Title:
Elektrische Isolierung zum Reduzieren von Magnetometerstörbeeinflussung
Kind Code:
T5


Abstract:

Eine Magnetflussempfängerbaugruppe beinhaltet einen Kragen, der einen zentralen Durchlass und eine axiale Kragenfläche definiert, und einen Werkzeugeinsatz beinhaltet, der in dem zentralen Durchlass angeordnet werden kann und eine axiale Einsatzfläche definiert. Ein oder mehrere Magnetometer sind in Wirkbeziehung an den Werkzeugeinsatz gekoppelt. Ein oder mehrere Knöpfe sind an eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche gekoppelt, derart, dass ein axialer Spalt an einer axialen Schnittstelle zwischen der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche definiert ist, um elektrische Kommunikation über die axiale Schnittstelle zu verhindern.




Inventors:
Farrah, John Harrison, Tex. (Houston, US)
Prakash, Anand, Tex. (Tomball, US)
Application Number:
DE112015006745T
Publication Date:
04/05/2018
Filing Date:
07/27/2015
Assignee:
HALLIBURTON ENERGY SERVICES, INC. (Tex., Houston, US)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
HOFFMANN - EITLE Patent- und Rechtsanwälte PartmbB, 81925, München, DE
Claims:
1. Magnetflussempfängerbaugruppe, umfassend:
einen Kragen, der einen zentralen Durchlass und eine axiale Kragenfläche definiert;
einen Werkzeugeinsatz, der in dem zentralen Durchlass angeordnet werden kann und eine axiale Einsatzfläche definiert;
ein oder mehrere Magnetometer, die in Wirkbeziehung an den Werkzeugeinsatz gekoppelt sind; und
einen oder mehrere Knöpfe, die an eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche gekoppelt sind, derart, dass ein axialer Spalt an einer axialen Schnittstelle zwischen der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche definiert ist, um elektrische Kommunikation über die axiale Schnittstelle zu verhindern.

2. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe ein dielektrisches Material umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Polymer, einem Glas, einer Keramik, einem Verbundmaterial oder einer beliebigen Kombination davon.

3. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe eine Querschnittform aufweisen, die ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus kreisförmig, elliptisch, polygonal oder einer beliebigen Kombination davon.

4. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe einen oder mehrere Knöpfe, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind, und einen oder mehrere Knöpfe umfassen, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind.

5. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 4, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind, koaxial mit dem einen oder den mehreren Knöpfen sind, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind.

6. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 4, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind, gewinkelt von dem einen oder den mehreren Knöpfen versetzt sind, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind.

7. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe nur an eine von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche gekoppelt sind.

8. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend einen oder mehrere Hohlräume, die in einer oder beiden von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche definiert sind, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe in dem einen oder den mehreren Hohlräumen aufgenommen sind.

9. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 8, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe in dem einen oder den mehreren Hohlräumen durch wenigstens eins von einer Schrumpfpassung, einer Presspassung, einer Schweißung, Löten, einem Klebstoff, einem Gewindeeingriff, einem mechanischen Befestiger oder einer beliebigen Kombination davon gesichert sind.

10. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe direkt an eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche gekoppelt sind und sich axial davon erstrecken.

11. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend ein oder mehrere Bänder, die in einer oder mehreren entsprechenden Ringnuten angeordnet sind, die in einer radial äußeren Flächen des Werkzeugeinsatzes definiert sind.

12. Magnetflussempfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe gewinkelt in gleichem Abstand um eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche voneinander beabstandet sind.

13. Verfahren, umfassend:
Einbringen einer Magnetflussempfängerbaugruppe in ein Bohrloch, wobei die Magnetflussempfängerbaugruppe einen Kragen, der einen zentralen Durchlass und eine axiale Kragenfläche definiert, und einen Werkzeugeinsatz beinhaltet, der in dem zentralen Durchlass angeordnet werden kann und eine axiale Einsatzfläche definiert;
elektrisches Isolieren des Werkzeugeinsatzes von dem Kragen mit einem oder mehreren Knöpfen, die an eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche gekoppelt sind, derart, dass ein axialer Spalt an einer axialen Schnittstelle zwischen der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche definiert wird; und
Erlangen von Messungen von einem oder mehreren Magnetometern, die in Wirkbeziehung an den Werkzeugeinsatz gekoppelt sind.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Einbringen der Magnetflussempfängerbaugruppe in das Bohrloch Folgendes umfasst:
Koppeln des Kragens an einen Bohrstrang, der einen Bohrmeißel aufweist, der an einem distalen Ende des Bohrstrangs angeordnet ist; und
Befördern des Bohrstrangs in das Bohrloch und Bohren eines Teils des Bohrlochs mit dem Bohrstrang.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Einbringen der Magnetflussempfängerbaugruppe in das Bohrloch Folgendes umfasst:
Koppeln des Kragens an eine Wireline; und
Befördern der Magnetflussempfängerbaugruppe in das Bohrloch an der Wireline.

16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe ein dielektrisches Material umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Polymer, einem Glas, einer Keramik, einem Verbundmaterial oder einer beliebigen Kombination davon.

17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das elektrische Isolieren des Werkzeugeinsatzes von dem Kragen mit dem einen oder den mehreren Knöpfen Aufnehmen des einen oder der mehreren Knöpfe in einem oder mehreren Hohlräumen umfasst, die in einer oder beiden von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche definiert sind.

18. Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend:
Zentralisieren des Werkzeugeinsatzes in dem zentralen Durchlass mit einem oder mehreren Bändern, die in einer oder mehreren entsprechenden Ringnuten angeordnet sind, die in einer radial äußeren Fläche des Werkzeugeinsatzes definiert sind; und
Erzeugen eines radialen Spalts zwischen dem Werkzeugeinsatz und dem Kragen mit dem einen oder den mehreren Bändern und dadurch elektrisches Isolieren des Werkzeugeinsatzes von dem Kragen in radialer Richtung.

19. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe einen oder mehrere Knöpfe umfassen, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind und koaxial mit einem oder mehreren Knöpfe sind, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind, wobei das Verfahren ferner Eingreifenlassen des einen oder der mehreren Knöpfe, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind, an dem einen oder den mehreren Knöpfen umfasst, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind, um den Werkzeugeinsatz elektrisch vom Kragen zu isolieren.

20. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe einen oder mehrere Knöpfe umfassen, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind und gewinkelt von dem einen oder den mehreren Knöpfen versetzt sind, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst:
Eingreifenlassen des einen oder der mehreren Knöpfe, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind, an der axialen Einsatzfläche, um den Werkzeugeinsatz elektrisch vom Kragen zu isolieren; und
Eingreifenlassen des einen oder der mehreren Knöpfe, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind, an der axialen Kragenfläche, um den Werkzeugeinsatz elektrisch vom Kragen zu isolieren.

