用于快速部署井下工具的装置和方法
【技术领域】
[0001]本文所公开的标的物的实施例一般来说涉及一种用于有效地部署井下工具的系统、设备和方法。
【背景技术】
[0002]井下工具可以是用于在井下环境中(例如，在用于油气提取的井的内部)进行地震勘测的装置。井下工具可以含有传感器，例如听地器、温度传感器、压力传感器、加速度计、光学传感器等。为了适当地起作用，已被降入井内的井下工具可能需要用向上压靠井壁的工具锚定在适当的位置。可以使用电缆将几个工具连同其它勘测设备一起从上到下连接在一起并降入井内。
[0003]图1描绘示例性井下工具101，其在此情况下是震测工具。震测工具101可以包含主外壳102、上部电缆接头103、下部电缆接头104以及锚臂106。测井电缆105可以在顶部连接到震测工具101的上部电缆接头103并在底部连接到震测工具101的下部电缆接头104。主外壳102可以是任何合适形状的且由任何合适材料制成的外壳，以用于围封震测工具101内的任何设备，例如传感器、电机以及其它机械、电气和电子组件。上部电缆接头103和下部电缆接头104可以相应地在顶端和底端封入震测工具101，并且可以由与主外壳102类似的材料或任何适当材料制成。锚臂106可以由任何合适的材料制成为任何合适形状，以用于当锚臂106处于闭合位置时使得震测工具101降入井内，且当锚臂106处于打开位置时使震测工具101抵靠井壁锚定。例如，锚臂106可以由金属制成为勺形。锚臂106可以任何合适方式附接到主外壳102以允许锚臂106在闭合位置与打开位置之间切换。图2示出另一井下工具201，其类似于井下工具101，但是不具有锚臂。例如，如果井下工具测量井内的压力和/或温度，那么所述工具不必与井的套管或油管接触。
[0004]测井电缆105可以将震测工具101连接到其它装置，例如，其它震测工具、遥测装置或允许震测工具101传输数据到计算机的电子装置。例如，震测工具101可以一串类似的震测工具来部署，并且可以通过测井电缆105在上方和下方连接到其它震测工具101，如图3中所图示。图3示出系统300，其包含部署在井302中的多个工具306到310。工具306到310可以通过主测井电缆304从地面降入井302内。测井电缆105可以将工具306到310连接到彼此、连接到遥测单元305以及端部单元320。主测井电缆304可以将作为端部单元320的一部分的电子装置322连接到遥测单元305，并且可以用来控制井302内的所有地震勘测设备的下降和上升。在一个应用中，主测井电缆304可以与测井电缆105不同。电子装置322可以用作通过链路326在工具306到310与计算机324之间的接口。计算机324可以是用于从工具306到310以及端部单元322采集数据并且发送命令到所述工具和端部单元的任何合适的计算装置。遥测单元305可以从工具306到310中的传感器收集数据以用于传输到电子装置322和计算机324。
[0005]当工具306到310部署在井302内部时，由于工具的数目N可在20个与200个之间变化，且每一单元的重量可为几十公斤，因此在测井电缆105内可能产生较大张力。因此，当部署在井中且从主测井电缆304悬挂时工具的总重量可以达到几顿。使部署过程更加复杂的是，必须使用吊车来从地面提升每一工具并将其与从当前模块悬挂的所有其它经部署模块一起部署在井中。此过程在图4中示意性地图示出，其中示出多个工具406到410，其中的一些(409、410)已经部署在井402中，且其中的一些(406、407)等待部署。
[0006]吊车430 (部分地示出)通过电缆432连接到部署装置436 (在本领域中称为“瓶”)的对应支架434。部署装置436是经配置以容纳工具408的圆筒，其通过测井电缆105连接到下一个工具407并且还连接到已经部署在井中的工具409和410。因此，(通过已部署在井内部的所有工具409和410施加的)较大力被施加到当前工具408，所述工具等待轮到其部署在井内部。当前工具408通过另一测井电缆105连接到下一个工具407，所述工具与其它工具406 —起位于地面上。第二部署装置438用于容纳下一个工具407。应注意，现有的部署装置经配置以接收除顶部部分外的整个工具。当前工具408连同第一部署装置436 —起通过位于井402的顶部上的地面442上的钻机安装承板440支撑。钻机安装承板440具有缝隙(未示出)以准许在需要时移除测井电缆105。部署装置436和438两者还都具有沿着它们的长度一直延伸的对应缝隙，使得它们可以从测井电缆105中移除。在将当前工具408和第一部署装置436放置在钻机安装承板440上之后，从第一部署装置436中移除吊车的电缆432并将所述电缆附接到第二部署装置438。在将下一个工具407固定到第二部署装置438之后，吊车430使第二部署装置438连同下一个工具407 —起提升直到当前工具408从其第一部署装置436提升为止。在此阶段，第一部署装置436从测井电缆105中移除并且下一个工具407与其第二部署装置438 —起在钻机安装承板440的顶部上降低，所述钻机安装承板在当前工具408已经进入井之后放置在井的顶部上。应注意，此操作是必需的，因为钻机安装承板中的开口在直径上比工具的外径更小。接着，使用经释放的第一部署装置436来容纳下一个工具406并且以此方式继续此过程直到将所有工具部署在井内部为止。
[0007]在部署之前，工具沿着双向链路机械以及电性地彼此连接。因此，可以沿着双向链路与工具通信。因此，在将工具部署到井中之前，如图4中所图示使所述工具彼此连接并进行测试。然而，惯用做法是在此测试之后解除所述工具的连接并且当在井中部署所述工具时再次将它们连接起来。
[0008]如上文关于图4所论述的将工具部署到井中的操作是特别复杂的。这种操作带来安全问题。实际上，由已经安置到井中的工具的重量引起的机械张力可以达到几顿。由于工具在经部署之前放在地面上，因此存在工具可能被测井电缆105的张力承载并伤害操作者的危险。因此，需要控制测井电缆中的张力并在不具有张力且不危及人类安全的情况下将工具部署到井中。
[0009]上文所描述的方法还存在其它缺点。需要两个部署装置来实际上部署一个工具。另外，部署过程速度较慢，这增加了操作的成本。此外，由于必须在高张力下不断地提升和降低部署工具，这增加了与设备操作相关联的安全风险。特别是，当移除部署装置时，有时发生部署装置落在地板上，可能伤害设备的操作者。
[0010]因此，需要一种用于以更快速和更安全的方式部署一连串的井下工具的系统、设备和方法。
【发明内容】
[0011]本发明力图提供一种如所附权利要求书中所界定的用于在井中部署井下工具、具体来说井下地震监测装置的改进的部署系统。本发明还提供一种作为所述系统的一部分的部署装置，以及一种还如下文所要求的用于部署井下工具的方法。
[0012]在一个实施例中，一种用于在井中部署井下工具的部署系统包括:
[0013]多个井下工具，其用于测量井内的至少一个参数；
[0014]部署装置，其用于部署所述多个井下工具；
[0015]钻机安装承板，其用于遮盖井的顶端并支撑已经部署在井中的所述多个井下工具；以及
[0016]吊车，其经配置以连接到所述部署装置，
[0017]其中所述部署装置经配置以闩锁井下工具的打捞颈