder/dekoder 25) er tilkoplet foringsrørstrengen 22 via ledninger 60 og 61 på hver side av rør-mellomrommet. Strømmen blir injisert via ledning 30 direkte inn i foringsrørseg-mentet 22B med en returforbindelse på ledning 61 som er tilkoplet foringsrørseg-mentet 22A. Den injiserte strøm vil flyte langs de viste strømlinjer 12 gjennom for-ingsrørsegmentet 22B, lekke inn i ringrommet 40 og grunnformasjonen 10 via en bunnelektrode 72 og søke en returbane til foringsrørsegmentet 22A gjennom den øvre elektroden (returelektroden) 70 tilbake til foringsrørsegmentet 22A og til overflateutstyret via ledning 61.

Ved en passende dybde i brønnen er det installert måleinnretninger inne i eller på utsiden av foringsrøret. Måleinnretninger, vanligvis sensorer, måler et signal vedrørende en fysisk egenskap ved grunnformasjonen, brønnen eller reservoaret, enten inne i eller utenfor foringsrøret. For illustrasjonsformål er måleinnretningen 28 på figur 4 vist installert på utsiden av foringsrøret 22.

Elektronikken i innretningen 28 mottar elektrisk kraft via induksjon fra en toroidformet transformator («toroid») 26 på utsiden av foringsrøret 22, spesielt for-ingsrørsegment 22B. Den nevnte injiserte strøm som flyter gjennom foringsrør-segmentet 22B (her injisert via ledning 60 som beskrevet ovenfor) genererer induktivt en spenning i toroiden 26 ved kjente elektromagnetiske prinsipper, som benyttes som energi og kommuniserer med sensoren. Som kjent kan forskjellige signaler (innbefattet kraft og kommunikasjon) moduleres på en enkelt bærestrøm for overføring ned i hullet via injeksjon. Toroiden 26 kan være tilpasset og installert på et segment av foringsrøret 22 under fremstillingen av dette, i likhet med forskjellige måleinnretninger ment for permanent installasjon.

For kommunikasjon til overflaten blir det signal som avføles ved hjelp av vindretningen 28, kodet til en annen vekselstrøm i toroid 26 ved hjelp av en kode-krets 27 nede i brønnen, ved en frekvens som er forskjellig fra frekvensen til den injiserte strømmen. Denne annen spenning induserer en annen strøm i forings-rørsegmentet 22B, som også flyter langs illustrerende strømbaner 12 og detekte-res ved hjelp av en elektronisk detektor 25 på overflaten hvor den blir registrert, lagret eller behandlet på annen måte etter behov.

Selv om det ikke er vist, kan flere måleinnretninger (av samme type eller av forskjellig type) med kodings/dekodings-kretser og/eller flere toroider være anbrakt ved forskjellige punkter (vertikal) langs det isolerte foringsrøret (for eksempel over området A). Dette gjør det mulig å fordele en mengde måleinnretninger langs brønnens lengde for å utføre diverse målinger. Kodings/dekodingskretsen for hver måleinnretning kan i tillegg være utstyrt med en adresserbar krets som gjør det mulig å sende instruksjoner til og målesignaler mottatt fra, individuelt styrbare måleinnretninger.

Mens et typisk sementringrom 40 har ledende egenskaper, kan spesielle sementblandinger med høy konduktivitet for å øke sementens konduktivitet for å tilveiebringe en mer ledende bane for strømmer. Bruken av meget ledende sementblandinger har fordelen med å tilveiebringe en returbane med regulerbare elektriske karakteristikker. Bruken av spesialblandet sement med høy konduktivitet vil bidra til økt ytelse og effektivitet, men er ikke kritisk og vanlig sement kan også benyttes.

Når det gjelder alle utførelsesformer som beskrives her, omfatter det permanent installerte, ledende rør, minst et indre ledende organ og et ytre isolerende lag. Det ledende organ kan være enten: 1) et vanlig metallisk, fortrinnsvis ikke-magnetisk, ledende foringsrør; 2) en ledende produksjonsrørledning; eller 3) en annen ledende foring installert permanent (vanligvis via sementeringen) nede i brønnen (slik som de som er beskrevet i forbindelse med figurene 15-17 nedenfor). Røret er omkretsmessig innkapslet ved hjelp av et isolerende lag over et spesifisert område. For illustrasjonens skyld og uten at det er meningen å påføre begrensninger, benytter de forskjellige utførelsesformer som diskuteres her, ledende foringsrør eller en kombinasjon av foringsrør og produksjonsrør som det ledende rørorgan. Det isolerende lag kan være keramikk, plast, fiberglass eller andre materialer som på forhånd er påført hver foringsrørseksjon før den blir transportert til brønnstedet for installasjon eller alternativt, kan det isolerende lag være et belegg, maling eller omvikling som er forhåndspåført eller blir påført på stedet for brønnen. En strømkilde og en returbane er også tilveiebrakt, som diskutert i forbindelse med de forskjellige utførelsesformer. I de forskjellige utførelsesform-ene er øvre og nedre elektrodedeler av det isolerte rør frilagt for å tillate det ledende rør å komme i elektrisk kontakt med det omgivende sementringrom for å tilveiebringe en strømkilde og returbane. Prinsippet for virkemåten av foreliggende oppfinnelse forblir uendret uansett den fysiske oppbygning som velges som rør, realiseringen av det isolerende lag, strømkilde eller returbane.