Description:
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Ölfeldbetreiber verlangen Zugriff auf eine große Menge an Informationen zu Parametern und Bedingungen untertage. Es wurde eine breite Palette an Vermessungswerkzeugen entwickelt, um Informationen zu diesen Untertageparametern zu sammeln, wie etwa der Position und Ausrichtung einer Bohrgarnitur, den Umweltbedingungen im Bohrloch und den Charakteristiken des Bohrlochs und etwaiger umgebender unterirdischer Formationen, die das Bohrloch durchdringt.

Häufig sind Formationssensoren in die Vermessungswerkzeuge einbezogen, um die genannten Untertageinformationen zu erfassen und aufzuzeichnen. Formationssensoren beinhalten in der Regel einen oder mehrere Magnetometer, die zum Messen der Stärke und Richtung von Magnetfeldern einschließlich des Erdmagnetfelds verwendet werden, um sowohl die Position eines Untertagewerkzeugs zu bestimmen als auch magnetische Anomalien in den umgebenden unterirdischen Formationen zu identifizieren. Erfasste magnetische Anomalien können auf petrochemische Lagerstätten oder andere interessierende Materialien hindeuten.

Magnetometers sind besonders bei Anwendungen mit dampfgestützter Schwerkraftentwässerung (steam assisted gravity drainage, SAGD) nützlich. Bei SAGD-Vorgängen wird ein Injektionsbohrloch durch eine kohlenwasserstoffhaltige Formation oder benachbart zu dieser gebohrt, und anschließend wird ein Förderbohrloch im Wesentlichen parallel zum Injektionsbohrloch gebohrt, in der Regel über einem horizontalen Abschnitt jedes Bohrlochs. Dann wird über das Injektionsbohrloch Dampf in die umgebenden Formationen eingespritzt, was die Viskosität senkt und dichte Kohlenwasserstoffablagerungen zum Förderbohrloch schiebt, um sie an die Erdoberfläche zu befördern. Magnetometer werden im Allgemeinen verwendet, um die Position des Injektionsbohrlochs zu erfassen, und helfen auf diese Weise dabei, das Förderbohrloch im Wesentlichen parallel zum Injektionsbohrloch zu bohren. Magnetfelder, die von den Magnetometern erfasst werden, müssen jedoch häufig weitläufige unterirdische Bereiche durchqueren. Als Ergebnis müssen die Magnetometer präzise sein und dürfen kaum oder kein Rauschen erzeugen.

Mit dem Anstieg der Empfindlichkeit der Magnetometer hat jedoch auch die Auslegungskomplexität dieser Instrumente zugenommen. Elektronische Vorrichtungen, wie sie etwa zum Steuern und Überwachen von Magnetometer verwendet werden, können elektromagnetische Felder erzeugen, die den präzisen Magnetometerbetrieb stören. Aufgrund ihrer extremen Empfindlichkeit benötigen Magnetometer jedoch in der Regel eine rauscharme Umgebung für den Betrieb. Störbeeinflussung der Magnetometer durch elektrisches Rauschen und Magnetfluss kann auf diese Weise Messfehler einbringen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die folgenden Figuren sollen bestimmte Aspekte der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen und sind nicht als ausschließliche Ausführungsformen zu betrachten. Der offenbarte Gegenstand kann beträchtlichen Modifikationen, Abänderungen und Äquivalenten in Form und Funktion unterliegen, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.

1 ist eine Darstellung, die ein Bohrplattformsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt.

2 ist eine Darstellung, die ein Wireline-System gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt.

3 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Magnetflussempfängerbaugruppe.

4 ist eine perspektivische Ansicht eines Montagerings, der in den Werkzeugeinsatz aus 3 einbezogen sein kann.

5 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Montagerings, der in den Werkzeugeinsatz aus 3 einbezogen sein kann.

6 ist eine vergrößerte isometrische Ansicht des Werkzeugeinsatzes aus 3.

7 ist eine vergrößerte Querschnittseitenansicht eines Abschnitts der Magnetflussempfängerbaugruppe aus 3.

8A und 8B sind auseinandergezogene isometrische Ansichten einer axialen Schnittstelle zwischen dem Kragen und dem Werkzeugeinsatz aus 7.

9 ist eine perspektivische Ansicht der axialen Schnittstelle aus 8A und 8B in einer zusammengebauten Konfiguration.

10 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der axialen Schnittstelle aus 8A und 8B in einer zusammengebauten Konfiguration.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Die vorliegende Offenbarung betrifft Untertagemesswerkzeuge und insbesondere das elektrische Isolieren von Magnetometern, die in Magnetflussempfängerbaugruppen verwendet werden, gegen elektrisches Rauschen.

Die hier offenbarten Ausführungsformen stellen Magnetflussempfängerbaugruppen bereit, die untertage entweder in einer Bohrbaugruppe oder einer Wireline-Baugruppe eingesetzt werden können und ein oder mehrere Magnetometer beinhalten. Um Untertagemesskapazitäten zu verbessern, können die Magnetometer elektronisch isoliert und in anderer Weise von anderen benachbarten Komponenten der Magnetflussempfängerbaugruppe isoliert sein. Dies kann wenigstens teilweise durch Einbeziehen einer Vielzahl dielektrischer Knöpfe zwischen axial gegenüberliegenden Teilen der Magnetflussempfängerbaugruppen erreicht werden, was zu elektronischer und magnetischer Isolierung führen kann. Die dielektrischen Knöpfe ermöglichen es, Magnetometer mit hoher Auflösung und hoher Präzision für anspruchsvolle Temperaturen, Vibration und elektronischen Rauschservice zu verkapseln. Die elektrische Isolation, die durch die Knöpfe ermöglicht wird, kann elektrisches Rauschen, wie etwa Statik, eliminieren, das häufig in Messausgaben resultieren kann, wenn Magnetometer mit hoher Auflösung verwendet werden.

Das Verwenden dielektrischer Knöpfe kann weniger kostspielig sein als das Einbeziehen einer elektrisch isolierenden Hülse oder einer dielektrischen Beschichtung, um benachbarte Komponenten einer Magnetflussempfängerbaugruppe elektronisch zu isolieren. Elektrisch isolierende Hülsen beispielsweise, die in Magnetflussempfängerbaugruppen verwendet werden, verlangen häufig komplexe Geometrien und kostspielige Bearbeitung. Darüber hinaus muss, wenn eine elektrisch isolierende Hülse oder dielektrische Beschichtung beschädigt wird, die gesamte Hülse oder Beschichtung entfernt und ersetzt werden, während die hier beschriebenen Knöpfe bei Bedarf selektiv ersetzt werden können.

