专利名称：井下管内的天线挖切部的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及井下钻探。具体地说，本申请涉及用于井下钻探的地层评估。
背景技术：
在提取烃的钻探作业中，可使用电磁辐射来提供围绕用于这种提取的井孔 的地下地层的电阻率的指示。然后可使用关于电阻率的数据来确定烃的存在。
通过参照示出这种实施例的以下说明书和附图可清楚地理解本发明的实 施例。包括在此的用于附图中的编码体系是将图中给定标号的引导数字与图号
相关联。例如，工具100会位于图1中。然而，在不同图中相同的部件的标号
相同。附图中
图1示出根据本发明的某些实施例的包括电磁波电阻率天线的挖切部的
钻探同时计量(MWD) /钻探同时测井(LWD)期间的钻井。
图2示出作为根据本发明的某些实施例的用于井下作业的管子的一部分、 并在工具的挖切部内具有用于电磁波电阻率的天线的工具。
图3示出根据本发明的某些实施例的工具挖切部内用于电磁波电阻率的 接收天线的更详细视图。
图4示出根据本发明的某些实施例的、电磁信号强度相对于工具内具有产 生信号的天线的挖切部的宽度的曲线图。
图5示出根据本发明的某些实施例的、电磁信号强度和相关功率相对于工 具内具有产生信号的天线的挖切部的宽度的曲线图。
图6示出作为根据本发明的某些其它实施例的、用于井下操作并在工具的 挖切部内具有用于电磁波电阻率的天线的工具。图7示出根据本发明的某些实施例的具有大致均匀宽度的壁表面的工具 内挖切部的剖视图。
图8示出根据本发明的某些实施例的工具内具有发散的壁表面的挖切部
的剖视图。
图9示出根据本发明的某些实施例的工具内具有收敛的壁表面的挖切部 的剖视图。
图IO示出根据本发明的某些实施例的工具，该工具是作为用于井下作业 的管的一部分、并具有用于由带有多个狭槽的套管覆盖的电磁波电阻率的天线 的挖切部。
图11示出根据本发明的某些实施例的、覆盖该工具上挖切部的套管的狭 槽区域中的一个狭槽的剖视图。
图12示出根据本发明的某些实施例的、包括电磁波电阻率的天线的挖切 部的钢缆测井作业期间的钻井。
具体实施例方式
描述用于井下作业的管子的挖切部内天线的方法、设备和系统。在以下说 明书中，对多个具体细节进行阐述。但是，应当理解，没有这些细节也可实施 本发明的各实施例。在其它情况下，未详细示出已知电路、结构和技术，以清 楚地理解本说明书。某些实施例可能用在钻探同时计量(MWD)、钻探同时 测井(LWD)和钢缆作业中。
各实施例的说明分成五部分。第一部分描述一种MWD作业环境。第二部 分描述其中工具上设有天线的挖切部的不同构造。第三部分描述覆盖这些挖切
部的套管的不同构造。第四部分描述一种钢缆作业环境。第五部分提供一些总 体评价。
MWD作业环境
现描述根据某些实施例的系统作业环境。图1示出根据本发明的某些实施 例的包括电磁波电阻率的天线的挖切部的钻探同时计量(MWD) /钻探同时测 井(LWD)期间的钻井。
6可以看出系统164怎样也可形成位于钻井106的表面104处的钻机102 的一部分。钻机102可为钻柱108提供支承。钻柱108可运行以将用于钻探井 孔112的旋转台110穿过地下地层114。钻柱108可包括方钻杆116、钻杆118 和可能位于钻杆118下部的井底组件120。
井底组件120可包括钻铤122、井下工具124和钻头126。钻头126可运 行以通过穿透表面104和地下地层114来形成钻孔112。井下工具124可包括 任何数量不同类型的工具，包括MWD (钻探同时计量)工具、LWD(或钻探 同时测井)工具和其它。在某些实施例中，钻杆118是用于在地面和井下工具 124之间连通的装有导线的钻杆。在某些实施例中，井下工具124可包括一个 或多个挖切部。井下工具124上的挖切部可用于放置发送天线或接收天线。以 下将更详细描述挖切部和其中天线。
在钻探作业期间，钻柱108 (可能包括方钻杆116、钻杆118和井底组件 120)可通过旋转台110旋转。此外，或者替代地，井底组件120可通过位于 井下的电动机(例如泥浆电动机)旋转。钻铤122可用于增加钻头126的重量。 钻铤122还可使井底组件120增加刚性，以使井底组件120能够将增加的重量 传递到钻头126，并又辅助钻头126穿透表面104和地下地层114。