Figur 5A illustrerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor direkte kopling blir brukt for både strøminjeksjon og forbindelse til måleinnretningen nede i brønnen.

I likhet med utførelsesformen på figur 4 er røret implementert som en for-ingsrørstreng 22 som innbefatter foringsrørsegmenter 22A, 22B og 22C. Rørmel-lomrommet 11 er anbrakt i foringsrørstrengen for å tilveiebringe elektrisk isolasjon mellom tilstøtende foringsrørsegmenter 22A og 22B. Et annet rørmellomrom 110 er anbrakt mellom tilstøtende foringsrørsegmenter 22B og 22C for å tilveiebringe elektriske soner I, II og III. De elektriske sonene er et resultat av det elektriske «mellomrommet» mellom foringsrørsegmentene 22A og 22B, og det mellom 22B og 22C, hvor foringsrørsegment 22A er elektrisk isolert fra segment 22B ved hjelp av mellomrommet 1 % og 22B er elektrisk isolert fra 22C ved hjelp av det annet mellomrom 110. Det isolerende lag 30 strekker seg forbi hvert mellom rom 11, 110 for fullstendig å isolere elektrisk foringsrørsegment 22B. Strøm vil flyte gjennom det ledende sementringrom 40 (og den omgivende grunnformasjon 10) mellom sone III og sone I (dvs. foringsrørsegmentene 22C og 22A) utenfor det isolerte ledende rør i området A.

Overflateutstyr (innbefattet spenningskilde 24 og koder/dekoder 25) er tilkoplet foringsrørstrengen 22 via ledninger 60 og 62. Strømmen blir injisert via ledning 60 inn i foringsrørsegmentet 22B med en returforbindelse via ledning 61 som er tilkoplet foringsrørsegment 22A.

Kommunikasjoner med og kraft til innretningen 28 blir levert via direkte tilkopling av innretningen 28 nede i brønnen til foringsrøret 22 som vist på figur 5B. Innretningen 28 og foringsrørsegmentene 22B og 22C er koplet i serie, med uavhengige forbindelser via ledninger 28A og 28B på hver side av mellomrommet 110 til foringsrørsegmentene, henholdsvis 22B og 22C. Strøm fra foringsrørsegment 22B vil flyte gjennom innretningen 28 til foringsrørsegment 22C.

Det vises igjen til figur 5A hvor den injiserte strøm vil flyte langs de illustrerte strømbaner 12 gjennom foringsrørsegment 22B, gjennom innretning 28 til 22C, lekke inn i ringrommet 40 via brunnelektroden 72 og søke en returbane til foringsrørsegment 22A gjennom toppelektroden 70 (returelektroden).

Strøminjeksjonsforbindelsen, via ledning 60 foringsrørsegment 22B på både figur 4 og 5A, blir oppnådd lokalt nede i brønnen inne i det isolerte området A, under mellomrommet 11. Returforbindelsen (via ledning 61 og foringsrørseg-ment 22A på både figur 4 og 5A), kan derimot oppnås nede i brønnen eller alternativt nær overflaten uten å minske ytelsen ettersom alle foringsrørsegmenter over mellomrommet 11 tilbake til overflaten er elektrisk forbundet med hverandre. Direkte foringsrørforbindelser nede i brønnen, som diskutert i forbindelse med ut-førelsesformene på figur 4 og 5A, kan oppnås på enhver egnet måte, for å sikre god (d.v.s. effektiv og med lave tap) elektrisk kontakt. En kjent teknikk er bruk av toveis innretninger.

Figur 6 viser en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor elektrisk forbindelse for strøminjeksjon blir oppnådd via direkte kopling til det ledende rør og produksjonsrør.

I likhet med utførelsesformen på figur 5A er det ledende rør implementert som en foringsrørstreng 22 som inn befatter foringsrørsegmenter 22A, 22B og 22C. Rørmellomrom 11 er anbrakt i foringsrøret for å tilveiebringe elektrisk isolasjon mellom tilstøtende foringsrørsegmenter 22A og 22B. Et annet rørmellomrom 110 er anbrakt mellom tilstøtende foringsrørsegmenter 22B og 22C og tilveiebringer elektriske soner I, II og III. De elektriske sonene er et resultat av det elektriske «mellomrom» mellom foringsrørsegmentene 22A og 22B, og 22B og 22C, hvor foringsrørsegment 22A er elektrisk, isolert fra segment 22B med mellomrom 11 og 22B elektrisk isolert fra 22C ved det annet mellomrom 110. Det isolerende lag 30 strekker seg ut forbi hvert mellomrom 11,110 for fullstendig å isolere foringsrør-segmentet 22B elektrisk. Strøm vil flyte gjennom det ledende segmentringrom 40 (og omkring hver grunnformasjon 10) mellom sone III og sone I, (det vil si forings-rørsegment 22C og 22A) utenfor det isolerte ledende røret i området A.

Produksjonsrøret 18 er elektrisk isolert fra foringsrøret i sone I og III (det vil si foringsrørsegmentene fra overflaten ned gjennom og innbefattende 22A og fra og innbefattende 22C ned til bunnen av brønnen) ved en av flere kjente teknikker, slik som å tilveiebringe et isolerende lag omkring produksjonsrøret eller et isolerende lag på innsiden av foringsrøret eller ikke-ledende sentrerings-anordninger (ikke vist) kan være utsatt i sonene I og III. Produksjonsrøret 18 er elektrisk forbundet med foringsrøret i sone II via passende anordninger slik som en ledende pakning 71. Når et isolert produksjonsrør blir brukt, må det isolerende laget gjennomtrenges eller fjernes ved den ledende pakning 71 for å muliggjøre elektrisk kontakt med foringsrøret (dvs. foringsrørsegment 22B på illustrasjonen).

