專利名稱：采用耐高溫電子設(shè)備的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于高溫井下應(yīng)用的監(jiān)視和/或控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)油氣井的控制和監(jiān)視，其復(fù)雜性與日俱增。例如，某一公司控制下進(jìn)行的油氣井開鑿在全世界進(jìn)行。因此，人們希望能夠?qū)Φ乩砩虾芊稚⒌挠蜌饩M(jìn)行集中控制和監(jiān)視，其重要性也與日俱增。這種集中控制和監(jiān)視要求能夠把傳感器和記錄信息從油氣井傳送到中央控制器，以及把控制信息從中央控制器傳送到油氣井。
另外，油氣井其自身也變得越來越復(fù)雜。例如，井孔可以開鑿為多個(gè)分支，并且劃分為在共有或分開的生產(chǎn)管道獨(dú)立產(chǎn)油或產(chǎn)氣的多個(gè)生產(chǎn)區(qū)。為了對(duì)這些生產(chǎn)區(qū)實(shí)施有效控制，最好把電子控制監(jiān)視設(shè)備置于井內(nèi)，從而獨(dú)立地或以編組方式來控制、并且監(jiān)視這些區(qū)域。
由于井下困難的溫度環(huán)境，實(shí)施井下電子控制和監(jiān)視一直是一件困難的事。除非向用作井下控制和監(jiān)視油氣井生產(chǎn)的井下電子控制和監(jiān)視設(shè)備提供冷卻措施，否則該設(shè)備會(huì)由于極端的溫度環(huán)境而需要經(jīng)常更換。經(jīng)常更換井下電子控制和監(jiān)視設(shè)備意味著油氣井產(chǎn)量的下降。另一方面，井下電子控制和監(jiān)視設(shè)備的冷卻將導(dǎo)致更高的運(yùn)作成本。迄今還沒有找到這些問題的實(shí)際解決方法。
本發(fā)明在油氣井內(nèi)采用一種耐高溫井下電子控制和監(jiān)視設(shè)備，而這種設(shè)備無需冷卻或經(jīng)常更換，從而解決了一個(gè)或多個(gè)上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，用于控制和監(jiān)視多個(gè)油氣井的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)包括遠(yuǎn)端控制中心、多個(gè)表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)和多個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)。每一油氣井具有相應(yīng)的一個(gè)表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)，并且這些表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)與該遠(yuǎn)端控制中心通信。每一油氣井還具有至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)，每一井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)與至少一個(gè)表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)通信。另外，每一井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括一個(gè)非冷卻的耐高溫控制器，用來在相應(yīng)的一個(gè)油氣井中執(zhí)行監(jiān)視和控制功能。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，用于油氣井的控制和監(jiān)視的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)包括位于該油氣井中的第一控制和監(jiān)視系統(tǒng)和在該井中提供的第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)。第一控制和監(jiān)視系統(tǒng)包括一個(gè)控制器和一個(gè)收發(fā)器。第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括一個(gè)非冷卻的耐高溫控制器和一個(gè)非冷卻的耐高溫收發(fā)器。第一、第二控制和監(jiān)視系統(tǒng)通過它們各自的收發(fā)器相互進(jìn)行通信。
按照本發(fā)明的又一個(gè)方面，井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)被提供在井內(nèi)的，并且包括非冷卻的耐高溫控制器和與之耦合的非冷卻的耐高溫收發(fā)器。非冷卻的耐高溫收發(fā)器向該井中發(fā)送信號(hào)，并從該井中接收信號(hào)。


結(jié)合附圖和本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。
圖1示出按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)視和控制系統(tǒng)；圖2示出圖1中所示表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)的一個(gè)典型例子；以及圖3示出圖1中所示井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)的一個(gè)典型例子。
具體實(shí)施例方式
如圖1中所示，監(jiān)視和控制系統(tǒng)10包括與多個(gè)油氣井14通信的遠(yuǎn)端控制中心12。盡管圖1中僅示出了三個(gè)油氣井，但應(yīng)當(dāng)理解，監(jiān)視和控制系統(tǒng)10可以包括任意數(shù)量的油氣井。由于油氣井14在地理上可以是分散的，因此，遠(yuǎn)端控制中心12采用蜂窩傳輸、衛(wèi)星傳輸、電話線等進(jìn)行遠(yuǎn)端通信。
每一油氣井14具有位于該相應(yīng)一個(gè)油氣井14表面處的相應(yīng)油氣井平臺(tái)16。如圖中所示，油氣井14從油氣井平臺(tái)16向下延伸到地下。但是，應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖中示出的油氣井14是位于地面以上的，但圖中的油氣井14中的一個(gè)或多個(gè)也可以是從離岸平臺(tái)或位于其它行星(planet)的平臺(tái)向下延伸。
如果希望，還可以將每一油氣井14分成多個(gè)獨(dú)立的分支，盡管每一油氣井14可以包括一個(gè)向下或橫向的鉆孔。另外，也可以把每一油氣井14分成多個(gè)生產(chǎn)區(qū)，這些生產(chǎn)區(qū)要求獨(dú)立的和/或編組的監(jiān)視和控制，以便對(duì)油氣井進(jìn)行有效生產(chǎn)和管理。
在每一油氣井平臺(tái)16處配備有一個(gè)表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20。并且在每一油氣井14中配備有一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22，如果需要，可以在每一油氣井14中的每一生產(chǎn)區(qū)中配備一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22。
