[发明专利]用于安装在钻铤上的线轴天线的专用线槽

说明书

背景

出于多种原因，获悉地下地层的材料特性可以是有利的。例如，确定地层的电阻率可用于估计地层中烃储藏的量和位置并确定用于提取此类烃类的最有效策略。可使用钻柱测井工具确定此类地层特性--例如发射器和接收器天线--其在随钻测量(MWD)应用中部署。这些工具通常容纳在直接机器加工到钻柱钻铤(drill string collar)中的狭槽或凹槽内。通过容纳在钻柱内的线槽将导电线引导到工具(例如，用于在发射器线圈中使用)。由于钻柱钻铤中固有的空间约束，将通常由两个或更多个测井工具共享单个线槽。

附图简述

因此，附图和以下描述中公开可安装在钻铤上的线轴天线，其具有线圈和铁氧体狭槽和用于每个此类天线的专用线槽。在附图中：

图1是钻井环境的示意图。

图2是随钻测量(MWD)工具的透视图。

图3是具有倾斜线圈狭槽的线轴天线的透视图。

图4是具有倾斜线圈狭槽的线轴天线的侧视图。

图5是具有正交线圈狭槽的线轴天线的侧视图。

图6A-6B分别是线轴天线的前视图和后视图。

图7A-7B是单个线轴的壳体的透视图。

图8A-8B分别是线圈狭槽和脊的透视图和剖面图。

图9A-9B分别是铁氧体狭槽和脊的透视图和剖面图。

图10是天线工具组件的剖面图。

图11是天线工具组件的放大剖面图。

然而，应理解，在附图和详细描述中给出的具体实施方案并不限制本公开。相反，它们为普通技术人员辨识与给出的实施方案中的一个或多个一起涵盖在所附权利要求书的范围内的替代形式、等效物和修改提供了基础。

详述

可安装在钻铤上的线轴天线的所公开示例实施方案具有外表面和内表面，线圈和铁氧体狭槽分别在所述外表面和内表面上形成。线轴组件是可容易地安装和从钻柱钻铤移除的自备天线。另外，线轴包括相对廉价的非导电材料(例如，聚醚醚酮(PEEK))。因此，相比于直接机器加工到钻铤中的天线，所公开线轴天线为井下测量应用提供成本有效且易于更换的解决方案。此外，由于天线自备在线轴内并且未机器加工到钻铤中，在钻铤内可获得额外空间，并且因此，可将额外部件加装到钻铤中。这些额外部件可包括但不限于用于向钻铤内的每个线轴天线供应导电线的专用线槽。对于天线“专用”的线槽是将导电线引导到和引导出该天线而不是其他天线的线槽。线槽的专用性质确保一个线槽的缺口(例如，由于钻井液渗透)不导致对由其他线槽服务的天线的损伤。

图1是说明性钻井环境100的示意图。钻井环境100包括钻井平台102，所述钻井平台102支撑具有用于升起和降低钻柱108的游动滑车106的井塔104。顶部驱动电机110在钻柱108被降低到井孔112中时支撑并转动所述钻柱108。钻柱的旋转单独地或与井下电机的操作结合驱动钻头114扩展井孔112。钻头114是井底组件(BHA)116的一个部件，所述井底组件116还可包括旋转转向系统(RSS)118和稳定器120(或一些其他形式的转向组件)以及钻铤和测井仪器。泵122通过进料管道将钻井液循环到顶部驱动110，向井下穿过钻柱108的内部，穿过钻头114中的孔，通过围绕钻柱108的环带回到地面，并且进入储料坑(retention pit)124中。钻井液将来自井孔112的地层样品--即，钻粉运送至储料坑124中，并且有助于维持井孔的完整性。可在任何合适的时间和位置从钻井液中提取地层样品，诸如从储料坑124。然后可在合适的表层实验室(surface-level laboratory)或其他设施(未具体示出)处分析地层样品。当钻井时，可利用套管柱113稳定井孔112的上部分同时井孔112的下部分保持打开(无套管的)。