在钻探作业期间，泥浆泵132可通过软管136从泥浆池134将钻探流体(有 时本领域的技术人员也成为"钻探泥浆")抽吸到钻杆118内并向下到钻头126 内。钻探流体可从钻头126流出并通过钻杆118和井孔112的侧面之间的环形 区域140返回到表面104。然后钻探流体可返回到泥浆池134，在泥浆池过滤 这些流体。在某些实施例中，钻探流体可用于冷却钻头126，并在钻探作业期 间为钻头126提供润滑。此外，钻探流体可去除由于运行钻头126而产生的地 下地层114切屑。
图1中不同的部件这里都可称为"模块"。这些模块可包括硬件电路、和/ 或处理器和/或存储电路、软件程序模块和对象、和/或固件及其组合，如图1 中所示系统的建筑师所要求的那样并适于各种实施例的具体实施。例如，在某 些实施例中，这些模块可包括在设备和/系统运行模拟包中，诸如软件电信号模 拟包、功率使用和分配模拟包、功率/热耗散模拟包和/或用于模拟各种潜在实 施例的运行的软件和硬件的组合。
7应当理解，各种实施例的设备和系统可用在除了用于钻探和测井作业之外 的应用中，而因此各实施例并不限于此。图1的系统的说明意在提供各实施例 的结构的总体理解，且它们并不意味着用于完整的描述可能利用本文所述结构 的设备和系统的所有构件和特征。
可包括各实施例的新型设备和系统的应用场合包括用在高速计算机中的 电子电路、通信和信号处理电路、调制解调器、处理器模块、嵌入式处理器、 数据开关以及包括多层错芯片模块的专用模块。还可包括这种设备和系统来作 为各种电子系统内的分部件，其中电子系统诸如电视机、个人电脑、工作站、 车辆、和用于各种电气装置的导电电缆。某些实施例包括多种方法。
在钻柱108上可设置多个发送天线和接收天线。发送天线可发射穿过地下 地层的发送电磁波。由发射电磁波产生的感应电磁波由接收天线接收。根据这 种电磁发射，可确定地下地层的电阻率。天线可用于确定多个勘测深度处的电 阻率。发送天线和/或接收天线可设置在沿钻柱不同位置处间隔开的周界挖切部 内。现在描述示例构造。
工具内用于容纳天线的挖切部
挖切部的尺寸取决于工具和其中的天线的机械、电气和基于物理的诸方 面。具体地说，如果挖切部太宽，工具的结构整体性会受到损坏。相反，如果 挖切部太窄，从天线输出用于地层评估的足够水平的信号所需要的功率可能太
大。图2、 3和6示出其中设有天线挖切部的工具的不同实施例。图4和5示 出给定构造的电磁信号强度、功率和挖切部的宽度的曲线图。图7-9示出挖切 部的壁的角度的不同实施例。
图2示出作为根据本发明的某些实施例的用于井下作业并在工具的挖切 部内具有用于电磁波电阻率的天线的工具。具体地说，图2示出可作为钻柱108 (图l所示)的一部分的工具200。工具200包括可围绕工具200圆周设置的 发送天线201。如图所示，发送天线201的轴线可大致垂直于工具200的纵向 轴线。或者，发送天线201的轴线可处于相对于工具200的纵向轴线的其它角 度(0度、45度、70度、90度等)。尽管示出具有一个发送天线201，但工具 200可包括一至任何数量的发送天线。发送天线201可以是可串联或并联的一至多个导线绕组。导线绕组可具有
一至多圈。在某些实施例中，发送天线201包括围绕钻柱的周界设置的四圈导
线。在某些实施例中，各发送天线可选择地调谐成发送具有三个或多个选择频 率中一个的电磁信号或电磁波。因此，尽管可通过发送和接收天线之间的间隔 来将探测的深度控制到某种程度，但探测深度还可通过选择适当的频率来控
制。在某些实施例中，各发送天线可调谐成发送具有2兆赫、500千赫或250 千赫中一个的频率的电磁波。但各实施例并不限于此，也可使用不同的频率以 及更大的频率选择。
工具200还包括挖切部210A和挖切部210N。围绕工具200的周界切割 出挖切部210A和挖切部210N。此外，挖切部210A的轴线和挖切部210N的 轴线是相对于工具200的纵向轴线偏离的轴线。在某些实施例中，挖切部210A 的轴线和挖切部110N的轴线相对于工具200的纵向轴线呈约45度角。在某些 实施例中，挖切部210A的轴线和挖切部210N的轴线可以是呈相对于工具200 的纵向轴线的任何角度。例如，该角度可以约为5度、10度、15度、30度、 70度、75度、85度等。挖切部210A的轴线的角度可独立于挖切部210N的轴 线的角度。例如中，挖切部210A的轴线和挖切部210N的轴线相对于工具200 的纵向轴线呈约45度角。此外，工具200上可具有一至任何数量的挖切部。 接收天线202A设置或放置在挖切部204A内。接收天线202N设置或放置在挖 切部204N内。