Overflateutstyr (innbefattet spenningskilde 24 og koder/dekoder 25) er forbundet med foringsrøret 18 via ledning 60 og med foringsrørstrengen i sone I via ledning 61. Strømmen blir injisert via ledning 60 inn i produksjonsrøret 18 med returforbindelsen på ledning 61 tilkoplet foringsrørsegmentet (22A) i sone I. Elektrisk forbindelse fra produksjonsrøret 18 til foringsrørsegmentet 22B i sone II blir oppnådd ved en ledende pakning 71 i denne utførelsesformen.

Kommunikasjon med og kraftoverføring til innretningen 28 blir oppnådd ved direkte tilkopling av innretningen 28 nede i brønnen. Innretningen 28 og forings-rørsegmentene 22B og 22C er koplet i serie med uavhengige forbindelser via ledere 28A og 28B på hver side av mellomrommet 110 til foringsrørsegmentene, henholdsvis 22B og 22C. Strøm fra foringsrørsegment 22B vil flyte gjennom innretningen 28 på leder 28A til foringsrørsegment 22C på leder 28B. Serieforbindelsen er som vist på figur 5B, som er diskutert ovenfor.

Den injiserte strøm vil flyte langs illustrerende strømlinjer 12 i produksjons-røret 18 gjennom den ledende pakning 71 til foringsrørsegmentet 22B i sone II, gjennom innretningen 28 til foringsrørsegmentet 22C i sone III, lekke inn i ringrommet 40 via bunnelektrode 72 og søke en returbane til foringsrørsegmentet 22A i sone l gjennom toppelektroden 70.

Utførelsesformen på figur 7 illustrerer realisering av foreliggende oppfinnelse over to ledende rør med forskjellige diameter.

For illustrasjonens skyld omfatter en øvre rørseksjon en foringsrørstreng 22 med et isolerende lag 30 elektrisk tilkoplet en nedre rørseksjon som omfatter et produksjonsrør 221 med mindre diameter og med et isolerende lag 301. Isolasjonslagene 30 og 301 danner et isolert område A. Legg merke til at selv om det kan være ønskelig å implementere lag 30 og 301 som et kontinuerlig lag, er et minimalt brudd B mellom lagene 30 og 301 akseptabelt fordi lekkasjen gjennom dette frilagte området vil være neglisjerbar og ikke i særlig grad påvirke effektiviteten eller virkemåten til foreliggende oppfinnelse. Foringsrør/foringsrør- og produk-sjonsrør/produksjonsrør-rørkombinasjoner er også mulig som fagfolk på området vil forstå.

Virkemåten av denne utførelsesformen er som for utførelsesformen på figur 4 hvor strøm blir injisert via direkte kopling på ledning 60 og med innretningen 28 nede i hullet induktivt tilkoplet røret via en toroid 26. Som på figur 4 må injeksjon (d.v.s. tilkopling av ledning 60) og toroid 26 være anordnet i det isolerte området A for å injisere en strøm som er begrenset til å flyte i røret innenfor området A for induktiv kopling til toroid 26 som også er anbrakt i området A.

Utførelsesformen på figur 8 illustrerer nytten av foreliggende oppfinnelse i en lateral (eller «sidespor»-)brønn.

Som diskutert i forbindelse med figur 7, kan realiseringen være over ledende rør med forskjellig diameter. Den illustrerende utførelsesformen på figur 8 viser en øvre rørseksjon som omfatter en foringsrørstreng 22 med et isolerende lag 30, elektrisk tilkoplet en nedre rørseksjon som omfatter et produksjonsrør 221 med mindre diameter og med et isolerende lag 301 (som på figur 7) og et forings-rør 222 og et isolerende lag 302 i en lateral brønn 2. Isolasjonslagene 30, 301 og 302 danner det isolerte området A som vist. Legg merke til at, som på figur 7, selv om det kan være ønskelig å ha lagene 30, 301 og 302 kontinuerlige, er små brudd B mellom lagene aksepterbart fordi lekkasje gjennom dette frilagte området vil være minimal og ikke i særlig grad påvirke den totale effektiviteten eller virkemåten av foreliggende oppfinnelse. Foringsrørstrenger 22, 221 og 222 bør være elektrisk forbundet med hverandre.

Virkemåten til denne utførelsesformen er maken til den på figur 7 hvor strøm blir injisert via direkte kopling på ledninger 60 og 61, (over og under mellomrommet 11) og innretninger nede i brønnen, 28 og 28', er induktivt koplet til røret via toroider 26 og 26'. Som på figur 7 må injeksjonen (d.v.s. tilkopling av ledning 60) være innenfor det isolerte området A for å injisere en strøm som vil flyte i røret innenfor området A, og likeledes måttoroidene 26 og 26' være anbrakt i området A for å fange inn den injiserte strøm.

Selv om de ikke er vist, kan adresserbare kretser være tilføyd koder/deko-der-kretsen 25 i overflateutstyret og 27, 27' i innretningene 28 og 28' nede i brøn-nen for å bevirke uavhengig kommunikasjon og styring av de enkelte innretninger nede i brønnen.

