NL9001735A - Orgaan voor het vanaf de oppervlakte wijzigen van de bedrijfswijze van een mwd-instrument. - Google Patents

Description

Teleco Oilfield Services, Ine., Meriden, Connecticut, Verenigde Staten van Amerika

ORGAAN VOOR HET VANAF DE OPPERVLAKTE WIJZIGEN VAN DE BE-DRIJFSW1JZE VAN EEN MWD-INSTRUMENT

Samenvatting van de uitvinding

Er wordt een werkwijze en een inrichting voorgesteld voor het tot stand brengen van een gegevensverbinding op afstand van de boortoren naar het MWD-systeem onder in de boorput. Volgens de onderhavige uitvinding wordt de status van een fysieke conditie onder in de boorput in een voorafbepaalde tijdgeregelde opeenvolging veranderd. Deze wijziging wordt geregeld vanaf de oppervlakte, op het boorplatform, en in de boorput door het MWD-systeem waargenomen. Vervolgens wordt de gewenste bedrijfswijze van het MWD-systeem bepaald op basis van de waargenomen tijdgeregelde opeenvolging van de statuswijzigingen. Bij voorkeursuitvoeringen van de onderhavige uitvinding wordt gebruik gemaakt van twee verschillende statuswijzigingen welke onder in de boorput waargenomen en vanaf de oppervlakte geregeld kunnen worden. Bij een eerste uitvoeringsvorm omvatten de statuswijzigingen een vooraf gekozen tijdgeregelde opeenvolging voor het inschakelen en uitschakelen van het MWD-systeem. Deze schakelcyclus wordt totstandgebracht door de pomp voor de boorspoeling in een aan/uit volgorde te bedrijven, waardoor de MWD-turbine op eenzelfde wijze aan en uit wordt geschakeld. Bij een tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt de statuswijziging totstandgebracht door het moduleren van de stroom boorspoeling in een tijdgeregelde opeenvolging, wat zal leiden tot modulaties naar de MWD-turbine. Vooraf gekozen modulaties in de turbine zullen leiden tot een patroon van stroommodulaties in het MWD-systeem, waardoor een andere bedrijfswijze geïnitieerd zal worden.

Achtergrond van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op het gebied van het meten tijdens het boren (MWD) in het boorgat. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op de overdracht van besturingsgegevens van de boortoren naar het MWD-instrumentensysteem wanneer dit zich onder in de boorput bevindt, onderaan de boorketen.

Een MWD-systeem kan bestaan uit een aantal sensoren die in verbinding staan met een gegevens inzamelend systeem van een computer. De computer zamelt de gegevens van de sensoren in en digitaliseert en formatteert deze gegevens voor opslag onder in de boorput en voor binaire gegevensoverdracht naar de oppervlakte. Relevante parameters van het gegevensverzamelings- en formatteerproces worden volgens in het geheugen van de computer aanwezige voorgeprogrammeerde instructies opgeslagen.

De overdracht van MWD-gegevens geschiedt volgens de huidige stand van de techniek via telemetrie door middel van pulsen in de boorspoeling. Met deze technologie is een gegevensoverdracht in de orde van grootte van één bit per seconde mogelijk. Met het toenemen van het aantal voor toepassing onder in de boorput ontwikkelde sensoren neemt ook de hoeveelheid tijd toe welke benodigd is om alle gegevens over te brengen. Voorts kunnen de eisen m.b.t. het bijwerken van gegevens van bepaalde parameters variëren, afhankelijk van de situatie die zich voordoet tijdens het verloop van het boorproces. Helaas bestaat er op dit moment geen efficiënte en betrouwbare werkwijze voor het overbrengen van besturingsgegevens van de boortoren aan de oppervlakte naar het MWD-systeem onder in de boorput, voor het totstand-brengen van een wijziging in de werking van het systeem (bijv. een verandering in de bedrijfswijze). Op dit moment dient het MWD-systeem naar de oppervlakte te worden gebracht, waar de wijzigingen in de computer ingevoerd worden. Het zou zodoende van voordeel zijn wanneer het mogelijk zou zijn de bedrijfswijzen van het MWD-systeem te veranderen zonder dat dit hiervoor uit het boorgat verwijderd hoeft te worden. Het totstandbrengen van een verandering zonder dat het MWD-systeem hiervoor verwijderd hoeft te worden zou een aanzienlijke tijdsbesparing in het boorproces betekenen en zou derhalve een aanzienlijke kostenbesparing opleveren.

