专利名称：跨间隙的信号传播的制作方法
跨间隙的信号传播相关申请本专利申请要求2008年12月3日提交的美国临时专利申请S/N. 61/119，519的权益，其通过援引整体纳入于此。存在用于连接诸如管道部分(包括钻探管钻井管道的预布线部分)之类的管状构件以传播电磁信号的各种方案。这些方案中的一些方案利用导电性，而其他方案利用感应。 一些方案利用跨管道部分之间的不导电间隙的遥测技术。附图简述
图1解说了根据本发明的各种实施例的间隔开的间隙和间隙状况感测。图2解说了根据本发明的各种实施例的各种间隙选择布置。图3解说了根据本发明的各种实施例的装置和系统。图4是解说根据本发明的各种实施例的若干方法的流程图。图5是根据本发明的各种实施例的制品的框图。详细描述在其中各种实施例被使用的环境包括离岸钻井，其中钻孔为导电结构并且外壳达 20，000英尺或更多。电磁(EM)信号沿着外壳的距离从井下传播到地面或者朝相反的方向传播，EM遥测中继器可被用来提供信号提升能力以维持信号跨大距离的保真度。数据率在从约2-5比特/秒到最多约30-50比特/秒之间变动。这些中继器可以间隔约5000英尺。 单工和双工中继器设计可被使用。除了中继器本身的设计之外，中继器的使用还提出了一些一般的设计考虑。具体地，应当选取信令方法以防止等待时间的增加和数据率的减小。例如，在一些情形中，脉冲调制可能是不实用的。单边带调制可促成频率复用，但可能遭受对接收机和放大器提出苛刻性能要求的振幅变动。另一方面，具有相对恒定的包络振幅的相位调制或频率调制对于信号传播而言可以是有用的机制。为了减少中继器的使用，可以(例如，使用刷子或滚筒来)建立和维持与外壳的直接电接触。在此情形中，信号衰减可被显著减少。即，在相对于钻柱直接驱动外壳时。在一些情形中，EM信号跨钻柱管道部分中的间隙传播。中继器可被用来在跨越各体间隙之前或在这之后提升信号。由于钻柱中的间隙从外壳之外进入打开的钻孔，因而这些间隙有时会经历在其中接收到的或所传送的信号被高度衰减的“死区”。在一些情形中，该死区从外壳的末端延伸约6米。在许多实施例中，可以通过提供间隔至少6米的允许相关联的中继器选择提供最强信号的间隙(即不是位于死区内的间隙)的多个间隙来避免因死区导致的衰减。以此方式，可以维持连续的系统操作。不仅如此，如果一个间隙在电气上发生故障，那么其他间隙可被用于信令。图1解说了根据本发明的各种实施例的间隔开的间隙和间隙状况感测。钻柱110 示出间隔开的EM信号发射机间隙，和位于钻柱110的相对端上的间隔开的EM信号接收机间隙。因此，多个可选择的间隙的使用解决了在钻柱移动通过死区时跨诸间隙的传播，并为电气间隙故障提供了冗余度。因此，在EM工具的一些实施例中，可以使用冗余的可切换间隙来取代发生电气故障的间隙。因此，为了提供更可靠的用于在管道的诸部分与其他管状构件之间传导电流和信号的机制，本文中公开的许多实施例提供对不导电间隙的选择(例如，钻柱部分之间的不导电间隙，因为这些间隙从外壳之外进入打开的钻孔)。对间隙的选择可通过选择被用来跨这些间隙传播信号的EM遥测中继器来发生。可以考虑数个中继器设计配置。在一个实施例中，中继器模块包括两个广泛分开的间隙集合(间隔100-300英尺)。每个间隙包括不导电材料以切断该间隙以上和以下的导电管状部分之间的电连接。为了使这些间隙可被电切换，继电器或其他形式的开关可被用来在电气上使未被选择的间隙“短路”，而与所选择的间隙相关联的开关保持打开。图2 中所示的装置150解说了这种类型的间隙选择。有时，多个间隙被选择以或许通过使用较少的中继器来节省功率。在一些实施例中，不同宽度的间隙可被选取和/或多个间隔相对较小的间隙可被选择以便有效地提供较宽的间隙。例如，如钻柱150中所示，钻环100具有多个绝缘的间隙 200、210、220、230、240、250。