[go: up one dir, main page]

RU2287669C2 - Well tool for mounting in well and method for activation of well tool for usage in well shaft - Google Patents

Well tool for mounting in well and method for activation of well tool for usage in well shaft Download PDF

Info

Publication number
RU2287669C2
RU2287669C2 RU2004126183/03A RU2004126183A RU2287669C2 RU 2287669 C2 RU2287669 C2 RU 2287669C2 RU 2004126183/03 A RU2004126183/03 A RU 2004126183/03A RU 2004126183 A RU2004126183 A RU 2004126183A RU 2287669 C2 RU2287669 C2 RU 2287669C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
downhole tool
microprocessor
initiator
controller
explosive
Prior art date
Application number
RU2004126183/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004126183A (en
Inventor
Нолан С. ЛЕРЧ (US)
Нолан С. ЛЕРЧ
Джеймс Э. БРУКС (US)
Джеймс Э. БРУКС
Чоон Фей ВОНГ (US)
Чоон Фей ВОНГ
Original Assignee
Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. filed Critical Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Publication of RU2004126183A publication Critical patent/RU2004126183A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2287669C2 publication Critical patent/RU2287669C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11Perforators; Permeators
    • E21B43/116Gun or shaped-charge perforators
    • E21B43/1185Ignition systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0021Safety devices, e.g. for preventing small objects from falling into the borehole

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Control By Computers (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

FIELD: building and operation of wells, possible use for activation of well tools, in particular, during perforation, during mounting of packers.
SUBSTANCE: well tool contains multiple control blocks, each one of which has microprocessor and initiator, connected to microprocessor; each microprocessor is made with possible realization of two-sided connection to controller via communication line and with possible receipt from controller for activation of appropriate control blocks of a set of appropriate activation commands, each one of which contains a unique identifier, matching a certain control block. Each control block contains a common flexible board, on support surface of which appropriate microprocessor and initiator are mounted. After placing well tool into well shaft, connection between controller and well tool via communication line is set up. Well tool may contain well tool adapters, each one of which contains appropriate control block and explosive substance, which is detonated by appropriate initiator, and one detachable adapter, connected to adapters, and containing same components except explosive substance. Sensors may be connected to microprocessors. Communication line may be a fiber-optic one.
EFFECT: increased safety of well tool activation.
2 cl, 4 dwg

Description

Перекрестная ссылка на заявки, относящиеся к данной заявкеCross reference to applications related to this application

Настоящая заявка является частичным продолжением заявки США №10/076993, поданной 15 февраля 2002 г., которая является частичным продолжением заявки США №09/997021, поданной 28 ноября 2001 г., которая является частичным продолжением заявки США №09/179507, поданной 27 октября 1998 г., которая теперь является патентом США №6283227.This application is a partial continuation of US application No. 10/076993, filed February 15, 2002, which is a partial continuation of US application No. 09/997021, filed November 28, 2001, which is a partial continuation of US application No. 09/179507, filed 27 October 1998, which is now US Patent No. 6283227.

Настоящая заявка имеет преимущество согласно положениям Раздела 35 Свода Законов США, пар. 119(е) в соответствии с предварительной заявкой №60/498729 на «Firing System for Downhole Devices», поданной 28 августа 2003 г.This application takes precedence under Section 35 of the United States Code, par. 119 (e) in accordance with provisional application No. 60/498729 for the Firing System for Downhole Devices, filed August 28, 2003.

Содержание каждой упоминаемой выше заявки включено в данный документ в качестве ссылки.The contents of each application cited above are incorporated herein by reference.

Область техникиTechnical field

Изобретение в общем относится к безопасной активации работы скважинных инструментов.The invention generally relates to the safe activation of downhole tools.

Уровень техникиState of the art

В стволе скважины можно осуществлять различные типы работ. Примерами этих работ являются: стреляющий перфоратор для обеспечения перфораций, установка пакеров, открытие и закрытие вентилей, снятие измерений, осуществляемых датчиками, и т.д. В обычной скважинной работе инструмент вводят в ствол скважины на требуемую глубину, затем инструмент приводится в действие некоторым механизмом, например гидравлическим давлением, электрически, механически и пр.In the wellbore, various types of work can be performed. Examples of these works are: a perforating gun to provide perforations, installing packers, opening and closing valves, taking measurements made by sensors, etc. In normal downhole work, the tool is introduced into the wellbore to the required depth, then the tool is driven by some mechanism, for example, hydraulic pressure, electrically, mechanically, etc.

В некоторых случаях приведение в действие (активация) скважинных инструментов связано с вопросами безопасности. Что особенно относится к инструментам, которые содержат взрывные устройства, такие как устройства для перфорации. Во избежание случайной детонации взрывных устройств в этих инструментах их обычно доставляют на буровую площадку не приведенными в боевое положение, и их приводят в боевое положение на буровой площадке. На буровой площадке также принимаются меры предосторожности, чтобы исключить преждевременное детонирование взрывных устройств. Еще один аспект безопасности на буровой площадке: применение радиоустройств, особенно радиочастотных устройств, которые ненамеренно могут привести в действие некоторые типы взрывных устройств. Поэтому на буровую площадку обычно не допускаются радиоустройства, в результате чего у персонала скважины имеется ограниченный выбор средств связи. Еще один аспект связан с использованием взрывных устройств на буровой площадке: наличие напряжения блуждающих токов, которые могут послужить причиной случайного детонирования взрывных устройств.In some cases, the activation (activation) of downhole tools is related to safety issues. Which is especially true for tools that contain explosive devices, such as perforating devices. In order to avoid accidental detonation of explosive devices in these instruments, they are usually delivered to the drilling site without being put into combat position, and they are brought into the combat position at the drilling site. Precautions are also taken at the rig site to prevent premature detonation of explosive devices. Another aspect of safety at the rig site is the use of radio devices, especially radio frequency devices, which can unintentionally trigger certain types of explosive devices. Therefore, radio devices are usually not allowed at the drilling site, as a result of which the well personnel have a limited choice of communication equipment. Another aspect is associated with the use of explosive devices at the drilling site: the presence of stray current voltage, which can cause accidental detonation of explosive devices.

Еще один аспект безопасности, связанный со взрывными устройствами: они могут попасть не в те руки. Эти взрывные устройства представляют большую опасность для лиц, которые не знают, как с ними обращаться, или которые хотят их использовать со злым умыслом в ущерб другим лицам.Another aspect of security associated with explosive devices: they can fall into the wrong hands. These explosive devices pose a great danger to persons who do not know how to handle them, or who want to use them with malicious intent to the detriment of others.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Способ и скважинный инструмент для установки в скважине являются объектами настоящего изобретения.A method and a downhole tool for installation in a well are objects of the present invention.

Согласно первому аспекту изобретения предусмотрен скважинныйAccording to a first aspect of the invention, a downhole is provided.

инструмент для установки в скважине; при этом скважинный инструмент выполнен с возможностью связи с контроллером по линии связи, при этом скважинный инструмент содержитtool for installation in the well; while the downhole tool is configured to communicate with the controller via a communication line, while the downhole tool comprises

множество блоков управления, при этом каждый блок из множества блоков управления имеет микропроцессор и инициатор, связанный с микропроцессором;a plurality of control units, wherein each unit of the plurality of control units has a microprocessor and an initiator associated with the microprocessor;

каждый микропроцессор выполнен с возможностью осуществления двухсторонней связи с контроллером,each microprocessor is configured to make two-way communication with the controller,

при этом указанные микропроцессоры выполнены с возможностью приема множества соответствующих команд активации из контроллера для активирования соответствующих блоков управления,while these microprocessors are configured to receive many appropriate activation commands from the controller to activate the respective control units,

при этом каждая команда активации содержит уникальный идентификатор, соответствующий определенному блоку управления, причем каждый блок управления содержит общую гибкую плату на опорной поверхности, на которой установлены соответствующий микропроцессор и инициатор.each activation command contains a unique identifier corresponding to a particular control unit, each control unit containing a common flexible board on a supporting surface on which a corresponding microprocessor and initiator are installed.

Кроме того, гибкая плата в скважинном инструменте содержит гибкий кабель. При этом каждый блок управления дополнительно содержит приемник, передатчик и умножитель, установленный на гибкой плате.In addition, the flexible board in the downhole tool includes a flexible cable. Moreover, each control unit further comprises a receiver, a transmitter and a multiplier mounted on a flexible board.

