CONEXIÓN DE CABLE PARA UN SISTEMA DE TELEMETRÍA DE SONDEO
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona generalmente con el campo de sistemas de telemetría usados para los instrumentos dispuestos en un pozo de sondeo durante el perforado del mismo. Más particularmente, la invención se refiere a sistemas de comunicación de potencia de tubería de perforación "cableada" y telemetría. ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA Los pozos de sondeo se perforan a través de formaciones de la tierra sub- superficiales para, entre otros propósitos, extraer los materiales útiles tales como el petróleo. Típicamente las técnicas de perforación incluyen disponer herramientas de perforación tales como un trépano, collares de perforación, barras de perforación, estabilizadores y otros dispositivos en el extremo de un número de segmentos de ("conexiones") de tubería acoplada a manera de rosca. La tubería se suspende y se gira en la superficie por un tren de perforación. El fluido de la perforación se bombea a través de un pasaje interior en la tubería y se descarga en el fondo del pozo de sondeo a través de boquillas o de orificios similares en el trépano para circular cortes de la perforación fuera del pozo de sondeo y para enfriar y lubricar el trépano.
En el arte se conoce incluir en las herramientas de perforación anteriores un número de dispositivos de detección, conocidos colectivamente como instrumentos de "medición mientras se perfora" y de "diagrafíado mientras se perfora" con el fin de medir tales cosas como la dirección y la inclinación del trépano, la temperatura y la presión cerca del trépano, además de diversos parámetros físicos de las formaciones de la tierra penetradas por el sondeo. Las mediciones hechas por los instrumentos anteriores se almacenan típicamente en un dispositivo de registro, tal como una memoria de estado sólido, dispuesta en uno o más de tales instrumentos. Ciertas de las mediciones también se transmiten a la superficie por uno o más dispositivos de telemetría, tales como un dispositivo de telemetría de impulsos del lodo que modula el flujo del fluido de la perforación para crear señales en el flujo del lodo. Las mediciones hechas por los instrumentos anteriores pueden ser bastante valiosas cuando se transmiten a la superficie durante la perforación de un pozo de sondeo. Por ejemplo, las mediciones de las propiedades físicas de las formaciones sub-superficiales pueden indicar al operador del pozo de sondeo que las formaciones sub-superficiales particulares están a punto de ser penetradas. Donde tal penetración puede requerir preparación particular, información
anticipada puede prevenir daños costosos al pozo de sondeo u otros peligros de perforación. Tales mediciones también se pueden hacer en un momento en que hay poca invasión del lodo de formación, haciendo las mediciones más exactas. Otros ejemplos de información útil transmitida a la superficie pueden incluir mediciones que conciernen al movimiento de las herramientas de perforación en el pozo de sondeo. Tales mediciones pueden indicar que el montaje de la herramienta de perforación está experimentando vibración destructiva, o está moviéndose de una forma tal que mucha de la energía provista por la tren de perforación se esta disipando, en lugar de que se utilice para perforar las formaciones sub-superficiales . Los sistemas anteriormente descritos han sido capaces de transmitir las señales a la superficie en varios bitios por segundo. Obtener información sobre las formaciones sub-superficiales en suficiente detalle e información referente al movimiento de las herramientas de perforación puede requerir velocidades de transmisión de señal de varias órdenes de magnitud mayores que las posibles con telemetría convencional . Tal requerimiento ha sido ampliamente reconocido la industria petrolera, y se han propuesto un número de diferentes sistemas de tubería de perforación "cableada". Vea, por ejemplo, la Patente Norteamericana No. 4,806,115 expedida a Chevalier, et al., y la Patente Norteamericana No. 4,095,865 expedida a