1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Bohrsystems 100, das die Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung nutzen kann, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Wie dargestellt, kann das Bohrsystem 100 eine Bohrplattform 102, die auf der Erdoberfläche angeordnet ist, und ein Bohrloch 104 beinhalten, das sich von der Bohrplattform 102 in eine oder mehrere unterirdische Formationen 106 erstreckt. In anderen Ausführungsformen, etwa in einem Offshore-Bohrvorgang, kann ein Wasservolumen die Bohrplattform 102 und das Bohrloch 104 trennen.

Das Bohrsystem 100 kann einen Bohrturm 108 beinhalten, der von der Bohrplattform 102 getragen wird und einen Kranblock 110 zum Anheben und Absenken eines Bohrstrangs 112 aufweist. Eine Mitnehmerstange 114 kann den Bohrstrang 112 tragen, während er durch einen Drehtisch 116 hindurch abgesenkt wird. Ein Bohrmeißel 118 kann an den Bohrstrang 112 gekoppelt sein und von einem Untertagemotor und/oder durch Drehung des Bohrstrangs 112 durch den Drehtisch 116 angetrieben werden. Während sich der Bohrmeißel 118 dreht, erzeugt er das Bohrloch 104, das die unterirdischen Formationen 106 durchdringt. Eine Pumpe 120 kann wahlweise Bohrfluid durch ein Speiserohr 122 und die Mitnehmerstange 114, durch das Innere des Rohrstrangs 112 in das Bohrloch, durch Öffnungen im Bohrmeißel 118, durch den Ringraum, der um den Bohrstrang 112 definiert ist, zurück zur Oberfläche und in eine Auffanggrube 124 zirkulieren. Das Bohrfluid kühlt den Bohrmeißel 118 während des Betriebs und transportiert Bohrklein aus dem Bohrloch 104 in die Rückhaltegrube 124.

Das Bohrsystem 100 kann ferner eine Bohrgarnitur (BG) beinhalten, die in der Nähe des Bohrmeißels 118 an den Bohrstrang 112 gekoppelt ist. Die BG kann verschiedene Untertagemesswerkzeuge umfassen, wie etwa ohne darauf beschränkt zu sein Measurement-while-Drilling(MWD, Messung während des Bohrens)- und Logging-while-Drilling(LWD, Vermessung während des Bohrens)-Werkzeugen, die dazu konfiguriert sein können, Untertagemessungen der Bohrbedingungen vorzunehmen. Die MWD- und LWD-Werkzeuge können wenigstens eine Magnetflussempfängerbaugruppe 126 beinhalten, die ein oder mehrere Magnetometer umfassen kann. Die Magnetometer können axial und/oder gewinkelt entlang der Länge der Magnetflussempfängerbaugruppe 126 beabstandet sein und können eine Vielzahl von Antennen zum Empfangen und/oder Senden von einem oder mehreren elektromagnetischen (EM) Signalen umfassen.

Wenn der Bohrmeißel 118 das Bohrloch 104 durch die Formationen 106 erweitert, kann die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 (d. h. die Magnetometer) elektromagnetische Messungen sammeln, die helfen können, den Bohrmeißel 118 an einer gewünschten Trajektorie entlang zu lenken. Die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 und andere Sensoren der MWD- und LWD-Werkzeuge können kommunizierend an ein Telemetriemodul 128 gekoppelt sein, das zum Übertragen von Messungen und Signalen von der BG an einen Oberflächenempfänger (nicht dargestellt) und/oder Empfangen von Befehlen von dem Oberflächenempfänger verwendet wird. Das Telemetriemodul 128 kann ein beliebiges bekanntes Mittel von Untertagekommunikation einschließen, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Schlammimpulstelemetriesystem, ein akustisches Telemetriesystem, ein kabelgebundenes Kommunikationssystem, ein kabelloses Kommunikationssystem oder eine beliebige Kombination davon beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen können einige oder alle Messungen, die an der Magnetflussempfängerbaugruppe 126 vorgenommen werden, können auch in der Magnetflussempfängerbaugruppe 126 oder dem Telemetriemodul 128 zum späteren Abrufen an der Oberfläche nach dem Zurückholen des Bohrstrangs 112 gespeichert werden.

Der Bohrstrang 112 kann an verschiedenen Zeitpunkten während des Bohrprozesses aus dem Bohrloch 104 entfernt werden, wie in 2 gezeigt, um Messungs-/Vermessungsvorgänge durchzuführen. Insbesondere zeigt 2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Bohrsystems 200, das auch die Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung nutzen kann, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Gleiche Bezugszeichen in 1 und 2 bezeichnen dieselben Komponenten oder Elemente und werden daher möglicherweise nicht erneut beschrieben. Wie dargestellt, kann das Wireline-System 200 eine Wireline-Instrumentensonde 202 beinhalten, die an einem Kabel 204 in das Bohrloch 104 gehängt werden kann. Die Wireline-Instrumentensonde 202 kann die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 beinhalten, die kommunizierend an das Kabel 204 gekoppelt sein kann. Das Kabel 204 kann Leiter zum Transportieren von Leistung an die Wireline-Instrumentensonde 202 und zum Ermöglichen von Kommunikation zwischen der Oberfläche und der Wireline-Instrumentensonde 202 beinhalten. Eine Vermessungsanlage 206, in 2 als ein Lastwagen gezeigt, kann Messungen von der Magnetflussempfängerbaugruppe 126 sammeln, und kann Rechenanlagen 208 zum Steuern, Verarbeiten, Speichern und/oder Visualisieren der Messungen beinhalten, die von der Magnetflussempfängerbaugruppe 126 erfasst werden. Die Rechenanlagen 208 können über das Kabel 204 kommunizierend an die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 gekoppelt sein.

3 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Magnetflussempfängerbaugruppe 126, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 kann gleich oder ähnlich wie die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 aus 1 und 2 sein und kann daher in Bohrvorgängen oder Wireline-Vermessungsvorgängen verwendet werden. Wie dargestellt, kann die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 einen Kragen 302 mit einem ersten oder unteren Ende 304a und einem zweiten oder oberen Ende 304b beinhalten. Der Kragen 302 kann als ein Gehäuse für die verschiedenen internen Komponenten der Magnetflussempfängerbaugruppe 126 dienen. Entsprechend kann der Kragen 302 alternativ als Gehäuse für die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 bezeichnet werden.

In einigen Ausführungsformen kann die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 in einer Untertagebohrbaugruppe einen Teil einer BG bilden, wie oben angegeben. In solchen Ausführungsformen kann das untere Ende 304a benachbart zum Bohrmeißel 118 oder daran gekoppelt sein (1), und das obere Ende 304b kann an den Bohrstrang 112 (1) oder einen anderen Abschnitt der BG gekoppelt sein. In anderen Ausführungsformen dagegen kann der Kragen 302 an die Wireline-Instrumentensonde 202 gekoppelt sein oder in anderer Weise ein integrierter Teil davon sein (2), und das obere Ende 304b des Kragens 302 kann in Wirkbeziehung (entweder direkt oder indirekt) an das Kabel 204 gekoppelt sein (2).