Samenvatting van de uitvinding

De in het bovenstaande besproken en verdere problemen en tekortkomingen in de stand van de techniek worden opgeheven of verkleind door de werkwijze en de inrichting volgens de onderhavige uitvinding voor het vestigen van een gegevens-verbinding op afstand van de boortoren (bijvoorbeeld het boorplatform) naar het MWD-systeem onder in de boorput. Volgens de onderhavige uitvinding wordt de status van een fysieke conditie onder in het boorgat in een vooraf bepaalde tijdgeregelde opeenvolging veranderd. Deze statuswijziging wordt vanaf de oppervlakte, op het boorplatform gestuurd, en tegelijkertijd onder in de boorput door het MWD-systeem waargenomen of gemeten. Vervolgens wordt de gewenste bedrijf swij ze van het MWD-systeem bepaald op basis van de waargenomen tijdgeregelde opeenvolging van de statuswijzigingen.

Bij voorkeursuitvoeringen van de onderhavige uitvinding wordt gebruik gemaakt van twee verschillende statuswijzigingen welke in de boorput waarneembaar zijn en vanaf de oppervlakte geregeld kunnen worden. Bij een eerste uitvoeringsvorm omvatten de statuswijzigingen een vooraf gekozen tijdgeregelde opeenvolging van inschakelen of uitschakelen van het MWD-systeem. Deze schakelcyclus wordt totstandge- bracht door de pomp voor de boorspoeling in een aan/uit volgorde te bedrijven, waardoor de MWD-turbine op eenzelfde wijze ingeschakeld en uitgeschakeld wordt.

Bij een tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt de statuswijziging totstandgebracht door het moduleren van de stroom boorspoeling in een tijdgeregelde volgorde, wat tot modulaties naar de MWD-turbine zal leiden. Vooraf gekozen modulaties in de turbine zullen leiden tot een patroon van vermogensmodulaties in het MWD-systeem waardoor een andere bedrijfswijze geïnitieerd zal worden.

De in het bovenstaande besproken en verdere kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen voor de gemiddelde vakman duidelijk zijn aan de hand van de onderstaande nadere beschrijving en tekeningen.

Korte omschrijving van de tekeningen

In de diverse figuren zijn overeenkomstige onderdelen aangeduid met overeenkomstige verwijzingscijfers.

Figuur 1 toont een geabstraheerd schematisch aanzicht op een boorgat en een boortoren, waarbij een beeld gegeven wordt van de omgeving voor de onderhavige uitvinding;

Figuur 2 toont een vooraanzicht, gedeeltelijk in dwarsdoorsnede, op een systeem voor het meten tijdens het boren (MWD-systeem) in het boorgat;

Figuur 3 toont een toestandsdiagram voor overgangen in de bedrijfswijze voor toepassing in en volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 4 toont een toestandsdiagram voor overgangen tussen verschillende bedrijfswijzen voor toepassing in en volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 5 toont een schakelschema van een in de onderhavige uitvinding toegepaste schakeling voor het detecteren van het verloop van een tijdspanne;

Figuur 6 toont een stromingsschema voor toepassing in en volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 7 toont een blokschema van een MWD-systeem volgens de onderhavige uitvinding.

Beschrijving van de voorkeursuitvoering

De Figuren 1 en 2 geven een algemeen beeld van de omgeving waarin de onderhavige uitvinding zijn toepassing vindt.

Het zal echter duidelijk zijn dat deze algemene voorstellingen slechts ten doel hebben een representatief beeld te geven van de omgeving waarin de onderhavige uitvinding toegepast kan worden, en dat het niet de bedoeling is de toepasbaarheid van de onderhavige uitvinding te beperken tot de specifieke configuratie van de Figuren 1 en 2.