表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20用于與其相應(yīng)油氣井中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22進(jìn)行通信。例如，表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20和與該相應(yīng)一個(gè)油氣井14相關(guān)的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22可以采用聲學(xué)信號(hào)相互進(jìn)行通信。但是，其它類型的信號(hào)如電信號(hào)或磁信號(hào)可以用來在表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20和井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22之間傳送控制和監(jiān)視信息。
另外，安裝在一個(gè)油氣井平臺(tái)16上的表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20還可以用來與一個(gè)或多個(gè)其它油氣井14中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22進(jìn)行通信，以便從表面對(duì)每一油氣井14提供冗余監(jiān)視和控制。例如，表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20以及與不同油氣井14相關(guān)的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22可以用來通過采用聲學(xué)信號(hào)或脈沖相互進(jìn)行通信，盡管也可以采用其它類型的信號(hào)。
類似地，每一油氣井14中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22可以用來與一個(gè)或多個(gè)其它油氣井14中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22進(jìn)行通信，以便提供附加冗余。例如，不同油氣井14中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22可以通過聲學(xué)信號(hào)相互通信，盡管也可以采用其它類型信號(hào)。
另外，安裝在油氣井平臺(tái)16上的表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20可以與遠(yuǎn)端控制中心12通信，并且相互通信。在這種情況下，表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20可以采用蜂窩傳輸、衛(wèi)星傳輸、電話線等與遠(yuǎn)端控制中心12通信以及相互間進(jìn)行通信。
表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20的典型例子如圖2中所示。因此，每一表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20包括控制器30、存儲(chǔ)器32、收發(fā)器34和信號(hào)換能器36?？刂破?0和/或表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20可以包括信號(hào)調(diào)節(jié)和/或一個(gè)或多個(gè)傳感換能器。
例如，控制器30可以是一個(gè)微處理器，其編程用于從其相應(yīng)的油氣井14中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22獲取傳感器和記錄信息。如上所述，控制器30也可以用來從其它的油氣井14中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22獲取傳感器和記錄信息(或者進(jìn)行控制和/或監(jiān)視從而實(shí)現(xiàn)更好性能所需的其他屬性)。控制器30還可以用來向其相應(yīng)的油氣井14中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22以及向其它的油氣井14中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22傳送控制信息。另外，控制器30可以用來把控制信息傳送到其它油氣井平臺(tái)16上的表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20和遠(yuǎn)端控制中心12以及從該表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20和遠(yuǎn)端控制中心12接收傳感器和記錄信息。
控制器30控制收發(fā)器34，以將信息發(fā)送到油氣井14中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22?？刂破?0可以采用任一尋址方案而將該信息發(fā)送到特定的一個(gè)或一組井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22?？刂破?0還可以在其所傳送的信息中包括其自己的地址。信號(hào)換能器36將來自收發(fā)器34的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲學(xué)信號(hào)，并通過油氣井和/或大地傳送該聲學(xué)信號(hào)。這些聲學(xué)信號(hào)將信息傳遞到所希望的目的地和/或傳輸起點(diǎn)。例如，信號(hào)換能器36可以是壓電換能器，并且可以涂有消聲涂層。信號(hào)換能器36還把其它裝置所傳送的聲學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，以便由收發(fā)器34和控制器30進(jìn)行處理。
還可以配備額外的收發(fā)器，以允許控制器30把信息傳送到其它油氣井平臺(tái)16處的表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20，以及從該表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20接收信息，并將信息傳送到遠(yuǎn)端控制中心12以及從該遠(yuǎn)端控制中心12接收信息。
表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20的存儲(chǔ)器32存儲(chǔ)從井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22(其可以具有耐高溫存儲(chǔ)器)接收的傳感器和記錄信息。存儲(chǔ)器32還存儲(chǔ)用于與井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22、其它油氣井平臺(tái)16上的表面監(jiān)視和存儲(chǔ)系統(tǒng)20以及遠(yuǎn)端控制中心12進(jìn)行通信所必須的通信編程。存儲(chǔ)器32還存儲(chǔ)對(duì)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22實(shí)施控制所必須的控制編程。
圖3中示出井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22的典型例子。因此，每一井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22包括控制器50、存儲(chǔ)器52、收發(fā)器54和信號(hào)換能器56?？刂破?0和/或井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22可以包括信號(hào)調(diào)節(jié)和/或一個(gè)或多個(gè)傳感換能器。
控制器50控制收發(fā)器54，以便把信息發(fā)送到其它的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22以及表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20?？刂破?0可以采用任意一種如上所述的尋址方案，把信息發(fā)送到一個(gè)或一組目的地?？刂破?0還可以在其所傳送的信息中包括其自身的地址。