Ytterligere forskjellige kombinasjoner som innbefatter direkte kopling av innretninger nede i brønnen og/eller induktiv injeksjonskoplings-forbindelser vil også kunne benyttes.

Figur 9 illustrerer en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor et isolert foringsrør og induktiv kopling blir brukt for kraftforsyning og toveis signalover-føring nede i brønnen.

Toroiden 23 blir brukt til strøminjeksjon hvor en strøm blir indusert i forings-røret 22 i det isolerte området A. Toroiden 23 er forbundet med overflaten over en kabel 60. Rørmellomrommet 11 blir brukt til å danne elektriske soner I og II som diskutert tidligere.

På overflaten blir elektrisk strøm injisert inn i toroiden 23 via en kilde 24 gjennom en kabel 60, for derved å indusere en strøm i foringsrøret 22 (etter kjente elektromagnetiske prinsipper). Den induserte strøm i foringsrøret flyter langs illustrerte strømbaner 12 gjennom foringsrøret 22 hvor strømmen, ved bunnen av for-ingsrøret, via en bunnelektrode 72, lekker inn i sementringrommet 40 og flyter gjennom ringrommet til toppelektroden (returelektroden) 70.

Måleinnretningen 22 mottar elektrisk kraft fra en toroid 26 på utsiden av for-ingsrøret 22 via induksjon, hvor den nevnte strøm som flyter gjennom foringsrøret (her indusert av toroid 23 som beskrevet ovenfor) induktivt genererer en spenning i toroiden 26 som blir brukt til å energisere sensoren. Toroiden 26 kan være tilpasset og installert på segmenter av foringsrøret 22 under fremstillingen av dette, noe som også gjelder forskjellige måleinnretninger beregnet på permanent installasjon.

Det signal som avføles av måleinnretningen 28 blir kodet til en annen vek-selspenning i toroiden 26 ved hjelp av en koderkrets 27 nede i brønnen, ved en annen frekvens enn frekvensen til den første indiserte strøm. Denne annen spenning skaper en annen strøm i foringsrøret 22, som også flyter langs illustrerte strømbaner 12 og blir detektert ved hjelp av en elektronisk detektor 25 på overflaten hvor den blir registrert, lagret eller behandlet på annen måte.

Selv om det ikke er vist, kan flere måleinnretninger (av samme type eller andre typer) med koder/dekoder-kretser og flere toroider være anbrakt ved forskjellige punkter langs det isolerte foringsrør. Dette gjør det mulig å fordele en mengde måleinnretninger langs brønnens lengde for å utføre diverse målinger.

Koder/dekoder-kretsen 27 i hver måleinnretning kan i tillegg være utstyrt med en adresserbar krets som gjør det mulig å sende instruksjoner til og målesignaler mottatt fra individuelt styrbare måleinnretninger.

På figur 10 er det vist en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hor produksjonsrøret 18 blir benyttet som ledende rør og et konvensjonelt (uisolert) foringsrør 22 blir bruk som returbane for både kommunikasjon med og kraftoverføring til en innretning 28 nede i brønnen.

I likhet med utførelsesformene på figur 5A og 6 er røret realisert som en produksjonsrørstreng 18 som innbefatter produksjonsrørsegmenter 18A, 18B og 18C. Rørmellomrommet 111 er anbrakt inne i produksjonsrørstrengen for å tilveiebringe elektrisk isolasjon mellom produksjonsrørsegmenter 18A og 18B. Et annet rørmellomrom 112 er anbrakt mellom produksjonsrørsegmenter 18B og 18C for å tilveiebringe elektriske soner I, II og III. De elektriske sonene er et resultat av det elektriske «mellomrom» mellom produksjonsrørsegmentene 18A og 18B og 18B og 18C hvor produksjonsrørsegmentet 18A er elektrisk isolert fra segment 18B med mellomrommet 111, og 18B elektrisk isolert fra 18C ved hjelp av mellomrommet 112. Produksjonsrøret i sone II (dvs. produksjonsrørsegmentet 18B) blir holdt elektrisk isolert fra foringsrøret 22 og er derfor fullstendig elektrisk isolert. Dette kan oppnås med mange kjente teknikker, slik som å tilveiebringe et isolerende lag omkring produksjonsrøret med laget gjennomtrengt eller fjernet ved tilkopling til innretningen 28, eller ved for eksempel å bruke ikke-ledende sentrer-ingsanordninger (ikke vist) eller ikke-ledende fluid i det indre ringrom (dvs. rommet mellom produksjonsrøret og foringsrøret) (ikke vist). Elektrisk forbindelse blir opprettet mellom produksjonsrørsegmentet 18C og foringsrøret 22 gjennom en ledende pakning 71 for strømreturbanen.

Overflateutstyr (innbefattende spenningskilden 24 og koder/dekoder 25) er tilkoplet produksjonsrørsegmentet 18B og foringsrøret 22 via ledninger 60 og 61. Strømmen blir injisert via ledning 60 inn i produksjonsrørsegmentet 18B med en returforbindelse over ledning 61 som er tilkoplet foringsrøret 22.

Direkte tilkopling av innretningen 28 nede i brønnen til produksjonsrøret 18 blir brukt til å kommunisere og tilveiebringe kraft til innretningen 28. Innretningen 28 og produksjonsrørsegmentene 18B og 18C er koplet i serie, med uavhengige tilkoplinger via ledere 28A og 28B på hver side av mellomrommet 112 til produk-sjonsrørsegmentene 18B og 18C, respektive. Strøm fra produksjonsrør-segmentet 18B vil strømme gjennom innretningen 28 til produksjonsrørsegmentet 18C. Seriekoplingen er maken til den som er vist på figur 5B.