该多个间隙由至少一个开关(例如，开关300、310、320、330、 340,350)来接通或断开。当所有开关都闭合时，所有间隙被短路，并且与这些间隙相关联的发射机/接收机被有效地从系统移除。当希望从系统消除暂时不必要的中继器时，这可以是有用的。由于具有不同电阻率的区域由钻柱150穿透，或者由于钻柱150从外壳露出，因而可使用较少的中继器(如在其他深度处所采用的)。使所有间隙短路也是用于在不同中继器之间进行选择的机制。例如，当除了开关300之外的所有开关均闭合时，间隙200是活跃的。如果相反开关310也是打开的，那么间隙200和210串联地动作以得到较大的有效间隙。注意，使开关 300和340打开而开关310、320、330和350闭合也是可能的。在此情形中，以串联方式有效地添加间隙200和M0。当在外壳内尝试检测或启动信号时，这可以是有利的。更加宽的有效间隙可通过使更多开关打开的方式来达成。在每种情形中，跨打开的间隙接收到的(或跨打开的间隙形成的)信号出现在端口 400处。可以参照图2的钻柱160以类似方式选择一个或更多个间隙。在这种情形中，所选择的间隙中的一个或多个间隙可具有不同于其他间隙中的一个、一些、或所有间隙的宽度。 即，间隙600、610、620和630都可具有不同的宽度，或许被设计成具有算术的、平方的或对数的宽度累进以使得能够选择各种逐渐更大地累积的间隙距离。在钻柱150和160的情形中，继电器可被用来可切换地选择诸间隙。EM信号可通过跨所选择的间隙的电压差来检测，并且EM信号可通过施加跨该被选择的间隙的电压差来生成。在全单工系统或双工系统中，一个间隙可被用于接收，而另一间隙可被用于(较佳地用不同的载波频率来)传送。电缆或有线钻探管配置被用来覆盖这些间隙集合之间的距离。替换地，“短跳跃”通信链路可被用来覆盖该距离。一种提议的短跳跃技术将圆环用于感生钻柱中的电流。另一种中继器设计将圆环用作用于(可能地使用不同的或可选择的绕组来)接收和重传的主要机制。
在许多实施例中，大多数间隙阻抗是电阻性的，带有较少的电感性组件。表面配置的变化可被观察为间隙阻抗的变化。诸间隙可用不导电的材料来涂覆。EM遥测中继器中的间隙可表示结构弱点。间隙定义钻柱中的点，该点阻止钻柱壁中的轴向电流，或者至少极大地减小该电流的幅值。因为钢是相对导电的，所以需要油管壁中的破裂。为了提供此破裂并同时保持钻柱的结构完整性相对较高，可以如图中所示的那样(参见图1，组装件13 使用过盈配合。部分A的凸出部件(销124)涂覆有薄的绝缘层，并且直径略微大于连接件的内凹部分中的部件B的空腔(盒128)的直径。内凹部件被加热以将空腔直径膨胀到足以容纳冷的凸出部件，这两个部件快速地配合在一起，并且内凹部件被允许冷却。在结果得到的连接件中，大的摩擦力缘自紧密的配合。为了扩展绝缘层的有效大小，绝缘材料的外套筒可被放置在接头上。绝缘层在部分A与B之间被高度压缩，并且由于组装件132中的接头经历来自钻井过程的应力载荷和热循环，因而该绝缘层可能降级，从而最终允许电流流过该连接件。虽然间隙阻抗可由发射机或接收机电子设备电监视，但是电气故障可能是相当突然和不可预测的。因此，本发明的许多实施例提供机械应力传感器以检测在试运转和钻井过程期间施加到接头的应力。工具电子设备可监视应力历史并预测中继器中的间隙的至故障剩余寿命。应力历史在与热循环历史相组合时可提供比单单间隙阻抗更准确的剩余寿命预测器。当剩余寿命预测落在阈值以下时，系统可操作以指示应当在下一机会时执行中继器的替换。间隙应力传感器将因此通过减少未被注意的组件故障的机会来实现更稳健的遥测系统性能。例如，在一些实施例中，监视EM信号可跨其传播的间隙的健康的自行监视机制可提供数个益处，包括其中关注井底组装件的分离的那些情形。