De in Figuur 1 getoonde boorinrichting bestaat uit een boortoren 10 die een boorketen of boorkolom 12 ondersteunt, met aan de onderzijde daarvan een boorkop 14. Zoals in de techniek bekend is, is het mogelijk dat de gehele boorketen draait, het is echter ook mogelijk dat de boorketen stilstaat en dat alleen de boorkop draait. De boorketen 12 is opgebouwd uit een serie met elkaar verbonden segmenten, waarbij nieuwe segmenten toegevoegd worden naarmate de diepte van de boorput groter wordt. Bij systemen waarbij de boorkop met behulp van een turbine wordt aangedreven, is het vaak gewenst de boorketen langzaam te laten draaien.

Dit kan bereikt worden met behulp van een reactiekoppel ontstaan tengevolge van het boren, of door de boorketen daadwerkelijk aan te drijven vanaf de oppervlakte. Met dit laatste doel wordt de boorketen opgehangen aan een beweegbaar blok 16 van een lier 18, en de complete boorketen kan tot rotatie gebracht worden met behulp van een vierkante meeneemstang die verschuifbaar door de draaitafel 22 aan de voet van de boortoren gevoerd wordt, maar hierbij door de draaitafel 22 roterend aangedreven wordt. Een motor 24 is aangesloten zowel voor het aandrijven van de lier 18 als voor doen roteren van de draaitafel 22.

Het onderste gedeelte van de boorketen kan een of meer segmenten bevatten met een grotere doorsnede dan andere segmenten van de boorketen; deze segmenten worden de zwaar-stangen genoemd. Zoals in de techniek bekend is kunnen deze zwaarstangen sensoren en electronische schakelingen voor sensoren bevatten, alsmede krachtbronnen, zoals door de boorspoeling aangedreven turbines die boorkoppen en/of generatoren aandrijven en de electrische energie leveren voor de sensororganen.

Boorspanen ontstaan door de werking van de boorkop 14 worden afgevoerd met behulp van een grote stroom boorspoeling die opstijgt door de vrije ringvormige ruimte 28 tussen de boorketen en de wand 30 van de boorput. Deze boorspoeling wordt via een leiding 32 afgegeven aan een filter- en decanteersysteem, dat in de Figuren schematisch is weergegeven als tank 34. De gefilterde boorspoeling wordt vervolgens opgezogen door een pomp 36, die van een pulsatie-absorbeermiddel is voorzien, en via leiding 40 onder druk afgegeven aan een draaiende injectorkop 42, en vervolgens aan het inwendige van de boorketen 12, teneinde uiteindelijk afgegeven te worden aan de boorketen 14 en aan de boorspoe-lingsturbine, indien een dergelijke boorspoelingsturbine in het systeem is opgenomen.

De kolom Doorspoeling in de boorketen 12 dient tevens als overdrachtsmedium voor het naar de oppervlakte overbrengen van signalen welke onder in het boorgat waargenomen parameters bevatten. Deze signaaloverdracht wordt bereikt met behulp van de bekende techniek van het opwekken van pulsen in de boorspoeling, waarbij drukpulsen worden opgewekt in de kolom boorspoeling in de boorketen 12, welke drukpulsen parameters vertegenwoordigen die onder in de boorput zijn waargenomen. In de stroom boorspoeling in de boorketen 12 worden drukpulsen opgewekt, en deze drukpulsen worden ontvangen door een drukoverdrager 46, en vervolgens overge-bracht naar een signaalontvanger 48 die de signalen kan vastleggen, weergeven en/of berekeningen hiermee kan uitvoeren teneinde informatie te verschaffen over de diverse condities onder in de boorput.

In Figuur 2 wordt schematisch een boorketensegment 26 getoond waarin de drukpulsen worden opgewekt. De boorspoeling stroomt door een variabele doorstroomopening 50 en wordt afgegeven voor het aandrijven van een eerste turbine 52. De eerste turbine drijft een generator 54 aan welke electrische energie levert aan de sensoren in de sensoreen-heid 44 (via electrische leidingen 55). Met de uitvoer vanaf de sensoreenheid 44, welke kan plaatsvinden in de vorm van electrische, hydraulische of dergelijke signalen, wordt een plunjer 56 bedreven met een hydraulisch of elec-trisch aangedreven klepbediening 57. Door variaties in de grootte van de opening 50 worden drukpulsen in de stroom boorspoeling opgewekt, die naar de oppervlakte worden overgedragen en daar worden waargenomen, voor het verschaffen van informatie over de diverse condities die met behulp van de sensoreenheid 44 worden waargenomen. Deze overdrager van pulsen in de boorspoeling wordt nader weergegeven en beschreven in de Amerikaanse Octrooien Nrs. 3.982.431, 4.013.945 en 4.021.774, welke zijn overgedragen op de rechtverkrijgende van de onderhavige aanvrage. De stroom boorspoeling wordt aangegeven met behulp van de pijlen.