Der Kragen 302 kann einen zentralen Durchlass 306 bereitstellen und anderweitig definieren, der dazu konfiguriert ist, einen länglichen Werkzeugeinsatz 308 aufzunehmen. Der Werkzeugeinsatz 308 kann ein oder mehrere Magnetometer (nicht gekennzeichnet) beinhalten, die zum Empfangen und Messen von EM-Signalen dienen. Der Werkzeugeinsatz 308 kann ein erstes oder Vorderende 310a und ein zweites oder Hinterende 310b beinhalten. In einigen Ausführungsformen können eins oder beide von dem Vorder- und Hinterende 310a, b eine oder mehrere radiale Nuten 312 bereitstellen und anderweitig definieren, die dazu konfiguriert sind, einen oder mehrere O-Ringe (nicht dargestellt) oder ähnliche Arten von Dichtvorrichtungen aufliegend aufzunehmen. Wenn der Werkzeugeinsatz 308 über ein Loch 314, das am oberen Ende 304b definiert ist, in den zentralen Durchlass 306 eingeführt ist, können die O-Ringe dazu konfiguriert sein, dichtend mit den Innenwänden des zentralen Durchlasses 306 in Eingriff stehen und dadurch im Wesentlichen verhindern, dass Fluide in die internen elektrischen Komponenten des Werkzeugeinsatzes 308 wandern.

Dichtungen, die am Vorder- und Hinterende 310a, b angeordnet sind, können sich weiter als vorteilhaft dabei erweisen, dem Einsatzwerkzeug 308 zu helfen, im zentralen Durchlass 306 in seiner Position zu bleiben. Genauer können die O-Ringe, die am Vorder- und Hinterende 310a, b angeordnet sind, zum Erzeugen eines Wirkdruckverschlusses führen, wenn die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 in eine Untertageumgebung eingebracht wird. Da die radiale Oberfläche am Hinterende 310b größer als die radiale Oberfläche am Vorderende 310a ist, ist der Wirkdruck, der am Einsatzwerkzeug 308 im zentralen Durchlass 306 erzeugt wird, am Hinterende 310b größer als am Vorderende 310a. Die Druckdifferenz kann eine größere Drucklast oder -kraft auf das Hinterende 310b als auf das Vorderende 310a ausüben und kann dadurch helfen, das Einsatzwerkzeug 308 während des Untertagebetriebs im zentralen Durchlass 306 zu halten.

4 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Sensorhalterung 400, die in den Werkzeugeinsatz 308 aus 3 einbezogen sein können, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen. Wie dargestellt kann die Sensorhalterung 400 einen ersten Ring 402a und einen zweiten Ring 402b beinhalten. In einigen Ausführungsformen können der erste und zweite Ring 402a, b separate Komponenten umfassen. In anderen Ausführungsformen können der erste und zweite Ring 402a, b eine monolithische Struktur bilden. Der erste und zweite Ring 402a, b können jeweils aus einem dielektrischen Material wie etwa, ohne darauf beschränkt zu sein, einem Kunststoff, einem Verbundmaterial (z. B. Glasfaser), einer Keramik oder einem nicht leitfähigen Metall hergestellt sein. In wenigstens einer Ausführungsform können ein oder beide von dem ersten und zweiten Ring 402a, b mit einem dielektrischen Material beschichtet oder anderweitig überlagert sein, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.

Ein oder mehrere Magnetometer 404 können external um den Umfang der Sensorhalterung 400 angebracht und anderweitig an den ersten und zweiten Ring 402a, b gekoppelt sein. In der dargestellten Ausführungsform sind vier Magnetometer 404 als an jeden Ring 402a, b gekoppelt gezeigt und sind in der Winkelrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet. In anderen Ausführungsformen kann die Sensorhalterung 400 jedoch mehr oder weniger als vier Magnetometer 400 beinhalten, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Die Sensorhalterung 400 kann ein Loch 406 definieren und anderweitig bereitstellen, das dazu konfiguriert ist, axial an einem axialen Kanal 602 (6), der in Längsrichtung im Werkzeugeinsatz 308 verläuft (3 und 6), ausgerichtet zu sein und damit übereinzustimmen.

5 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen beispielhaften Sensorhalterung 500, die in den Werkzeugeinsatz 308 aus 3 einbezogen sein kann, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen. Die Sensorhalterung 500 kann einen monolithischen Ring 502 umfassen, und ähnlich wie der erste und zweite Ring 402a, b aus 4 kann der Ring 502 aus einem dielektrischen Material hergestellt oder anderweitig mit einem dielektrischen Material beschichtet sein kann. Darüber hinaus können ähnlich wie bei der Sensorhalterung 400 ein oder mehrere Magnetometer 504 an der Sensorhalterung 500 angebracht sein. Die Magnetometer 404 aus 4 können die gleichen wie die Magnetometer 504 aus 5 oder ähnlich sein.

Anders als die Sensorhalterung 400 können die Magnetometers 504 in 5 jedoch innerhalb der Sensorhalterung 500 und anderweitig um den Umfang der Sensorhalterung 500 herum angebracht sein. Insbesondere kann der Ring 502 eine Vielzahl von Kanälen 506 um seinen Umfang definieren, wobei jeder Kanal 506 dazu konfiguriert sein kann, ein entsprechendes Magnetometer 504 aufliegend aufzunehmen. Jeder Kanal 506 kann eine radiale Tiefe bereitstellen, die ausreicht, um das entsprechende Magnetometer 504 aufzunehmen, und auch ausreicht, derart, dass das entsprechende Magnetometer 504 radial vom Außenumfang des Rings 502 eingesetzt bleibt. Wenn der Werkzeugeinsatz 308 (3) einschließlich der Sensorhalterung 500 im Kragen 302 (3) installiert ist, kann ein Spalt die radial äußere Fläche jedes Magnetometers 504 und die radial innere Fläche des zentralen Durchlasses 306 trennen (3). Es versteht sich, dass dies die Wahrscheinlichkeit der Magnetometer 504 reduzieren kann, mit dem Metall des Kragens 302 in Kontakt zu stehen.

Die Sensorhalterung 500 kann ein Loch 508 weiter definieren und anderweitig bereitstellen. Ähnlich wie das Loch 406 des Magnetometers 400 aus 4 kann das Loch 508 dazu konfiguriert sein, axial an dem axialen Kanal 602 (6), der längs im Werkzeugeinsatz 308 verläuft (3 und 6), ausgerichtet zu sein und anderweitig damit übereinstimmen.