例如，应变仪可被用来以或许比常规的阻抗监视更大的灵敏度来监视间隙健康。如图1中所示，应变传感器可被嵌入到钻柱元件120的诸部分中，包括嵌入到钻柱组装件132的销124(未示出)或盒128(示出)，因为应力传感器与配合在一起的钻柱组装件132的两个部分A和B —起工作。在一些实施例中，监视钻柱中邻近间隙的应变可以结合间隙阻抗监视来使用以确定间隙健康。使用集成间隙应力传感器，每个间隙的应力历史和热循环历史可被监视以预测每个中继器的剩余有效寿命，从而或许导致提高的操作可靠性。具有窄间隙的EM遥测中继器可提供改善的性能。窄间隙较不倾向于机械故障并且较易于构造。由于窄间隙的使用，因而还期望有小的空间节省。窄间隙是诸钻探管部分之间在IOmm或更小数量级上的间隙，并且看似基于系统的消耗性波导行为，尤其是以诸如在海底以下所观察到的那些高度导电结构之类的高度导电结构来工作。图3解说了根据本发明的各种实施例的装置200和系统沈4。可以与以上所描述的且在图1和图2中所示的装置110、120、150和160类似或相同的装置200可包括作为井下钻井操作的一部分的钻柱208的诸部分。例如，可以看到系统264可如何形成位于井206的表面204处的钻机202的一部分。钻机202可提供对钻柱208的支持。钻柱208操作以穿透用于钻出通过地表下结构 214的钻孔212的转盘210。钻柱208可包括方钻探管216、钻探管218和或许位于钻探管 218的下部的井底组装件220。钻柱208可包括有线和无线的钻探管，以及有线和无线的绕性油管，包括分段的钻探管、外壳和绕性油管。井底组装件220可包括钻环222、井下工具2M和钻头226。钻头2 可操作以通过穿透表面204和地表下结构214来创生钻孔212。井下工具2 可包括数种不同类型的工具中的任何一种，这些工具包括钻井时测量(MWD)工具、钻井时记录(LWD)工具和其他工具。在钻井操作期间，钻柱208(或许包括方钻探管216、钻探管218和井底组装件 220)可通过转盘210来旋转。补充地或替换地，井底组装件220还可通过位于井下的电动机(例如，井下马达)来旋转。钻环222可被用来将重量添加至钻头226。钻环222还可使井底组装件220变硬以允许井底组装件220向钻头2 传递所添加的重量，并进而辅助钻头226穿透表面204和地表下结构214。在钻井操作期间，抽泥泵232可将钻井液(有时被本领域技术人员称为“钻探泥浆”)从泥浆池234通过软管236泵入到钻探管218中并向下泵至钻头226。钻井液可从钻头2 流出并通过钻探管218与钻孔212侧面之间的环状区域240返回到表面204。钻井液可以随后返回到泥浆池234，其中此类钻井液被过滤。在一些实施例中，钻井液可被用来冷却钻头226以及在钻井操作期间提供对钻头2 的润滑。另外，钻井液可被用来移除通过操作钻头2 所创生的地表下结构214的钻屑。因此，现在参照图1和图2，可见在一些实施例中，系统264可包括钻环222、和/ 或井下工具224、以及与一个或多个装置200附连的钻柱208。井下工具2M可包括LWD工具或MWD工具。钻柱208可机械地耦合至井下工具224。在一些实施例中，则诸如具有可选择的信号传播间隙和/或中继器的管状构件耦合系统之类的系统264可包括井下工具270以耦合至具有销末端、盒末端或这两者的组合的一个或多个管状构件(例如，钻探管部分218可包括一个或多个环状构件)以附连至或包括一个或多个装置200。所有附图中所示的所有元件可在本文中被表征为“模块”。此类模块可包括硬件电路系统、处理器、存储器电路、软件程序模块和对象、和固件、以及其组合，如由装置110、 120、150、160、200和系统沈4的架构所期望的，并且适合于各种实施例的特定实现。