Den injiserte strøm vil flyte langs de viste strømlinjer 12 gjennom produk-sjonsrørsegmentet 18B, gjennom innretningen 28 til produksjonsrør-segmentet 18C, gjennom den ledende pakning 71 langs en returbane i foringsrøret 22.

Direkte produksjonsrørtilkoplinger nede i brønnen som diskutert i forbindelse med utførelsesformene på figur 10, kan oppnås på enhver egnet måte for å sikre god (d.v.s. effektiv og med lavt tap) elektrisk kontakt. En kjent teknikk er via toveis innretninger. Injeksjonsforbindelsen, via linje 60 til produksjonsrør-segmentet 18B, må oppnås lokalt nede i brønnen i produksjonsrøret i sone II. Returforbindelsen (via ledning 61 og foringsrør 22) kan derimot oppnås nede i borehullet eller alternativt nær overflaten uten minsket ytelse.

På figur 11 er det vist en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, i forhold til den som er vist på figur 10, som er nyttig for tilkopling av flere innretninger nede i brønnen. Her blir produksjonsrørstrengen 18 benyttet som det ledende rør og et konvensjonelt foringsrør 22 blir brukt for kommunikasjon med en innretning 28 nede i brønnen.

Røret er realisert som en produksjonsrørstreng 18 innbefattende produk-sjonsrørsegmenter 18A, 18B og 18C. Rørmellomrommet 111 er anbrakt inne i produksjonsrørstrengen for å tilveiebringe elektrisk isolasjon mellom produksjons-rørsegmentene 18A og 18B. Et annet rørmellomrom 112 er anbrakt mellom pro-duksjonsrørsegmentene 18B og 18C for å tilveiebringe elektriske soner I, II og III. De elektriske sonene er et resultat av det elektriske «mellomrommet» mellom pro-duksjonsrørsegmentene 18A og 18B og 18B og 18C hvor produksjonsrørsegmen-tet 18A er elektrisk isolert fra segment 18B ved mellomrommet 111 og 18B elektrisk isolert fra 18C ved mellomrommet 112 for fullstendig å isolere produksjons-rørsegmentet 18B elektrisk.

Overflateutstyr (innbefattet spenningskilder 24 og koder/dekoder 25) er tilkoplet produksjonsrørsegmentet 18B og foringsrøret 28 via ledninger 60 og 61, respektive. En spenning blir påtrykt via ledning 60 til produksjonsrørsegmentet 18B med en returforbindelse på ledning 61 tilkoplet foringsrøret 22. En differen-sial-spenning blir således opprettet mellom produksjonsrørsegmentet 18B og for-ingsrøret 22.

Direkte tilkopling av innretningen 28 nede i brønnen blir brukt for å kommunisere med og tilveiebringe kraft til innretningen 28. Innretningen 28 er koplet i parallell mellom produksjonsrørsegmentet 18B og foringsrøret 22. Strøm fra pro-duksjonsrørsegmentet 18B vil flyte gjennom innretningen 28 til foringsrøret 22.

Strømbanen vil således være langs de viste strømbaner 12 gjennom pro-duksjonsrørsegmentet 18B, gjennom innretningen 28 til en returbane langs for-ingsrøret 22.

Direkte nedhulls produksjonsrørforbindelser som diskutert i forbindelse med utførelsesformene på figur 11, kan oppnås på en hvilken som helst egnet måte for å sikre god (d.v.s. effektiv og med lavt tap) elektrisk kontakt. Forbindelsen for spenningspåtrykning, via ledning 60 til produksjonsrørsegmentet 18B må oppnås lokalt nede i hullet innenfor produksjonsrøret i sone II (d.v.s. segment 18B). Returforbindelsen (via ledning 61 og foringsrør 22) kan derimot oppnås nede i hullet eller alternativt nær overflaten uten minsket ytelse.

Som på figur 10 bør produksjonsrøret i sone II (d.v.s. segment 18B) holdes elektrisk isolert fra produksjonsrørstrengen 22.

Figur 12A er en alternativ utførelsesform av den som er vist på figur 10, og er nyttig for tilkopling av flere innretninger nede i brønnen.

Denne utformingen muliggjør innretningsuavhengig forbindelse for å opp-rettholde integriteten av seriekoplingen i tilfelle feil ved noen av de flere innretninger.

Utførelsesformen på figur 12A unngår direkte tilkopling av innretningen nede i brønnen til produksjonsrøret 18 ved å realisere en mellomliggende transfor-matorspole 128 over de to elektriske sonene på hver side av rørmellomrommene. Her blir flere mellomrom brukt til å realisere elektriske soner I, II, III og IV, som vist. Spolen 128 vil tillate strøm å flyte fritt omkring mellomrommet 112 gjennom påfølgende produksjonsrørsegmenter 18n+1 og 18n+2 eller 18n+2 og 18n+3, uavhengig av den utsatte type innretning. En representativ strømbane er illustrert på figur 12B via ledere 128A og 128B.

Produksjonsrøret i sone IV er elektrisk tilkoplet foringsrøret 22 via passende anordninger, slik som en ledende pakning 71. Når det isolerte produksjonsrør blir benyttet, må isolasjonslaget gjennomtrenges eller fjernes ved den ledende pakning 71 for å tilveiebringe elektrisk kontakt med foringsrøret. Den ledende pakning 71 vil således lukke den elektriske kretsen mellom produksjonsrøret 18 og produksjonsrøret 22. Segmentene i sone II og III bør fortsatt være elektrisk isolert fra foringsrøret 22.