信號(hào)換能器56將來自收發(fā)器54的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲學(xué)信號(hào)，并通過油氣井傳送聲學(xué)信號(hào)。這些聲學(xué)信號(hào)把信息傳遞到所希望的目的地。例如，信號(hào)換能器56可以是壓電換能器，并且可以涂覆有消聲涂層。信號(hào)換能器56還可以把由其它裝置所傳送的聲學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，用于由收發(fā)器54和控制器50進(jìn)行處理。
控制器50可以用來從多個(gè)傳感器如位于井下的傳感器58和60獲取和記錄傳感器信息。可以選擇傳感器58和60，以檢測(cè)油氣井中的任何相關(guān)條件，如壓力、溫度、流量、密度和/或其它的條件。傳感器58和60與多路復(fù)用器62耦合，該多路復(fù)用器62一次選擇傳感器58和60中的一個(gè)，從而該多路復(fù)用器62與放大器64耦合。放大器64的輸出由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器66轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將所得到的數(shù)字信號(hào)提供到控制器50。
如上面所討論的那樣，控制器50還用來在井下進(jìn)行控制操作。因此，控制器50可以是一種智能控制器，它可以與一個(gè)或多個(gè)機(jī)電裝置如機(jī)電裝置68相耦合。這些機(jī)電裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)閥和/或一個(gè)或多個(gè)泵，和/或在油氣井14中執(zhí)行所希望的控制功能所必須的一個(gè)或多個(gè)其它的裝置。機(jī)電裝置68可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的開/關(guān)裝置，在這種情況下，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器不是必需的。另一方面，如果機(jī)電裝置68是一個(gè)模擬裝置，那么，可以在控制器50和機(jī)電裝置68之間提供一個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。
控制器50還可以用來向其相應(yīng)的油氣井14中的其它井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22以及向其它的油氣井14中的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22傳送控制信息。另外，控制器50可以用來把傳感器和記錄信息傳送到其相應(yīng)的油氣井平臺(tái)16上以及其它油氣井平臺(tái)16上的表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20，以及從該表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20接收控制信息。
井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22的存儲(chǔ)器52存儲(chǔ)傳感器和記錄信息。存儲(chǔ)器52還存儲(chǔ)與其它的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22以及與表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20進(jìn)行通信所必須的通信編程。存儲(chǔ)器52還存儲(chǔ)執(zhí)行所需控制功能所必須的控制編程。
為了在無冷卻的條件下延長(zhǎng)承受井下高溫的時(shí)間，必須使控制器50、存儲(chǔ)器52、收發(fā)器54、多路復(fù)用器62、放大器64和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器66是耐高溫裝置。例如，控制器50可以是耐高溫處理器如HoneywellHT83C51，存儲(chǔ)器52可以是耐高溫存儲(chǔ)器如Honeywell HT6256，收發(fā)器54可以是耐高溫協(xié)議控制器如Honeywell HT1553P，根據(jù)要被切換的輸入數(shù)目，多路復(fù)用器62可以是耐高溫單片多路復(fù)用器如Honeywell HT506或Honeywell HT507，放大器64可以是單片運(yùn)算放大器如Honeywell HT1104或Honeywell HT1104Z，而模/數(shù)轉(zhuǎn)換器66可以是耐高溫逐次近似模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器如Honeywell HT574。這些裝置指定其工作在額定溫度范圍-55℃至+225℃內(nèi)。但是，這些裝置在高達(dá)125℃的溫度下可以工作達(dá)100年，在150℃的溫度下可以工作達(dá)15至20年，在175℃的溫度下可以工作達(dá)10至15年，在225℃的溫度下可以工作達(dá)5年，在300℃的溫度下可以工作達(dá)一年或一年以上。
信號(hào)換能器36和/或56可以是壓電換能器和/或涂有消聲涂層。正如人們所知道的那樣，消聲涂層是更改傳輸介質(zhì)和換能器之間的接口以便減小反射信號(hào)并增強(qiáng)所希望的聲學(xué)信號(hào)的涂層。消聲涂層的厚度選擇為波長(zhǎng)的合適分?jǐn)?shù)或倍數(shù)，所述波長(zhǎng)是為通過油氣井和/或地面?zhèn)魉偷穆晫W(xué)信號(hào)而選擇的。例如，可以把消聲涂層的厚度選擇為聲學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)的1/2?？商鎿Q地，也可以把消聲涂層的厚度選擇為聲學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)的倍數(shù)。特定波長(zhǎng)將取決于聲學(xué)信號(hào)必須穿過的物質(zhì)的性質(zhì)。這些物質(zhì)通常是石化產(chǎn)品、水和土，但也可以是諸如各種酸的其他物質(zhì)，并且也可以存在各種污染物質(zhì)。
不管是哪一種情況下，應(yīng)當(dāng)將厚度選擇為使聲學(xué)信號(hào)的減損(如回聲、流量、機(jī)器噪聲和反射)對(duì)如上所述用來發(fā)送和接收通信信號(hào)的換能器的影響最小。同時(shí)，最好應(yīng)當(dāng)把為換能器所提供的消聲涂層的特定材料選擇為能夠承受特定井孔中遇到的油、酸、其它物質(zhì)以及高溫。因此，根據(jù)特定井下所找到的特定混合物質(zhì)，消聲材料可以因油氣井的不同而改變。通常，這些消聲材料是為了耐磨損所選擇的某種形式的橡膠或類似橡膠的材料，黏附在換能器界面，并且對(duì)于可能遇到的物質(zhì)基本上是不可滲透的。
例如，信號(hào)換能器36和/或56所采用的消聲涂層可以是一種彈性測(cè)量材料或彈性測(cè)量材料聚合物，如粘結(jié)在換能器外表面的硅、聚氨基甲酸酯和/或聚丁二烯基聚合物(ploybutadiene based polymer)。這些物質(zhì)中可以具有顆粒，以便增強(qiáng)聲學(xué)信號(hào)，并且可以提供一個(gè)有機(jī)或無機(jī)外殼。因聲學(xué)信號(hào)減損(如回聲、流量、機(jī)器噪聲和反射)而產(chǎn)生的聲能和入射到消聲涂層上的聲能使消聲涂層材料變形以便耗散該聲能。