例如， 在一些实施例中，此类模块可被包括在装置和/或系统操作模拟包中，诸如软件电信号模拟包、对准和同步模拟包、和/或被用于模拟各种潜在实施例的操作的软件和硬件的组合。应当理解，除了用于钻井和记录操作之外，各种实施例的装置和系统可在诸应用中使用，并且各种实施例并不因此被限定。对装置110、120、150、160和200以及系统沈4 的解说旨在提供对各种实施例的结构的一般理解，并且它们并不旨在用作对可能利用本文中所描述的结构的装置和系统的所有元件和特征的完整描述。可包括各种实施例的新颖的装置和系统的应用可包括在高速计算机中使用的电子电路系统、通信和信号处理电路系统、调制解调器、处理器模块、嵌入式处理器、数据开关、和包括多层多芯片模块的专用模块。此类装置和系统还可进一步被包括为诸如电视、个人计算机、工作站、包括飞行器和船的车辆以及蜂窝电话之类的各种电子系统内的子组件。 一些实施例包括数个方法。例如，图4是解说根据本发明的各种实施例的若干方法411的流程图。在一些实施例中，方法411可在框419处开始，其中监视位于井下的钻柱的第一选定间隔上的与传送或接收结构中和/或钻柱上的信号相关联的第一状况。方法411可继续行进至框423，其中监视钻柱的第二选定间隔上的与传送或接收结构中和/或钻柱上的信号相关联的第二状况。被监视的状况可包括接头温度和循环历史、电信号强度、磁信号强度、对与间隙相关联的机械应力或电阻抗的近似测量、等等。方法411可随后行进至框433，其中将第一状况与第二状况相比较以提供比较结果。比较结果可与经由使电信号强度和/或磁信号强度最大化来优化信号的接收相关联， 或者与经由施加除间隙阻抗之外的阻抗以向结构、钻柱或结构和钻柱两者传递最大功率量来优化信号的传输相关联。基于比较结果，方法411可通过选择第一选定间隔或第二选定间隔中的一者来行进至框439或框443以传送或接收结构中和/或钻柱上的信号。其他方法可被实现。应当注意，本文中所描述的方法不必按所描述的次序或者任何特定的次序来执行。不仅如此，参照本文中标识的方法所描述的各种动作可以按迭代、重复、串行或并行的方式来执行。包括参数、命令、操作数和其他数据的信息可以按一个或多个载波的形式来发送和接收。—旦读取和理解了本公开的内容，本领域技术人员将理解软件程序可从基于计算机的系统中的计算机可读介质启动以执行该软件程序中定义的功能的方式。本领域技术人员还将理解可被用来创生被设计成实现和执行本文中所公开的方法的一个或多个软件程序的各种编程语言。这些程序可以按面向对象的格式使用诸如Java或C++之类的面向对象语言来构造。替换地，这些程序可以按面向过程的格式使用诸如汇编或C之类的过程语言来构造。软件组件可使用任何数目的对于本领域技术人员而言公知的机制来通信，诸如应用程序接口或包括远程过程调用的进程间通信技术。各种实施例的教导不限于任何特定的编程语言或环境。因此，其他实施例可被实现。例如，图5是解说根据本发明的各种实施例的制品 500的框图。在一些实施例中，制品500可包括计算机、存储器系统、磁盘或光盘、其他某个存储设备、和/或任何类型的电子设备或系统。因此，制品500可包括耦合至诸如其上存储有相关联的信息591 (例如，计算机程序指令和/或数据)的存储器之类的计算机可读介质 589(可移除的存储介质以及包括电导体、光导体或电磁导体的任何存储器)的计算机587， 该信息591在被执行时导致该计算机执行关于以上方法所描述的任何动作。许多实施例可以因此被实现。例如，在一实施例中，一种方法包括监视位于井下的钻柱的第一选定间隔上的与传送或接收结构中和/或钻柱上的信号相关联的第一状况；监视该钻柱的第二选定间隔上的与传送或接收该结构中和/或该钻柱上的信号相关联的第二状况；将第一状况与第二状况相比较以提供比较结果；以及基于该比较结果，选择第一选定间隔或第二选定间隔中的一者来传送或接收该结构中和/或该钻柱上的信号。