Кроме того, в скважинном инструменте согласно первому аспекту изобретения инициатор содержит, по меньшей мере, одно из следующих устройств: взрывной инициатор из фольги, взрывной перемычный провод, нагреваемый провод и полупроводниковый мост.In addition, in the downhole tool according to the first aspect of the invention, the initiator comprises at least one of the following devices: an explosive foil initiator, an explosive jumper wire, a heated wire, and a semiconductor bridge.

Скважинный инструмент также может дополнительно содержать переходники скважинного инструмента, причем каждый переходник скважинного инструмента содержит соответствующий блок управления и взрывчатое вещество, при этом взрывчатое вещество детонирует от соответствующего инициатора, а также дополнительно содержит отсоединительный переходник, соединенный с переходниками скважинного инструмента, при этом отсоединительный переходник имеет те же компоненты, что и, по меньшей мере, один из переходников скважинного инструмента, за тем исключением, что отсоединительный переходник не содержит взрывчатого вещества,The downhole tool may also further comprise downhole tool adapters, wherein each downhole tool adapter comprises a corresponding control unit and explosive, wherein the explosive detonates from a respective initiator, and further comprises a disconnect adapter connected to the downhole tool adapters, wherein the disconnect adapter has the same components as at least one of the downhole tool adapters, then so me that otsoedinitelny adapter contains no explosive,

при этом отсоединительный переходник обеспечивает предотвращение приведения в боевое положение переходников скважинного инструмента до завершения активации отсоединительного переходника.in this case, the detachable adapter ensures that the downhole tool adapters are not brought into a combat position until the activation of the detachable adapter is completed.

При этом скважинный инструмент дополнительно содержит взрывчатые вещества, детонирующие от соответствующих инициаторов.In this case, the downhole tool further comprises explosives detonating from the respective initiators.

Кроме того, линия связи скважинного инструмента согласно первому аспекту изобретения содержит волоконно-оптическую линию связи, при этом каждый микропроцессор связан с контроллером посредством указанной волоконно-оптической линии связи.In addition, the communication line of the downhole tool according to the first aspect of the invention comprises a fiber optic communication line, with each microprocessor connected to the controller via said fiber optic communication line.

В скважинном инструменте инициатор выбирается из группы, состоящей из взрывчатого инициатора из фольги, взрывного перемычного провода, полупроводникового моста и нагреваемого провода;In a downhole tool, the initiator is selected from the group consisting of a foil explosive initiator, an explosive jumper wire, a semiconductor bridge, and a heated wire;

при этом каждый блок управления дополнительно содержит переключатель, причем каждый микропроцессор взаимодействует с соответствующим переключателем для обеспечения изоляции передачи сигналов по линии связи от инициатора, пока микропроцессор не установит двухстороннюю связь с контроллером.each control unit further comprises a switch, each microprocessor interacting with a corresponding switch to ensure isolation of signal transmission over the communication line from the initiator until the microprocessor establishes two-way communication with the controller.

Кроме того, каждый микропроцессор в скважинном инструменте выполнен с возможностью осуществления кодированной двухсторонней связи с контроллером, а также микропроцессор может быть выполнен с возможностью осуществления двухсторонней связи с контроллером согласно определенному протоколу связи.In addition, each microprocessor in the downhole tool is configured to provide coded two-way communication with the controller, and the microprocessor can be configured to perform two-way communication with the controller according to a specific communication protocol.

Скважинный инструмент предусматривает включение датчиков, подключенных к соответствующим микропроцессорам, при этом каждый датчик обеспечивает информацию об условиях окружающей среды ствола скважины.The downhole tool provides for the inclusion of sensors connected to the respective microprocessors, with each sensor providing information about the environmental conditions of the wellbore.

Кроме того, каждый микропроцессор выполнен с возможностью обеспечения информации от соответствующего датчика в контроллер.In addition, each microprocessor is configured to provide information from a corresponding sensor to the controller.

Согласно второму аспекту изобретения предусмотрен способ для активации скважинного инструмента для использования в стволе скважины, согласно которому:According to a second aspect of the invention, there is provided a method for activating a downhole tool for use in a wellbore, wherein:

помещают скважинный инструмент в ствол скважины;place the downhole tool in the wellbore;

по линии связи осуществляют связь между контроллером и скважинным инструментом,the communication line between the controller and the downhole tool,

при этом скважинный инструмент содержит множество блоков управления, причем каждый из множества блоков управления имеет микропроцессор и инициатор, связанный с микропроцессором; иwherein the downhole tool comprises a plurality of control units, each of the plurality of control units having a microprocessor and an initiator associated with the microprocessor; and

каждый микропроцессор осуществляет двухстороннюю связь с контроллером,each microprocessor provides two-way communication with the controller,

при этом контроллер направляет множество команд активации в соответствующие микропроцессоры для активации соответствующих блоков управления, при этом каждая команда активации содержит уникальный идентификатор, соответствующий определенному блоку управления, причем обеспечивают гибкую плату в каждом блоке управления и устанавливают микропроцессор и инициатор каждого блока управления на опорной поверхности соответствующей гибкой платы.the controller sends a lot of activation commands to the corresponding microprocessors to activate the corresponding control units, each activation command contains a unique identifier corresponding to a specific control unit, and provide a flexible board in each control unit and install a microprocessor and initiator of each control unit on the supporting surface of the corresponding flexible board.

Согласно способу установка микропроцессора и инициатора на гибкой плате предусматривает установку микропроцессора и инициатора на гибком кабеле.According to the method, installing the microprocessor and initiator on a flexible board provides for installing the microprocessor and initiator on a flexible cable.

Кроме того, в указанном способе установка инициатора на гибкой плате предусматривает установку, по меньшей мере, одного взрывного инициатора из фольги, взрывного перемычного провода, нагреваемого провода и полупроводникового моста на гибкой плате.In addition, in this method, the installation of the initiator on a flexible board provides for the installation of at least one explosive initiator made of foil, an explosive jumper wire, a heated wire and a semiconductor bridge on a flexible board.

Перечень фигур чертежейList of drawings

Фиг.1 - блок-схема примера компоновки наземной установки и скважинного инструмента, которые относятся к варианту осуществления настоящего изобретения.Figure 1 is a block diagram of an example layout of a surface installation and a downhole tool, which relate to an embodiment of the present invention.

Фиг.2 - блок-схема блока управления, используемого в показываемом на Фиг.1 скважинном инструменте согласно варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 2 is a block diagram of a control unit used in the downhole tool shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.

Фиг.3 - интегральный блок управления согласно варианту осуществления настоящего изобретения.Figure 3 - integrated control unit according to a variant implementation of the present invention.

Фиг.4 - блок-схема способа активации скважинного инструмента согласно варианту осуществления настоящего изобретения.4 is a flowchart of a method for activating a downhole tool according to an embodiment of the present invention.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретенияDescription of a preferred embodiment of the invention

В приводимом ниже описании излагаются детали для пояснения настоящего изобретения. Но специалистам в данной области техники будет ясно, что настоящее изобретение можно реализовать без этих деталей и что возможны многие изменения или модификации описываемых вариантов осуществления изобретения.The following description sets forth details for explaining the present invention. But it will be clear to those skilled in the art that the present invention can be practiced without these details and that many changes or modifications to the described embodiments of the invention are possible.

Термины «верх» и «низ», «верхний» и «нижний», «вверх» и «вниз»; «до», «после»; «над» и «под» и прочие аналогичные термины, указывающие взаимное расположение выше или ниже данной точки или элемента, используются в данном описании для пояснения некоторых вариантов осуществления изобретения. Но применительно к оборудованию и способам, используемым в наклонных или горизонтальных скважинах, эти термины могут обозначать «слева направо», «справа налево» или другую соответствующую взаимосвязь.The terms “top” and “bottom”, “upper” and “lower”, “up” and “down”; "before after"; “Above” and “below” and other similar terms indicating the relative position above or below a given point or element are used in this description to explain some embodiments of the invention. But in relation to equipment and methods used in deviated or horizontal wells, these terms can mean “left to right,” “right to left,” or other appropriate relationship.

Обращаясь к Фиг.1: система согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит наземный блок 16, соединенный кабелем 14 (например, проводная линия) с инструментом 11. Кабель 14 содержит один или более электрических проводов. Согласно другому варианту осуществления:Turning to FIG. 1: a system according to an embodiment of the present invention comprises a ground unit 16 connected by a cable 14 (for example, a wire line) to a tool 11. Cable 14 contains one or more electrical wires. According to another embodiment:

кабель 14 может содержать волоконно-оптические линии либо вместо электрических проводов, либо в дополнение к ним. Кабель 14 доставляет инструмент 11 в ствол скважины 12.cable 14 may contain fiber optic lines either in place of electrical wires or in addition to them. Cable 14 delivers tool 11 to wellbore 12.