上文中已經(jīng)描述了本發(fā)明的某些改進(jìn)形式。在本發(fā)明的領(lǐng)域中可以采用其它的改進(jìn)形式。例如，可以使表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20和井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22配備收發(fā)器，以便發(fā)送和接收信號(hào)。但是，可以使表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20和井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22配備獨(dú)立的發(fā)射器和接收器以便發(fā)送和接收信號(hào)?？商鎿Q地，如果希望相應(yīng)的系統(tǒng)僅僅發(fā)送或接收信號(hào)，那么表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20以及井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22可以僅僅配備發(fā)射器或僅配備接收器。另外，可以經(jīng)由電線通過光或通過井下能源向表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20以及井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22供能。
另外，在表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20和井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22配備獨(dú)立的發(fā)射器和接收器的情況下，單個(gè)的換能器可以服務(wù)于系統(tǒng)的發(fā)射器和接收器，或者為系統(tǒng)的發(fā)射器和接收器提供獨(dú)立的換能器。
另外，盡管如上所述可以使用收發(fā)器或獨(dú)立的發(fā)射器和接收器，但應(yīng)當(dāng)理解，收發(fā)器或獨(dú)立的發(fā)射器和接收器可以被結(jié)合在控制器內(nèi)。在這種情況下，控制器可以直接與換能器耦合，或者控制器可以通過其它的裝置如D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器和/或多路復(fù)用器等與換能器耦合。
另外，上述每一油氣井14配備有相應(yīng)的一個(gè)表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20。但是，可以采用更少的表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20，這樣至少一個(gè)表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20覆蓋一個(gè)以上的油氣井14。
同時(shí)，信號(hào)換能器36和56發(fā)送并接收聲學(xué)信號(hào)，以便支持表面監(jiān)視和控制系統(tǒng)20和井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22之間以及井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)22之間的通信。作為替代，如果不使用聲學(xué)信號(hào)支持通信，則信號(hào)換能器36和56可以發(fā)送和接收其它類型的信號(hào)。另外，可以利用來自相應(yīng)的收發(fā)器的信號(hào)，開啟和關(guān)閉信號(hào)換能器。
因此，本發(fā)明的說明書僅僅是示例性的，是為了告知本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。在不偏離本發(fā)明的精神的情況下，可以對(duì)許多細(xì)節(jié)作變更，并且落在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有變更都可用。
權(quán)利要求
1.一種用于控制并監(jiān)視多個(gè)油氣井的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)端控制中心；多個(gè)表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，每一油氣井配備有相應(yīng)的一個(gè)表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)，并且其中，所述表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)與所述遠(yuǎn)端控制中心進(jìn)行通信；以及多個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)，其中，每一油氣井配備有至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)，其中，每一井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)與至少一個(gè)表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)通信，并且其中，每一井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括用于在相應(yīng)的一個(gè)油氣井中執(zhí)行監(jiān)視和控制功能的非冷卻的耐高溫控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括與至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的至少一個(gè)傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與所述至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的多路復(fù)用器，其中，所述多路復(fù)用器包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器。
4.如權(quán)利要求2所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的放大器，其中，所述放大器包括非冷卻的耐高溫放大器。
5.如權(quán)利要求2所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
6.如權(quán)利要求2所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的多路復(fù)用器和放大器，其中，所述多路復(fù)用器包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器，并且其中，所述放大器包括非冷卻的耐高溫放大器。
7.如權(quán)利要求2所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的多路復(fù)用器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述多路復(fù)用器包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器，并且其中，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
8.如權(quán)利要求2所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合放大器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述放大器包括非冷卻的耐高溫放大器，并且其中，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