在该方法的一些实施例中，比较结果与经由使电信号强度和/或磁信号强度最大化来优化信号的接收和/或经由施加除间隙阻抗之外的阻抗以向结构、钻柱或结构和钻柱两者传递最大功率量来优化信号传输中的至少一者相关联。在一些实施例中，钻柱的第一选定间隔或第二选定间隔中的至少一者可包括电绝缘间隙，并且选择第一选定间隔或第二选定间隔中的一者包括选择该电绝缘间隙。在该方法的一些实施例中，第一状况或第二状况中的至少一者可包括信号的电信号强度或信号的磁信号强度中的至少一者。在一些实施例中，第一状况或第二状况中的至少一者包括对分别与第一间隔内的第一间隙或第二间隔内的第二间隙中的一者相关联的机械应力或电阻抗的近似测量。该方法的一些实施例包括接收作为信号的一部分的钻井时记录数据。一些实施例包括通过经由信号从表面记录设备向井下工具发送命令的方式来操作该井下工具。该方法的一些实施例包括选择钻柱中的间隙以传播来自从多个不同宽度的间隙的信号。一些实施例包括选择钻柱中的多个间隙以传播信号，其中基于数个间隙的有效组合宽度来确定该多个间隙的数目。在一实施例中，一种装置包括圆筒，该圆筒包括使用N-I个过盈配合间隙来耦合在一起的N个部分，该N-I个过盈配合间隙包括第一间隙集合和第二间隙集合；至少一个电开关，其可切换地选择来自第一间隙集合的第一间隙和来自第二间隙集合的第二间隙，对第一间隙和第二间隙的选择基于将与关联于跨第一间隙传播信号的传播状况对应的第一状况和与关联于跨第二间隙传播信号的传播状况对应的第二状况相比较。圆筒可包括包含导体的预布线钻探管的至少一部分。电开关可包括继电器，该继电器用于分别使第一间隙集合或第二间隙集合中不是第一间隙或第二间隙的至少一个间隙电气短路。该装置的一些实施例包括至少一个电磁遥测中继器以跨第一间隙或第二间隙中的一者传送或接收信号。在一些实施例中，该装置包括导体，该导体包括至一两根导线以将信号从第一间隙集合传导至第二间隙集合。该装置的一些实施例包括无线通信链路以在第一间隙集合与第二间隙集合之间传播信号。一些实施例包括电子模块以确定比较的结果并操作电子开关。该电子模块可包括处理器和用于存储程序的存储器，该程序在被执行时使该处理器确定结果并操作电子开关。一些实施例包括存储器和用于在该存储器中存储与第一间隙或第二间隙中的至少一者相关联的应力历史、热循环历史、或间隙阻抗历史的至少一者的处理器。该装置的一些实施例包括一个或更多个传感器以提供与第一状况或第二状况相关联的值。这些传感器可包括电信号强度传感器、磁信号强度传感器、机械应变传感器、电阻抗传感器、或热传感器中的一者或多者。在一实施例中，一种系统包括钻柱，该钻柱包括使用N-I个过盈配合间隙来耦合在一起的N个部分，该N-I个过盈配合间隙包括第一间隙集合和第二间隙集合；以及至少一个电开关，其可切换地选择来自第一间隙集合的第一间隙和来自第二间隙集合的第二间隙，对第一间隙和第二间隙的选择基于将与关联于跨第一间隙传播信号的传播状况对应的第一状况和与关联于跨第二间隙传播信号的传播状况对应的第二状况相比较。该系统还可包括用于耦合至钻柱的井下工具。该井下工具可包括LWD工具。在一些实施例中，该系统包括表面设备以接收或传送信号。一些实施例可包括附连至钻柱的电磁中继器以向表面设备传送信号或从表面设备接收信号。一些实施例可包括一组圆环以在第一间隙集合与第二间隙集合之间传播信号。一些实施例包括其上存储有指令的计算机可读介质，这些指令在由计算机执行时使该计算机执行包括以下动作的方法监视与关联于跨钻柱中的第一间隙传播信号的传播状况相对应的第一状况；将第一状况和与关联于跨钻柱中的第二间隙传播信号的传播状况相对应的第二状况相比较以提供比较结果；以及基于该比较结果来选择第一间隙或第二间隙中的一者以用作用于接收或传送信号的传播间隙。