Согласно примеру, показываемому на Фиг.1: инструментом 11 является инструмент, используемый в скважине. Например, инструментом 11 может быть перфоратор или другой инструмент, содержащий взрывные устройства, такие как труборезы и пр. Согласно другим вариантам осуществления: могут использоваться другие типы инструментов для осуществления других типов работ в скважине. Например, этими другими типами инструментов являются инструменты для установки пакеров, открытия или закрытия вентилей, для каротажа, для осуществления измерений, взятия керна и пр.According to the example shown in FIG. 1: tool 11 is a tool used in a well. For example, tool 11 may be a hammer drill or other tool containing explosive devices, such as pipe cutters, etc. According to other embodiments: other types of tools may be used to perform other types of work in the well. For example, these other types of tools are tools for installing packers, opening or closing valves, for logging, for taking measurements, for taking core samples, etc.

В примере согласно Фиг.1: инструмент 11 содержит отсоединительный переходник 10А и переходники 10В, 10С, 10D скважинных инструментов. Хотя на Фиг.1 показаны три переходника 10В, 10С и 10D скважинного инструмента, в других вариантах осуществления может использоваться иное число переходников скважинного инструмента. Отсоединительный переходник 10А имеет блок 18А управления; и переходники 10В, 10С, 10D скважинного инструмента включают в свой состав блоки 18В, 18С, 18D управления соответственно. Каждый из переходников 10В, 10С, 10D скважинного инструмента может быть стреляющим перфоратором согласно приводимому в качестве примера выполнению. Либо переходники 10В, 10С, 10D скважинного инструмента могут быть другими типами устройств, содержащими взрывные устройства.In the example of FIG. 1: tool 11 comprises an adapter 10A and adapter 10B, 10C, 10D of downhole tools. Although three downhole tool adapters 10B, 10C and 10D are shown in FIG. 1, in other embodiments, a different number of downhole tool adapters may be used. The adapter 10A has a control unit 18A; and downhole tool adapters 10B, 10C, 10D include control units 18B, 18C, 18D, respectively. Each of the downhole tool adapters 10B, 10C, 10D may be a firing hammer drill according to an exemplary embodiment. Or, the downhole tool adapters 10B, 10C, 10D may be other types of devices containing explosive devices.

Блоки 18А, 18В, 18С, 18D управления соединены с переключателями 24А, 24В, 24С, 24D соответственно и 28А, 28В, 28С, 28D соответственно. Переключатели 28A-28D являются кабельными переключателями, управление которыми осуществляется блоками 18А-18D управления, соответственно, между положениями «вкл» и «выкл» для пуска и прекращения электрического тока по частям кабеля 14. Когда переключатель 28 находится в положении «выкл» (называемом также «разомкнутым»), то часть кабеля 14 под переключателем 24 изолируется от части кабеля 14 над переключателем 24. Переключатели 24A-24D являются переключателями инициатора.The control units 18A, 18B, 18C, 18D are connected to the switches 24A, 24B, 24C, 24D, respectively, and 28A, 28B, 28C, 28D, respectively. The switches 28A-28D are cable switches that are controlled by the control units 18A-18D, respectively, between the on and off positions to start and stop the electric current in parts of the cable 14. When the switch 28 is in the off position (called also “open”), the part of the cable 14 under the switch 24 is isolated from the part of the cable 14 above the switch 24. The switches 24A-24D are initiator switches.

Хотя в описываемых вариантах осуществления в основном упоминаются электрические переключатели, следует отметить, что в других вариантах осуществления электрические переключатели могут быть заменены оптическими переключателями.Although the described embodiments mainly mention electrical switches, it should be noted that in other embodiments, the electrical switches can be replaced by optical switches.

В отсоединительном переходнике 10А переключатель 24 инициатора не подключен к детонирующему устройству или инициатору. Но в переходниках 10В, 10С, 10D скважинного инструмента переключатели 24В, 24С, 24D инициатора соединены с соответствующими детонирующими устройствами или инициаторами 26. Если переключатель 24 инициатора приведен в положение «вкл» (также называется «замкнутым» положением), то этот переключатель пропускает электрический ток в подключенный детонатор или инициатор 26 для приведения в действие детонирующего устройства. Детонирующие устройства или инициаторы 26 баллистически связаны со взрывными устройствами, такими как кумулятивный заряд или другие взрывчатые вещества, для перфорации или другой работы в скважине. В приводимом ниже описании термины «детонирующее устройство» и «инициатор» используются взаимозаменяемо.In the disconnect adapter 10A, the initiator switch 24 is not connected to the detonating device or initiator. But in the downhole tool adapters 10B, 10C, 10D, the initiator switches 24V, 24C, 24D are connected to the corresponding detonating devices or initiators 26. If the initiator switch 24 is set to the “on” position (also called the “closed” position), then this switch passes the electric current to the connected detonator or initiator 26 to actuate the detonating device. Detonating devices or initiators 26 are ballistically connected with explosive devices, such as a cumulative charge or other explosive substances, for perforation or other work in the well. In the description below, the terms “detonating device” and “initiator” are used interchangeably.

Как указано выше, отсоединительный переходник 10А обеспечивает удобный механизм для соединения инструмента 11 с кабелем 14. Причина этого в том, что отсоединительный переходник 10А не содержит детонирующего устройства 26 или другого взрывчатого вещества, и поэтому безопасен. Переключатель 28А отсоединительного переходника 10А первоначально находится в открытом положении, и поэтому все стреляющие перфораторы инструмента 11 электрически изолированы от кабеля 14 отсоединительным переходником 10А. Благодаря этой особенности приведение в боевое положение инструмента 11 электрическими средствами не происходит до тех пор, пока инструмент 11 не будет расположен в скважине и пока не будет замкнут переключатель 28А. С точки зрения электротехники, отсоединительный переходник 10А может обеспечить электрическую изоляцию для исключения приведения в боевое положение инструмента 11.As indicated above, the isolation adapter 10A provides a convenient mechanism for connecting the tool 11 to the cable 14. The reason for this is that the isolation adapter 10A does not contain a detonating device 26 or other explosive, and is therefore safe. The switch 28A of the disconnect adapter 10A is initially in the open position, and therefore, all firing hammer drills of the tool 11 are electrically isolated from the cable 14 by the disconnect adapter 10A. Due to this feature, putting the tool 11 into a combat position by electric means does not occur until the tool 11 is located in the well and the switch 28A is closed. From the point of view of electrical engineering, the disconnect adapter 10A can provide electrical insulation to prevent the tool 11 from being brought into a combat position.

Еще одна характеристика, обеспечиваемая отсоединительным переходником 10А, заключается в том, что переходники 10 В, 10С, 10D скважинного инструмента (такие как стреляющие перфораторы) можно привести в боевое положение заранее (подключением каждого детонирующего устройства 26) во время транспортирования или других работ, выполняемых с инструментом 11. Хотя инструмент 11 транспортируется, будучи баллистически не в боевом положении, разомкнутый переключатель 28А отсоединительного переходника 10А электрически изолирует переходники 10В, 10С, 10D скважинного инструмента от сигнала активации во время транспортирования или других работ, выполняемых с ними.Another characteristic provided by the 10A disconnect adapter is that the downhole tool adapters 10 V, 10C, 10D (such as firing perforators) can be brought into the firing position in advance (by connecting each detonating device 26) during transportation or other work performed with the tool 11. Although the tool 11 is transported, being ballistic not in the combat position, the open switch 28A of the disconnect adapter 10A electrically isolates the adapters 10B, 10C, 10D the instrument from the activation signal during transportation or other work performed with them.

Отсоединительный переходник 10А отличается от переходников 10В, 10С, 10D скважинного инструмента тем, что отсоединительный переходник 10А не содержит взрывных устройств, которые присутствуют в переходниках 10В, 10С, 10D скважинного инструмента. Отсоединительный переходник 10А поэтому по сути является «холостым узлом». Холостым узлом является переходник, который тот же, что и другие переходники скважинного инструмента, но не содержит взрывчатых веществ.The adapter 10A differs from the tool tool adapters 10B, 10C, 10D in that the adapter 10A does not contain explosive devices that are present in the tool tool adapters 10B, 10C, 10D. The disconnect adapter 10A is therefore essentially a “blank assembly”. A blank assembly is an adapter that is the same as other downhole tool adapters, but does not contain explosives.

