NO337792B1 - Apparat og fremgangsmåte for å danne et borehull i en undergrunnsformasjon, der kraft og/eller data overføres - Google Patents

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen

1. Oppfinnelsesom rådet

Denne oppfinnelsen vedrører generelt oljefelt nedhullsverktøy og vedrører mer spesielt modulære boresammenstillinger anvendt for boring av borehull, hvori elektrisk energi og data overføres mellom forskjellige moduler og mellom roterende og ikke-roterende seksjoner av boresammenstillingen.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

For å oppnå hydrokarboner som for eksempel olje og gass bores borehull eller brønnhull ved å rotere en borekrone festet til bunnen av en boresammenstilling (også referert heri som borehullssammenstilling BHA ("Bottom Hole Assembly")). Boresammenstillingen er festet til bunnen av et rør eller en rørstreng som vanlig enten er et sammenføyd stivt rør (eller "borerør") eller et relativt fleksibelt spolbart rør vanlig referert til innenfor dette område som "spolerør". Borestrengen omfattende røret og boresammenstillingen blir vanlig referert til som "borestrengen". Når det sammen-føyde rør anvendes som borerør roteres borekronen ved å rotere det sammenføyde rør fra overflaten og/eller ved hjelp av en slammotor inneholdt i boresammenstillingen. I tilfellet av et spolerør roteres borekronen av slammotoren. Under boring blir et borefluid (også referert til som "slammet") tilført under trykk i røret. Borefluidet passerer gjennom boresammenstillingen og tømmes ut ved borekronebunnen. Borefluidet tilveiebringer smøring til borekronen og bærer til overflaten bergartsbiter som er desintegrert av borekronen under boring av borehullet via et ringrom mellom borestrengen og borehullveggen. Slammotoren roteres av borefluidet som passerer gjennom boresammenstillingen. En boreaksel forbundet til motoren og borekronen roterer borekronen.

En vesentlig andel av den nåværende boreaktivitet involverer boring av avviks- og horisontale borehull for mer fullstendig å utnytte hydrokarbonforekomster. Slike borehull kan ha forholdsvis komplekse brønnprofiler som kan inkludere konturerte seksjoner. For å bore slike komplekse borehull anvendes boresammenstillinger som inkluderer styresammenstillinger og en rekkefølge av verktøy og innretninger som krever energi- og signal/data utveksling. Konvensjonelle energi/data-overføringssystemer for slike boresammenstillinger begrenser ofte plasseringen av visse verktøy på grunn av vanskeligheter i å overføre energi eller data tvers gjennom individuelle boresammenstillingskomponenter som for eksempel en boremotor.

US 5,725,061 omhandler en nedihulls borekrone-drivmotor-sammenstilling med en integrert bilateral signal-og-strøm-ledningsbane.

EP 0 624 706 A2 vedrører et retningsboresystem med et integrert formasjons-evalueringsloggeverktøy.

Den foreliggende oppfinnelse tar i betraktning behovet for systemer, innretninger og metoder for effektivt å overføre energi og/eller data mellom moduler som utgjør en borehullssammenstilling BHA.

Oppsummering av oppfinnelsen

Hovedtrekkene ved oppfinnelsen fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

I aspekter vedrører den foreliggende oppfinnelse innretninger og metoder for å overføre energi som for eksempel elektrisk energi og/eller datasignaler langs en borehull bunnhullssammenstilling BHA. En eksempelvis BHA fremstilt i samsvar med den foreliggende oppfinnelse kan utplasseres i et borehull ved hjelp av offshore eller landbasert boreutstyr via en innføringsinnretning som for eksempel en borestreng, som kan være sammenføyde borerør eller spolerør. En eksempelvis bunnhullssammenstilling BHA kan inkludere utstyr og verktøy som anvender elektrisk energi og kan sende/motta data. En energi og/eller dataoverføringslinje anordnet i bunnhullssammenstillingen BHA muliggjør energi og/eller dataoverføring mellom de individuelle verktøy eller moduler som utgjør bunnhullssammenstillingen BHA.

Ifølge en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse inkluderer en boremotor innrettet for bruk i en slik bunnhullssammenstilling BHA en overføringsenhet som overfører energi og/eller data mellom moduler eller verktøy posisjonert opphulls og nedhulls fra motoren (i det følgende benevnt "energi/dataoverføringsenhet"). En eksempelvis motor inkluderer en rotor som roterer inne i en stator. Energi/data-overføringsenheten kan inkludere energi/databærere som overfører energi og/eller data tvers gjennom motoren via ledende elementer i rotoren og/eller statoren.

En eksempelvis energi/dataoverføringsenhet inkluderer en roterende ledende seksjon i rotoren, en ikke-roterende ledende seksjon i statoren eller tilstøtende (submontasje) i det følgende enkelt benevnt "sub", og en energi- og/eller data-overføringsinnretning. I en utførelsesform utgjøres den roterende ledende seksjon av energi og/eller databærere som dannes av et fleksibelt element, en lengde kompensasjonsinnretning, og et ledende element som for eksempel en isolert kabel anbrakt inne i rotoren. I den ikke-roterende ledende seksjon inkluderer en ikke-roterende energi/dataledning som utgjøres av et ledende element posisjonert langs en del av statoren eller tilstøtende "sub". Den roterende ledende seksjon roterer i forhold til den ikke-roterende ledende seksjon. Energi/dataoverføringsinnretningen er innrettet til å overføre energi og/eller data mellom den roterende ledende seksjon og den ikke-roterende ledende seksjon. I en utførelsesform inkluderer energi/dataover-føringsinnretningen et legeme, ledende elementer koplet ved en ende til en ekstern konnektor og ved den andre ende til en kontaktsammenstilling. Kontaktsammenstillingen opprettholder kontinuitet av energi- og dataoverføring mellom ledende elementer og den roterende energi/dataledning. I tillegg kan energi/dataoverføringsinn-retningen inkludere en trykk kompensasjonsenhet for å kontrollere fluidtrykk i energi/dataoverføringsinnretningen. Det fleksible element og lengde kompensasjonsenheten akkomoderer endringene i radial bevegelse og lengde av rotoren.

I et ytterligere arrangement inkluderer energi/dataoverføringsenheten ledende elementer som overfører energi og/eller data mellom de elektriske kontakter posisjonert ved endene av boremotoren. I en utførelsesform kan en gjengeforbindelse på et statorhus og en gjengeforbindelse på en aksel av rotoren være forsynt med elektriske kontakter. På grunn av at statorhuset er stasjonært i forhold til rotoren kan en energi/dataoverføringsinnretning som for eksempel en sleperingpatron eller induktiv kopling anvendes for å overføre energi og/eller data mellom de ledende elementer i statoren og de ledende elementer i den roterende aksel.