Dennison, et al. Más recientemente, se ha propuesto tubería de perforación cableada, que incluye acopladores inductivos entre las conexiones de la tubería. Vea la Patente Norteamericana No. 6,670,880 expedida a Hall, et al. Utilizando conductores eléctricos y/o ópticos arreglados con la tubería de perforación se puede posibilitar la transmisión de señales a velocidades mucho más altas que las posibles usando telemetría de pulso en lodo. Sin importar el tipo del sistema de tubería de perforación cableada usado, la mayoría de los montajes de la herramienta de perforación incluyen dispositivos tales como los descritos anteriormente incluyendo tubos de perforación, collares de perforación, estabilizadores, etc. Tales dispositivos se disponen con frecuencia en el montaje de la herramienta de perforación entre la tubería de perforación y la parte inferior del montaje de la herramienta de perforación donde los dispositivos de detección referidos anteriormente se localizan típicamente. Para proporcionar comunicación de señales usando tubería de perforación cableada a través de herramientas tales como tubos de perforación, collares de perforación, y estabilizadores, sería necesario proporcionar estructuras en tales herramientas que son compatibles con el tipo particular de sistema de tubería de perforación cableada usado. Tener estructuras cableadas en las herramientas de
perforación anteriores es difícil y costoso, particularmente porque tales herramientas de perforación se someten a reparación frecuente a los conectadores roscados en cada extremo longitudinal . Existe una necesidad de un sistema de tubería de perforación cableada que puede utilizarse con las herramientas de perforación ordinarias tales como collarines, barras de perforación, estabilizadores y similares que no tienen estructuras cableadas ahí . Es también deseable proporcionar una conexión "cableada" entre los instrumentos en el pozo de sondeo y el equipo de la superficie, para proporcionar un canal de comunicación de ancho de banda alta entre tal instrumento y el equipo de la superficie . BREVE DESCRICPION DE LA INVENCIÓN Una conexión de cable de acuerdo a un aspecto de la invención incluye un primer conectador de enlace en comunicación de señales con al menos un detector en una sarta de perforación y acoplado a la sarta de perforación, un segundo conectador de enlace separado del primer conectador de enlace y en comunicación de señales con un sistema de telemetría, el segundo conectador de enlace acoplado a la sarta de perforación, y un cable de conexión que tiene conectadores de señal en cada extremo del mismo, el cable de
conexión que tiene al menos uno de un conductor eléctrico y una fibra óptica ahí, los conectadores de señal están configurados cada uno para enganchar de manera próxima el respectivo del primero y segundo conectadores de enlace. Un sistema de telemetría de sarta de perforación de acuerdo a otro aspecto de la invención, incluye una tubería de perforación cableada, un primer módulo de telemetría acoplado en un extremo a un extremo de la tubería de perforación cableada, el primer módulo de telemetría esta en comunicación de señales con la tubería de perforación cableada, el primer modulo de telemetría que incluye un circuito de retención, en al menos una herramienta de perforación acoplada en un extremo al otro extremo del primer módulo de telemetría, un segundo módulo de telemetría acoplado en el otro extremo de la al menos una herramienta de perforación, el segundo módulo de telemetría que tiene un segundo circuito de retención, el segundo módulo de telemetría acoplado en su otro extremo a un extremo de un instrumento de perforación y en comunicación de señales con este, y un cable de conexión conectado al primer y segundo módulos de telemetría. Un método para ensamblar una conexión de cable a una sarta de perforación de acuerdo a otro aspecto de la invención incluye acoplar un primer conectador de enlace a una sarta de perforación para estar en comunicación de señales con al menos
un detector en la sarta de perforación, acoplar un extremo de al menos una herramienta de perforación al primer conectador de enlace, la al menos una herramienta de perforación que no tiene ninguna característica de comunicación de señales ahí, acoplar un segundo conectador de enlace al otro extremo de la al menos una herramienta de perforación, insertar un cable de conexión que tiene un primer y un segundo conectador de señal en los extremos del mismo en un interior del segundo acoplamiento de enlace y extender el cable de conexión a través del interior hasta que el primer conectador de señal asiente en el primer acoplamiento de enlace, enrollar el cable girando el segundo conectador de señal como para provocar contacto friccional del cable con una superficie interior de la al menos una herramienta de perforación, y asentar el segundo conectador de señal en el segundo conectador de enlace . Un sistema de telemetría de acuerdo a otro aspecto de la invención, incluye un primer conectador de enlace en comunicación de señales con al menos un instrumento acoplado a una sarta de perforación dispuesta a un pozo de sondeo, un segundo conectador de enlace acoplado a la sarta de perforación y separado del primer conectador de enlace, el segundo conectador de enlace en comunicación de señales con el equipo dispuesto en la superficie de tierra, y un cable de
