[发明专利]油田井井下无人机

说明书

本公开的实施例包括用于勘测地下井的无人潜航器。无人潜航器可以插入井中，并且在穿过井以及在井中的不同测量位置处的同时可以获取测量值。无人潜航器可以包括推进单元，推进单元具有推进器和能枢转地附接至潜航器的主体的臂。当无人潜航器在井中时，推进单元的推进器可以用于测量流体的流速。无人潜航器可以包括用于测量温度、压力和梯度的测量单元。

技术领域

本公开总体上涉及用于提取碳氢化合物(诸如油气)的地下井的勘测。更具体地，本公开的实施例涉及一种井下潜航器，其用于各种流体和地下井的特性的现场测量。

背景技术

地下井可以钻入地表以获取具有碳氢化合物的地理地层中储存的流体。这些地理地层可以包含或称之为“储层”。关于井中的流体和井的性质的信息对于正确描述储层以及进行最佳钻孔和生产操作以有效地提取碳氢化合物是至关重要的。井可以具有竖直、偏斜和水平段的组合，这些组合使得对井的勘测既困难又费时。例如，可以通过使用来自地面的机械运输工具来勘测井，诸如连续油管(即，柔性集成井管)。但是，连续油管的使用受到井孔尺寸的限制，并且更重要的是，可能会被锁定到井的几何结构上。用于勘测井的其他方法可以包括线缆运输井牵引器，线缆运输井牵引器受到井孔的不规则性(例如，井孔尺寸的增大或减小影响牵引器臂)和井的几何结构限制。

发明内容

用于勘测井的现有技术，诸如通过连续油管、线缆(钢丝或电线)或者与线缆或与连续油管组合的油井牵引器而运输到井眼中的生产测井仪等，由于多种因素而可能会限制井眼的进入，这些因素诸如为井眼的长度、井眼的轨迹和倾角以及井眼尺寸(例如，内部直径或井孔尺寸)。通过现有技术这些因素以及其他现场环境因素可能会限制和制约进入和勘测整个井眼。

本公开的实施例包括一种用于勘测地下井的无人潜航器(有时称为“无人机”)。有利的是，无人潜航器能够通过使用机载推进单元和动力单元而不论取向如何(即竖直、偏斜或水平)都能进入井的所有段，因此取消了使用连续油管、线缆或从地面延伸的相关设备。此外，无人潜航器可以推进穿过井而没有与钻孔壁直接接触。当无人潜航器浸没在井中时，无人潜航器还可以能够给动力单元的电池充电以延长数据收集(即，测量值的获取)的持续时间。

在一个实施例中，提供了一种无人潜航器，其包括主体和多个推进单元，该多个推进单元中的每一个具有推进器和能枢转地联接至主体的臂。该无人潜航器还包括测量单元、具有处理器和存储器的控制单元。当无人潜航器静止时，多个推进单元中的每一个构造成测量井中的流体的流速。在一些实施例中，测量单元包括分布式温度传感(DTS)系统。在一些实施例中，测量单元包括分布式声学传感(DAS)系统。在一些实施例中，测量单元包括数字温度探测器、数字压力探测器或它们的组合。在一些实施例中，无人潜航器包括定位单元，该定位单元具有用于基于卫星的导航系统的接收器。在一些实施例中，无人潜航器包括动力单元，该动力单元包括可充电电池。在一些实施例中，多个推进单元中的至少一个推进单元与发电机相联接，使得发电机将相应推进器的旋转转换成电能以对可充电电池充电。在一些实施例中，无人潜航器包括数据存储单元，该数据存储单元包括非易失性存储器。在一些实施例中，无人潜航器包括微控制器单元，该微控制器单元具有微控制器和存储器。在一些实施例中，无人潜航器包括相机，该相机与主体联接。