Energi/datasenderenheten og/eller energi/dataoverføringsenheten kan anvendes i flere konfigurasjoner, for eksempel for å sende eller overføre (i) bare energi, (ii) bare data, eller (iii) både data og energi. I tillegg kan disse enheter inkludere to eller flere bærere, idet hver av disse kan være tildannet for å bære bare energi, bare data eller både energi og data. Nomenklaturen "energi/data" og "enhet" anvendes bare for på enkel måte å referere til alle slike konfigurasjoner og ikke noen spesiell konfigurasjon.

Eksempelvis bunnhullssammenstilling BHA-utstyr som også kan være forbundet til energi og/eller dataoverføringslinjen inkluderer en styreenhet, en toveis datakommunikasjons- og energi ("bidirectional data communication and power") BCPM modulenhet, en føler "sub", en formasjons evaluerings "sub" og stabilisatorer. BCPM "sub" tilveiebringer energi til utstyret som for eksempel styreenheten og den toveis datakommunikasjon mellom bunnhullssammenstillingen BHA og overflate-innretninger. Nevnte føler "sub" måler parametere av interesse som bunnhulls-sammenstillings BHA orientering og lokalisering, roterende asimutal gammastråling, trykk, temperatur, vibrasjon/dynamikk og resistivitet. Nevnte formasjons evaluerings "sub" kan inkludere følere for å bestemme parametere av interesse vedrørende formasjonen (for eksempel resistivitet, dielektrisitetskonstant, vannmetning, porøsitet, densitet og permeabilitet) borehullparametere (for eksempel borehullstørrelse, og borehullruhet), geofysiske målinger (for eksempel lydhastighet og lydbevegelsestid), borehullfluider (for eksempel viskositet, densitet, klarhet, reologi, pH-nivå og innhold av gass, olje og vann) og grensebetingelser. Føleren og nevnte formasjons evaluerings FE "sub" inkluderer en eller flere prosessorer som tilveiebringer sentral-prosessorevne og datahukommelse. Ytterligere moduler og følere kan være anordnet avhengig av de spesifikke borekrav. Disse følere kan være posisjonert i nevnte "sub" og fordelt langs borerøret, i borekronen og langs bunnhullssammenstillingen BHA.

Utstyret beskrevet i det foregående kan være konstruert som moduler. For eksempel kan bunnhullssammenstillingen BHA inkludere en toveis kommunikasjon og energi BCPM modul, en følermodul, en formasjons evaluerings- eller FE-modul, en boremotormodul, en stabilisatormodul og en styreenhetmodul. Hver av disse moduler kan være ombyttbare. Hver modul inkluderer passende elektriske og data-kommunikasjonskonnektorer ved hver av sine respektive ender slik at elektrisk energi og data kan overføres mellom tilstøtende moduler via gjengeforbindelser. Over-føringsledningen eller den ledende bane som dannes av et eller flere ledende elementer posisjonert i eller langs de ovenfor beskrevne moduler og "sub" kan anvendes for å tilveiebringe toveis datasendings- og overføring og overføre energi langs bunnhullssammenstillingen BHA.

Eksempler på de mer viktige trekk ved oppfinnelsen er således blitt opp-summert ganske generelt for at den detaljerte beskrivelse derav som følger kan bli bedre forstått, og for at bidragene til teknikken på dette område kan innses. Det vil selvfølgelig være ytterligere trekk ved oppfinnelsen som skal beskrives i det følgende og som vil danne gjenstanden for de senere anførte patentkrav.

Kort beskrivelse av tegningene

For detaljert forståelse av den foreliggende oppfinnelse skal det vises til den følgende detaljerte beskrivelse av den fortrukne utførelsesform, tatt i forbindelse med de vedføyde tegninger, hvori tilsvarende elementer er gitt like tallhenvisninger og hvori: Figur 1 illustrerer et boresystem fremstilt i samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse; Figur 2 illustrerer en eksempelvis bunnhullssammenstilling BHA fremstilt i samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse; Figur 3A illustrerer en eksempelvis energi/dataoverføringsenhet fremstilt i samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse for å overføre energi og/eller data gjennom en rotor i en boremotor; Figur 3B illustrerer en alternativ utførelsesform til utførelsesform en i figur 3A hvori en elektronikkpakke er posisjonert i en rotor i en boremotor; Figur 3C illustrerer en eksempelvis energi/dataoverføringsenhet fremstilt i samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse for å føre energi og/eller data gjennom en stator i en boremotor; Figur 4 illustrerer en eksempelvis energi/dataoverføringsenhet fremstilt i samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse for å føre energi og/eller data gjennom en rotor i en boremotor; Figur 5 illustrerer en eksempelvis energi/dataoverføringsenhet fremstilt i samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse; og Figur 6 viser et skjematisk funksjonelt blokkskjema vedrørende en energi og/eller dataoverføringsinnretning for overføring av energi og data mellom roterende og ikke-roterende seksjoner av en bunnhullssammenstilling BHA.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse vedrører innretninger og metoder for overføring av energi som for eksempel elektrisk energi og/eller datasignaler. Mens den foreliggende oppfinnelse skal drøftes i konteksten av en boresammenstilling for å danne undergrunns borehull, kan den foreliggende oppfinnelse gjøres til gjenstand for ut-førelsesformer av forskjellige former. I tegningene er det vist og heri skal det forklares i detalj spesifikke utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse med den forståelse at den foreliggende fremstilling skal anses som en eksemplifisering av prinsippene for oppfinnelsen og er ikke ment å begrense oppfinnelsen til det som er illustrert og beskrevet heri.

For til å begynne med å referere til figur 1 vises der en utførelsesform av et landbasert boresystem som anvender en boresammenstilling 100 fremstilt ifølge en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse for boring av borehull. Disse konsepter og metoder er like anvendbare ved offshore boresystemer eller i systemer som anvender forskjellige typer av rigger. Systemet 10 vist i figur 1 har en boresammenstilling 100 innført i et borehull 12. Boresystemet 10 inkluderer et boretårn 14 reist på et gulv 16 som understøtter et rotasjonsbord 18 som roteres ved hjelp av en primær drivinnretning som for eksempel en elektrisk motor 20 med en ønsket rotasjonshastighet. Borestrengen 22 inkluderer en sammenføyd borestreng 24, som kan være et stivt borerør eller spolerør, som strekker seg nedover fra rotasjonsbordet 18 inn i borehullet 12. Borekronen 102, festet til borestrengenden, desintegrerer de geologiske formasjoner når den roteres for å bore borehullet 12. Borestrengen 22 er koplet til et heisespill 26 via en drivrørskjøt 28, svivel 30 og ledning 32 gjennom en taljeblokk (ikke vist). Under boreoperasjonen opereres heisespillet 26 for å kontrollere vekt på borekronen WOB, som er en viktig parameter som påvirker bore-hastigheten. Operasjonen av heisespillet 26 er vel kjent innenfor dette område og er således ikke beskrevet detaljert heri.