Aangezien de sensoren in de sensoreenheid 44 magnetisch gevoelig zijn, dient het segment 26 in de boorketen waarin de sensorelementen zijn opgenomen niet-magnetisch te zijn, bij voorkeur vervaardigd uit roestvrij staal of monel. De sensoreenheid 44 is verder opgenomen in een niet-magnetisch drukvat 60, teneinde de sensoreenheid te beschermen tegen en geïsoleerd te houden van de druk in de boorput.

Hoewel de sensoreenheid 44 ook andere sensoren kan bevatten voor de richtingsmeting of voor andere metingen, zal de sensoreenheid een drieassige magnetometer met drie wikkelingen bevatten, welke wikkelingen terwille van de duidelijkheid van illustratie en beschrijving apart zijn weergegeven als wikkelingen 56A, 56B en 56C, en respectievelijk de "x"-, "y"- en "z"-wikkelingen van de magnetometer zijn.

In de Figuren 3-7 wordt een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding getoond, die onderstaand besproken zal worden. Zoals reeds gezegd wordt volgens de onderhavige uitvinding een voorafbepaalde tijdgeregelde opeenvolging van statuswijzigingen in een fysieke conditie onder in het boorgat gebruikt voor het overbrengen of doorzenden van informatie vanaf het boorplatform naar beneden in het boorgat. De wijzigingen in de fysieke conditie worden bij voorkeur aan de oppervlakte gestuurd voor het totstandbren-gen van een wijziging in de werking van het MWD-systeem (gewoonlijk een verandering in het programma van het MWD-systeem) . Een belangrijk kenmerk van deze eerste uitvoeringsvorm is dat de tijd gemeten wordt tussen achtereenvolgende schakelcyclussen van het MWD-systeem. Wanneer een minimaal aantal malen wordt voldaan aan het criterium van het niet overschrijden van de maximum uitschakeltijd wijzigt het MWD-programma de bedrijfswijze van het MWD-systeem en stelt de cyclusteller terug. Volgens de onderhavige uitvinding kunnen dergelijke schakelcyclussen bereikt worden door het achtereenvolgens starten en stoppen van de stroom boorspoeling vanaf de pomp 36 door het inwendige van de boorketen 12, en derhalve door de MWD-turbine 52.

Bij voorkeur is in de werkwijze van de eerste uitvoeringsvorm een beveiliging opgenomen tegen onbedoelde wijzigingen in de bedrijfswijze, doordat om een bepaalde opeenvolging van gebeurtenissen gevraagd wordt. Wanneer niet het vereiste aantal malen aan het criterium van "aan1' en "uit” wordt voldaan wordt onmiddellijk de cyclusteller teruggesteld zonder dat de bedrijfswijze van het systeem veranderd wordt.

Een voorbeeld van een volgorde voor het veranderen van de bedrijfswijze kan afgebeeld worden in een toestandsdiagram zoals in Figuur 3 is weergegeven. Elke status is een stap in de cyclusteller. Elke cirkel vertegenwoordigt een mogelijk pad tussen verschillende statussen. De pijlen geven de richting aan waarin de overgangen van de ene naar de andere status kan plaatsvinden. De bij iedere lijn horende letters geven de conditie aan welke de overgang doet plaatsvinden. Het schema toont verder de sequentiële voorwaarden waaraan moet worden voldaan voor het kiezen van een bedrijfswijze. Het aantal cyclussen dat in dit schema benodigd is voor het veranderen van een bedrijfswijze zou vergroot of verkleind kunnen worden teneinde de waarschijnlijkheid van een onvrijwillige verandering van de bedrijfswijze af te zetten tegen de tijd welke benodigd is om een dergelijke verandering te doen plaatsvinden. In Figuur 3 is zodoende een volgorde van vier (4) met de tijdregeling van B overeenkomende aan/uit cyclussen nodig om de met "0", "1", "2" en "3" aangeduide statussen te doorlopen, en daarbij het MWD-systeem om te stellen van bedrijfswijze N - 1 naar bedrijfswijze N + 1. Wanneer op enig tijdstip gedurende deze aan/uit volgorde een van de twee tijdgeregelde overgangen A of C plaatsvindt, dan wordt de cyclusteller teruggesteld naar de "O"-status.