接收天线202A和接收天线202N可各包括沿工具200的本体的周界延伸 的一圈或多圈导线。在某些实施例，接收天线之间的间隔可以是6英寸、8英 寸、IO英寸等，尽管也可使用任何适当的间隔。各接收天线可联接到接收电路 (未具体示出)，该电路可与接收天线组合来探测电磁波或电磁辐射。根据 接收的电磁信号的幅值和相位中的一个或两个，井下工具124和/或表面电子设 备能够确定周围地层的电阻率。
在某些实施例中，挖切部210A、挖切部210N和发送天线201可以在工 具200的不同部分上。例如，挖切部210A、挖切部210N和发送天线201可在 钻铤、稳定器等上。包括这种挖切部的钻铤的直径可在四至九英寸范围内。例 如，钻铤的直径可以是43/4英寸、6%英寸、7英寸、8英寸、9英寸等。如图所示，从发送天线201到接收天线202N (最远的接收天线)的中点 (B/2)的距离是A。具体地说，由于周界接收天线的角度可以是相对于工具 的纵向轴线偏离的轴线，到接收天线的距离可围绕工具的周界变化。因此，如 果沿纵向轴线的周界接收天线的范围是B，则中点是B/2。在某些实施例中， 距离A可以在6至112英寸范围内。在某些实施例中，距离A是6英寸、16 英寸、32英寸、48英寸等。
图3示出根据本发明的某些实施例的工具的挖切部内用于电磁波电阻率 的接收天线的更详细视图。具体地说，图3示出根据本发明的某些实施例的图 2的工具上挖切部的更详细视图。挖切部210A具有外部点305A和外部点 305B。挖切部210A还具有内部点306A和内部点306B。挖切部210N具有外 部点308A和外部点308B。挖切部210N还具有内部点310A和内部点310B。 以下参照图7-9更详细的描述挖切部210的壁相对于内部点和外部点的不同角 度。
挖切部210A和挖切部210N分别具有宽度304A和宽度304N。在某些实 施例中，宽度304A和/宽度304N在约一至四英寸范围内、约二至四英寸范围 内、约一至四英寸范围内、约一至六英寸、约二至六英寸、约一至八英寸、约 二至八英寸等。在某些实施例中，宽度304A和/或宽度304N约为一英寸、二 英寸、三英寸、四英寸、五英寸、六英寸、七英寸、八英寸等。在某些实施例 中，天线大致设置在挖切部的中心。
图4示出根据本发明的某些实施例的、电磁信号强度相对于工具内具有接 收信号的天线的挖切部的宽度的曲线图。具体地说，图4示出用于构造如下的 工具的曲线图400。工具包括挖切部和设置在其中相对于工具的纵向轴线偏置 45度的接收天线。发送天线的电流约为50毫安。发送天线运行以发送具有约 两兆赫频率的电磁波。发送天线和接收天线之间的间距约为16英寸。接收天 线具有约1100的增益。发送天线和接收天线的圈数分别是四和三。曲线图400 包括曲线402。在沿曲线402的点406处，挖切部的宽度是1.00英寸，信号的 幅值是0.10伏特均方根(RMS)。在沿曲线402的点404处，挖切部的宽度 是2.00英寸，信号的幅值是0.20伏特RMS。在沿曲线402的点408处，挖切 部的宽度是3.50英寸，信号的幅值为约0.27伏特RMS。如图所示，信号的强度在挖切部的宽度约2英寸时开始变平。
图5示出根据本发明的某些实施例的电磁信号强度和相关功率相对于工 具内具有产生信号的天线的挖切部的宽度的曲线图。具体地说，图5示出曲线 图500，该曲线图包括来自图4的表示信号强度相对于挖切部的宽度的曲线 402。图5还包括信号的功率相对于挖切部的宽度的曲线502。如图4和5所示， 对于该工具构造(如上所述)来说，挖切部的约两英寸宽度是信号强度和所暴 露的天线区域的良好折衷。将宽度降低到一英寸以下需要显著增加功率来解决 信号强度的损失(如图所示)。