Under boreoperasjonene sirkuleres et passende borefluid 34 fra en slamtank (kilde) 36 under trykk gjennom borestrengen 22 ved hjelp av en slampumpe 38. Borefluidet 34 passerer fra slampumpen 38 inn i borestrengen 22 via en trykkutjevner ("desurger") 40, fluidledningen 42 og drivrørskjøten 38. Borefluidet 34 slippes ut ved borehullbunnen 44 gjennom en åpning i borekronen 102. Borefluidet 34 sirkulerer opphulls gjennom ringrommet 46 mellom borestrengen 22 og borehullet 12 og returnerer medførende borekaks til slamtanken 36 via en returledning 48. En føler Si er foretrukket anbrakt i ledningen 42 gir informasjon om fluidets strømningsmengde. En overflate dreiemomentføler S2og en føler S3assosiert med borestrengen 22 gir informasjon om henholdsvis dreiemomentet og rotasjonshastigheten av borestrengen.

I tillegg anvendes en føler S4assosiert med ledningen 32 for å måle krok-belastningen på borestrengen 22.

I en operasjonsmodus roterer slammotoren 104 bare borekronen 102. I en ytterligere operasjonsmodus er rotasjonen av borerøret 22 overlagret på slammotor-rotasjonen. Slammotoren gir vanlig større opm enn borerørrotasjonen. Borehastig- heten (ROP) av borekronen 102 inn i borehullet 12 for en gitt formasjon og en boresammenstilling avhenger i stor grad av vekten på borekronen WOB og borekronens opm.

En overflatekontroller 50 mottar signaler fra nedhullsfølerne og nedhullsinnret-ningene via en føler 52 anbrakt i fluidledningen 42 og signaler fra følerne Si, S2, S3, krokbelastningsføleren S4og hvilke som helst andre følere anvendt i systemet og bearbeider slike signaler ifølge programmerte instruksjoner tilveiebrakt til overflatekontrolleren 50. Overflatekontrolleren 50 viser ønskede boreparametere og annen informasjon på en skjerm/monitor 54 og anvendes av en operatør for å kontrollere boreoperasjonene. Overflatekontrolleren 50 inneholder en datamaskin (computer), hukommelse for lagring av data, registreringsinnretning for registrering av data og andre perifere trekk. Overflatekontrolleren 50 bearbeider data ifølge programmerte instruksjoner og responderer til brukerkommandoer innført gjennom en passende innretning, som for eksempel et tangentbord eller en berøringsskjerm. Kontrolleren 50 er foretrukket innrettet til å aktivere alarmer 56 når visse usikre eller uønskede operasjonsbetingelser forekommer.

Med henvisning til figur 2 vises der mer detaljert en eksempelvis bunnhullssammenstilling (BHA) 100 fremstilt i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Bunnhullssammenstillingen BHA 100 bærer en borekrone 102 ved sin bunn- eller nedhullsende for å bore borehullet og er festet til en rørstreng 24 (figur 1) ved sin opphulls- eller toppende. Som det skal beskrives i det følgende kan borehullssammenstillingen 100 inkludere verktøy som anvender elektrisk energi, måler utvalgte parametere av interesse og tilveiebringer datasignaler som er representative for målingene, og/eller opererer i respons til kommandosignaler.

I en utførelsesform inkluderer borehullssammenstillingen 100 en styreenhet 110, en boremotor 120, en føler "sub" (føler "sub" montasje) 130, en toveis kommunikasjon- og energimodul (BCPM) 140, stabilisatorer 190,og en formasjons evaluerings (FE) "sub" 160. For å muliggjøre energi og/eller dataoverføring mellom de forskjellige verktøy som utgjør borehullssammenstillingen BHA 100, inkluderer borehullssammenstillingen BHA 100 en energi- og/eller dataoverføringsledning 105. Energi- og/eller da-taoverføringsledningen 105 kan strekke seg langs hele lengden av borehullssammenstillingen BHA 100 opp til og inklusive borekronen 102. For eksempel kan over-føringsledningen 105 således overføre elektrisk energi fra den toveis kommunikasjons- og energimodul BCPM 140 til styreenheten 110 og tilveiebringe toveis da takommunikasjon mellom overflaten eller den toveis kommunikasjons- og energimodul BCPM 140 og følere ved styreenheten 110 og/eller borekronen 102.

Med henvisning til figurene 2 og 3A vises der en boremotor 120 med en energi/dataoverføringsenhet 150 operativt koplet til data/transmisjonsledningen 105. I en utførelsesform er boremotoren 120 en positiv fortrengningsmotor som inkluderer en rotor 122 anbrakt i en stator 124 som danner progressive hulrom 125 deri-gjennom. Fluid tilført under trykk til motoren 120 passerer gjennom hulrommene 125 og roterer rotoren 122. Rotoren 122 er i sin tur forbundet til borekronen 102 via en fleksibel aksel 126 forbundet til en drivaksel 128 med en passende forbindelse som for eksempel en forbindelse som har en gjengetappende. En opplagringsseksjon 130 understøtter drivakselen 128. Ved den andre ende er en øvre "sub" 132 koplet til motoren 120 og inkluderer en gjengesokkelende 134. Tappenden 128' og sokkelenden 134 er bare en type av forbindelsesarrangement for å forbinde boremotoren 120 til tilstøtende moduler eller "sub". Andre forbindelsesinnretninger kan også anvendes. I tillegg, mens tappenden 128' er vist som enden av energi/dataoverføringsen-heten 150 skal det forstås at i andre utførelsesformer kan avslutningen være posisjonert mer nedhulls, for eksempel ved styreenheten 110 eller borekronen 102.

Den skjematisk illustrerte eksempelvise energi/dataoverføringsenhet omfatter ett eller flere ledende elementer eller ledende bærere for å overføre energi og/eller data tvers gjennom motoren 120 og for å muliggjøre toveis eller dobbelt rettet data-overføring tvers gjennom motoren 120. I en utførelsesform kan dataene og energien overføres av ledende elementer i rotoren eller statoren. I andre utførelsesformer kan transceivere være posisjonert langs motoren 120 for å overføre dataene og/eller energien. Eksempelvise arrangementer er beskrevet i det følgende.