6 ist eine vergrößerte isometrische Ansicht des Werkzeugeinsatzes 308 aus 3. Bezugszeichen, die in 3 verwendet werden, die in 6 verwendet werden, bezeichnen ähnliche Komponenten oder Elemente, die möglicherweise nicht erneut beschrieben werden. Wie dargestellt, kann der Werkzeugeinsatz 308 einen axialen Kanal 602 definieren und anderweitig bereitstellen, der sich in Längsrichtung zwischen dem Vorder- und Hinterende 310a, b erstreckt. Darüber hinaus kann der Werkzeugeinsatz 308 ferner eine Sensorhalterung 604 beinhalten, die entlang der axialen Länge des Werkzeugstrangs 138 installiert ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Sensorhalterung 604 im Wesentlichen ähnlich wie oder die gleiche wie die Sensorhalterung 400 aus 4. In anderen Ausführungsformen dagegen kann die Sensorhalterung 604 anderweitig mit der Sensorhalterung 500 aus 5 ersetzt werden, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. In noch anderen Ausführungsformen kann die Sensorhalterung 604 alternativ die Magnetometer in einem Hohlraum bereitstellen, der durch einen Abschnitt sowohl des Werkzeugeinsatzes 308 als auch des Kragens 302 (3) hindurch definiert ist, oder über einen Spaltansatz, der zwischen einem oberen und unteren Abschnitt des Kragen 302 angeordnet ist, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.

7 ist eine vergrößerte Querschnittseitenansicht eines Abschnitts der Magnetflussempfängerbaugruppe 126 aus 3, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Wie dargestellt, ist der Werkzeugeinsatz 308 im Kragen 302 und anderweitig in den zentralen Durchlass 306 aufgenommen, der in dem Kragen 302 definiert ist. Das Vorderende 310a des Werkzeugeinsatzes 308 kann in einem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 702 des zentralen Durchlasses 306 aufgenommen sein, und der axiale Kanal 602 kann dazu konfiguriert sein, axial an dem zentralen Durchlass 306 ausgerichtet zu sein, derart, dass Fluide, die durch den axialen Kanal 602 strömen, an den zentralen Durchlass 306 und am Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 702 vorbei geleitet werden.

Zwei Magnetometers 704 sind am Werkzeugeinsatz 308 angebracht gezeigt. Die Magnetometer 704 können jeweils ähnlich oder die gleichen wie beliebige der Magnetometer 404 oder 504 aus 4 und 5 sein. Es versteht sich jedoch, dass mehr als zwei Magnetometer 704 verwendet werden können, und die Magnetometer 704 können in verschiedenen alternativen Konfigurationen an dem Werkzeugeinsatz 308 angebracht sein, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.

Da der Werkzeugeinsatz 308 und der Kragen 302 in der Regel aus einem leitfähigen Metall (z. B. Stahl) hergestellt sind, ist es wünschenswert, den Werkzeugeinsatz 308 elektrisch vom Kragen 302 zu isolieren und dadurch Rauschen, das die von den Magnetometern 704 erlangten Magnetfeldmessungen stören kann, zu reduzieren oder im Wesentlichen zu eliminieren. Um dies zu erreichen, kann der Werkzeugeinsatz 308 derart bemessen sein, dass bei seiner Aufnahme im Kragen 302 ein radialer Spalt 706 zwischen den radial äußeren Flächen des Werkzeugeinsatzes 308 und den radial inneren Flächen des Kragens 302 definiert wird. Um sicherzustellen, dass der radiale Spalt 706 bleibt, können ein oder mehrere Bänder 708 in einer oder mehreren entsprechenden Ringnuten 710 angeordnet sein, die in den radial äußeren Flächen des Werkzeugeinsatzes 308 definiert sind. Die Bänder 708 können ein dielektrisches oder nicht leitendes Material wie etwa, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Polymer (z. B. Polyetheretherketon oder PEEK), ein Elastomer, ein Gummi, ein Glas, eine Keramik, ein Verbundmaterial (z. B. Glasfaser) oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Die Bänder 708 können sich nicht nur zum elektrischen Isolieren des Werkzeugeinsatzes 308 vom Kragen 302 als nützlich erweisen, sondern auch beim Zentrieren des Werkzeugeinsatzes 308 im zentralen Durchlass 306, derart, dass der radiale Spalt 706 während des Untertagebetriebs beibehalten wird.

Wie dargestellt, kann der Kragen 302 eine axiale Kragenfläche 712a definieren und anderweitig bereitstellen, und der Werkzeugeinsatz 308 kann eine gegenüberliegende axiale Einsatzfläche 712b definieren und anderweitig bereitstellen. Wenn der Werkzeugeinsatz 308 im Kragen 302 aufgenommen ist und in dem zentralen Durchlass 306 vorgeschoben wird, können die axiale Kragenfläche und die Einsatzfläche 712a, b axial benachbart zueinander angeordnet sein. Zum elektrischen Isolieren des Werkzeugeinsatzes 308 vom Kragen 302 in axialer Richtung an der axialen Kragenfläche und der Einsatzfläche 712a, b kann die Magnetflussempfängerbaugruppe 126 ferner einen oder mehrere Knöpfe 714 beinhalten, die zwischen der axialen Kragenfläche und der Einsatzfläche 712a, b angeordnet sind, derart, dass der axiale Spalt 716 dazwischen gebildet ist. Der axiale Spalt 716 kann elektrische Kommunikation zwischen dem Werkzeugeinsatz 308 und dem Kragen 302 in axialer Richtung verhindern oder im Wesentlichen abschwächen.

Die Knöpfe 714 können jeweils aus einem dielektrischen, nicht leitenden und hochfesten Material hergestellt sein, wie etwa, ohne darauf beschränkt zu sein, einem Polymer (z. B. Polyetheretherketon oder PEEK), einem Glas, einer Keramik, einem Verbundmaterial (z. B. Glasfaser) oder einer beliebigen Kombination davon, und dieses anderweitig umfassen. Jeder Knopf 714 kann eine allgemein zylindrische Struktur umfassen, die verschiedene Querschnittformen aufweisen kann. In einigen Ausführungsformen beispielsweise können einer oder mehrere der Knöpfe 714 eine kreisförmige Querschnittform aufweisen. In anderen Ausführungsformen dagegen können einer oder mehrere der Knöpfe 714 eine ovale oder elliptische Querschnittform aufweisen. In wieder anderen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Knöpfe 714 eine Querschnittform aufweisen, wie etwa dreieckig, quadratisch, rechteckig usw., ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.

In der dargestellten Ausführungsform kann die axiale Kragenfläche 712a wenigstens zwei Knöpfe 714 beinhalten, und die axiale Einsatzfläche 712b kann ebenfalls wenigstens zwei Knöpfe 714 beinhalten, wobei die Knöpfe 714 der axialen Kragenfläche und der Einsatzfläche 712a, b jeweils axial aneinander ausgerichtet und anderweitig koaxial sind. Entsprechend können die axial aneinander ausgerichteten Knöpfe 714 dazu konfiguriert sein, während des Untertagebetriebs miteinander in Eingriff zu stehen, um den axialen Spalt 716 bereitzustellen, der den Werkzeugeinsatz 308 vom Kragen 302 in axialer Richtung elektrisch isoliert. In anderen Ausführungsformen dagegen können die Knöpfe 714 alternativ gestaffelt und anderweitig gewinkelt voneinander versetzt sein, wie weiter unten ausführlicher erörtert wird. In wieder anderen Ausführungsformen kann nur eine von der axialen Kragenfläche und der Einsatzfläche 712a, b Knöpfe 714 beinhalten, um den axialen Spalt 716 bereitzustellen, der den Werkzeugeinsatz 308 vom Kragen 302 in axialer Richtung elektrisch isoliert.