图6示出作为根据本发明的某些其它实施例的、用于井下作业并在工具的 挖切部内具有用于电磁波电阻率的天线的工具。具体地说，图6示出可作为钻 柱108 (图l所示)的一部分的工具600。工具600包括可在挖切部606内围 绕工具600圆周设置的发送天线602。发送天线602的轴线和挖切部606的轴 线相对于工具600的纵向轴线呈约45度角。在某些实施例中，挖切部606的 轴线可以是相对于工具600的纵向轴线的任何角度。例如，该角度可以约为5 度、10度、15度、30度、70度、75度、85度等。挖切部606的轴线的角度 可独立于天线602的轴线的角度。例如中，挖切部606的轴线和天线602的轴 线相对于工具600的纵向轴线分别约为45度角和48度角。尽管示出具有一个 发送天线201 ，但工具200可包括设置在挖切部内的一至任何数量的发送天线。
发送天线602可以是可串联或并联的一至多个导线绕组。导线绕组可具有 一至多圈。在某些实施例中，发送天线602包括围绕钻柱的周界设置的四圈导 线。在某些实施例中，各发送天线可选择地调谐承发送具有三个或多个选择频 率中一个的电磁信号或电磁波。因此，尽管可通过发送和接收天线之间的间隔 来将探测的深度控制到某种程度，但探测深度还可通过选择适当的频率来控 制。在某些实施例中，各发送天线可调谐成发送具有2兆赫、500千赫或250 千赫中一个的频率的电磁波。但各实施例并不限于此，也可使用不同的频率以 及更大的频率选择。
工具600还包括挖切部608，挖切部608包括放置或设置在其中的接收天 线604。挖切部608围绕工具600周界挖切而成。此外，挖切部608的轴线可 以是相对于工具600的纵向轴线偏离的轴线。在某些实施例中，挖切部608的
11轴线可以相对于工具600的纵向轴线呈约45度角。在某些实施例中，挖切部
608的轴线可以是相对于工具600的纵向轴线的任何角度。例如，该角度可以 约为5度、10度、15度、30度、70度、75度、85度等。尽管示出具有一个 接收天线604,但工具600可包括设置在挖切部内的一至任何数量的接收天线。
接收天线604可包括沿工具600的本体的周界延伸的一圈或多圈导线。接 收天线604可联接到接收电路(未具体示出)，该电路可与接收天线组合来探 测电磁波或电磁辐射。根据接收的电磁信号的幅值和相位中的一个或两个， 工具600能够确定周围地层的电阻率。在某些实施例中，挖切部606和挖切部 608可以在工具600的不同部分上。例如，挖切部606和挖切部608可在钻铤、 稳定器等上。包括这种挖切部的钻铤的直径可在四至九英寸范围内。例如，钻 铤的直径可以是43/4英寸、6%英寸、7英寸、8英寸、9英寸等。从发送天 线602到接收天线604的距离可以在6至112英寸范围内。在某些实施例中， 距离是6英寸、16英寸、32英寸、48英寸等。
可以以各种角度切割挖切部的壁表面。图7-9示出这些不同角度的实例。 图7示出根据本发明的某些实施例的具有大约均匀宽度的壁表面的工具内挖切 部的剖视图。具体地说，挖切部700包括外部点704和内部点706。天线702 设置在挖切部700内。如图所示，壁表面在从内部点706到外部点704的宽度 是大致均匀的。
图8示出根据本发明的某些实施例的具有会聚的壁表面的工具内挖切部 的剖视图。具体地说，挖切部800包括外部点804和内部点806。天线802设 置在挖切部800内。如图所示，当挖切部从工具向外延伸时，壁表面收敛。
图9示出根据本发明的某些实施例的具有分叉的壁表面的工具内挖切部 的剖视图。具体地说，挖切部卯0包括外部点904和内部点906。天线902设 置在挖切部900内。如图所示，当挖切部从工具向外延伸时，壁表面发散。工 具内的挖切部可包括图7-9所示构造的任意组合。例如，所有挖切部都如图7 所示构造。或者，发送天线可以是图8所示的挖切部，而接收天线可以是图7 所示的挖切部。
用于覆盖工具内用于容纳天线的挖切部的套管图IO示出根据本发明的某些实施例的工具，该工具是用于井下作业的管的一部分并具有用于由具有多个狭槽的套管覆盖的电磁波电阻率的天线的挖
切部。具体地说，图10示出包括套管1002和套管1006的工具1000。套管1002和套管1006都覆盖挖切部(如上所述)。在某些实施例中，套管由非磁性材料(诸如非磁性不锈钢)制成。在某些实施例中，套管1002的外径和套管1006的外径与工具1000的直径大致相同。