I utførelsesformer overfører en energi/dataoverføringsenhet 150 energi og/eller data mellom endene av motorhuset som for eksempel sokkelenden 134 og tappenden 128' av motoren 120. I et eksempelvis arrangement omfatter energi/data-overføringsenheten 150 en elektrisk kontakt 152 ved sokkelenden 134 og en elektrisk kontakt 160 ved tappenden 128'. En ikke-roterende seksjon dannes av et ledende element 154 som ved en ende er koplet til sokkelendekontakten 152 og ved den andre ende koplet til en energi/dataoverføringsenhet 156. En roterende seksjon er dannet av et ledende element 158 i akselen 126 som ved en ende er koplet til tappendekontakten 160 og ved den andre ende koplet til energi/dataoverførings-enheten 156. Energi/dataoverføringsenheten 156 er innrettet til å overføre energi og/eller data fra det ledende element 154 i den ikke-roterende del av motoren 120 til det ledende element 158 i den roterende fleksible aksel 126 og drivakselen 128. En egnet energi/dataoverføringsenhet kan inkludere sleperingpatroner med et ikke-roterende ledende element som kommer i kontakt med et glidende, ledende element (for eksempel sammenpassende metallringer), induktive koplinger eller andre over-føringsinnretninger. Energi som for eksempel elektrisk energi og datasignaler over-føres således gjennom motoren 120 via en ledende bane dannet av den sokkelende elektriske kontakt 152, ledende element 154 i statoren 124, energi/dataoverføringsen-heten 156, det ledende element 158 i akselen 126, og den tappende elektriske kontakt 160.

Med henvisning til figur 3B vises der en ytterligere utførelsesform som er generelt lignende utførelsesformen illustrert i figur 3A. I utførelsesformen i figur 3B er imidlertid en elektronikkpakke 400 posisjonert i rotoren 122. Elektronikkpakken 400 er koplet til det ledende element 158, som forløper mellom en elektrisk kontakt 160 ved en ende 128' av motoren 120 til energi/dataoverføringsenheten 156. Elektronikkpakken 400 kan inkludere følere for måling av parametere som for eksempel vibrasjon, rotasjonshastighet, spenninger, en prosessor for bearbeiding eller desimering av data, A/D omformere og programmerbare logiske styreinnretninger (PLC). Elektronikkpakken kan også inkludere annen kjent borehullelektronikk som f.eks. elektronikk som driver eller opererer aktuatorer for ventiler og andre innretninger.

Med henvisning til figur 3C vises der en ytterligere utførelsesform for over-føring av energi/data tvers gjennom en motor 120. I utførelsesformen i figur 3C for-løper et ledende element 154 fra en kontakt 152 ved en ende 134 av motoren 120 til energi/dataoverføringsenheten 156A. Mer spesifikt forløper det ledende element 154 gjennom huset for den øvre "sub" 132, statoren 124, huset 402 for den fleksible aksel 126, og huset for opplagringsseksjonen 130. Det ledende element 154 forløper således gjennom de ikke-roterende seksjoner av motorsammenstillingen 120. I motsetning til utførelsesformen i figur 3A er energi/dataoverføringsenheten 156A posisjonert inne i opplagringsseksjonen 130 snarere enn i den øvre "sub" 132 opphulls fra rotoren 122. Det ledende element 158B forløper fra energi/dataoverføringsen-heten 156A til kontakten 160. En elektronikkpakke 400 kan eventuelt være posisjonert i rotoren 122 eller statoren 124 og forbundet til det ledende element 158B og/eller energi/dataoverføringsenheten 156A via en egnet leder 404.

Det skal forstås at utførelsesformene illustrert i figurene 3A til 3C ikke er full-stendige visninger av variasjonene ifølge den foreliggende oppfinnelse. Snarere er disse drøftede utførelsesformer ment som eksempler på hvorledes læren ifølge den foreliggende oppfinnelse kan utøves.

I den ovenfor beskrevne utførelsesform kan de ledende elementer 154 og 158 være dannet av en eller flere isolerte tråder eller bunter av tråder innrettet til å over-føre energi og/eller data. I utførelsesformer kan trådene inkludere metalledere. I andre utførelsesformer kan det anvendes andre bærere som for eksempel fiberoptiske kabler. Det ledende element 154 kan være innført i en kanal eller ledning (ikke vist) i den øvre "sub" 132 og statoren 124. Det ledende element 158 kan være ført inne i en boring (ikke vist) av den fleksible aksel 126 og drivakselen 128.

Med henvisning til figur 4 vises der en eksempelvis energi/dataoverførings-enhet 170 fremstilt i samsvar med den foreliggende oppfinnelse og som overfører energi og/eller data tvers gjennom motoren 120. I utførelsesformen i figur 4 blir energi og/eller datasignaler overført tvers gjennom motoren 120 ved bruk av et eller flere ledende elementer posisjonert i rotoren 122. På grunn av den relative rotasjons-bevegelse mellom rotoren 122 og statoren 124 kan energi/dataoverføringsenheten 170 anses som at den har en roterende seksjon og en energi/signalledning i rotoren 122 og en ikke-roterende seksjon eller energi/dataledning i statoren 124 eller tilstøtende "sub" eller modul. En energi/dataoverføringsenhet 174 anvendes for å overføre energi og/eller data mellom de roterende og ikke-roterende seksjoner. Videre, som det er kjent, roterer rotoren 122 eksentrisk i statoren 124 under operasjon. Energi/dataoverføringsenheten 170 kompenserer således for radial og aksial bevegelse av rotoren 122 på en måte som er beskrevet i det følgende.

Som vist i figur 4 inkluderer den ikke-roterende seksjon av energi/dataover-føringsenheten 170 et eller flere ledende elementer 172 posisjonert langs en "sub" 132 (eller statorhus eller annen tilstøtende modul). Den roterende seksjon av energi/dataoverføringsenheten 170 er posisjonert delvis inne i eller på toppen av rotoren 122 og inkluderer det fleksible element 176, en lengde kompensasjonsinnretning 178, og et ledende element 180. Hver av disse innretninger inkluderer egnede ledere (for eksempel metalledere, fiberoptiske tråder, osv.) for å overføre energi og/eller datasignaler. Energi/dataoverføringsenheten 174, som er posisjonert inne i nevnte "sub" 132 sammen med en sentralisator 175, overfører energi/data mellom disse roterende og ikke-roterende seksjoner av energi/dataoverføringsenheten 170.