conexión que tiene conectadores de señal en cada extremo del mismo, el cable de conexión que tiene al menos uno de un conductor eléctrico y uno de fibra óptica ahí, los conectadores de señal están cada uno configurados para enganchar de manera próxima el respectivo del primero y segundo conectadores de enlace. Un método para ensamblar un cable de conexión a una sarta de perforación de acuerdo con otro aspecto de la invención, incluye acoplar un primer conectador de enlace o acoplamiento a una sarta de perforación para estar en comunicación de señales con al menos un instrumento en la sarta de perforación, acoplar el al menos un instrumento para estar en comunicación de señales con el primer conectador de enlace, acoplar un segundo conectador de enlace o acoplamiento a la sarta de perforación en una localización próxima a la superficie de la tierra, insertar un cable de conexión que tiene un primer y un segundo conectador de señal en los extremos del mismo en un interior del segundo acoplamiento de enlace y extender el cable de conexión a través del interior hasta que el primer conectador de señal asiente en el primer acoplamiento de enlace, enrollar el cable girando el segundo conectador de señal como para provocar que el cable contacte de manera friccional una superficie interior de la al menos una
herramienta de perforación, y asentar el segundo conectador de señal al segundo conectador de enlace. Un método de transmisión de datos de acuerdo a otro aspecto de la invención incluye recolectar datos, transmitir los datos desde un primer dispositivo a un primer conectador de enlace, transmitir los datos desde el primer conectador de enlace a un primer conectador de señal, transmitir los datos a lo largo de un cable desde el primer conectador de señal a un segundo conectador de señal, y transmitir los datos desde el segundo conectador de señal a un segundo conectador de enlace.
Otros aspectos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción y de las reivindicaciones adj untas . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra un ejemplo de un montaje de la herramienta de perforación suspendida por un tren de perforación perforando un pozo de sondeo a través de formaciones en la tierra. La Figura 2 muestra un ejemplo de agujero del fondo que incluye una modalidad de una conexión de cable de acuerdo a la invención . Las Figuras 3A a 3C muestran un ejemplo de un módulo conectador de enlace o acoplamiento.
La Figura 4A muestra un ejemplo de una implementación electromagnética del segundo módulo conectador de enlace o acoplamiento . La Figura 4B muestra un ejemplo de una implementación óptica del segundo módulo conectador de enlace. La Figura 5 muestra ejemplos de módulos conectadores de enlace o acoplamiento. La Figura 6 muestra un ejemplo de un módulo conectador de enlace o acoplamiento. La Figura 7 muestra un ejemplo de un módulo conectador de enlace o acoplamiento. Las Figuras 8A y 8B muestran un ejemplo de un sistema de perforación que tiene un sistema de conexión de cable. La Figura 9 muestra un ejemplo de un módulo conectador de enlace. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El ajuste general en el cual se usa una conexión de cable de acuerdo a la invención se explicará con referencia a la FIG. 1. Un tren 30 de sondeo o aparato similar suspende una "sarta de perforación" en un pozo 12 de sondeo que se perfora a través de varias formaciones 28 de la tierra sub-superficiales . La sarta de perforación incluye un trépano 16 en el extremo inferior. El trépano 16 puede ser girado por el equipo (no mostrado separadamente) en la tren 30 de