Отсоединительный переходник 10А применяется для одной из нескольких целей, включая обеспечение быстрого соединения инструмента 11 с кабелем 14. Помимо этого, отсоединительный переходник 10А обеспечивает возможность привести в боевое положение инструмент 11 в скважине, а не на поверхности. Поскольку отсоединительный переходник 10А не содержит взрывных устройств, он обеспечивает изоляцию (электрическую) между кабелем 14 и переходниками 10В, 10С, 10D инструментов, и поэтому приведение в действие (электричеством) переходников 10В, 10С, 10D скважинного инструмента исключено, пока отсоединительный переходник 10А не будет приведен в действие для замыкания электрического соединения.The adapter 10A is used for one of several purposes, including providing a quick connection of the tool 11 with the cable 14. In addition, the adapter 10A provides the ability to bring the tool 11 into the fighting position in the well, and not on the surface. Since the adapter 10A does not contain explosive devices, it provides insulation (electrical) between the cable 14 and the tool adapters 10B, 10C, 10D, and therefore, the activation (by electricity) of the tool adapters 10B, 10C, 10D is not possible until the adapter 10A is disconnected will be activated to close the electrical connection.

Отсоединяемый переходник 10А по сути изолирует «передачу сигналов» по кабелю 14 от переходников 10В, 10С, 10D скважинного инструмента до тех пор, пока не будет приведен в действие отсоединительный переходник 10А. Термин «передача сигналов» относится к силовым и/или управляющим сигналам (электрическим) по кабелю 14.The detachable adapter 10A essentially isolates the “signal transmission” through cable 14 from the tool tool adapters 10B, 10C, 10D until the detachable adapter 10A is activated. The term "signal transmission" refers to power and / or control signals (electrical) via cable 14.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения: блоки 18A-18D управления выполнены с возможностью осуществления сообщения по кабелю 14 с контроллером 17 в наземном блоке 16. Например, контроллер 17 может быть компьютером или другим управляющим модулем.According to some embodiments of the present invention: the control units 18A-18D are configured to communicate via cable 14 with a controller 17 in the ground unit 16. For example, the controller 17 may be a computer or other control module.

Каждый блок 18A-18D управления имеет микропроцессор, который осуществляет двухстороннюю связь с контроллером 17 в наземном блоке 16. Микропроцессор (в комбинации с другой изолирующей схемой в каждом блоке 18 управления) обеспечивает изолирование передачи сигналов (силовых и/или управляющих сигналов) по кабелю 14 от детонирующего устройства 26, относящегося к блоку 18 управления. До передачи сигналов (электрически) по кабелю 14 в детонирующее устройство 26 микропроцессор сначала должен установить двухстороннюю связь с контроллером 17 в наземном блоке 16.Each control unit 18A-18D has a microprocessor, which provides two-way communication with the controller 17 in the ground unit 16. The microprocessor (in combination with another isolation circuit in each control unit 18) provides isolation of the transmission of signals (power and / or control signals) via cable 14 from a detonating device 26 related to the control unit 18. Before transmitting the signals (electrically) via cable 14 to detonating device 26, the microprocessor must first establish two-way communication with the controller 17 in the ground unit 16.

Двухсторонняя связь может быть кодированной связью, в которой сообщения кодируются предварительно заданным кодирующим алгоритмом. Кодирование сообщений между наземным контроллером 17 и микропроцессорами в блоках управления обеспечивает еще один уровень защиты для исключения случайной активации взрывных устройств.Two-way communication may be a coded communication in which messages are encoded by a predetermined coding algorithm. Message encoding between the ground controller 17 and the microprocessors in the control units provides another level of protection to prevent accidental activation of explosive devices.

Микропроцессор 100 можно также запрограммировать на прием только сигналов определенного протокола связи, например - по сигналам, которые не соответствуют этому протоколу связи, микропроцессор 100 не даст команду активации детонирующего устройства 26.The microprocessor 100 can also be programmed to receive only signals of a certain communication protocol, for example, by signals that do not correspond to this communication protocol, the microprocessor 100 will not give an activation command for the detonating device 26.

Также согласно некоторым другим вариантам осуществления микропроцессору в каждом блоке управления предусмотрен уникальный идентификатор. В одном из вариантов осуществления уникальный идентификатор предварительно программируется до размещения инструмента в стволе 12 скважины. Предварительное программирование предусматривает запись уникального идентификатора в энергонезависимую память, доступ к которой имеет микропроцессор. Энергонезависимая память может быть выполнена либо в самом микропроцессоре, либо может быть внешней по отношению к микропроцессору. Предварительное программирование микропроцессоров с помощью особых идентификаторов обеспечивает преимущество исключения необходимости осуществлять программирование после установки инструмента 11 в стволе 12 скважины.Also, according to some other embodiments, a microprocessor has a unique identifier in each control unit. In one embodiment, the unique identifier is pre-programmed before the tool is placed in the wellbore 12. Pre-programming involves writing a unique identifier to non-volatile memory, access to which has a microprocessor. Non-volatile memory can be executed either in the microprocessor itself, or it can be external to the microprocessor. Pre-programming of microprocessors using special identifiers provides the advantage of eliminating the need for programming after installing the tool 11 in the wellbore 12.

Согласно другому варианту осуществления: идентификаторы можно динамически назначать микропроцессорам. Например, после размещения инструмента 11 в стволе 12 скважины: наземный контроллер 12 может направить назначающие сообщения по кабелю 14 в блоки управления для записи особых идентификаторов в ячейках памяти, доступ к которым осуществляют микропроцессоры.According to another embodiment: identifiers can be dynamically assigned to microprocessors. For example, after placing the tool 11 in the wellbore 12: the ground controller 12 can send assignment messages via cable 14 to the control units for recording special identifiers in memory cells accessed by microprocessors.

Фиг.2 показывает переходник подробнее. Следует отметить, что переходник 10, показанный на Фиг.2, содержит детонирующее устройство 26; поэтому переходник 10, показываемый на Фиг.2, является одним из переходников 10В, 10С, 10D скважинного инструмента. Но если переходник 10 является отсоединительным переходником, то детонирующее устройство 26 будет либо исключено, либо заменено на холостое устройство (без взрывчатого вещества).Figure 2 shows the adapter in more detail. It should be noted that the adapter 10 shown in FIG. 2 comprises a detonating device 26; therefore, the adapter 10 shown in FIG. 2 is one of the adapters 10B, 10C, 10D of the downhole tool. But if the adapter 10 is a detachable adapter, then the detonating device 26 will either be excluded or replaced with an idle device (without explosive).

Блок 18 управления содержит микропроцессор 100 (упоминаемый выше), передатчик 104 и приемник 102. Питание в блок 18 управления подается блоком 106 питания. Блок 106 питания выводит напряжения питания в различные компоненты блока 18 управления. Кабель 14 (Фиг.1) выполнен из двух проводов 108А, 108В. Провод 108А подключен к переключателю 28 кабеля. Согласно другому варианту осуществления: блок 106 питания можно исключить, и питание подавать с поверхности.The control unit 18 comprises a microprocessor 100 (mentioned above), a transmitter 104, and a receiver 102. Power is supplied to the control unit 18 by a power supply unit 106. The power supply unit 106 outputs power voltages to various components of the control unit 18. Cable 14 (Figure 1) is made of two wires 108A, 108B. Wire 108A is connected to cable switch 28. According to another embodiment: the power supply unit 106 can be omitted and power is supplied from the surface.

При передаче: передатчик 104 модулирует сигналы по проводу 108 В для направления требуемых сообщений к поверхности скважины или в другой компонент. Приемник 102 также принимает сигналы по проводу 108В.When transmitting: the transmitter 104 modulates the signals through a 108 V wire to send the desired messages to the surface of the well or to another component. A receiver 102 also receives signals over a 108B wire.

Микропроцессором 100 может быть устройство общего назначения, программируемый микропроцессор на интегральной схеме, специализированная интегральная схема, программируемая вентильная матрица или другое аналогичное управляющее устройство. Как указано выше, микропроцессор 100 имеет уникальный идентификатор и обозначен им, например: адрес, числовой идентификатор и т.д. Применение этих идентификаторов позволяет направлять команды в микропроцессор 100 в определенном блоке 18 управления, выбранном из числа множества блоков 18 управления. Таким образом, возможно избирательное действие одного выбранного блока 18 управления.The microprocessor 100 may be a general-purpose device, a programmable microprocessor on an integrated circuit, a specialized integrated circuit, a programmable gate array, or other similar control device. As indicated above, the microprocessor 100 has a unique identifier and is indicated by it, for example: address, numeric identifier, etc. The use of these identifiers allows you to send commands to the microprocessor 100 in a specific control unit 18, selected from among the plurality of control units 18. Thus, selective action of one selected control unit 18 is possible.