I en utførelse, er i den ikke-roterende seksjon det ledende element 172 koplet til kontakten 154 ved sokkelenden 134 av nevnte "sub" 132. Det ledende element 172 er ført i en kanal (ikke vist) eller annen passende ledning dannet i nevnte "sub" 132 og avsluttes ved energi/dataoverføringsenheten 174. Den roterende seksjon av energi/dataoverføringsenheten 170 er roterbart koplet til energi/dataoverførings-enheten 174 ved hjelp av det fleksible element 176. Lengdekompensasjonsenheten 178 forbinder det fleksible element 176 til det ledende element 180 for derved å danne en ledende bane for data/energi gjennom rotoren 122. Under operasjon ekspanderer og trekker lengde kompensasjonsenheten 178 seg sammen etter behov for å akkomodere bevegelsen av rotoren 122. Det ledende element 180, som er forbundet til lengde kompensasjonsenheten 178, avsluttes ved tappkontakten 160 (figur 3). Den fleksible aksel 176 og lengde kompensasjonsenheten 178 absorberer eller på annen måte akkomoderer endringene i henholdsvis radial bevegelse og lengde, av akselen 122. Energi/dataoverføringsenheten 174 overfører energi og/eller data til og fra den roterende fleksible aksel 176 på en måte som er beskrevet i det følgende.

Med henvisning til figur 5 vises der en eksempelvis energi/dataoverførings-enhet 174 fremstilt i samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse. Energi/dataoverføringsenheten 174 er innrettet til å overføre energi og/eller data mellom den ikke-roterende leder 174 og det roterende fleksible element 176. I en utførelsesform inkluderer det fleksible element 176 et ytre fleksibelt rørelement 200 og en ledende konnektor 202. En isolasjonshylse 204 kan anvendes for elektrisk å isolere den ledende konnektor 202 fra det ytre rørelement 200. Den ledende konnektor 202 har ved en ende et skivelignende kontakthode 206 tildannet derpå for å overføre energi og/eller datasignaler til/fra energi/dataoverføringsenheten 174. En opplagringssammenstilling 208 stabiliserer og kontrollerer rotasjon av det fleksible element 176 inne i energi/dataoverføringsenheten 174. Opplagringssammenstillingen inkluderer et holderlegeme 210 for å holde opplagringer 212 på plass og tetninger for å minimere inngang av uønskede materialer inn i energi/dataoverføringsenheten 174. I tillegg kan det anvendes opplagringer 216 for ytterligere å stabilisere rotasjonen av det fleksible element 176.

Med henvisning til figurene 4 og 5 er energi/dataoverføringsenheten 174 festet i sentralisatoren 175 som er posisjonert i en boring 133 i nevnte "sub" 132. Sentralisatoren 175 inkluderer aksiale passasjer (ikke vist) som tillater at borefluid

(ikke vist) kan strømme gjennom boringen 133. Energi/dataoverføringsenheten 174 inkluderer et elementlegeme 192 hvori det er dannet kanaler 194 for å motta ledende elementer 196 og en åpen ende 198 innrettet til å motta opplagringssammenstillingen 208 og det fleksible element 176. De ledende elementer 196 er ved en ende koplet til en ekstern konnektor 209 og ved den andre ende til en kontaktsammenstilling 218. Kontaktsammenstillingen 218 opprettholder kontinuitet av energi- og dataoverføring mellom ledende elementer 196 og den roterende ledende konnektor 202. En eksempelvis kontaktsammenstilling 218 inkluderer en sylinder 220 og et stempel 222 forspent inne i sylinderen 220 ved hjelp av en fjær 224. Stemplet 222 er tildannet i det minste delvis av et ledende materiale og er forspent til fysisk inngrep med kontakthodet 206 på den ledende konnektor 202. Dette fysiske inngrep tillater imidlertid at kontakthodet 206 kan rotere i forhold til stemplet 222. Videre vil aksial bevegelse av det fleksible element 176 under operasjon, enten i retning mot eller fra stemplet 222, ikke avbryte energi/dataoverføring på grunn av at stemplet 222 kan gli forover eller bakover etter behov for å opprettholde den fysiske kontakt med kontakthodet 206.

I tillegg kan energi/dataoverføringsenheten 174 inkluderer en trykk kompensasjonsenhet 230 for å kontrollere fluidtrykk i energi/dataoverføringsenheten 174. I en utførelsesform er de indre hulrom i energi/dataoverføringsenheten 174, som f.eks. kanalen 194, fylt med et hydraulisk fluid som for eksempel olje. En eksempelvis trykk kompensasjonsenhet 230 for å kontrollere trykket av fluidet i energi/dataoverførings-enheten 174 inkluderer et kammer 232 hvor en fjær 234 presser mot et stempelhode 236. I et arrangement er passasjer 237 dannet for å tillate at det omgivende trykk-satte borefluid utøver hydrostatisk trykk mot stempelhodet 236. Fjærkraften av fjæren 234 er valgt til å opprettholde en ønsket mengde av trykk på det hydrauliske fluid. Plugger 238 er anordnet i legemet 192 for å tillate fylling og tømming av fluid i energi/dataoverføringsenheten 174. Tetninger er også anvendt etter behov for å opprettholde fluidintegritet for energi/dataoverføringsenheten 174.

Det vil innses at en boremotor fremstilt i samsvar med den foreliggende oppfinnelse muliggjør data- og/eller energioverføring mellom utstyr opphulls fra motoren og utstyr nedhulls fra motoren. For eksempel kan energi og/eller datasignaler overføres fra den toveis datakommunikasjons og energi modul BCPM 140 til styreenheten 110. Også følere (ikke vist) i eller nær borekronen 102 kan overføre data til en eller flere prosessorer (ikke vist) opphulls fra motoren 120. En eksempelvis fordel ved den fore liggende oppfinnelse er at den muliggjør posisjonering av elektronikk og annet utstyr som er sensitivt for vibrering lenger opphulls fra borekronen 102, noe som tilveiebringer noen grad av isolasjon fra vibrasjoner bevirket av den roterende borekronen 102. En ytterligere eksempelvis fordel er en økning i effektiviteten av boremotoren 120. Dette er forårsaket på grunn av at nevnte toveis kontroll energioverføring BCPM 140 kan posisjoneres opphulls fra motoren 120, lengden mellom borekronen 102 og motoren 120 reduseres - noe som forbedrer overføringen av rotasjonskraft fra motoren 120 til borekronen 102.