在一些实施例中，计算机可读介质中的指令在由计算机执行时使计算机执行包括以下动作的方法对跨包括第一间隙的第一间隙集合的电气短路连接进行排序；测量第一间隙集合中除第一间隙之外的所有间隙被短路时的第一状况的值；以及测量第一间隙集合中除另一间隙之外的包括第一间隙在内的所有间隙被短路时的第一状况的值。在一些实施例中，计算机可读介质中的指令在由计算机执行时使该计算机执行包括以下动作的方法基于指示与信号相关联的信号强度的比较结果来选择第一间隙或第二间隙中的一者。在一些实施例中，计算机可读介质中的指令在由计算机执行时使该计算机执行包括以下动作的方法使用基本上恒定包络的相位或频率调制技术来调制信号。使用本文中公开的耦合装置、系统和方法可提供改善的EM遥测信号传播。可导致系统操作成本降低。构成本文的一部分的附图藉由解说而非限定示出了在其中可实践主题内容的具体实施例。所解说的实施例是以充分详细以使本领域技术人员能够实践本文中所公开的教导的方式来描述的。可从本公开文本中使用并推导出其他实施例，由此可进行结构性的或逻辑性的替代和改变，而不脱离本公开的范围。因此，本详细描述不具有限定意义，并且各种实施例的范围仅由所附权利权利要求连同这些权利要求授权的等效物的全部范围来定义。在本描述中，阐述了诸如逻辑实现、伪代码、指定操作数的手段、资源划分、共享和复制实现、系统组件的类型和相互关系、以及逻辑划分/整合选择之类的多个具体细节，以提供对各种实施例的更透彻理解。然而，本领域技术人员应当领会，没有这些具体细节也可实践本发明的诸实施例。在其他实例中，未详细示出控制结构、门级电路以及完整软件指令序列，以免使本发明的实施例难以理解。发明的主题内容的此类实施例可在本文中被个体地和/或集合地由术语“发明” 来述及，这仅仅出于便利目的，而不旨在将本申请的范围限制到任何单个发明或发明概念 (若一个以上发明或发明概念实际上已被公开)。因此，虽然在本文中解说并描述了特定实施例，但应当领会，被打算成达成相同目的的任何布置可被用于替代所示出的特定实施例。 本公开旨在覆盖各种实施例的所有改变或变形。本领域技术人员在阅读了以上描述之后将熟知上述实施例的组合以及在此没有特别描述的其他实施例。提供本公开的摘要以遵循37C. F. R. § 1.72(b)节，其要求将允许读者能快速明白技术公开的本质的摘要。应理解，它将不用于解读或限制权利要求的范围或含义。此外，在前述的详细描述中，为使本公开更为流畅的目的，可将各种特征编组在单个实施例中。本公开的方法不应被解读为反映所要求保护的实施例需要比在每一项权利要求中明确表述的特征更多的特征的意图。相反，如以下权利要求反映的，各发明性主题内容可在于比单个公开实施例的全部特征更少的特征。因此，以下权利要求被纳入详细描述中，其中每一项权利要求独自作为单独的实施例。
权利要求
1.一种方法，包括监视位于井下的钻柱的第一选定间隔上的与传送或接收结构中和/或钻柱上的信号相关联的第一状况；监视所述钻柱的第二选定间隔上的与传送或接收所述结构中和/或所述钻柱上的所述信号相关联的第二状况；将所述第一状况与所述第二状况相比较以提供比较结果；以及基于所述比较结果，选择所述第一选定间隔或所述第二选定间隔中的一者来传送或接收所述结构中和/或所述钻柱上的所述信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比较结果与经由使电信号强度和/或磁信号强度最大化来优化所述信号的接收和/或经由施加除间隙阻抗之外的阻抗以向所述结构、所述钻柱或所述结构和所述钻柱两者传递最大功率量来优化所述信号的传输中的至少一者相关联。