Bezug nehmend auf 8A und 8B und weiterhin unter Bezugnahme auf 7 sind auseinandergezogene isometrische Ansichten einer axialen Schnittstelle 800 zwischen dem Kragen 302 und dem Werkzeugeinsatz 308 dargestellt. Insbesondere sind 8A und 8B vergrößerte Ansichten, die die Schnittstelle zwischen der axialen Kragenfläche und der Einsatzfläche 712a, b zeigen. In der dargestellten Ausführungsform sind der Außenumfang des Kragens 302 und des Werkzeugeinsatzes 308 im Wesentlichen gleich bemessen. Es versteht sich jedoch, dass Abschnitte des Kragens 302 radial größer als der Werkzeugeinsatz 308 sein können und sich axial um den Außenumfang des Werkzeugeinsatzes 308 erstrecken können, wie allgemein in 7 gezeigt. Trotzdem wird die spezifische Konfiguration der axialen Schnittstelle 800 aus 8A und 8B zu Veranschaulichungszwecken für die Darstellung des axialen Zusammenwirkens zwischen der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche 712a, b bereitgestellt, die anderenfalls von dem Kragen 302 verdeckt würden. In vorhergehenden Figuren verwendete Bezugszeichen, die in 8A und 8B verwendet werden, bezeichnen gleiche Elemente oder Komponenten und werden daher möglicherweise nicht erneut beschrieben.

Der Kragen 302 und der Werkzeugeinsatz 308 können an einer Längsachse 802 axial ausgerichtet sein, und die axiale Kragenfläche und die axiale Einsatzfläche 712a, b können jeweils senkrecht zur Längsachse 802 orientiert sein. Die Knöpfe 714 können an eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche 712a, b gekoppelt sein. In einigen Ausführungsformen können, wie dargestellt, die axiale Kragenfläche und die axiale Einsatzfläche 712a, b jeweils einen oder mehrere Hohlräume 804 definieren, wobei jeder Hohlraum 804 dazu konfiguriert ist, einen entsprechenden Knopf 714 aufliegend aufzunehmen. Entsprechend kann die Anzahl der Knöpfe 714 und die Anzahl der Hohlräume 804, die jeweils in der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche 712a, b definiert sind, gleich sein.

Die Knöpfe 714 können durch verschiedene Mittel in entsprechenden Hohlräumen 804 aufgenommen und anderweitig darin aufliegend angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen etwa können die Knöpfe 714 mittels Schrumpfpassung oder Presspassung in den Hohlräumen 814 aufgenommen sein. In anderen Ausführungsformen können die Knöpfe 714 jedoch in die entsprechenden Hohlräume 814 geschweißt, gelötet oder geklebt sein (z. B. mit einem Klebstoff). In wieder anderen Ausführungsformen können die Knöpfe 714 in die Hohlräume 814 geschraubt oder anderweitig mit einem oder mehreren mechanischen Befestigern wie etwa Schrauben, Bolzen, Stiften, Schnappringen oder einer beliebigen Kombination davon in den Hohlräume 814 gesichert sein.

In einigen Ausführungsformen können die Hohlräume 804 an einer oder beiden von der axialen Kragenfläche und der Einsatzfläche 712a, b wegfallen. In solchen Ausführungsformen können die Knöpfe 714 alternativ direkt an die axiale Kragenfläche und/oder Einsatzfläche 712a, b gekoppelt sein und können sich daher axial von der axialen Kragenfläche und/oder Einsatzfläche 712a, b erstrecken. Dies kann beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben der Knöpfe 714 an eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der Einsatzfläche 712a, b erreicht werden.

Jeder Knopf 714 kann eine Tiefe oder Länge 806 aufweisen (8A). Abhängig von der Anwendung und davon, ob der Knopf 714 mit einem gegenüberliegenden Knopf 714 in Kontakt steht, kann die Länge 806 eines gegebenen Knopfs 714 variiert werden, um sicherzustellen, dass die axiale Kragenfläche 712a daran gehindert wird, mit der axialen Einsatzfläche 712b in Eingriff oder in Kontakt zu treten, wenn der Werkzeugeinsatz 308 im Kragen 302 aufgenommen wird.

9 ist eine perspektivische Ansicht der axialen Schnittstelle 800 aus 8A und 8B in einer zusammengebauten Konfiguration. Der Kragen 302 ist in 9 phantomartig gezeigt, so dass die internen Komponenten des Kragens 302 wenigstens teilweise sichtbar sind. In vorhergehenden Figuren verwendete Bezugszeichen, die in 9 erneut verwendet werden, bezeichnen gleiche Elemente oder Komponenten und werden daher möglicherweise nicht erneut beschrieben.

Wenn der Werkzeugeinsatz 308 wie dargestellt im Kragen 302 aufgenommen wird und die axiale Einsatzfläche 712b zur axialen Kragenfläche 712a vorgeschoben wird, können die Knöpfe 714 verhindern, dass die axiale Kragenfläche 712a mit der axialen Einsatzfläche 712b in Eingriff oder in Kontakt tritt. Insbesondere können die Knöpfe 714, die an eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der Einsatzfläche 712a, b gekoppelt sind, zur Bildung des axialen Spalts 716 zwischen der axialen Kragenfläche und Einsatzfläche 712a, b führen, wenn die axialen Schnittstelle 800 zusammengebaut wird. Entsprechend helfen die Knöpfe 714 dabei, den Werkzeugeinsatz 308 elektrisch vom Kragen 302 zu isolieren.

In der dargestellten Ausführungsform sind die Knöpfe 714 axial aneinander ausgerichtet, weshalb jeder Knopf 714 mit einem gegenüberliegenden Knopf 714 an der gegenüberliegenden axialen Kragenfläche oder Einsatzfläche 712a, b in Eingriff tritt, wenn das Werkzeugeinsatz 308 im Kragen 302 aufgenommen wird. Axial ausgerichtete oder koaxiale Knöpfe 714 können sich als vorteilhaft erweisen, da sie ein Ausnutzen der Druckfestigkeit der Knöpfe 714 während des Betriebs zulassen, während die Scherfestigkeit der Knöpfe 714 kompensiert wird, indem die Knöpfe 714 in den entsprechenden Hohlräumen 804 gesichert sind (8A8B).