perforación, o puede ser alternativamente o adicionalmente girado por un motor de perforación (no mostrado) dispuesto en la sarta de perforación. Parte del peso de la sarta de perforación se transfiere al trépano 16 suspendiendo en la sarta de perforación apropiadamente por el tren 30 de perforación, y la combinación del peso transferido y la rotación provoca que el trépano perfore a través de las formaciones 28 sub-superficiales . Hay dos configuraciones generales de un cable de conexión descritas aquí. Una se utiliza para derivar una herramienta de perforación que no es susceptible a la introducción de dispositivos de comunicación de señales dentro de su alojamiento. La derivación puede formar un enlace entre varios instrumentos en la sarta de perforación y una tubería de perforación cableada, como se explicará más a fondo adelante con referencia a la FIG. 1. La otra configuración utiliza una conexión de cable para establecer comunicación de señales entre un instrumento de perforación y el equipo en la superficie de la tierra. Tal configuración se explicará en más detalle con referencia a las FIGS . 8A, 8B y 9. Volviendo a la FIG. 1, la sarta de perforación puede incluir uno o más dispositivos de diagrafía mientras se realiza la perforación y/o de medición mientras se perfora, que tienen uno o más detectores dispuestos de manera próxima o
sobre el trépano 16. Por ejemplo, un detector 18 de "resistividad en el trépano" puede ser acoplado de manera próxima al trépano 16. Tales detectores hacen mediciones que corresponden a la resistividad eléctrica de las formaciones penetradas por el trépano 16. Una modalidad de una resistividad tal en un detector de barrena se describe en la Patente Norteamericana No. 5,235,285 expedida a Clark, et al. y asignada por el beneficiario de la presente invención. Otros detectores mientras se perfora pueden incluir detectores de dirección de perforación, y otros detectores de diagrafía mientras se perfora, de tipos bien conocidos en el arte, mostrados todos generalmente en 20. Los detectores mientras se realiza la perforación generalmente se encierran en alojamientos, no magnéticos, de alta resistencia, incluyendo conexiones roscadas en los extremos longitudinales de los mismos para posibilitar el acoplamiento a manera de rosca en la sarta de perforación. Mientras que el presente ejemplo se explica en términos de detectores, pueden utilizarse otros instrumentos como controles de perforación direccionales , dispositivos de muestreo de fluido de formación, y cualquier otro dispositivo que pueda ser controlado u operado por señales y/o los cuales generen señales utilizables por un operador de sistema o cualquier dispositivo en la superficie
de la tierra con varias implementaciones de una conexión de cable de acuerdo a la invención. Un primer módulo 22 conectador de enlace o acoplamiento, que se puede también acoplar a manera de rosca a la sarta de perforación, se puede instalar en el extremo superior de la diagrafía mientras se realiza la perforación y/o la medición mientras los instrumentos perforan. El primer módulo 22 conectador de enlace incluye componentes, que serán explicados en más detalle más adelante, que posibilitan transferir las señales generadas por las varias diagrafías mientras se realiza la perforación y/o la medición mientras los instrumentos de perforación en la sarta de perforación abajo a un cable de conexión eléctrico y/u óptico (no mostrado en la FIG.l) . Las señales pueden también ser comunicadas mientras que los varios instrumentos perforan para el control operacional del mismo. El cable de conexión (no mostrado en la FIG.l) se extiende desde el primer módulo 22 conectador de enlace a un segundo módulo 14 conectador de enlace. El segundo módulo 14 conectador de enlace o acoplamiento en el presente ejemplo, se dispone típicamente en el extremo superior de un conjunto de herramientas de perforación convencionales que no se asocian al alambrado u a otro dispositivo para transferir las señales y/o la energía eléctrica a través del mismo. Tales herramientas de