9.如權(quán)利要求2所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括把所述傳感器與至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的多路復(fù)用器、放大器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述多路復(fù)用器包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器，其中，所述放大器包括非冷卻的耐高溫放大器，并且其中，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
10.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括用來在電信號(hào)和聲學(xué)信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的換能器，并且其中，所述聲學(xué)信號(hào)通過至少一個(gè)油氣井傳遞信息。
11.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括由至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器來控制的至少一個(gè)機(jī)電裝置。
12.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括一個(gè)非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器。
13.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫放大器。
14.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
15.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器和非冷卻的耐高溫放大器。
16.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
17.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫放大器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
18.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器、非冷卻的耐高溫放大器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
19.如權(quán)利要求1所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述非冷卻的耐高溫控制器包括非冷卻的耐高溫收發(fā)器。
20.如權(quán)利要求19所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器。
21.如權(quán)利要求19所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫放大器。
22.如權(quán)利要求19所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
23.如權(quán)利要求19所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器和非冷卻的耐高溫放大器。
24.如權(quán)利要求19所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
25.如權(quán)利要求19所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫放大器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
26.如權(quán)利要求19所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器、非冷卻的耐高溫放大器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
27.一種對(duì)油氣井進(jìn)行控制和監(jiān)視的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，包括位于所述油氣井之上的第一控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第一控制和監(jiān)視系統(tǒng)包括控制器和收發(fā)器；以及在所述油氣井內(nèi)提供的第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫控制器和非冷卻的耐高溫收發(fā)器，并且其中，所述第一、第二控制和監(jiān)視系統(tǒng)通過它們各自的收發(fā)器相互間進(jìn)行通信。
28.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括與所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)的所述控制器相耦合的至少一個(gè)傳感器。
29.如權(quán)利要求28所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括把所述傳感器與所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的多路復(fù)用器，其中，所述多路復(fù)用器包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器。
30.如權(quán)利要求28所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括把所述傳感器與所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的放大器，其中，所述放大器包括非冷卻的耐高溫放大器。
31.如權(quán)利要求28所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
32.如權(quán)利要求28所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的多路復(fù)用器和放大器，其中，所述多路復(fù)用器包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器，并且其中，所述放大器包括非冷卻的耐高溫放大器。
33.如權(quán)利要求28所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的多路復(fù)用器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述多路復(fù)用器包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器，并且其中，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
34.如權(quán)利要求28所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的放大器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述放大器包括非冷卻的耐高溫放大器，并且其中，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