Som beskrevet i det foregående kan således energi og/eller data overføres mellom roterende og ikke-roterende elementer som for eksempel den fleksible aksel 176 og energi/dataoverføringsenheten 174 ved å anvende en bane dannet av fysisk kontakt med to ledende elementer. I andre utførelsesformer kan en induktiv koplings-innretning anvendes for å overføre elektrisk energi og datasignaler mellom roterende og ikke-roterende elementer som mer fullstendig beskrevet i det følgende.

Med henvisning til figur 6 vises der et funksjonelt blokkskjema av en seksjon av BHA 100 som avbilder metoden for energi- og dataoverføring mellom de roterende og ikke-roterende seksjoner av bunnhullssammenstillingen BHA 100. I figur 6 er en styreenhet 310 vist anbrakt på en roterende aksel 328 koplet ved en ende til rotoren i boremotoren (for eksempel ved tappenden 128' i figur 3) og ved den andre ende til borekronen 102. Styreenheten 310 inkluderer en ikke-roterende hylse eller element 360 og mottar elektrisk energi generert av den toveis datakommunikasjons- og energimodul BCPM 140 og/eller overflaten via metoder og innretninger som er beskrevet i det foregående.

I en utførelsesform overføres elektrisk energi og data mellom en roterende boreaksel 328 og den ikke-roterende hylse 360 via en induktiv kopling. En eksempelvis induktiv energi- og dataoverføringsinnretning 370 er en induktiv omformer, som inkluderer en senderseksjon 372 som bæres av det roterende element 328 og en mottakerseksjon 374 anbrakt i den ikke-roterende hylse 360 rett overfor sendere 372. Senderen 372 og mottakeren 374 inneholder respektive spoler 376 og 378. Energi til spolene 376 leveres av den primære elektriske kontrollkrets 380. Den primære elektronikk 380 bearbeider energien supplert av den toveis datakommunikasjons- og energimodul BCPM 140 eller annen kilde og leverer den til spolene 376. Disse spoler 376, 378 induserer strøm inn i mottakerseksjonen 374, som leverer vekselstrøm AC-spenning som utgang. Den sekundære kontrollkrets eller den sekundære elektronikk

382 i det ikke-roterende element 360 omdanner vekselstrøms AC-spenningen fra mottakeren 372 til likestrøms DC-spenning. Likestrøms DC-spenning blir så anvendt for å operere forskjellige elektroniske komponenter i den sekundære elektronikk og hvilke som helst elektrisitetsopererte innretninger.

Med fortsatt henvisning til figur 6 driver en motor 350 operert av den sekundære elektronikk 382 en pumpe 364, som leverer et arbeidsfluid, som f.eks. olje, fra en kilde 365 til et stempel 366. Stemplet 366 beveger sitt assosierte forsterkningselement 368 radialt utover fra det ikke-roterende element 360 for å utøve kraft mot borehullveggen. Pumpehastigheten kontrolleres eller moduleres til å kontrollere den kraft som utøves av forsterkningselementet mot borehullveggen. Alter-nativt kan en fluidstrømnings reguleringsventil 367 i den hydrauliske ledning 369 til stemplet anvendes for å kontrollere tilførselen av fluid til stemplet og derved den kraft som utøves av forsterkningselementet 368. Den sekundære elektronikk 362 kontrollerer operasjonen av ventilen 367. Et flertall atskilte forsterkningselementer (vanlig tre) bæres av det ikke-roterende element 360, idet hvert forsterkningselement opereres uavhengig av en felles eller separat sekundær elektronikk.

Det skal forstås at det kan være en begrenset mengde rotasjon av det ikke-roterende element 360 i forhold til borehullveggen. Som tidligere bemerket er i noen operasjonsmoduser borestrengrotasjon overlagret på rotasjonen av boremotoren. Disse typer av rotasjon kan bringe det omgivende ikke-roterende element (eller hylse) 360 til å rotere sakte.

Den sekundære elektronikk 382 mottar signaler fra følere 379 som bæres av det ikke-roterende element 360. I det minste en av følerne 379 tilveiebringer målinger som indikerer den kraft som utøves av forsterkningselementet 368. Hvert forsterkningselement har en korresponderende føler. Den sekundære elektronikk 382 kondisjonerer følersignalene og kan beregne verdier av de tilsvarende parametere og leverer signaler som indikerer slike parametere til mottakerseksjonen 374, som over-fører slike signaler til senderen 372. En separat sender og mottaker kan anvendes for å overføre data mellom roterende og ikke-roterende seksjoner. Frekvens-modulerende metoder, kjent innenfor dette område, kan anvendes for å overføre signaler mellom sender og mottaker eller vice versa. Signalene fra den primære elektronikk kan inkludere kommandosignaler for å kontrollere operasjonen av inn-retningene i den ikke-roterende hylse. Egnede energioverføringsinnretninger er drøftet i US-patent 6,427,783 som er felles overdratt og som herved er innlemmet som referanse for alle formål. Boresystemer er også drøftet i US-patent 6,513,606, som er felles overdratt og som herved er innlemmet som referanse for alle formål.

Det skal innses at de ovenfor beskrevne arrangementer og metoder for over-føring av data og/eller energi kan forbedre fleksibiliteten av den totale konstruksjon av borehullsammenstillingen 100. Med fordeler fra den foreliggende oppfinnelse er posisjoneringen av slikt utstyr i borehullssammenstillingen 100 ikke nødvendigvis begrenset av betraktninger vedrørende tilveiebringelse av elektriske- og data-forbindelser til dette utstyr. Eksempelvis borehullssammenstillings BHA utstyr som kan være forbundet til energi- og/eller dataoverføringsledningen 105 er drøftet mer detaljert i det følgende.

Med henvisning til figur 2 gir den toveis datakommunikasjons- og energimodul BCPM 140 opphulls fra boremotoren 120 og styreenheten 110 energi til styreenheten 110 og toveis datakommunikasjon mellom borehullssammenstillingen 100 og over-flateinnretninger. I en utførelsesform genererer den toveis datakommunikasjons- og energimodul BCPM energi ved bruk av en slamdrevet vekselstrømsgenerator (ikke vist) og datasignalene genereres ved hjelp av en slam impulsgenerator (ikke vist). De slamdrevne energigenereringsenheter (slam impulsgenerator) er kjent innenfor dette område slik at de ikke er beskrevet mer detaljert.