De cyclustelling wordt bijgewerkt en opgeslagen in een niet-vluchtig geheugen zoals EEPROM (zie Nr. 83 in Figuur 7).

De overgangen tussen bedrijfswijzen van het systeem worden weergegeven in Figuur 4. Deze overgangen vinden op cirkelvormige wijze plaats. Elk willekeurig aantal bedrijfswijzen is mogelijk. Hierbij geldt dat hoe groter het aantal bedrijfswijzen is, hoe langer de mogelijke tijd welke benodigd is om te schakelen tussen twee niet opeenvolgend liggende bedrijfswijzen. Het zal duidelijk zijn dat voor elke over-gang in de bedrijfswijze, bijvoorbeeld van bedrijfswijze 1 naar mode 2, voldaan moet worden aan de in Figuur 3 weergegeven criteria v.w.b. de tijdgeregelde volgorde van de overgangen, anders zal geen verandering in de mode plaatsvinden .

De eerste uitvoeringsvorm van deze uitvinding bestaat uit drie elementen die aan een gebruikelijk MWD-systeem worden toegevoegd teneinde een compleet MWD-systeem te vormen met de mogelijkheid van herprogrammering (zoals in Figuur 7 is weergegeven). Deze elementen zijn de volgende: 1. Een orgaan voor het vaststellen van de tijdspanne tussen de inschakeling van het MWD-systeem en de daaropvolgende uitschakeling (Figuur 5).

2. Programmatuur voor het implementeren van de in Figuur 3 en 4 weergegeven statuswijzigingen.

3. Een of andere vorm van een niet-vluchtig geheugen voor het handhaven van de statussen terwijl het systeem zonder vermogen is (tengevolge van het feit dat er geen stroom boorspoeling is).

In Figuur 5 wordt een orgaan voor het detecteren van het verloop van een tijdspanne weergegeven. De weergegeven schakeling ontvangt drie invoeren van het MWD-systeem en geeft één uitvoer terug aan het MWD-systeem. De invoeren bestaan uit een stroom van +5 Volt, het "laad" besturings-signaal en het RESET signaal. De +5 Volt stroombus wordt geactiveerd door de stroom boorspoeling die de turbine van het MWD-systeem aandrijft. Deze stroombus wordt gebruikt om diverse elementen van het MWD-systeem, waaronder de computer, van stroom te voorzien. Aangezien deze stroombus reeds in het systeem aanwezig is, wordt hij in deze stroomketen gebruikt als krachtbron voor de stroomkringelementen UI en U2, als bron voor het opladen van de energieopslag-conden-sator C2, als bron voor het opwekken van de referentiespan-ning Vr via het weerstands-verdeelnetwerk gevormd door de weerstanden R2 en R3, en als bron voor het opladen van de tijdcondensator wanneer de schakelaars SI en S2 gesloten zijn.

Het RESET-signaal wordt gebruikt voor het initialiseren van het MWD-systeem tijdens het inschakelen en voor het voorkomen van grillig gedrag tijdens het uitschakelen. Dit signaal wordt aangelegd (logic zero) en gehandhaafd telkens wanneer +5 Volt buiten de tolerantie valt (onder het minimum niveau dat vereist is om een correcte werking van het computersysteem te kunnen waarborgen). Het signaal wordt door het circuit in Figuur 5 voordelig gebruikt om het uit de parallelcombinatie van R1 en Cl samengestelde subcircuit los te koppelen van de rest van het circuit wanneer de stroom boorspoeling onderbroken wordt. Wanneer 5 Volt binnen de tolerantie valt, gaat RESET naar logic one, waarbij S2 gesloten wordt. De spanning van de condensator Cl (Vel) kan nu met behulp van het vergelijkingsorgaan U2 afgezet worden tegen de referentiespanning Vr. De uitvoer van het vergelijkingsorgaan wordt door de computer waargenomen als logic one of logic zero. Logic one houdt in dat Vc groter is dan Vr, wat op zijn beurt weer inhoudt dat T off minder is dan T off (max), zoals in het toestandsdiagram volgens Figuur 3 weergegeven is.