Innretningen 28 nede i brønnen blir så induktivt koplet til spolen 128 ved en tilsvarende spole 228. Adresserbare kretser kan være innbefattet i koderen/deko-deren 27 for å sørge for uavhengig styring av de enkelte innretninger. Selv om bare to slike innretninger 28 er vist nede i brønnen, kan ethvert antall settes inn på denne måten, hver i forbindelse med et rørmellomrom som vist.

Figur 13 er en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som vist på figur 12A, som illustrerer anvendelse av foreliggende oppfinnelse langs foringsrørsegmenter.

Prinsippene for virkemåten av den utførelsesform som er vist på figur 13, er maken til de som er beskrevet i forbindelse med utførelsesformen på figur 12A, som fagfolk på området vil forstå.

Figur 14 skisserer en illustrerende utførelsesform av rørmellomrommet ifølge foreliggende oppfinnelse.

For illustrasjonsformål blir de forskjellige rørmellomrom som er diskutert her (i forbindelse med figurene 4-13) realisert som en gjenget hylse 32 av isolasjons-materiale slik som harpiks, keramikk eller plast, innpasset mellom tilsvarende gjengede rørseksjoner. I denne illustrasjonen er røret en produksjonsrørstreng med den gjengede hylse 32 innpasset mellom tilstøtende gjengede foringsseksjo-ner 22n og 22n+1. Et ytre isolasjonslag 30 er også tilveiebrakt i denne utførelses-formen, på utsiden av røret for å overlappe de sammenføyde seksjoner 22n og 22n+1 for å hindre elektrisk forbindelse mellom de to rørseksjonene via en ytre bane, slik som den omgivende sement eller grunnformasjon.

Når direkte forbindelse blir benyttet til strøminjeksjon (som vist på figur 14) og når det er ventet at ledende fluider (slik som saltvann) kan produseres i brøn-nen, kan isolasjon av rørets innside være ønskelig for å hindre enn kortslutnings-bane mellom kontaktpunktene (60a og 61a på figur 14) gjennom det ledende fluid. Et indre isolasjonslag 303 omkring den indre omkrets av røret, vist som foringsrør 22 på figuren, er ønskelig. En minste lengde lc av laget 303 kan beregnes basert på faktorer som innbefatter avstanden dc mellom kontaktpunktene 60a, 61a, den forventede konduktiviteten til fluidet og det strømnivå som skal injiseres (dvs. det potensial som ventes mellom punktene 60a og 61a). En maksimal lengde er ikke kritisk fordi et lengre (enn minstelengden) isolasjonslag 303 vil resultere i en for-sterkning av effektiviteten.

Den måte som den elektriske isolasjon av rørseksjonene blir oppnådd på, er ikke avgjørende, og realiseringen som er vist iden illustrerende utførelsesform, er ikke ment å være begrensende. Det er bare viktig å oppnå det ønskede resultat med elektrisk isolasjon av to sammenføyde (d.v.s. påfølgende) seksjoner av røret på hver side av mellomrommet fra hverandre.

Figur 15 viser en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor returkretsen blir tilveiebrakt ved hjelp av et ytterligere ledende lag 140 påført utsiden av isolasjonslaget 130 på det ledende rør, foringsrøret 122, som danner en trelags leder-isolator-leder «sandwich». Det ledende laget 140 kan være ethvert ledende metall egnet for bruk nede i en brønn og som er påført utsiden av hver isolert foringsrørseksjon før den blir transportert til brønnstedet, alternativt kan den være i form av et belegg, maling eller omhylling, påført på brønnstedet.

Som vist på tegningen er isolasjonslaget 130 utformet med en «overhengende» seksjon 130a som vil frembringe rørmellomrommet ifølge foreliggende oppfinnelse.

De indre og ytre ledere er elektrisk forbundet ved et punkt langs brønnen slik at strøm som injiseres ved overflaten av kilden 24 via ledninger 60 og 61, gjennom koderen/dekoderen 25, har en lukket bane som den kan flyte langs, langs den illustrerte strømbane 12. I denne utførelsesformen er forbindelsen mellom indre og ytre ledere utført ved bunnen av brønnen ved hjelp av en shunt 150. En toroid 126 er anbrakt i isolasjonslaget 130, det vil si «lagdelt» mellom det indre ledende foringsrør 122 og det ytre ledende lag 140.

Som i tidligere utførelsesformer, som på figur 4, er måleinnretningen 28 installert på foringsrøret 122 sammen med en koder/dekoder 27. Innretningen 28 mottar elektrisk kraft fra toroiden 126 hvor den strøm som flyter gjennom forings-røret 122, induktivt genererer en spenning i toroiden som blir brukt til å energisere sensoren. Innretningen er tilkoplet toroiden 126 via en leder gjennom en ikke-ledende gjennomføringstetning 160.

Det signal som avføles av måleinnretningen 28, blir kodet inn i en annen vekselstrøm i toroiden 126, ved en frekvens som er tydelig adskilt fra frekvensen til den strøm som injiseres på overflaten, for således å frembringe en annen strøm i foringsrøret 122 og det ledende lag 140, som blir dekodet ved hjelp av den elek-troniske koderen/dekoderen 25 på overflaten og registrert eller behandlet på annen måte.