I en utførelsesform kan føler "sub" 130 inkludere følere for å måle nær bore-kroneretning (for eksempel borehullssammenstilling BHA asimut og helling BHA koordinater, osv.), dobbelt roterende asimutal gammastråling, borehull- og ringroms-trykk (innstrømning og utstrømning), temperatur, vibrasjon/dynamikk, multippel forplantningsresistivitet og følere og verktøy for å foreta rotasjons retningsstyrte prøver. Føler "sub" 130 kan inkludere en eller flere prosessorer 132 som tilveiebringer sentral prosessorevne og datahukommeise.

Formasjons evaluerings "sub" 160 kan inkludere følere for å bestemme parametere av interesse vedrørende formasjonen, borehullet, geofysiske karakteristikker, borefluider og grensebetingelser. Disse følere inkluderer formasjons evaluerings FE-følere (for eksempel resistivitet, dielektrisitetskonstant, vannmetning, porøsitet, densitet og permeabilitet), følere for å måle borehullparametere (for eksempel bore-hullsstørrelse og borehullruhet), følere for å måle geofysiske parametere (f.eks. lydhastighet og lydbevegelsestid), følere for å måle borehullfluidparametere (for eksempel viskositet, densitet, klarhet, reologi, pH-nivå og innhold av gass, olje og vann) og grensebetingelsesfølere, følere for å måle fysiske og kjemiske egenskaper av borehullfluidet.

Nevnte "sub" 130 og 160 kan inkludere en eller flere moduler og en batteri-pakkemodul for å lagre og tilveiebringe reserve elektrisk energi kan anbringes ved en hvilken som helst egnet lokalitet i bunnhullssammenstillingen BHA 100.

Ytterligere moduler og følere kan anordnes avhengig av de spesifikke borekrav. Slike eksempelvise følere kan inkludere en opm-føler, en vekt på borekrone WOB-føler, følere for å måle slammotorparametere (for eksempel slammotor stator-temperatur, differensialtrykk over en slammotor, og fluidstrømningsmengde gjennom en slammotor) og følere for å måle vibrasjon, virvling, radial forskyvning, fastkiling-sluring, dreiemoment, støt, vibrasjon, deformasjon, spenning, bøyningsmoment, borekronehopp, aksial skyvekraft, friksjon og radial skyvekraft. De nær borekrone inklinasjonsinnretninger kan inkludere tre (3) akse akselerometere, gyroskopiske innretninger og signalbearbeidings kretssystemer som generelt kjent innenfor dette område. Disse følere posisjoneres i nevnte "sub" 130 og 160, fordelt langs borerøret, i borekronen og langs bunnhullssammenstillingen BHA 100. Videre, mens "sub" 130 og 160 er beskrevet som separate moduler kan i visse utførelsesformer de ovenfor beskrevne følere konsolideres til en enkelt "sub" eller separeres i tre eller flere "sub".

Stabilisatoren 190 har også et eller flere stabiliseringselementer 192 og er anbrakt langs bunnhullssammenstillingen BHA 100 for å tilveiebringe lateral stabilitet til bunnhullssammenstillingen BHA 100.

I noen utførelsesformer er utstyret beskrevet i det foregående konstruert som moduler. For eksempel kan bunnhullssammenstillingen BHA 100 inkludere en toveis datakommunikasjons- og energimodul 140, en følermodul 130, en formasjons evaluerings eller FE-modul 160, en boremotor 120, en stabilisatormodul 150, og en styreenhet 110. Hver av disse moduler kan være ombyttbare. For eksempel kan den toveis datakommunikasjons- og energimodul BCPM 140 være forbundet over måling under boring MWD-modulen 130 eller over FE-modulen 160. På lignende måte kan FE-modulen 160 være anbrakt under følermodulen 130 om så ønskes. En eller flere av modulene kan også utelates i visse konfigurasjoner. Enda ytterligere kan flere moduler som ikke er drøftet i det foregående innføres med letthet i bunnhullssammenstillingen BHA 100. Hver modul inkluderer passende elektriske- og datakommunika-sjonskonnektorer ved hver av sine respektive ender slik at elektrisk energi og data kan overføres mellom tilstøtende moduler via modulære gjengeforbindelser. Over- føringsledningen eller den ledende bane 105 dannet av et eller flere konduktive ele-menters posisjon i eller langs de ovenfor beskrevne moduler og "sub" kan således anvendes for å overføre energi og/eller data langs bunnhullssammenstillingen BHA. I tillegg til å optimere utstyrssikkerhet og operasjon, gjøre produksjonen lettere, lette reparasjon av bunnhullssammenstillingen BHA og utbyttbarhet av moduler på feltet.

Med henvisning til figurene 1 til 6 blir bunnhullssammenstillingen BHA 100 i en eksempelvis anvendelsesform ført inn i borehullet 12 fra riggen 14. Under boring av borehullet 12 kan en styreenhet 110 anvendes for å styre borekronen 102 i en valgt retning. Den elektriske energi for å operere motoren 350 for styreenheten 110 genereres av den toveis datakommunikasjons- og energimodul BCPM 140 og ledes til motoren 350 via den ledende ledning 105, inklusive energi/dataoverføringsenheten 170 i boremotoren 120. Elektrisk energi kan selvfølgelig også tilføres via den ledende linje 105 til følerne, prosessorene og andre elektriske innretninger i bunnhullssammenstillingen BHA 100. I tillegg kan kommandosignaler, datasignaler, føler-målinger også overføres toveis gjennom den ledende bane 105. For eksempel kan kommandosignaler overføres fra den toveis datakommunikasjons- og energimodul BCPM sendes til innretting eller orientering av trykkputene på styreenheten for å presse borekronen 102 i en valgt retning.

Energi/data senderenheten og energi/dataoverføringsenheten kan anvendes i flere konfigurasjon. For eksempel kan energi/datasenderenheten og energi/dataover-føringsenheten sende/overføre (i) bare energi, (ii) bare data eller (iii) både data og energi. I tillegg kan energi/datasenderenheten og energi/dataoverføringsenheten inkludere to eller flere bærere, som hver kan være formet for å føre bare energi, bare data eller både energi og data. Nomenklaturen "energi/datasenderenhet" og "energi/dataoverføringsenhet" anvendes bare av hensyn til å referere til alle slike konfigurasjon og ikke noen spesiell konfigurasjon.

I tillegg kan betegnelsene "roterende" og "ikke-roterende" i kontekst enten beskrive rotasjon i forhold til et tilstøtende legeme eller i forhold til en formasjon. For eksempel, mens deler beskrevet som "ikke-roterende" som for eksempel statoren i visse operasjonsmoduser kan rotere på grunn av rotasjon av borestrengen, beskrives tilstanden i den relative ikke-rotasjon i forhold til rotoren. Videre vil i kontekst betegnelsen "ikke-roterende" ikke nødvendigvis beskrive en absolutt til-stand. For eksempel kan det være en forholdsvis liten grad av rotasjon for den del som beskrives som ikke-roterende.