Wie oben angegeben, können jedoch in wenigstens einer Ausführungsform einige der Knöpfe 714 (und entsprechende Hohlräume 804 aus 8A und 8B) an der axialen Kragenfläche und/oder Einsatzfläche 712a, b wegfallen. In solchen Ausführungsformen können einige der Knöpfe 714 stattdessen direkt mit der gegenüberliegenden axialen Kragenfläche oder Einsatzfläche 712a, b in Eingriff stehen. In solchen Ausführungsformen etwa können die Knöpfe 714 nur an der axialen Kragenfläche 712a oder alternativ nur an der axialen Einsatzfläche 712b vorgesehen sein, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.

Es sei angemerkt, dass die Knöpfe 714 in 9 als gewinkelt gleichmäßig voneinander beabstandet an jeder von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche 712a, b gezeigt sind. In anderen Ausführungsformen können die Knöpfe 714 jedoch alternativ zufällig beabstandet und trotzdem koaxial sein, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.

10 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der axialen Schnittstelle 800 aus 8A und 8B in einer zusammengebauten Konfiguration gemäß einer oder mehreren weiteren Ausführungsformen. Der Kragen 302 ist in 10 erneut phantomartig gezeigt, so dass die internen Komponenten des Kragens 302 zu Beschreibungszwecken wenigstens teilweise sichtbar sind. Darüber hinaus bezeichnen in vorhergehenden Figuren verwendete Bezugszeichen, die in 10 erneut verwendet werden, gleiche Elemente oder Komponenten und werden daher möglicherweise nicht erneut beschrieben.

In der dargestellten Ausführungsform sind die Knöpfe 714, die an die axiale Kragenfläche und die axiale Einsatzfläche 712a, b gekoppelt sind, nicht axial ausgerichtet, wie in der Ausführungsform aus 8A8B und 9, sondern stattdessen gestaffelt und anderweitig gewinkelt zueinander versetzt. Wenn also der Werkzeugeinsatz 308 im Kragen 302 aufgenommen wird und die axiale Einsatzfläche 712b zur axialen Kragenfläche 712a vorgeschoben wird, treten die Knöpfe 714, die an die axiale Kragenfläche 712a gekoppelt sind, mit der gegenüberliegenden axialen Einsatzfläche 712b in Eingriff, und die Knöpfe 714, die an die axiale Einsatzfläche 712b gekoppelt sind, mit der gegenüberliegenden axialen Kragenfläche 712a in Eingriff.

Ähnlich der Ausführungsform aus 9 können die Knöpfe 714 allerdings wieder verhindern, dass die axiale Kragenfläche 712a mit der axialen Einsatzfläche 712b in Eingriff oder in Kontakt tritt, und helfen dadurch, den Werkzeugeinsatz 308 in axialer Richtung elektrisch vom Kragen 302 zu isolieren. Durch das Staffeln der Knöpfe 714, wie in 10 gezeigt, ermöglicht es den Knöpfen 714 direkt mit der gegenüberliegenden axialen Kragenfläche oder Einsatzfläche 712a, b in Eingriff zu treten, wodurch ein Ausnutzen der Druckfestigkeit der Knöpfe 714 zugelassen wird, während die Scherfestigkeit der Knöpfe weiterhin kompensiert wird, indem die Knöpfe 714 in den entsprechenden Hohlräumen 804 gesichert sind (8A8B). Darüber hinaus kann die axiale Last, die an der axialen Schnittstelle 800 angenommen wird, auf alle Knöpfe 714 verteilt werden. In anderen Ausführungsformen können jedoch einige der Hohlräume 804 wegfallen, und stattdessen können entsprechende Knöpfe 714 direkt an die axiale Kragenfläche oder die axiale Einsatzfläche 712a, b gekoppelt sein, wie oben erwähnt.

Offenbarte Ausführungsformen beinhalten:

  • A. Eine Magnetflussempfängerbaugruppe, die einen Kragen, der einen zentralen Durchlass und eine axiale Kragenfläche definiert, einen Werkzeugeinsatz, der in dem zentralen Durchlass angeordnet werden kann und eine axiale Einsatzfläche definiert, ein oder mehrere Magnetometer, die in Wirkbeziehung an den Werkzeugeinsatz gekoppelt sind, und einen oder mehrere Knöpfe beinhalten, die an eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche gekoppelt sind, derart, dass ein axialer Spalt an einer axialen Schnittstelle zwischen der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche definiert ist, um elektrische Kommunikation über die axiale Schnittstelle zu verhindern.
  • B. Ein Verfahren beinhaltet Einbringen einer Magnetflussempfängerbaugruppe in ein Bohrloch, wobei die Magnetflussempfängerbaugruppe einen Kragen, der einen zentralen Durchlass und eine axiale Kragenfläche definiert, und einen Werkzeugeinsatz beinhaltet, der in dem zentralen Durchlass angeordnet werden kann und eine axiale Einsatzfläche definiert, elektrisches Isolieren des Werkzeugeinsatzes von dem Kragen mit einem oder mehreren Knöpfen, die an eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche gekoppelt sind, derart, dass ein axialer Spalt an einer axialen Schnittstelle zwischen der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche definiert wird, und Erlangen von Messungen von einem oder mehreren Magnetometern, die in Wirkbeziehung an den Werkzeugeinsatz gekoppelt sind.

Jede der Ausführungsformen A und B kann eines oder mehrere der folgenden Elemente in beliebiger Kombination aufweisen: Element 1: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe ein dielektrisches Material umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Polymer, einem Glas, einer Keramik, einem Verbundmaterial oder einer beliebigen Kombination davon. Element 2: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe eine Querschnittform aufweisen, die ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus kreisförmig, elliptisch, polygonal oder einer beliebigen Kombination davon. Element 3: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe einen oder mehrere Knöpfe, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind, und einen oder mehrere Knöpfe umfassen, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind. Element 4: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind, koaxial mit dem einen oder den mehreren Knöpfen sind, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind. Element 5: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind, gewinkelt von dem einen oder den mehreren Knöpfen versetzt sind, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind. Element 6: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe nur an eine von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche gekoppelt sind. Element 7: ferner umfassend einen oder mehrere Hohlräume, die in einer oder beiden von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche definiert sind, wobei der eine oder die mehreren Knöpfe in dem einen oder den mehreren Hohlräume aufgenommen sind. Element 8: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe in dem einen oder den mehreren Hohlräume durch wenigstens eins von einer Schrumpfpassung, einer Presspassung, einer Schweißung, Löten, einem Klebstoff, einem Gewindeeingriff, einem mechanischen Befestiger oder einer beliebigen Kombination davon gesichert sind. Element 9: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe direkt an eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche gekoppelt sind und sich axial davon erstrecken. Element 10: ferner umfassend ein oder mehrere Bänder, die in einer oder mehreren entsprechenden Ringnuten angeordnet sind, die in einer radial äußeren Flächen des Werkzeugeinsatzes definiert sind. Element 11: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe gewinkelt in gleichem Abstand um eine oder beide von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche voneinander beabstandet sind.

