[发明专利]用于井下电感耦合的方法和系统

说明书

一种井下电感耦合系统、一种在井下部署电连接的系统的方法以及一种在井下部件之间传输电信号的方法。所述井下电感耦合系统包括电缆、电缆电感耦合器、井下电气装置和装置电感耦合器。所述电缆电感耦合器电和机械联接到所述电缆的一端并压力密封到所述电缆。所述装置电感耦合器电和机械联接到所述电气装置并压力密封到所述井下装置。所述电缆电感耦合器和所述装置电感耦合器可彼此电感耦合，使得所述电缆经由所述电缆电感耦合器和所述装置电感耦合器与所述井下电气装置无线通信。

背景技术

该部分旨在提供相关的上下文信息，以便于更好地理解所描述的实施方案的各个方面。因此，应理解，这些表述将就此来进行理解，而非作为对现有技术的承认。

油井和气井典型地在井下配备有各种传感器以测量井下环境的各种状况和/或井参数，诸如温度、压力、振动、电缆故障、位置和定向、流量、密度等。这些传感器在井下与生产油管或钻杆相邻地放置，并且经由电缆联接到井上。因此，当油管或管道在井下延行时，传感器连接到电缆。

在下钻操作期间，通过在井下降低管柱，在前一管段之上连接另一个管段，从而增加管柱的长度，并且然后在井下进一步降低管柱来构建井下管柱。以这种方式添加附加的管段，直到达到所期望的深度为止。目前，必须暂停该下钻过程，以便将传感器安装到管柱上并测试连接。具体地，电缆的电缆头部物理连接到传感器，并且可以执行压力测试。这是在地面处完成的，其中下钻操作暂停以将传感器安装到管柱上，将电缆头部连接到传感器，并且对传感器与电缆头部之间的连接进行压力测试。仅在连接完成并通过压力测试之后，才再次开始下钻操作，以在井下进一步降低油管或管道。该过程花费大量时间，并且减慢下钻操作，从而增加总体钻机时间和成本。

附图说明

参考以下附图描述本发明的实施方案。贯穿附图使用相同的数字来指称相同的特征和部件。附图中示出的特征不一定按比例示出。实施方案的某些特征可能按比例放大或以在一定程度上示意性的形式示出，并且为了清楚和简明起见，可能未示出元件的一些细节。

图1示出了根据一个或多个实施方案的在井下电气部件之间具有电感耦合的示例生产井系统的正视图；

图2A和图2B是根据一个或多个实施方案的电感连接系统的示意图；

图3是根据一个或多个实施方案的包括多个电气装置的电连接系统的实施方案的示意图，每个电气装置联接到唯一电感耦合器；

图4是根据一个或多个实施方案的包括多个电气装置的电连接系统的实施方案的示意图，所有电气装置联接到同一电感耦合器；

图5A是根据一个或多个实施方案的具有作为附加单元的电感耦合器的电连接系统的示意图；

图5B是根据一个或多个实施方案的电连接系统的示意图，其中电感耦合器内置或集成在电缆头部内，并且电感耦合器作为压力密封的附加单元联接到电气装置；

图5C是根据一个或多个实施方案的电连接系统的示意图，其中电感耦合器内置或集成在电气装置内，并且电感耦合器作为压力密封的附加单元联接到电缆头部；

图5D是根据一个或多个实施方案的电连接系统的示意图，其中电感耦合器内置或集成在电气装置内，并且另一个电感耦合器内置或集成在电缆头部内；

图5E示出了根据一个或多个实施方案的电连接系统的示意图，作为附加单元的电感耦合器用电缆来电感耦合到电气装置的底部；以及

图6A和图6B分别示出了根据一个或多个实施方案的并联连接和串联连接的电连接系统的示意图。

具体实施方式

本公开提供了一种井下电连接系统，其利用电感耦合来在两个或更多个井下部件之间、诸如在电缆与仪表之间传输电力和/或数据。由于电感耦合不需要进行物理连接，因此在两个部件之间不需要压力测试，这减少了在井下运行系统所需的时间量。