Приемник 102 принимает сигналы от наземных компонентов, причем сигналы могут быть сигналами частотной манипуляции (ЧМн). Принимаемые сигналы направляют в микропроцессор 100 для обработки. Приемник 100 может в одном варианте осуществления иметь конденсатор, связанный с проводом 108В кабеля 14. Перед направлением принятого сигнала в микропроцессор 100 приемник 102 может транслировать сигнал в выходной сигнал транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) или в другой соответствующий выходной сигнал, который может опознать микропроцессор 100.A receiver 102 receives signals from terrestrial components, the signals may be frequency-shift keying (FSK) signals. Received signals are sent to microprocessor 100 for processing. Receiver 100 may, in one embodiment, have a capacitor coupled to cable wire 108B of cable 14. Before directing the received signal to microprocessor 100, receiver 102 may translate the signal to transistor transistor logic (TTL) output or another appropriate output signal that the microprocessor can recognize. one hundred.

Передатчик 100 передает сигналы, формируемые микропроцессором 100, в наземные компоненты. Эти сигналы могут, например, быть в виде импульсов тока (например, импульсами тока 10 мА). Приемник 102 и передатчик 104 обеспечивают возможность двухсторонней связи между поверхностью и скважинными компонентами.Transmitter 100 transmits signals generated by microprocessor 100 to terrestrial components. These signals may, for example, be in the form of current pulses (for example, 10 mA current pulses). A receiver 102 and a transmitter 104 enable two-way communication between the surface and the downhole components.

Переключатель 24 инициатора, показываемый на Фиг.1, можно подключить к умножителю 110 - согласно Фиг.2. Переключатель 24 инициатора согласно варианту осуществления в соответствии с Фиг.2 выполнен в виде полевого транзистора (ПТ). Затвор ПТ 24 подключен к выходному сигналу микропроцессора 100. Когда затвор ПТ 23 поднят, ПТ 24 подает входное напряжение Vin в умножитель 110 в низкое состояние, чтобы отключить умножитель 110. Либо когда затвор ПТ 24 опущен, у входного напряжения Vin препятствий не будет, и умножитель сможет действовать. Резистор или резисторы 112 подключены между Vin и электрическим проводом 108В кабеля 14. Согласно еще одному варианту осуществления: вместо ПТ можно использовать другие типы переключающих устройств для переключателя 24.The initiator switch 24 shown in FIG. 1 can be connected to a multiplier 110 according to FIG. 2. The initiator switch 24 according to the embodiment according to FIG. 2 is designed as a field effect transistor (PT). The PT 24 gate is connected to the output of the microprocessor 100. When the PT 23 gate is raised, the PT 24 supplies the input voltage Vin to the multiplier 110 to a low state to turn off the multiplier 110. Or, when the PT 24 shutter is down, the input voltage Vin will not be obstructed, and the multiplier can act. A resistor or resistors 112 are connected between Vin and an electric wire 108B of cable 14. According to another embodiment: instead of the PT, other types of switching devices for switch 24 can be used.

Умножитель 110 перекачивает заряды: принимает входное напряжение Vin и повышает его обычно путем придания пульсации принимаемому напряжению в поэтапный умножитель. Повышенное напряжение используется инициатором 26. Согласно одному из вариантов осуществления: умножитель 24 содержит диоды и конденсаторы. Схема использует каскадные элементы для повышения напряжения. Напряжение, например, можно повысить в четыре раза по сравнению со значением входного напряжения.Multiplier 110 pumps charges: it takes the input voltage Vin and increases it usually by pulsing the received voltage into a phased multiplier. The increased voltage is used by the initiator 26. According to one of the embodiments: the multiplier 24 contains diodes and capacitors. The circuit uses cascading elements to increase voltage. The voltage, for example, can be increased four times compared with the value of the input voltage.

Первоначально, до активации, входное напряжение Vin в умножитель 24 заземляется переключателем 24, в результате чего напряжение не может пройти через умножитель 110. Для приведения в действие умножителя 110 микропроцессор 100 направляет сигнал активации в переключатель 24 для изменения состояния переключателя 24 с состояния «вкл» в состояние «выкл», в результат чего умножитель сможет обработать напряжение Vin. Согласно другим вариантам осуществления: умножитель 110 можно не использовать, если с поверхности скважины обеспечивается достаточный уровень напряжения.Initially, before activation, the input voltage Vin to the multiplier 24 is grounded by the switch 24, as a result of which the voltage cannot pass through the multiplier 110. To actuate the multiplier 110, the microprocessor 100 sends an activation signal to the switch 24 to change the state of the switch 24 from the “on” state to the off state, as a result of which the multiplier can process the voltage Vin. According to other embodiments: a multiplier 110 may not be used if a sufficient level of stress is provided from the surface of the well.

Инициатор 26 аккумулирует энергию из напряжения, генерируемого умножителем 110. Эту энергию можно аккумулировать и хранить, например, в конденсаторе, хотя согласно другим вариантам осуществления можно использовать и другие источники энергии. В одном из вариантов осуществления: этот конденсатор является частью устройства разряда конденсатора, который быстро подает накопленную энергию в источник зажигания. Источником зажигания может быть взрывной инициатор из фольги, взрывной перемычный провод, полупроводниковый мост или «нагреваемый провод». Источник зажигания является частью инициатора 26. Но в другом варианте осуществления источник зажигания может быть частью отдельного элемента. В случае применения взрывного инициатора из фольги: быстрый электрический разряд быстро превращает мост в плазму и формирует газ с высоким давлением, в результате чего «связка» (например, пластмассовая связка) ускоряется и соударяется со вторичным взрывным веществом 116 для инициирования его детонации.The initiator 26 accumulates energy from the voltage generated by the multiplier 110. This energy can be accumulated and stored, for example, in a capacitor, although other energy sources can be used in accordance with other embodiments. In one embodiment: this capacitor is part of a capacitor discharge device that quickly delivers stored energy to an ignition source. The ignition source may be an explosive foil initiator, an explosive jumper wire, a semiconductor bridge, or a “heated wire”. The ignition source is part of the initiator 26. But in another embodiment, the ignition source may be part of a separate element. In the case of using an explosive initiator made of foil: a fast electric discharge quickly turns the bridge into a plasma and forms a gas with high pressure, as a result of which the “bond” (for example, a plastic bond) accelerates and collides with the secondary explosive 116 to initiate its detonation.

Переходник 10 также имеет датчик 11 (или совокупность датчиков), который соединен (электрически или оптически) с микропроцессором 100. Датчик(и) измеряе(ю)т такую информацию об условиях ствола скважины и информацию о скважинном инструменте, как давление, температура, наклон переходника скважинного инструмента и пр. Информация об условиях ствола скважины или информация о стволе скважины сообщается микропроцессором 100 по кабелю 14 в наземный контроллер 17. За счет этого наземный контроллер 17 или оператор скважины может принять решение относительно активации переходника скважинного инструмента. Например, если условия ствола скважины не имеют надлежащего давления или температуры или если скважинный инструмент не имеет требуемого наклона или другого положения, то наземный контроллер 17 или оператор скважины может принять решение не выполнять активацию переходника скважинного инструмента.The adapter 10 also has a sensor 11 (or a set of sensors) that is connected (electrically or optically) to the microprocessor 100. The sensor (s) measures such information about the conditions of the wellbore and information about the downhole tool as pressure, temperature, inclination downhole tool adapter, etc. Information about the conditions of the wellbore or information about the wellbore is reported by the microprocessor 100 via cable 14 to the ground controller 17. Due to this, the ground controller 17 or the well operator can decide the relative but activating the downhole tool adapter. For example, if the conditions of the wellbore do not have the proper pressure or temperature, or if the downhole tool does not have the required slope or other position, then the ground controller 17 or the well operator may decide not to activate the downhole tool adapter.