套管1002和套管1006分别包括多个狭槽区域1004和多个狭槽区域1008。在某些实施例中，狭槽区域1004和狭槽区域1008的纵向轴线大致垂直于挖切部(图10中未示出)内天线的纵向轴线。在某些实施例中，狭槽区域1004和狭槽区域1008的宽度、长度、数量和间距选择成可有足够量的所要求的电磁信号可分别可通过套管1002和套管1006传播并进入或传出地层而不会损坏套管的机械强度。因而，狭槽区域1004和狭槽区域1008形成穿过套管的电磁可透过的窗。
在某些实施例中，狭槽区域1004和1008的宽度取决于被覆盖的挖切部区域的宽度。在某些实施例中，如果挖切部的宽度约为l.O英寸，则狭槽区域的宽度约为0.75英寸。在某些实施例中，如果挖切部的宽度约为2.0英寸，则狭槽区域的宽度约为0.375英寸。如果挖切部的宽度约为3.0英寸，则狭槽区域的宽度约为0.25英寸。如果挖切部的宽度约为4.0英寸，则狭槽区域的宽度约为0.187英寸。在某些实施例中，用于给定套管的各狭槽区域包括沿套管的周界间隔开约M度的N个狭槽。在某些实施例中，N是12且M约为30度。
图11示出根据本发明的某些实施例的覆盖住工具上挖切部的套管的狭槽区域中的一个狭槽的剖视图。狭槽1102的侧壁1104A和侧壁1104B是倾斜的，其中狭槽1102在外表面1106处最宽且在内表面1108处最窄。如图所示，插入件1110可设置在狭槽1102内。插入件1110可由诸如聚醚醚酮之类的刚性绝缘塑料或其它相对刚性的绝缘材料制成并构造成贴合地配合在狭槽1102的底部内。插入件1110包括面向外的表面1112和面向内的表面1114。当设置在狭槽1102内时，面向内的表面1114基本上与内表面1108对齐。
插入件1110包括倾斜的侧表面1116，其能够以比狭槽1102的侧壁1104A-1104B的倾斜小的角度倾斜或渐縮。在某些实施例中，在插入件1110的顶部上设有一层密封复合物1118。密封复合物1118可以是诸如腈之类的弹性体。也可使用环氧树脂或某些其它非金属复合物。在某些实施例中，在密封
复合物1118和外表面1106之间会留下凹陷U20。凹陷1120可以是各种深度。在某些实施例中，凹陷1120约为0.12英寸，有助于防止密封复合物1118在钻探作业期间以及工具插入钻孔或从钻孔撤出时撕裂或刺破。在某些实施例中，在制造期间，将密封复合物1118硫化以而保持在狭槽1102内插入件1110的顶部并保持在插入件1110的周界周围的区域1135和1136内。狭槽允许要到达天线或来自天线的所要求的电磁波穿过，但却阻止钻探流体侵入。狭槽的倾斜边缘和端部使密封复合物1118能够在对测井工具施加流体静压时密封得更紧。这些插入件还提供用于密封复合物1110的防穿屏障。在某些实施例中，这些狭槽可构造成没有插入件。在某些实施例中，狭槽和/或插入件的的侧壁不是倾斜的。在1996年10月8日发布的发明人爱德华S那姆比(Edward S.Mumby)的美国专利第5,563,512号中进一步描述了这种套管，其内容以参见的方式纳入本文。
钢缆作业环境
某些实施例可与钢缆测井作业结合使用。图12示出根据本发明的某些实施例的包括电磁波电阻率的天线的挖切部的钢缆测井期间的钻井。钻探平台286装备有支承吊车290的铁架塔288。油井或气井的钻探通常通过连接在一起以形成钻柱的一串钻杆进行，钻柱通过旋转台210降低到井孔或钻孔212内。这里假设钻柱已暂时从钻孔212取出以使诸如探针或探测仪之类的钢缆测井工具本体270能够降低到钻孔212内。通常，工具本体270下降到所关心的区域底部并然后以基本上恒定的速度向上拉。在向上拉期间，可将包含在工具本体270内的仪器用来进行在与它们通过的钻孔212相邻的地下地层214上的测量。该测量数据可通信到测井设施292用以进行储存、处理和分析。测井设施292可设有用于各种类型信号处理的电子设备。在钻井作业期间(例如在钻探同时测井或LWD作业期间)可收集和分析类似的测井数据。
总述
14在本说明书中，阐述了诸如逻辑执行、操作码、指定操作数的装置、资源分配/共享/复制执行、系统部件的类型和相互关系以及逻辑分配/整合选择之
类的具体细节来提供对本发明的更透彻的理解。但是，本领域的技术人员应当理解，没有这些细节也可实施本发明的各实施例。在其它情况下，未详细示出控制结构、门电平电路和全部软件指令序列，以使本发明的各实施例更为清楚。本领域的普通技术人员利用所包括的说明无需很多试验就能够实施正确的功能。