Nadat de computer heeft waargenomen of de boodschap dat T-off minder is dan T-off (max) juist of onjuist is, kan de computer het "charge" signaal aanleggen. Door dit signaal wordt SI gesloten en wordt Cl opnieuw opgeladen voor het volgende onderdeel van de herprogrammering. Merk op dat S2 reeds door RESET gesloten was.

De condensator Cl zal tot ongeveer 4,5 Volt opladen en op deze spanning blijven zolang een spanning van +5 Volt wordt aangelegd. De diode Dl is verantwoordelijk voor de span-ningsval van ongeveer 0.5 Volt vanaf 5 Volt. De condensator C2 wordt door de diode Dl tot 4,5 Volt opgeladen zodra +5 Volt wordt aangelegd.

C2 is zodanig bemeten dat tijdens het uitschakelen de spanning geleidelijker zal afnemen dan de spanning op Cl.

Met UI op een dergelijke manier bekrachtigd, wordt het Cl R1 netwerk tijdens dit proces geïsoleerd gehouden wanneer er geen vermogen is.

Vr wordt door R2 en R3 op 0.5 Volt bepaald. Hieruit, en uit de waarden van R1 en Cl en de beginspanning van Cl kan de waarde van T-off (max) als volgt bepaald worden: T-off (max) = R1 Cl ln (4,5 V) / (0,5 V) =44 seconden

Het is duidelijk dat T-off (max) anders ingesteld zou kunnen worden door het wijzigen van een van de parameters die hierop invloed uitoefenen.

In Figuur 6 wordt een stromingsschema getoond van de pro- grammatuur welke noodzakelijk is voor het implementeren van de statuswijzigingen volgens Figuur 3 en 4.

Het "start power on timer" blok houdt in dat in het MWD-computersysteem een tijdklok aanwezig is. De toepassing hiervan is duidelijk voor iedereen die bekend is met de stand van de techniek. Deze klok is noodzakelijk om te bepalen of de "C"-overgang volgens Figuur 3 uitgevoerd moet worden.

Voor het uitvoeren van het "T-off is minder dan T-off (max)" blok is het noodzakelijk dat de invoerpoort waarop de uitvoer van U2 volgens Figuur 5 is aangesloten wordt afgelezen. Bij logic one treedt de "yes" kant in werking en omgekeerd.

Bij het "increment cycle counter" blok is het nodig dat een niet-vluchtige geheugenplaats met de momentele telling wordt afgelezen, hierbij wordt één opgeteld, en de nieuwe telling wordt teruggeschreven naar dezelfde geheugenplaats.

Het implementeren van het niet-vluchtige lees/schrijfgeheugen, met toepassing van EEPROM-geheugentechniek of batterij-ondersteunde RAM is bekend, en wordt in Figuur 7 met Nrs.

83, resp. 98 getoond, welke nummers onderstaand besproken zullen worden.

Het is de bedoeling de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding te gebruiken in combinatie met de normale commerciële toepassing van het MWD-systeem en de inrichting van Teleco Oilfield Services Ine. (de rechtverkrijgende van de onderhavige uitvinding), welke reeds verschillende jaren bedrijfsmatig toegepast worden. Dit bekende systeem wordt door Teleco op de markt gebracht onder de naam CDS (Computer ized Directional System) voor MWD-meting; het systeem bestaat onder andere uit een drieassige magnetometer, een drieassige versnellingsmeter, stuur-, sensor- en verwer-kingselectronica, en een inrichting voor telemetrie met behulp van pulsen in de boorspoeling, welke elementen allemaal onder in het boorgat gelegen zijn in een draaibaar zwaarstangsegment van de boorketen. De bekende inrichting kan de componenten Gx, Gy, en Gz van het totale zwaarteveld Go waarnemen; evenzo de componenten Hx, Hy en Hz van het totale magnetische veld Ho; en de hoek van het boorvlak en de hellingshoek (de hoek tussen de horizontaal en de richting van het magnetisch veld) bepalen.