Блок 18 управления также содержит схему резистора-конденсатора (Р-К), обеспечивающую радиочастотную защиту. Схема Р-К также выключает конденсаторный компонент для обеспечения возможности низкой мощности (например, сигнала низкого уровня). Помимо этого, возможность низкомощной связи обеспечивается за счет встраивания компонентов блока 18 управления в общую структуру обеспечения для уменьшения габаритов узла. Меньшая компоновка обеспечивает возможность работы с низкой мощностью и также более безопасную транспортировку и эксплуатацию.The control unit 18 also comprises a resistor-capacitor (RC) circuit providing radio frequency protection. The RC circuit also turns off the capacitor component to enable low power (e.g., low level signal). In addition, the possibility of low-power communication is ensured by embedding the components of the control unit 18 in the overall support structure to reduce the dimensions of the node. The smaller layout provides the ability to work with low power and also safer transportation and operation.

Фиг.3 показывает интеграцию различных компонентов блока 18 управления, умножителя 110 и инициатора 26. Компоненты установлены на общей несущей конструкции 210, которую можно выполнить в виде гибкого кабеля или в виде другого типа гибкой схемы. Либо общей несущей конструкцией 210 может быть подложка, например, полупроводниковая подложка, керамическая положка и т.д. Либо несущей конструкцией 210 может быть гибкая плата, такая как печатная плата. Преимущество монтажа компонентов на несущей конструкции 210 заключается в том, что можно получить меньший, чем обычно возможный, узел.Figure 3 shows the integration of the various components of the control unit 18, the multiplier 110 and the initiator 26. The components are mounted on a common supporting structure 210, which can be made in the form of a flexible cable or in the form of another type of flexible circuit. Or, the common supporting structure 210 may be a substrate, for example, a semiconductor substrate, a ceramic substrate, etc. Or, the supporting structure 210 may be a flexible board, such as a printed circuit board. The advantage of mounting components on a supporting structure 210 is that a smaller than usually possible assembly can be obtained.

Микропроцессор 110, приемник 102, передатчик 104 и блок 106 питания могут быть установлены на поверхности 212 несущей конструкции 210 (гибкой платы). Электрические соединения (не показаны) проходят по общей несущей конструкции 210 для соединения различных компонентов. Согласно варианту оптического осуществления: оптические линии связи можно обеспечить на или в несущей конструкции 210.A microprocessor 110, a receiver 102, a transmitter 104, and a power supply 106 can be mounted on the surface 212 of the supporting structure 210 (flexible board). Electrical connections (not shown) extend along a common supporting structure 210 for connecting various components. According to an optical embodiment: optical communication lines may be provided on or in the supporting structure 210.

Умножитель 110 также установлен на поверхности 212 несущей конструкции 210. Также на несущей конструкции обеспечены компоненты инициатора 26. Согласно изображению: инициатор 26 содержит конденсатор 200 (который можно заряжать повышенным напряжением, обеспечиваемым умножителем 110), переключатель 204 (который можно выполнить в виде ПТ) и взрывной инициатор 202 из фольги. Конденсатор 200 подключен к выходу умножителя 110, и поэтому умножитель 110 может заряжать конденсатор 200 до повышенного напряжения. Переключатель 204 можно приводить в действие микропроцессором 100, чтобы заряд из конденсатора 200 поступал во взрывной инициатор 202 из фольги. Энергия проходит через участок уменьшенной ширины во взрывном инициаторе 202 из фольги, в результате чего пластина связки выходит из взрывного инициатора 202 из фольги. Вторичное взрывчатое вещество 116 (Фиг.2) можно расположить вблизи взрывного инициатора 202 из фольги, чтобы в него ударилась пластина связки, тем самым обусловив детонацию. Вторичное взрывчатое вещество можно баллистически связать с другим взрывчатым веществом, таким как кумулятивный заряд, или с другим взрывным устройством.The multiplier 110 is also mounted on the surface 212 of the supporting structure 210. Also, the components of the initiator 26 are provided on the supporting structure. According to the image: the initiator 26 contains a capacitor 200 (which can be charged with the increased voltage provided by the multiplier 110), a switch 204 (which can be made as a PT) and explosive foil initiator 202. The capacitor 200 is connected to the output of the multiplier 110, and therefore, the multiplier 110 can charge the capacitor 200 to an increased voltage. The switch 204 can be powered by microprocessor 100 so that the charge from the capacitor 200 enters the explosive foil initiator 202. Energy passes through a section of reduced width in the blast initiator 202 from the foil, as a result of which the ligament plate leaves the blast initiator 202 from the foil. The secondary explosive 116 (FIG. 2) can be positioned close to the foil blast initiator 202 so that a ligament plate hits it, thereby causing detonation. The secondary explosive can be ballistically bonded to another explosive, such as a cumulative charge, or to another explosive device.

Фиг.4 показывает процедуру подрыва переходника 10С скважинного инструмента (в последовательности переходников, показываемых на Фиг.1). Сначала наземный контроллер 17 направляет (302) «возбуждающую мощность» (например - 60 В постоянного тока) в самый верхний переходник (в этом случае: отсоединительный переходник 10А). Отсоединительный переходник 10А принимает мощность и реагирует на это (304) тем, что приходит в заданное состояние (например, состояние №1) после некоторой задержки (например, 100 миллисекунд).FIG. 4 shows a procedure for detonating a downhole tool adapter 10C (in the sequence of adapters shown in FIG. 1). First, the ground controller 17 directs (302) the “driving power” (e.g., 60 V DC) to the uppermost adapter (in this case, the disconnect adapter 10A). The disconnect adapter 10A receives power and responds to this (304) by coming to a predetermined state (for example, state No. 1) after a certain delay (for example, 100 milliseconds).

Наземный контроллер 17 затем направляет (306) команду W/L ON (с особым идентификатором, относящимся к микропроцессору отсоединительного переходника 10А) в отсоединительный переходник 10А, в результате чего микропроцессор 100 в отсоединительном переходнике 10А включает кабельный переключатель 28А (Фиг.1). Мощность «возбуждения» по кабелю 14 теперь принимается вторым переходником 10 В скважинного инструмента. Переходник 10 В скважинного инструмента принимает мощность и реагирует (308) тем, что принимает состояние №1 после определенной задержки.The ground controller 17 then sends (306) the W / L ON command (with a specific identifier relating to the microprocessor of the adapter 10A) to the adapter 10A, whereby the microprocessor 100 in the adapter 10A includes a cable switch 28A (FIG. 1). The “excitation” power over cable 14 is now received by the second adapter 10 V of the downhole tool. The adapter 10 V of the downhole tool receives power and responds (308) by accepting state No. 1 after a certain delay.

При реагировании на сообщение о состоянии №1 от переходника 10 В скважинного инструмента наземный контроллер 17 затем направляет (310) команду W/L ON (с особым идентификатором, относящимся к микропроцессору переходника 10 В скважинного инструмента) в переходник 10 В скважинного инструмента. Мощность «возбуждения» теперь принимается вторым переходником 10С скважинного инструмента. Второй переходник 10С скважинного инструмента реагирует (312) тем, что направляет сообщение о состоянии №1 в наземный контроллер 17. При реагировании на это наземный контроллер 17 направляет (314) команды ПРИВЕСТИ В БОЕВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ и ВКЛЮЧИТЬ в переходник 10С скважинного инструмента. Команды ПРИВЕСТИ В БОЕВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ и ВКЛЮЧИТЬ содержат особый идентификатор, относящийся к микропроцессору переходника 10С скважинного инструмента. По командам ПРИВЕСТИ В БОЕВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ и ВКЛЮЧИТЬ происходит приведение в боевое положение блока 18С управления путем приведения в действие соответствующих переключателей (например, выключение переключателя 24С инициатора). Согласно другим вариантам осуществления: вместо отдельных команд ПРИВЕСТИ В БОЕВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ и ВКЛЮЧИТЬ может быть выдана одна команда.When responding to status message 1 from the 10 V adapter of the downhole tool, the ground controller 17 then sends (310) a W / L ON command (with a specific identifier relating to the microprocessor of the 10 V adapter of the downhole tool) to the 10 V adapter of the downhole tool. The “excitation” power is now received by the second downhole tool adapter 10C. The second downhole tool adapter 10C responds (312) by sending a status message No. 1 to the ground controller 17. In response to this, the ground controller 17 sends (314) COMMANDS to the BATTLE POSITION and turn ON the downhole tool adapter 10C. The COMMAND and ENABLE commands contain a special identifier related to the microprocessor of the downhole tool adapter 10C. By the commands LEAD IN BATTLE POSITION and ON, the control unit 18C is brought into a combat position by actuating the corresponding switches (for example, turning off the initiator switch 24C). According to other options for implementation: instead of individual commands, COME TO BATTLE POSITION and ON can be issued one command.