说明书中提到"一个实施例"、"实施例"、"示例性实施例"等，表示所述实施例可包括具体特征、结构或特性，但每个实施例不一定包括该具体特征、结构或特性。此外，这些短语不一定是指同一实施例。此外，当结合实施例描述具体特征、结构或特性时，认为在本领域普通技术人员的知识范围内能够结合明确或未明确描述的其它实施例来实现这些特征、结构或特性。
多幅图示出根据本发明的某些实施例的系统的框图以及在地面和多个井下工具之间通信的设备。图中示出根据本发明的某些实施例的系统的流程图，流程图示出在地面和多个井下工具之间通信的运作情况。参照框图中所示的系统和设备来描述流程图的运作。但是，应当理解，流程图的运作可通过除了参照框图所述的那些之外的系统和设备的实施例来实施，且参照系统/设备描述的实施例可进行不同于参照流程图所描述的那些运作。
本文所述的某些运作和所有的运作可通过硬件、固件、软件或其组合来进行。例如，可通过硬件、固件、软件或其组合来进行来自发送天线的发送的控制。为了进一步说明，可通过硬件、固件、软件或其组合来进行由接收天线所接收的电磁波的处理。在阅读和理解本发明的内容时，本领域的技术人员会理解从基于计算机的系统内可机读介质启动软件程序来执行软件程序所定义的功能的方式。本领域的普通技术人员会理解，可采用各种程序语言来创建被设计成实施或执行本文所述方法的一个或多个软件程序。这些程序可使用诸如^^或〔++之类的面向对象语言来编制成面向对象格式。或者，这些程序可使用诸如汇编或C之类的过程语言来编制成面向过程格式。这些软件部件可使用本领域技术人员已知的诸如应用程序接口或包括远程过程调用的内部处理通信技术之类的多种机理来进行通信。各实施例的教示并不限于任何特定程序语言或环境。
考虑到对本文所述各实施例的宽范围的各种改变，该详细说明仅是说明性的，而不应当认为是对本发明范围的限制。因此本发明所要求保护的是落入以下权利要求书及其同等物的范围和精神内的所有这种更改。因此，说明书和附图应当认为是示例性而非限制性的。
权利要求
1. 一种设备，包括管子，所述管子在井下作业，并具有纵向轴线且具有挖切部，所述挖切部的方向是相对于所述管子的所述纵向轴线除了90度以外的方向；以及天线，所述天线设置在所述管子的所述挖切部内，所述天线进行电磁信号的发送或接收的至少一种，所述电磁信号具有横越地下地层的路径。
2. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述天线的轴线相对于所述管 子的所述纵向轴线约为45度角。
3. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述挖切部的宽度在约一至四英寸范围内。
4. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述挖切部的宽度约为两英寸。
5. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括围绕所述管子设置并覆 盖所述挖切部的金属套管，所述金属套管具有一个或多个开口。
6. 如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述一个或多个开口大致垂直 于所述天线的轴线。
7. 如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述一个或多个开口的宽度小 于一英寸。
8. 如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述一个或多个开口的宽度约 为0.375英寸，且所述挖切部的宽度约为二英寸。
9. 如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述一个或多个开口填充有非 金属材料。
10. 如权利要求l所述的设备，其特征在于，所述管子是钻柱，其中所 述挖切部在所述钻柱的钻铤内。
11. 如权利要求l所述的设备，其特征在于，所述管子是钻柱，其中所 述挖切部在所述钻柱的稳定器内。