Figur 16 illustrerer en annen utførelsesform som benytter direkte tilkopling nede i borehullet. I likhet med utførelsesformen på figur 15 blir det benyttet en trelags «sandwich» omfattende det ledende foringsrør 122, isolasjonslaget 130 og et annet ledende lag 140.

De to ledende elementene 122 og 140 er isolert fra hverandre ved å forlenge isolasjonslaget 130 forbi lengden av det ledende foringsrør 122 og inn i området 180, for derved å skape et første rørmellomrom. Når det gjelder utførelses-formen på figur 15, tilveiebringer en «overhengende» seksjon 130a et annet rør-mellomrom.

En elektrisk kraftkilde 24, vanligvis på overflaten og utstyrt med koder/deko-der 25, oppretter et spenningspotensiale over de to ledende elementer 140 og 122 via ledningene 60 og 61. Ved forskjellige punkter langs brønnen er måleinnretninger 28 som måler egenskaper enten innenfor eller utenfor brønnen, tilkoplet over de to ledende elementer som vist, hvor isolerende gjennomføringer 160 isolerer og tetter det området av foringsrøret 122 gjennom hvilket en forbindelse mellom måleinnretninger) 28 og det ytre ledende lag 140 er opprettet. Måleinnretningene 28 kan være tilpasset og installert på segmenter av et trelags foringsrør under fremstilling av dette for å sikre en pålitelig forbindelse til de to ledende elementene. Strømmen vil flyte gjennom innretningen 28 fra foringsrøret 128 til det ytre ledende lag 140.

Prinsippene for virkemåten av den alternative utførelsesform som er vist på figur 17, er lik virkemåten for den utførelsesform som er vist på figur 16, med det ledende ytre lag (140 på figur 16) erstattet av et ringrom med ledende sement 40. Det ledende foringsrør 122 er dekket med et isolasjonslag 130 som er omgitt av det ledende sementringrom 40. De to ledende elementene (foringsrøret 122 og sementringrommet) er isolert fra hverandre ved å forlenge isolasjonslaget 130 forbi lengden av det ledende foringsrør 122 og inn i området 180 som danner et første rørmellomrom og en «overhengende» seksjon 130A som danner et annet rørmellomrom.

På overflaten påtrykker en spenningsgenerator 24, gjennom en koder/deko-der 25, som er elektrisk forbundet med foringsrøret 122 og sementringrommet 40 (ved hjelp av elektroden 266) via ledninger 60 og 61, et elektrisk potensiale over foringsrøret 122 og den ledende sement 40. Ved forskjellige punkter langs brøn-nen er det plassert måleinnretninger 28 for å måle fysiske egenskaper, enten innenfor eller utenfor foringsrøret. Slike innretninger avleder sin elektriske inngangs-effekt fra potensialdifferansen mellom foringsrøret 122 og den ledende sement 40 på en måte som er maken til utførelsesformen på figur 16. Spesielt vil innretningen 28 ha en kraftkabel festet til foringsrøret 122, og den andre vil passere via en isolerende gjennomføring 160 til en elektrode 267 som er anbrakt i den ledende sement 40. Strømmen vil gå gjennom innretningen 28 fra foringsrøret 122 til elektrodene 267, gjennom den ledende sement 40 til elektroden 266 som vist ved de illustrerende strømbanene 12.

Elektroder 266 og 267 er illustrert som ytre ledende lag eller bånd på begrensede segmenter av et trelags foringsrør. Disse elektrodene kunne også reali-seres som mekanisk separate elektroder anbrakt inne i sementen. Sammenlignet med separate elektroder vil imidlertid realiseringen av elektrodene som vist på figur 17, som en seksjon eller et bånd av foringsrøret, gi fordelen med øket over-flateareal gjennom hvilket strømmen flyter for å energisere måleinnretningen eller måleinnretningene.

Claims (50)

1. Fremgangsmåte for overføring av minst ett elektrisk signal til eller fra minst en innretning (28) nede i en brønn, der fremgangsmåten omfatter de trinn: å tilveiebringe et elektrisk ledende rør (20) i brønnen; å isolere en seksjon av røret elektrisk ved å innkapsle en seksjon av røret med et isolasjonslag (30) og isolere den innkapslede seksjon av røret (22A) fra en tilstøtende seksjon av røret (22B) ved hjelp av et rørmellomrom (11); å innføre det elektriske signalet i den isolerte seksjon av røret; å tilveiebringe en returbane for det elektriske signal; og å kople innretningen (28) i brønnen til den isolerte seksjon, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at det elektrisk ledende røret omfatter et elektrisk ledende foringsrør (22) som er permanent installert i brønnen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at innføringen av det elektriske signal blir utført via induktiv kopling.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at innføringen av det elektriske signal blir utført via direkte kopling.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det elektriske signal innbefatter kraftsignaler.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det elektriske signalet innbefatter kommunikasjons-signaler.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at innføringen av det elektriske signal blir utført ved en av innretningene nede i brønnen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at innføringen av det elektriske signal blir utført ved hjelp av en overflateinnretning.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved induktivt å kople overflateinnretningen til den isolerte seksjon av røret.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved direkte kopling av overflateinnretningen til den isolerte seksjon av røret.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den elektriske isolering av en seksjon av røret videre omfatter å anbringe et annet rørmellomrom for å danne en fullstendig elektrisk isolert rørseksjon.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved å kople overflateinnretningen induktivt til den isolerte rørseksjon.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved å kople overflateinnretningen direkte til den isolerte rørseksjonen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved å kople minst en av innretningene nede i brønnen induktivt til den isolerte rørseksjon.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved å kople minst en av innretningene nede i brønnen direkte til den isolerte rørseksjon.