Наземный контроллер 17 затем повышает (316) напряжение постоянного тока в кабеле 14 до уровня подрыва (например 120-350 В постоянного тока). Повышение напряжения постоянного тока должно произойти в течение заданного периода (например, 30 сек) - согласно одному из вариантов осуществления.The ground controller 17 then raises (316) the DC voltage in cable 14 to a blast level (e.g. 120-350 V DC). An increase in DC voltage should occur within a predetermined period (for example, 30 seconds), according to one embodiment.

Согласно излагаемому выше порядку второй переходник 10С скважинного инструмента может также обеспечивать для наземного контроллера 17 информацию об условиях или о скважинном инструменте в дополнение к сообщению о состоянии №1. Тогда наземный контроллер 17 сможет использовать информацию об условиях или о скважинном инструменте для принятия решения относительно выдачи команд ПРИВЕСТИ В БОЕВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ и включить.According to the foregoing procedure, the second downhole tool adapter 10C may also provide information to the ground controller 17 about conditions or the downhole tool in addition to status message No. 1. Then the ground controller 17 will be able to use information about the conditions or about the downhole tool to make a decision regarding the issuance of COMMANDS TO COMBAT POSITION commands and turn them on.

Аналогичный порядок повторяется для активации других переходников скважинного инструмента. Согласно этому варианту осуществления наземный контроллер 17 направляет отдельные команды для активации нескольких переходников скважинного инструмента.A similar procedure is repeated to activate other downhole tool adapters. According to this embodiment, the ground controller 17 sends separate commands to activate multiple downhole tool adapters.

Хотя настоящее изобретение раскрыто в отношении ограниченного числа осуществлений, специалистам в данной области техники при осуществлении настоящего изобретения будут ясны его многочисленные модификации и варианты. Подразумевается, что прилагаемая формула изобретения включает в себя эти модификации и изменения, которые входят в объем изобретения и соответствуют его концепции.Although the present invention has been disclosed with respect to a limited number of implementations, those skilled in the art in carrying out the present invention will appreciate its many modifications and variations. It is intended that the appended claims include these modifications and changes that are within the scope of the invention and are consistent with its concept.

Claims (16)

1. Скважинный инструмент для установки в скважине; при этом скважинный инструмент выполнен с возможностью связи с контроллером по линии связи, при этом скважинный инструмент содержит множество блоков управления, при этом каждый блок из множества блоков управления имеет микропроцессор и инициатор, связанный с микропроцессором; каждый микропроцессор выполнен с возможностью осуществления двухсторонней связи с контроллером, при этом указанные микропроцессоры выполнены с возможностью приема множества соответствующих команд активации из контроллера для активирования соответствующих блоков управления, при этом каждая команда активации содержит уникальный идентификатор, соответствующий определенному блоку управления, причем каждый блок управления содержит общую гибкую плату, на опорной поверхности которой установлены соответствующие микропроцессор и инициатор.1. Downhole tool for installation in the well; wherein the downhole tool is configured to communicate with the controller via a communication line, wherein the downhole tool comprises a plurality of control units, wherein each of the plurality of control units has a microprocessor and an initiator associated with the microprocessor; each microprocessor is capable of two-way communication with the controller, while these microprocessors are configured to receive a plurality of corresponding activation commands from the controller to activate the respective control units, each activation command containing a unique identifier corresponding to a particular control unit, each control unit comprising general flexible board, on the supporting surface of which the corresponding microprocessor and ator. 2. Скважинный инструмент по п.1, в котором гибкая плата содержит гибкий кабель.2. The downhole tool of claim 1, wherein the flexible circuit pack comprises a flexible cable. 3. Скважинный инструмент по п.1, в котором каждый блок управления дополнительно содержит приемник, передатчик и умножитель, установленный на гибкой плате.3. The downhole tool according to claim 1, in which each control unit further comprises a receiver, transmitter and multiplier mounted on a flexible board. 4. Скважинный инструмент по п.1, в котором инициатор содержит, по меньшей мере, одно из следующих устройств: взрывной инициатор из фольги, взрывной перемычный провод, нагреваемый провод и полупроводниковый мост.4. The downhole tool according to claim 1, in which the initiator contains at least one of the following devices: an explosive foil initiator, an explosive jumper wire, a heated wire and a semiconductor bridge. 5. Скважинный инструмент по п.1, дополнительно содержащий переходники скважинного инструмента, причем каждый переходник скважинного инструмента содержит соответствующий блок управления и взрывчатое вещество, при этом взрывчатое вещество детонирует от соответствующего инициатора.5. The downhole tool of claim 1, further comprising downhole tool adapters, each downhole tool adapter comprising a corresponding control unit and explosive, wherein the explosive detonates from a corresponding initiator. 6. Скважинный инструмент по п.5, дополнительно содержащий отсоединительный переходник, соединенный с переходниками скважинного инструмента, при этом отсоединительный переходник имеет те же компоненты, что и, по меньшей мере, один из переходников скважинного инструмента, за тем исключением, что отсоединительный переходник не содержит взрывчатого вещества, при этом отсоединительный переходник обеспечивает предотвращение приведения в боевое положение переходников скважинного инструмента до завершения активации отсоединительного переходника.6. The downhole tool of claim 5, further comprising a disconnect adapter coupled to the downhole tool adapters, wherein the disconnect adapter has the same components as at least one of the downhole tool adapters, except that the disconnect adapter does not contains an explosive substance, while the detachable adapter ensures that the downhole tool adapters are not brought into a combat position until activation of the detachable transition is completed odnika. 7. Скважинный инструмент по п.1, дополнительно содержащий взрывчатые вещества, детонирующие от соответствующих инициаторов.7. The downhole tool of claim 1, further comprising explosives detonating from the respective initiators. 8. Скважинный инструмент по п.1, в которой линия связи содержит волоконно-оптическую линию связи, при этом каждый микропроцессор связан с контроллером посредством указанной волоконно-оптической линии связи.8. The downhole tool of claim 1, wherein the communication line comprises a fiber optic communication line, wherein each microprocessor is coupled to a controller via said fiber optic communication line. 9. Скважинный инструмент по п.1, в котором инициатор выбирается из группы, состоящей из взрывчатого инициатора из фольги, взрывного перемычного провода, полупроводникового моста и нагреваемого провода; при этом каждый блок управления дополнительно содержит переключатель, причем каждый микропроцессор взаимодействует с соответствующим переключателем, для обеспечения изоляции передачи сигналов по линии связи от инициатора, пока микропроцессор не установит двухстороннюю связь с контроллером.9. The downhole tool of claim 1, wherein the initiator is selected from the group consisting of an explosive foil initiator, an explosive jumper wire, a semiconductor bridge, and a heated wire; each control unit further comprises a switch, each microprocessor interacting with a corresponding switch, to ensure isolation of signal transmission over the communication line from the initiator until the microprocessor establishes two-way communication with the controller. 10. Скважинный инструмент по п.1, в котором каждый микропроцессор выполнен с возможностью осуществления кодированной двухсторонней связи с контроллером.10. The downhole tool according to claim 1, in which each microprocessor is configured to implement coded two-way communication with the controller. 11. Скважинный инструмент по п.1, в котором микропроцессор выполнен с возможностью осуществления двухсторонней связи с контроллером согласно определенному протоколу связи.11. The downhole tool according to claim 1, in which the microprocessor is configured to perform two-way communication with the controller according to a specific communication protocol. 12. Скважинный инструмент по п.1, дополнительно содержащий датчики, подключенные к соответствующим микропроцессорам, при этом каждый датчик обеспечивает информацию об условиях окружающей среды ствола скважины.12. The downhole tool of claim 1, further comprising sensors connected to respective microprocessors, each sensor providing information about environmental conditions of the wellbore. 13. Скважинный инструмент по п.12, в котором каждый микропроцессор выполнен с возможностью обеспечения информации от соответствующего датчика в контроллер.13. The downhole tool of claim 12, wherein each microprocessor is configured to provide information from a corresponding sensor to a controller. 14. Способ активации скважинного инструмента для использования в стволе скважины, согласно которому помещают скважинный инструмент в ствол скважины; по линии связи осуществляют связь между контроллером и скважинным инструментом, при этом скважинный инструмент содержит множество блоков управления, причем каждый из множества блоков управления имеет микропроцессор и инициатор, связанный с микропроцессором; и каждый микропроцессор осуществляет двухстороннюю связь с контроллером, при этом контроллер направляет множество команд активации в соответствующие микропроцессоры для активации соответствующих блоков управления, при этом каждая команда активации содержит уникальный идентификатор, соответствующий определенному блоку управления, причем обеспечивают гибкую плату в каждом блоке управления, и устанавливают микропроцессор и инициатор каждого блока управления на опорной поверхности соответствующей гибкой платы.14. A method of activating a downhole tool for use in a wellbore, according to which a downhole tool is placed in a wellbore; a communication link is made between the controller and the downhole tool, the downhole tool comprising a plurality of control units, each of the plurality of control units having a microprocessor and an initiator associated with the microprocessor; and each microprocessor carries out two-way communication with the controller, while the controller sends many activation commands to the corresponding microprocessors to activate the respective control units, each activation command contains a unique identifier corresponding to a specific control unit, and provide a flexible board in each control unit, and install the microprocessor and initiator of each control unit on the supporting surface of the corresponding flexible board. 15. Способ по п.14, в котором установка микропроцессора и инициатора на гибкой плате предусматривает установку микропроцессора и инициатора на гибком кабеле.15. The method according to 14, in which the installation of the microprocessor and initiator on a flexible board provides for installing the microprocessor and initiator on a flexible cable. 16. Способ по п.15, в котором установка инициатора на гибкой плате предусматривает установку на ней, по меньшей мере, одного из инициаторов: взрывного инициатора из фольги, взрывного перемычного провода, нагреваемого провода и полупроводникового моста на гибкой плате.16. The method according to clause 15, in which the installation of the initiator on a flexible board provides for the installation of at least one of the initiators: an explosive foil initiator, an explosive jumper wire, a heated wire and a semiconductor bridge on a flexible board.
RU2004126183/03A 2003-08-28 2004-08-27 Well tool for mounting in well and method for activation of well tool for usage in well shaft RU2287669C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US49872903P 2003-08-28 2003-08-28
US60/498,729 2003-08-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004126183A RU2004126183A (en) 2006-02-10
RU2287669C2 true RU2287669C2 (en) 2006-11-20