Element 12: wobei das Einbringen der Magnetflussempfängerbaugruppe in das Bohrloch Koppeln des Kragens an einen Bohrstrang, der einen Bohrmeißel aufweist, der an einem distalen Ende des Bohrstrangs angeordnet ist, und Fördern des Bohrstrangs in das Bohrloch und Bohren eines Teils des Bohrlochs mit dem Bohrstrang umfasst. Element 13: wobei das Einbringen der Magnetflussempfängerbaugruppe in das Bohrloch Koppeln des Kragens an eine Wireline und Befördern der Magnetflussempfängerbaugruppe in das Bohrloch an der Wireline umfasst. Element 14: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe ein dielektrisches Material umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Polymer, einem Glas, einer Keramik, einem Verbundmaterial oder einer beliebigen Kombination davon. Element 15: wobei das elektrische Isolieren des Werkzeugeinsatzes von dem Kragen mit dem einen oder den mehreren Knöpfen Aufnehmen des einen oder der mehreren Knöpfe in einem oder mehreren Hohlräumen umfasst, die in einer oder beiden von der axialen Kragenfläche und der axialen Einsatzfläche definiert sind. Element 16: ferner umfassend Zentrieren des Werkzeugeinsatzes in dem zentralen Durchlass mit einem oder mehreren Bändern, die in einer oder mehreren entsprechenden Ringnuten angeordnet sind, die in radial äußeren Flächen des Werkzeugeinsatzes definiert sind, und Erzeugen eines radialen Spalts zwischen dem Werkzeugeinsatz und dem Kragen mit dem einen oder den mehreren Bändern und dadurch elektrisches Isolieren des Werkzeugeinsatzes von dem Kragen in radialer Richtung. Element 17: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe einen oder mehrere Knöpfe umfassen, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind und koaxial mit einem oder mehreren Knöpfe sind, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind, wobei das Verfahren ferner Eingreifenlassen des einen oder der mehreren Knöpfe, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind, an dem einen oder den mehreren Knöpfen umfasst, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind, um den Werkzeugeinsatz elektrisch vom Kragen zu isolieren. Element 18: wobei der eine oder die mehreren Knöpfe einen oder mehrere Knöpfe umfassen, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind und gewinkelt von dem einen oder den mehreren Knöpfe versetzt sind, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind, wobei das Verfahren ferner Eingreifenlassen des einen oder der mehreren Knöpfe, die an die axiale Kragenfläche gekoppelt sind, an der axialen Einsatzfläche, um den Werkzeugeinsatz elektrisch vom Kragen zu isolieren, und Eingreifenlassen des einen oder der mehreren Knöpfe, die an die axiale Einsatzfläche gekoppelt sind, an der axialen Kragenfläche umfasst, um den Werkzeugeinsatz elektrisch vom Kragen zu isolieren.

Als nicht einschränkendes Beispiel beinhalten beispielhafte Kombinationen für A und B: Element 4 mit Element 5; und Element 7 mit Element 8.

Daher eignen sich die offenbarten Systeme und Verfahren gut, um die genannten sowie darin inhärenten Ziele und Vorteile zu erreichen. Die jeweiligen offenbarten Ausführungsformen sind nur veranschaulichend, und die Lehren der vorliegenden Offenbarung können in unterschiedlicher, aber äquivalenter Weise abgewandelt und ausgeübt werden, wie es für Fachleute mit dem Vorteil der vorliegenden Lehren auf der Hand liegen wird. Darüber hinaus sind hinsichtlich der Einzelheiten der hier gezeigten Konstruktion oder Auslegung keine anderen Einschränkungen als die in den nachfolgenden Ansprüchen beschriebenen vorgesehen. Es ist somit deutlich, dass die oben offenbarten jeweiligen veranschaulichenden Ausführungsformen geändert, kombiniert oder abgewandelt werden können und dass alle derartigen Variationen als in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung fallend betrachtet werden. Die hier veranschaulichend offenbarten Systeme und Verfahren können in geeigneter Weise unter Weglassung beliebiger Elemente, die hier nicht spezifisch offenbart wurden, und/oder beliebiger hier offenbarter fakultativer Elemente ausgeübt werden. Obwohl Zusammenstellungen und Verfahren als verschiedene Komponenten oder Schritte „umfassend“, „enthaltend“ oder „beinhaltend“ beschrieben wurden, können die Zusammenstellungen und Verfahren auch aus den verschiedenen Komponenten und Schritte „im Wesentlichen bestehen“ oder „bestehen“. Alle oben offenbarten Zahlen und Bereiche können um eine gewisse Menge variieren. Immer wenn ein numerischer Bereich mit einem unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert offenbart ist, ist auch jede Zahl und jeder darin enthaltene Bereich, die bzw. der in diesen Bereich fällt, ausdrücklich offenbart. Insbesondere gilt jeder hier offenbarte Wertebereich (der Form „von etwa a bis etwa b“ oder äquivalent „von ungefähr a bis b“ oder äquivalent „von ungefähr a-b“) als jede Zahl und jeden Bereich aufführend, die bzw. der in den breiter gefassten Wertebereich fällt. Außerdem tragen die Begriffe in den Ansprüchen ihre einfache, gewöhnliche Bedeutung, sowie nicht durch den Patentinhaber ausdrücklich und deutlich anders definiert. Die unbestimmten Artikel „ein“, „eine“, „einer“, „eines“, „einem“ in den Ansprüchen sind dabei derart definiert, dass sie eins oder mehr als eins der Elemente bezeichnen, denen sie vorangestellt sind. Falls ein Widerspruch in der Verwendung eines Worts oder Begriffs in dieser Beschreibung und einem oder mehreren Patent- oder anderen Dokumenten auftritt, die durch Querverweis einbezogen wurden, sind die Definitionen in Übereinstimmung mit dieser Beschreibung anzuwenden.

Im hier verwendeten Sinne modifiziert der Ausdruck „wenigstens eins von“ vor einer Reihe von Elementen mit den Begriffen „und“ oder „oder“ zum Trennen der Elemente die Liste insgesamt und nicht die einzelnen Teile der Liste (d. h. jedes Element). Der Ausdruck „wenigstens eins von“ lässt eine Bedeutung zu, die wenigstens eins von beliebigen der Elemente und/oder wenigstens eine einer beliebigen Kombination der Elemente und/oder wenigstens eines von jedem der Elemente beinhaltet. Beispielsweise beziehen sich die Ausdrücke „wenigstens eins von A, B und C“ oder „wenigstens eins von A, B oder C“ jeweils nur auf A, nur auf B oder nur auf C; eine beliebige Kombination von A, B und C; und/oder wenigstens eins von jedem von A, B und C.