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻柱的所述第一选定间隔或所述第二选定间隔中的至少一者包含电绝缘间隙，并且其中选择所述第一选定间隔或所述第二选定间隔中的一者包括选择所述电绝缘间隙。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一状况或所述第二状况中的至少一者包括所述信号的电信号强度或所述信号的磁信号强度中的至少一者。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一状况或所述第二状况中的至少一者包括对分别与所述第一间隔内的第一间隙或所述第二间隔内的第二间隙中的一者相关联的机械应力或电阻抗的近似测量。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括接收作为所述信号的一部分的钻井时记录数据。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括通过经由所述信号从表面记录设备向井下工具发送命令来操作所述井下工具。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括选择所述钻柱中的间隙来传播来自多个不同宽度的间隙的信号。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括选择所述钻柱中的多个间隙来传播所述信号，其中所述多个间隙的数目是基于所述多个间隙的有效组合宽度来确定的。
10.一种装置，包括圆筒，其包括使用N-I个过盈配合间隙来耦合在一起的N个部分，所述N-I个过盈配合间隙包括第一间隙集合和第二间隙集合；以及至少一个电开关，其可切换地选择来自所述第一间隙集合的第一间隙和选择来自所述第二间隙集合的第二间隙，对所述第一间隙和所述第二间隙的所述选择基于将与关联于跨所述第一间隙传播信号的传播状况对应的第一状况和与关联于跨所述第二间隙传播信号的传播状况对应的第二状况相比较。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，进一步包括至少一个电磁遥测中继器，其跨所述第一间隙或所述第二间隙中的一者传送或接收所述信号。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述电开关包括继电器，用于分别使所述第一间隙集合或所述第二间隙集合中不是所述第一间隙或所述第二间隙的至少一个间隙电气短路。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，进一步包括导体，其包括至少一根导线以将所述信号从所述第一间隙集合传导到所述第二间隙集I=I O
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述圆筒包括 包括所述导体的预布线钻探管的至少一部分。
15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，进一步包括无线通信链路，用于在所述第一间隙集合与所述第二间隙集合之间传播所述信号。
16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，进一步包括 电子模块，用于确定所述比较的结果并操作所述电开关。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述电子模块包括 处理器；以及存储器，用于存储程序，所述程序在被执行时使所述处理器确定所述结果并操作所述电开关。