15. Fremgangsmåte ifølge noen av kravene 1-14, karakterisert ved at returbanen for det elektriske signalet blir tilveiebrakt gjennom den grunnformasjon som omgir brønnen.

16. Fremgangsmåte ifølge noen av kravene 1-14, karakterisert ved at det elektrisk ledende foringsrør er permanent installert i brønnen via sementering.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at sementen er av en meget ledende blanding.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 16 eller 17, karakterisert ved at returbanen for det elektriske signalet blir tilveiebrakt gjennom sementen.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved å innhente det elektriske signal fra den isolerte rør-seksjon.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert ved at innhentingen blir utført ved hjelp av induktiv kopling.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert ved at innhentingen blir utført ved direkte kopling.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at innføringen av det elektriske signal i den isolerte rørseksjon blir utført via kopling gjennom et annet ledende rør.

23. Fremgangsmåte ifølge noen av kravene 1-14, karakterisert ved å tilveiebringe et ytre, elektrisk ledende lag på det isolerte rør.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at returbanen for det elektriske signal er gjennom det ytre ledende lag.

25. Fremgangsmåte ifølge noen av kravene 1-24, karakterisert ved at rørmellomrommet er anordnet inne i det isolerende lag.

26. Anordning for overføring av minst ett elektrisk signal til eller fra minst en innretning (28) nede i en brønn, omfattende: et første elektrisk ledende rør (22) installert i brønnen; en isolasjonsanordning for elektrisk å isolere en seksjon av røret; en anordning for innføring av det elektriske signal innenfor den isolerte rør-seksjon; en anordning for å tilveiebringe en returbane for det elektriske signal; og karakterisert ved at det første elektrisk ledende rør omfatter et forings-rør permanent installert i brønnen, isolasjonsanordningen omfatter et isolerende innkapslingslag (30) rundt seksjonen av røret og et første rørmellomrom (11) som isolerer en første seksjon av røret (22B) fra en tilstøtende seksjon av røret (22A).

27. Anordning ifølge krav 26, karakterisert ved at anordningen for innføring av signalet benytter induktiv kopling.

28. Anordning ifølge krav 26, karakterisert ved at anordningen for innføring av signalet benytter direkte tilkopling.

29. Anordning ifølge krav 26, karakterisert ved at det elektriske signalet innbefatter kraftsignaler.

30. Anordning ifølge krav 26, karakterisert ved at det elektriske signal innbefatter kommunikasjons-signaler.

31. Anordning ifølge krav 30, karakterisert ved at det elektriske signal blir dannet av innretningen nede i borehullet.

32. Anordning ifølge krav 30, karakterisert ved at det elektriske signal blir dannet ved hjelp av en innretning på overflaten.

33. Anordning ifølge krav 31, karakterisert ved at overflateinnretningen er tilkoplet den isolerte seksjon via induktiv kopling.

34. Anordning ifølge krav 31, karakterisert ved at overflateinnretningen er direkte tilkoplet den isolerte seksjon.

35. Anordning ifølge krav 26, karakterisert ved at isolasjonsanordningen videre omfatter et annet rør-mellomrom anordnet for å danne en fullstendig elektrisk isolert rørseksjon.

36. Anordning ifølge krav 35, karakterisert ved at overflateinnretningen er induktivt koplet til den isolerte seksjon.

37. Anordning ifølge krav 35, karakterisert ved at overflateinnretningen er direkte koplet til den isolerte seksjon.

38. Anordning ifølge krav 35, karakterisert ved at innretningen nede i brønnen er induktivt tilkoplet den isolerte seksjon.

39. Anordning ifølge krav 35, karakterisert ved at innretningen nede i brønnen er direkte koplet til den isolerte seksjon.

40. Anordning ifølge noen av kravene 26-39, karakterisert ved at returbanen for det elektriske signal er gjennom en grunnformasjon som omgir brønnen.

41. Anordning ifølge noen av kravene 26-39, karakterisert ved at det elektrisk ledende foringsrør er permanent installert i brønnen via sementering.

42. Anordning ifølge krav 41, karakterisert ved at sementen er av en meget ledende blanding.

43. Anordning ifølge krav 41 eller 42, karakterisert ved at returbanen for det elektriske signal er gjennom sementen.

44. Anordning ifølge krav 43, karakterisert ved en anordning for innhenting av det elektriske signal fra den isolerte rørseksjon.

45. Anordning ifølge krav 44, karakterisert ved at anordningen for innhenting omfatter induktiv kopling.

46. Anordning ifølge krav 44, karakterisert ved at anordningen for innhenting omfatter direktekopling.

47. Anordning ifølge noen av kravene 26-46, karakterisert ved at anordningen for innføring av det elektriske signal i den isolerte rørseksjon, omfatter et annet ledende rør.

48. Anordning ifølge noen av kravene 26-39, karakterisert ved at det ledende rør videre omfatter et ytre elektrisk ledende lag.

49. Anordning ifølge krav 48, karakterisert ved at returbanen for det elektriske signal er gjennom det ytre ledende lag.

50. Anordning ifølge noen av kravene 26-49, karakterisert ved at rørmellom rommet er anbrakt inne i isolasjonslaget.