In Figuur 7 wordt een blokschema van het bekende CDS-systeem van Teleco getoond. Dit CDS-systeem is onder in het boorgat in de boorketen gelegen, in een zwaarstang in de buurt van de boorkop. Dit CDS-systeem bevat een drieassige versnel-lingsmeter 70 en een drieassige magnetometer 72. De x-as van zowel de versnellingsmeter als de magnetometer ligt op de as van de boorketen. Kort en algemeen gesteld is de werking van dit systeem als volgt: de versnellingsmeter 70 neemt de Gx-, Gy- en Gz-componenten van het zwaartekrachtveld Go onder in het boorgat waar en levert daaraan evenredige analoge signalen af aan een multiplexer 74. Op dezelfde wijze neemt de magnetometer 72 de Hx-, Hy- en Hz-componenten van het magnetisch veld onder in het boorgat waar. Een temperatuursensor 76 neemt de temperatuur onder in het boorgat waar en levert een compensatiesignaal af aan de multiplexer 74. Het systeem bevat eveneens een geprogrammeerde microprocessoreenheid 78, systeemklokken 80 en een PIA-bouwsteen [peripheral interfare adapter] 82. Alle stuur- en calculatieprogramma's en de gegevens m.b.t. de calibratie van de sensoren zijn opgeslagen in het EEPROM Geheugen 83.

Geregeld door de microprocessor 78 worden de analoge signalen naar de multiplexer 74 gemultiplexed naar de analoog-digitaal omvormer 84. De uitgevoerde digitale gegevenswoor- den van de A/D omvormer 84 worden vervolgens via de PIA-bouwsteen 82 naar de microprocessor 78 geleid, waar deze gegevenswoorden worden opgeslagen in een RAM-geheugen 86 voor de berekeningen. Een rekenkundige verwerkingseenheid (APU) 88 schept de mogelijkheid tot het uitvoeren van niet-gekoppelde rekenkundige bewerkingen met een grote capaciteit en een verscheidenheid aan trigonometrische bwerkingen voor het vergroten van het vermogen en de snelheid van de gevensverwerking. De digitale gegevens voor Gx, Gy, Gz,

Hx, Hy en Hz worden gemiddeld in de rekenkundige processor-eenheid 84, de gegevens worden gebruikt voor het berekenen van het azimut en de hellingshoeken in de microprocessor 78. Deze hoekgegevens worden vervolgens via een vertragings-circuit 90 afgegeven voor het bedrijven van een stroombe-sturingselement 92 dat op zijn beurt weer een in het bovenstaande beschreven pulsgever bedrijft.

De tijddetectieschakeling volgens de onderhavige uitvinding volgens Figuur 5, zoals deze in het bovenstaande is besproken, wordt aangeduid met verwijzingscijfer 96, en een batterij voor RAM 86 wordt met verwijzingscijfer 98 aangeduid.

Bij een tweede uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding wordt de bedrijfswijze van het MWD-systeem veranderd door middel van een tijdgeregelde reeks veranderingen in de hoeveelheid door de MWD-turbine opgewekt vermogen. Met andere woorden, inplaats van het inschakelen en uitschakelen van het vermogen zoals dit bij de eerste uitvoeringsvorm geschiedt, wordt in de tweede uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding de hoeveelheid vermogen of stroom die naar het MWD-systeem wordt gestuurd in een tijdgeregelde volgorde gemoduleerd voor het veranderen van de bedrijfswijze. Deze modulatie wordt totstand-gebracht door het moduleren van de stroom boorspoeling vanaf de pomp aan de oppervlakte van de boorinstallatie door de MWD-turbine. Deze tweede uitvoeringsvorm kan toegepast worden door gebruik te maken van een soortgelijke werkwijze en inrichting als de werkwijze en de inrichting die met betrekking tot de eerste uitvoeringsvorm beschreven zijn.

Hoewel in het bovenstaande voorkeursuitvoeringen getoond en beschreven zijn, is het mogelijk diverse wijzigingen aan te brengen en diverse onderdelen te vervangen door andere, zonder dat dit een afwijking van de geest en de beschermingsomvang van de uitvinding betekent. Het dient dan ook duidelijk te zijn dat de beschrijving van de onderhavige uitvinding slechts illustratief is, en geen beperking van deze uitvinding inhoudt.