12. —种设备，包括管子，所述管子用于井下作业并具有纵向轴线，且包括 发送天线，所述发送天线发射进入地下地层的电磁波；第一接收天线，所述第一接收天线设置在所述管子的第一挖切部内，所 述第一挖切部的方向是相对于所述管子的所述纵向轴线除了 90度以外的其它 方向，其中所述第一挖切部的宽度在约一至六英寸范围内，所述第一接收天线 接收从发射到所述地下地层的电磁波产生的感应电磁波；以及第二接收天线，所述第二接收天线设置在所述管子的第二挖切部内，所 述第二挖切部的方向是相对于所述管子的所述纵向轴线除了 90度以外的其它 方向，其中所述第二挖切部的宽度在一至四英寸范围内，所述第二接收天线接 收从发射到所述地下地层的电磁波产生的感应电磁波。
13. 如权利要求12所述的设备，其特征在于，从所述第二接收天线到 所述发送天线的平均距离在12至112英寸范围内。
14. 如权利要求13所述的设备，其特征在于，从所述第一接收天线到 所述发送天线的平均距离在6至106英寸范围内。
15. 如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第一接收天线和所 述第二接收天线的轴线相对于所述管子的所述纵向轴线约为45度角。
16. 如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第一挖切部的宽度 和所述第二挖切部的宽度约为二英寸。
17. 如权利要求12所述的设备，还包括第一金属套管，所述第一金属套管围绕所述管子设置并覆盖所述第一挖切 部，所述第一金属套管具有一个或多个开口，其中所述第一金属套管上的所述 一个或多个开口大约垂直于所述第一天线的所述轴线；以及第二金属套管，所述第二金属套管围绕所述管子设置并覆盖所述第二挖切 部，所述第二金属套管具有一个或多个开口，其中所述第二金属套管上的所述 一个或多个开口大约垂直于所述第二天线的所述轴线。
18. 如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述第一金属套管的所 述一个或多个开口的宽度约为0. 375英寸，且所述挖切部的宽度约为二英寸， 且所述第二金属套管上所述一个或多个开口的宽度约为0. 375英寸，且所述挖切部的宽度约为二英寸。
19. 一种方法，包括使用围绕用于井下作业的工具周界设置的发送天线将发送电磁波发送到地下地层内;以及用围绕所述工具在所述工具的第一周界挖切部内周界设置的第一接收天 线接收由所述发送的电磁波产生的第一感应电磁波，其中所述第一接收天线的 轴线和所述第一周界挖切部的轴线呈相对于所述工具的纵向轴线除了 90度以 外的角度，其中所述第一挖切部的宽度在一至四英寸范围内。
20. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括用围绕所述工具 在所述工具的第二周界挖切部内周界设置的第二接收天线接收由所述发送的 电磁波产生的第二感应电磁波，其中所述第二接收天线的轴线和所述第二挖切 部的轴线呈相对于所述工具的纵向轴线除了 90度以外的角度，其中所述第一 挖切部的宽度在一至四英寸范围内。
21. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括根据所述第一感 应电磁波和所述第二感应电磁波来确定所述地下地层的一部分的电阻率。
22. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一接收天线大约 定中心在第一周界挖切部内，而所述第二接收天线大约定中心在所述第二周界 挖切部内。
23. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一挖切部的外边 缘处的直径大约与所述第一挖切部的内边缘的直径相等。
全文摘要
在某些实施例中，设备(200)包括在井下作业的管子。管子具有纵向轴线并具有挖切部(210N)，该挖切部的方向是相对于管子的纵向轴线除了90度以外的方向。该设备还包括设置在管子的挖切部内的天线(202A)。天线进行电磁信号的发送或接收中的至少一种，电磁信号具有横越地下地层的路径。
文档编号G01V3/18GK101467070SQ200680054970
公开日2009年6月24日 申请日期2006年8月4日 优先权日2006年6月19日
发明者M·S·比特, R·T·比斯特 申请人:哈里伯顿能源服务公司