35.如權(quán)利要求28所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括將所述傳感器與所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器相耦合的多路復(fù)用器、放大器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述多路復(fù)用器包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器，其中，所述放大器包括非冷卻的耐高溫放大器，并且其中，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
36.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括用來在電信號(hào)和聲學(xué)信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的換能器，并且其中，所述聲學(xué)信號(hào)通過所述油氣井傳遞信息。
37.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括由所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)的控制器來控制的至少一個(gè)機(jī)電設(shè)備。
38.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器。
39.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫放大器。
40.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
41.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器和非冷卻的耐高溫放大器。
42.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
43.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫放大器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
44.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第二監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器、非冷卻的耐高溫放大器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
45.如權(quán)利要求27所述的油氣井控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述第一監(jiān)視和控制系統(tǒng)位于所述油氣井的表面處。
46.一種在油氣井中提供的井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)，其中，所述井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括非冷卻的耐高溫控制器；以及與所述非冷卻的耐高溫控制器相耦合的非冷卻的耐高溫收發(fā)器，其中，所述非冷卻的耐高溫收發(fā)器向所述油氣井發(fā)送信號(hào)并從所述油氣井中接收信號(hào)。
47.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括用來在電信號(hào)和聲學(xué)信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的換能器，并且其中，所述聲學(xué)信號(hào)通過所述油氣井傳遞信息。
48.如權(quán)利要求47所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括涂覆所述換能器的至少一部分的消聲材料。
49.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述非冷卻的耐高溫控制器包括可以遠(yuǎn)程開啟和關(guān)閉的非冷卻的耐高溫控制器。
50.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述非冷卻的耐高溫控制器包括自供電的非冷卻的耐高溫控制器。
51.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述非冷卻的耐高溫控制器包括由電線遠(yuǎn)程供電的非冷卻的耐高溫控制器。
52.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述非冷卻的耐高溫控制器包括由光纜遠(yuǎn)程供電的非冷卻的耐高溫控制器。
53.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括由所述控制器控制的至少一個(gè)機(jī)電裝置。
54.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器。
55.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括非冷卻的耐高溫放大器。
56.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
57.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器和非冷卻的耐高溫放大器。
58.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
59.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括非冷卻的耐高溫放大器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
60.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述信號(hào)包括脈沖。
61.如權(quán)利要求46所述的井下控制和監(jiān)視系統(tǒng)，還包括非冷卻的耐高溫多路復(fù)用器、非冷卻的耐高溫放大器和非冷卻的耐高溫模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
遠(yuǎn)端控制中心(12)控制并監(jiān)視多個(gè)油氣井。表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)(20)位于每一油氣井(14)處，并且每一表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)與一遠(yuǎn)端控制中心通信。同時(shí)，每一油氣井中有一個(gè)井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)，并且每一井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)(22)與至少一個(gè)表面控制和監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行通信。每一井下監(jiān)視和控制系統(tǒng)包括可以承受相應(yīng)油氣井中的高溫環(huán)境的非冷卻的耐高溫電子設(shè)備。
文檔編號(hào)E21B43/12GK1898454SQ200480038832
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者E·R·馬利森, T·G·斯特拉頓 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司