[发明专利]用于制造倾斜天线的方法和装置

说明书

相关申请

本申请要求2006年7月12日提交的、发明人为Michael Bittar、Randy Beste、 Vadim Minosyan和Mark Sitka的美国临时专利申请60/807,136的优先权。

背景技术

油井行业已经实施采集井下信息多年。当今的石油钻井和生产作业需要与 井下参数和条件相关的大量信息。这种信息通常包括井筒和钻井组件的定位和 定向、地层性质、以及井下钻井环境参数。收集与地层性质和井下条件相关的 信息通常称为“测井”，且可在钻井过程中实施。

现有各种测量工具用于电缆测井和随钻测井。一种这样的工具是电阻率测 井工具，该电阻率测井工具包括一个或多个用于将电磁信号发送到地层的天 线、以及一个或多个用于接收地层响应的天线。在低频处工作时，电阻率测井 工具可称为“感应”工具，在高频处工作时，它可称为电磁波传播工具。尽管 支配测量的物理现象会随频率变化，但是工具的工作原理是不变的。在一些情 况下，将接收信号的幅值和/或相位与发送信号的幅值和/或相位作比较以测量 地层电阻率。在其它情况下，将接收信号的幅值和/或相位彼此作比较以测量地 层电阻率。

在某些情形下，诸如当钻井通过其中地层边界垂直延伸的地层时、或当从 离岸平台进行钻井时，希望相对于地层中的地层边界以一角度进行钻井。这通 常称为“水平”钻井。在水平钻井时，希望尽可能将井筒保持在生产层(包含 碳氢化合物的地层)中以使采收率最大化。这会是很困难的，因为地层会倾斜 或转向。因此，当试图钻井并将井筒保持在特定的地层内时，钻头会接近地层 边界。

当转动的钻头接近地层边界时，地层边界将在钻头轴线的一侧上，即在相 对于钻头轴线的一个方位范围内。传统的电阻率测井工具对方位不敏感，因此 它们不能有效探测和避免接近地层边界。

附图说明

在随后的具体实施方式中将参照附图，在附图中：

图1示出了示例性的随钻测井环境；

图2示出了示例性的多抽头天线的示意图；

图3示出了用于规定倾斜天线的定向的坐标系；

图4A示出了具有倾斜天线的、部分组装的电阻率测井工具；

图4B示出了具有椭圆形的窗口布型(pattern)的示例性保护盖；

图4C-4D示出了放置在电阻率测井工具上的保护盖的不同视图；

图5A-5E示出了用于保护倾斜天线的另一结构；以及

图6是示例性的倾斜天线制造方法的流程图。

尽管本发明可有各种修改和替换形式，但在附图中示例性地示出了本发明 的诸特定实施例并在这里将对它们进行了详细描述。然而应该理解，附图及其 详细描述并不想要将本发明局限于所述特定形式，而相反的是，本发明想要涵 盖落入所附权利要求书的精神实质和范围内的所有修改、等同和替换特征。

具体实施方式

在下面的描述和权利要求书中使用某些词语来涉及特定的系统部件和结 构。如同熟悉本领域的技术人员会意识到的那样，诸公司可涉及不同名称的部 件。本文件并不想要在名称不同但功能相同的部件之间作出区分。在以下讨论 和权利要求书中，词语“包括”和“包含”以开放方式使用，且因此应诠释为 意味着“包括但不限于……”。还有，词语“联接”想要指间接或直接的电连 接。因此，假如第一装置联接至第二装置，则该连接可以是与其它装置或连接 件的直接电连接或间接电连接。此外，词语“附连”想要指间接或直接的物理 连接。因此，假如第一装置附连至第二装置，则该连接可以是与其它装置或连 接件的直接物理连接或间接物理连接。

本申请涉及用于制造随钻测井(LWD)工具的方法和装置，该随钻测井工 具具有一个或多个倾斜天线以能进行方位敏感的电阻率测量。参考美国专利 5,563,512会是有用的，该专利由美国得克萨斯州休斯敦市的哈里伯顿公司 (Halliburton Company)拥有。该专利提供了与井下工具中的电磁天线的实施 方式相关的讨论和附图。美国专利6,911,824和6,181,138也会是有用的，这些 专利由美国得克萨斯州休斯敦市的哈里伯顿公司(Halliburton Company)拥有。 这些专利提供了与井下工具中的倾斜天线的使用相关的讨论和附图。