Family

ID=33131983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004126183/03A RU2287669C2 (en) 2003-08-28 2004-08-27 Well tool for mounting in well and method for activation of well tool for usage in well shaft

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102004041544A1 (en)
GB (1) GB2405423A (en)
RU (1) RU2287669C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493358C2 (en) * 2007-08-20 2013-09-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Wireless initiation of gun perforator
RU197735U1 (en) * 2020-03-04 2020-05-25 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" ADDRESS INITIATION DEVICE FOR WELL DRILLING TOOL
US10845178B2 (en) 2017-04-18 2020-11-24 DynaEnergetics Europe GmbH Pressure bulkhead structure with integrated selective electronic switch circuitry
RU218852U1 (en) * 2023-03-14 2023-06-15 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" INITIATION DEVICE PUNCH
US12359896B2 (en) 2022-07-29 2025-07-15 DynaEnergetics Europe GmbH Detonator including a multidimensional circuit board

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7510001B2 (en) * 2005-09-14 2009-03-31 Schlumberger Technology Corp. Downhole actuation tools
US20120180678A1 (en) * 2006-03-31 2012-07-19 Schlumberger Technology Corporation Seismic Explosive System
US8359977B2 (en) 2008-12-27 2013-01-29 Schlumberger Technology Corporation Miniature shaped charge for initiator system
US11994008B2 (en) 2018-08-10 2024-05-28 Gr Energy Services Management, Lp Loaded perforating gun with plunging charge assembly and method of using same
US10858919B2 (en) 2018-08-10 2020-12-08 Gr Energy Services Management, Lp Quick-locking detonation assembly of a downhole perforating tool and method of using same
US11078763B2 (en) 2018-08-10 2021-08-03 Gr Energy Services Management, Lp Downhole perforating tool with integrated detonation assembly and method of using same
CN109441409A (en) * 2019-01-07 2019-03-08 中曼石油天然气集团股份有限公司 A kind of perforation publishes switch with multi-stage ignition electronics

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1265672A1 (en) * 1984-07-10 1986-10-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Геофизических Методов Исследований,Испытания И Контроля Нефтегазоразведочных Скважин Telemetering system for logging wells (versions)
WO2000020820A2 (en) * 1998-09-24 2000-04-13 Schlumberger Technology Corporation Detonators for use with explosive devices
US20010040030A1 (en) * 1998-10-27 2001-11-15 Lerche Nolan C. Downhole activation system
GB2366817A (en) * 2000-09-13 2002-03-20 Schlumberger Holdings Pressurised system for protecting signal transfer capability
GB2367574A (en) * 2000-09-05 2002-04-10 Schlumberger Holdings Microelectromechanical switch for a downhole tool
US20020062991A1 (en) * 1998-10-27 2002-05-30 Farrant Simon L. Communicating with a tool
US20020088620A1 (en) * 1998-10-27 2002-07-11 Lerche Nolan C. Interactive and/or secure activation of a tool
GB2391062A (en) * 1998-09-24 2004-01-28 Schlumberger Technology Corp Detonators for use with explosive devices

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4496010A (en) * 1982-07-02 1985-01-29 Schlumberger Technology Corporation Single-wire selective performation system
US6536798B1 (en) * 2000-09-27 2003-03-25 Aùtoliv ASP, Inc. Controlling activation of restraint devices in a vehicle

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1265672A1 (en) * 1984-07-10 1986-10-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Геофизических Методов Исследований,Испытания И Контроля Нефтегазоразведочных Скважин Telemetering system for logging wells (versions)
WO2000020820A2 (en) * 1998-09-24 2000-04-13 Schlumberger Technology Corporation Detonators for use with explosive devices
GB2391062A (en) * 1998-09-24 2004-01-28 Schlumberger Technology Corp Detonators for use with explosive devices
US20010040030A1 (en) * 1998-10-27 2001-11-15 Lerche Nolan C. Downhole activation system
US20020062991A1 (en) * 1998-10-27 2002-05-30 Farrant Simon L. Communicating with a tool
US20020088620A1 (en) * 1998-10-27 2002-07-11 Lerche Nolan C. Interactive and/or secure activation of a tool
GB2367574A (en) * 2000-09-05 2002-04-10 Schlumberger Holdings Microelectromechanical switch for a downhole tool
GB2366817A (en) * 2000-09-13 2002-03-20 Schlumberger Holdings Pressurised system for protecting signal transfer capability

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493358C2 (en) * 2007-08-20 2013-09-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Wireless initiation of gun perforator
US10845178B2 (en) 2017-04-18 2020-11-24 DynaEnergetics Europe GmbH Pressure bulkhead structure with integrated selective electronic switch circuitry
US11733016B2 (en) 2017-04-18 2023-08-22 DynaEnergetics Europe GmbH Pressure bulkhead structure with integrated selective electronic switch circuitry
RU197735U1 (en) * 2020-03-04 2020-05-25 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" ADDRESS INITIATION DEVICE FOR WELL DRILLING TOOL
US12359896B2 (en) 2022-07-29 2025-07-15 DynaEnergetics Europe GmbH Detonator including a multidimensional circuit board
RU218852U1 (en) * 2023-03-14 2023-06-15 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" INITIATION DEVICE PUNCH
RU2801790C1 (en) * 2023-03-17 2023-08-15 Акционерное Общество "Твэл" Cable selective perforation system

Also Published As

Publication number Publication date
GB0419011D0 (en) 2004-09-29
DE102004041544A1 (en) 2005-06-02
GB2405423A (en) 2005-03-02
RU2004126183A (en) 2006-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7347278B2 (en) Secure activation of a downhole device
EP2106494B1 (en) Tractor communication/control and select fire perforating switch
US8576090B2 (en) Apparatus and methods for controlling and communicating with downwhole devices
US6283227B1 (en) Downhole activation system that assigns and retrieves identifiers
RU2287669C2 (en) Well tool for mounting in well and method for activation of well tool for usage in well shaft
CA2441471C (en) System for the initiation of rounds of individually delayed detonators
AU2002320066A1 (en) System for the initiation of rounds of individually delayed detonators
NO328769B1 (en) System and method for indicating the firing of a perforating gun
US11353308B2 (en) Self-selecting switch devices, perforating gun systems including the self-selecting switch devices, and methods of using the gun systems
US12152471B2 (en) Singular/wired fuzing device
RU2801790C1 (en) Cable selective perforation system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170828