Claims (18)

1. Werkwijze voor het overbrengen van instructies van een boorplatform aan de oppervlakte naar een systeem voor het meten tijdens het boren (MWD-systeem) onder in het boorgat, waarbij de werkwijze de volgende stappen bevat: het in een voorafbepaalde tijdgeregelde volgorde veranderen van de status van een fysieke conditie onder in het boorgat, waarbij de statuswijziging geregeld wordt vanaf het boorplatform aan de oppervlakte; het waarnemen van een statuswijziging en van de voorafbepaalde tijdgeregelde volgorde onder in het boorgat; en het omzetten van de waargenomen tijdgeregelde volgorde van de statuswijziging in instructies voor het MWD-systeem.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de statuswijziging wijzigingen in de stroom boor-spoeling omvat.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de wijzigingen in de stroom boorspoeling waargenomen worden door een bij het MWD-systeem behorende turbine.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de veranderingen in de stroom boorspoeling naar de turbine ingezet worden door veranderingen in vermo-genstoevoer naar het MWD-systeem.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de tijdgeregelde opeenvolging van statuswijzigingen het inschakelen en uitschakelen van vermogen naar het MWD-systeem inhoudt door de stroom boorspoeling naar de turbine opeenvolgend op gang te brengen en stop te zetten.

6. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de tijdgeregelde opeenvolging van statuswijzigingen een gemoduleerd inschakelen van het MWD-systeem inhoudt doordat de stroom boorspoeling naar de turbine gemoduleerd wordt.

7. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij deze een tijdswaarnemingscircuit in het MWD-systeem bevat voor het waarnemen van de veranderingen in de vermo-genstoevoer naar het MWD-systeem.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de instructies het schakelen van een eerste bedrijfs-wijze onder in het boorgat naar een tweede bedrijfs-wijze onder in het boorgat omvatten.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de tijdgeregelde opeenvolging van statuswijzigingen in een voorafbepaald patroon herhaald wordt teneinde een onvrijwillige of foute overdracht van instructies te vermijden.

10. Inrichting voor het overbrengen van instructies van een boorplatform aan de oppervlakte naar een MWD- systeem onder in het boorgat, met het kenmerk, dat de inrichting bevat: een orgaan voor het veranderen van de status van een fysieke conditie onder in het boorgat in een voorafbepaalde tijdgeregelde volgorde, waarbij de statuswijziging geregeld wordt vanaf het boorplatform aan de oppervlakte; een orgaan voor het waarnemen van de statuswijziging en de voorafbepaalde tijdgeregelde opeenvolging onder in het boorgat; en een orgaan voor het omzetten van de waargenomen tijdgeregelde opeenvolging van statuswijzigingen in instructies voor het MWD-systeem.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de statuswijziging veranderingen in de stroom boor-spoeling omvat.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de wijzigingen in de stroom boorspoeling worden waargenomen door een bij het MWD-systeem behorende turbine.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de wijzigingen in de stroom boorspoeling naar de turbine ingezet worden door veranderingen in de vermogenstoevoer naar het MWD-systeem.

14. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de tijdgeregelde opeenvolging van statuswijzigingen een orgaan omvat voor het inschakelen en uitschakelen van vermogen naar het MWD-systeem door de stroom boorspoeling naar de turbine opeenvolgend op gang te brengen en stop te zetten.

15. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de tijdgeregelde opeenvolging van statuswijzigingen een orgaan omvat voor het voorzien in een gemoduleerd leveren van vermogen aan het MWD-systeem door het moduleren van de stroom boorspoeling naar de turbine.

16. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat deze een tijdswaarnemingscircuit in het MWD-systeem bevat voor het waarnemen van de veranderingen in de vermogenstoevoer naar het MWD-systeem.

17. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de instructies het schakelen van een eerste bedrijfs-wijze onder in het boorgat naar een tweede bedrijfs-wijze onder in het boorgat inhouden.

18. Inrichting volgens conclusie l, met het kenmerk, dat deze een orgaan omvat voor het herhalen van de tijdgeregelde opeenvolging van statuswijzigingen in een voorafbepaald patroon, teneinde een onvrijwillige of foute overdracht van instructies te vermijden.