Den foregående beskrivelse er rettet på spesielle utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse for illustrasjons- og forklaringsformål. Det vil imidlertid for en fagkyndig være klart at mange modifikasjoner og endringer til utførelsesformene angitt i det foregående er mulig uten å gå utenfor rammen og ideen for oppfinnelsen i henhold til de etterfølgende patentkrav. Det er ment at de etterfølgende patentkrav skal fortolkes til å omfatte alle slike modifikasjoner og endringer.

Claims (20)

1. Apparat for å danne et borehull (12) i en undergrunnsformasjon, omfattende: (a) en borestreng (22; 24) med en borekrone (102) ved en ende derav; (b) en boremotor (120) forbundet til borekronen (102), idet boremotoren (120) er innrettet til å rotere borekronen (102) når den energiseres ved hjelp av et trykksatt borefluid; og (c) en leder som er anbrakt i boremotoren (120), karakterisert vedat lederen omfatter et første ledende element (158) anordnet inne i en boring av en roterende seksjon til boremotoren (120) og innrettet til fysisk å komme i inngrep med og rotere i forhold til et andre ledende element (154) anordnet inne i en ikke-roterende seksjon til boremotoren (120), og hvor lederen er innrettet til å overføre én av: energi og datasignaler mellom den roterende seksjon og den ikke-roterende seksjon.

2. Apparat ifølge krav 1,karakterisert vedat det videre omfatter en patron med de første og andre ledende elementer (158, 154) i fysisk kontakt, idet patronen er festet inne i boringen til boremotoren (120).

3. Apparat ifølge krav 1,karakterisert vedat den ikke-roterende seksjon er en stator (124).

4. Apparat ifølge krav 1,karakterisert vedat den roterende seksjon er en rotor (122), og at det andre ledende element er posisjonert i en boring av rotoren (122).

5. Apparat ifølge krav 4,karakterisert vedat det ytterligere omfatter en styreenhet (110) som er posisjonert mellom boremotoren (120) og borekronen (102), idet styreenheten (110) er innrettet til å styre borekronen (102), idet styreenheten (110) inkluderer elektronikk (400) elektrisk koplet til det andre ledende element posisjonert i rotoren (122).

6. Apparat ifølge krav 5,karakterisert vedat det ytterligere omfatter en induktiv kopling som er innrettet for elektrisk tilkopling av styreenhetens (110) elektronikk (400) til det andre ledende element posisjonert i rotoren (122).

7. Apparat ifølge krav 5,karakterisert vedat det ytterligere omfatter en energienhet (140) posisjonert opphulls fra boremotoren (120), idet energienheten (140) er elektrisk koplet til styreenhetens (110) elektronikk (400) med lederen.

8. Apparat ifølge krav 5,karakterisert vedat det ytterligere omfatter et verktøy koplet til borestrengen (22; 24) opphulls fra boremotoren (120) og valgt fra en av: (i) en føler "sub" (130) (submontasje); og (ii) et formasjonevalueringsverktøy (160).

9. Apparat ifølge krav 5,karakterisert vedat boremotoren (120) og styreenheten (110) er modulære, og at det ytterligere omfatter: en modulær føler "sub" (130); en modulær formasjonevalueringsverktøy eller "sub" (160); en modulær energimodul; og en modulær kommunikasjonsmodul.

10. Apparat ifølge krav 4,karakterisert vedat ett av de første og andre ledende elementer (158, 154) er innrettet til å absorbere eller akkomodere en bevegelse av rotoren (122).

11. Apparat ifølge krav 1,karakterisert vedat det ytterligere omfatter elektronikk (400) operativt koplet til lederen, idet elektronikken (400) er posisjonert i en av: (i) en rotor (122) assosiert med motoren (120), (ii) en stator (124) assosiert med motoren (120), (iii) en ikke-roterende seksjon av boremotoren (120), og (iv) en roterende seksjon av boremotoren (120).

12. Apparat ifølge krav 11,karakterisert vedat elektronikken (400) er valgt fra en av: (i) en føler / sensor innrettet til å måle en parameter av interesse, og (ii) elektronikk innrettet til å drive en aktuator.

13. Fremgangsmåte for å danne et borehull (12) i en undergrunnsformasjon, omfattende følgende trinn: boring av borehullet (12) med en borestreng (22; 24) med en borekrone (102) ved en ende derav; der borekronen (102) roteres med en boremotor (120); en leder posisjoneres; og karakterisert vedat lederen omfatter et første ledende element (158) som anordnes i en boring av en roterende seksjon til boremotoren (120) og blir innrettet til fysisk å komme i inngrep med og rotere i forhold til et andre ledende element (154) som anordnes i en ikke-roterende seksjon til boremotoren (120), og hvor én av: energi og datasignaler ledes eller overføres mellom den roterende seksjon og den ikke-roterende seksjon ved hjelp av lederen.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat lederen over-fører en av: energi og datasignaler mellom den roterende seksjon og den ikke-roterende seksjon ved bruk av en patron med de første og andre ledende elementer (158, 154) i fysisk kontakt.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat den ytterligere omfatter posisjonering av det andre ledende element i en stator (124) for boremotoren (120).

16. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat den ytterligere omfatter posisjonering av det første ledende element i en boring av en rotor (122) for boremotoren (120).

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16,karakterisert vedat den ytterligere omfatter posisjonering av en styreenhet (110) mellom boremotoren (120) og borekronen (102), idet styreenheten (110) blir innrettet til å styre borekronen (102), idet styreenheten (110) inkluderer elektronikk (400) elektrisk koplet til i det minste ett av de ledende elementer.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17,karakterisert vedat den ytterligere omfatter elektrisk kopling av styreenhetens (110) elektronikk (400) til det ledende element som er posisjonert i rotoren (122) ved hjelp av en induktiv kopling.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat den ytterligere omfatter: operativt kopling av elektronikk (400) til lederen, og posisjonering av elektronikken (400) i en av: (i) en rotor (122) assosiert med boremotoren (120), (ii) en stator (124) assosiert med boremotoren (120), (iii) en ikke-roterende seksjon av boremotoren (120), og (iv) en roterende seksjon av boremotoren (120).

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19,karakterisert vedat elektronikken (400) blir valgt av en av: (i) en føler / sensor innrettet til å måle en parameter av interesse, og (ii) elektronikk innrettet til å drive en aktuator.