18.如权利要求10所述的装置，其特征在于，进一步包括至少一个传感器，用于提供与所述第一状况或所述第二状况相关联的值。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述至少一个传感器包括电信号强度传感器、磁信号强度传感器、机械应变传感器、电阻抗传感器、或热传感器中的一者。
20.如权利要求10所述的装置，其特征在于，进一步包括 存储器；以及处理器，用于在所述存储器中存储与所述第一间隙或所述第二间隙中的至少一者相关联的应力历史、热循环历史、或间隙阻抗历史中的至少一者。
21.—种系统，包括钻柱，其包括使用N-I个过盈配合间隙来耦合在一起的N个部分，所述N-I个过盈配合间隙包括第一间隙集合和第二间隙集合；以及至少一个电开关，其可切换地选择来自所述第一间隙集合的第一间隙和选择来自所述第二间隙集合的第二间隙，对所述第一间隙和所述第二间隙的所述选择基于将与关联于跨所述第一间隙传播信号的传播状况对应的第一状况和与关联于跨所述第二间隙传播信号的传播状况对应的第二状况相比较；以及井下工具，用于耦合至所述钻柱。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述井下工具包括 钻井时记录(LWD)工具。
23.如权利要求21所述的系统，其特征在于。包括 表面设备，用于接收或传送所述信号。
24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，还包括附连至所述钻柱的电磁中继器，用于向所述表面设备传送所述信号或从所述表面设备接收所述信号。
25.如权利要求21所述的系统，其特征在于，还包括一组圆环，用于在所述第一间隙集合与所述第二间隙集合之间传播所述信号。
26.一种其上存储有指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行包括以下动作的方法监视与关联于跨钻柱中的第一间隙传播信号的传播状况相对应的第一状况；将所述第一状况和与关联于跨钻柱中的第二间隙传播信号的传播状况相对应的第二状况相比较以提供比较结果；以及基于所述比较结果来选择所述第一间隙或所述第二间隙中的一者以用作用于接收或传送所述信号的传播间隙。
27.如权利要求沈所述的计算机可读介质，其特征在于，所述指令在由所述计算机执行时使所述计算机执行进一步包括以下动作的所述方法对跨包括所述第一间隙的第一间隙集合的电气短路连接进行排序；测量所述第一间隙集合中除所述第一间隙之外的所有间隙被短路时的所述第一状况的值；以及测量所述第一间隙集合中除另一间隙之外的包括所述第一间隙在内的所有间隙被短路时的所述第一状况的值。
28.如权利要求沈所述的计算机可读介质，其特征在于，所述指令在由所述计算机执行时使所述计算机执行进一步包括以下动作的所述方法基于指示与所述信号相关联的信号强度的所述比较结果来选择所述第一间隙或第二间隙中的一者。
29.如权利要求沈所述的计算机可读介质，其特征在于，所述指令在由所述计算机执行时使所述计算机执行进一步包括以下动作的所述方法使用基本上恒定包络的相位或频率调制技术来调制所述信号。
全文摘要
在一些实施例中，一种装置和系统以及方法和制品可用于监视位于井下的钻柱的第一选定间隔上的与传送或接收结构中和/或钻柱上的信号相关联的第一状况；监视该钻柱的第二选定间隔上的与传送或接收该结构中和/或该钻柱上的信号相关联的第二状况；将第一状况与第二状况相比较以提供比较结果；以及基于该比较结果来选择第一选定间隔或第二选定间隔中的一者来传送或接收该结构中和/或该钻柱上的信号。还公开了附加的装置、系统和方法。
文档编号G01V3/00GK102239430SQ200980149047
公开日2011年11月9日 申请日期2009年10月20日 优先权日2008年12月3日
发明者C·D·梅尼泽斯, P·F·罗得尼 申请人:哈里伯顿能源服务公司