perforación convencionales pueden incluir, por ejemplo, un estabilizador 26 de cuchilla y barras 24 de perforación. El segundo módulo 14 conectador de enlace incluye componentes ahí (no mostrados en la FIG.l) para recibir las señales enviadas a lo largo del cable de conexión (no mostrado en la FIG.l) y acoplar las señales recibidas a conductores eléctricos y/u ópticos (no mostrados en la FIG.l) en una sarta de tubería de perforación "cableada", mostrada en la FIG.l, como conexiones de la tubería 10 de perforación cableada acoplada a manera de rosca extremo a extremo y extenderlas hacia arriba en el pozo de sondeo 12 hasta el tren 30 de perforación. El segundo módulo 14 conectador de enlace puede también transferir las señales en la dirección opuesta, desde la sarta de tubería de perforación cableada hasta el cable 44 de conexión y hasta el primer módulo 22 conectador para detección eventual por los instrumentos mientras se realiza la perforación. De acuerdo a lo utilizado en la presente descripción, el término "tubería de perforación cableada" se refiere a cualquier tipo de tubería de perforación o de sarta de tubería que incluye alguna forma de canal de comunicación de señales eléctrica y/u óptica. Tal tubería puede incluir elementos que se pueden insertar, separados, que tienen conductores eléctricos aislados, en donde los extremos de los conductores en cada conexión de la tubería incluyen las terminaciones que
hacen contacto eléctrico con las terminaciones correspondientes en la conexión adyacente de la tubería. Una configuración de contacto eléctrico tal se muestra en la Patente Norteamericana No. 4,806,115 expedida a Chevalier, et al, y otra se muestra en la Patente Norteamericana No. 4,095,865 expedida a Dennison, et al. "Tubería de perforación cableada" como se utiliza aquí también incluye tubería que tiene acopladores inductivos entre las conexiones de la tubería como se muestra en la Patente Norteamericana No. 6,670,880 expedida a Hall, et al. Por consiguiente, el tipo de conexión entre los conductores en conexiones adyacentes de la tubería no pretende limitar el alcance de la invención. Usar una o más fibras ópticas y conexiones correspondientes por los conectadores de la conexión en asociación con la tubería de perforación también se encuentra dentro del significado de "tubería de perforación cableada" como se utiliza en la presente descripción. Un dispositivo 32 de comunicación de señales se puede acoplar al extremo superior de la tubería 10 de perforación cableada. El dispositivo 32 de comunicación de señales puede ser cualquier dispositivo que pueda detectar las señales transmitidas a lo largo de la sarta tubería de perforación cableada y transferir las señales detectadas a una unidad 34 de registro localizada en la superficie de la tierra para su
almacenamiento y/o interpretación. El dispositivo 32 de comunicación de señales puede, por ejemplo, incluir un transceptor no cableado para comunicar las señales. El dispositivo 32 de comunicación puede incluir alternativamente un acoplador inductivo para transferir señales desde el dispositivo 32 a una bobina (no mostrada) de captación suspendida de manera próxima al dispositivo 32. El dispositivo 32 de comunicación puede alternativamente o de manera adicional incluir anillos de deslizamiento (no mostrados) u otro dispositivo de contacto rotatorio para permitir la rotación del dispositivo 32 de comunicación y la transferencia de las señales desde el mismo a una posición rotacionalmente fija. El dispositivo de comunicación de señales se utiliza para permitir a la sarta de perforación rotar mientras se mantiene la comunicación entre la unidad 34 de registro y las señales transmitidas a lo largo de la tubería de perforación cableada . Para los propósitos de la definición del alcance de este ejemplo de la invención, sólo es necesario que la tubería 10 de perforación cableada incluya alguna forma de conductor eléctrico y/u óptico que sea capaz de transportar las señales. Algunas modalidades de la tubería de perforación cableada pueden incluir conductores eléctricos que pueden transmitir la potencia eléctrica desde la superficie a los varios
instrumentos en la sarta de perforación, sin embargo esto no es una limitante del alcance de lo que se ha inventado. En la presente descripción, la comunicación de señales se describe generalmente en términos de señales que se transmiten hacia arriba desde los varios detectores en la parte inferior de la sarta de perforación para la detección eventual en la superficie y el registro y/o interpretación en la unidad 34 de registro. Debe entenderse, y como se explicó previamente, que los componentes de comunicación de señales descritos aquí pueden también ser capaces de transmitir señales en dirección opuesta, tal como sería el caso para las señales de control transmitidas desde la unidad 34 de registro para operar los instrumentos en el pozo 12 de sondeo en una manera particular. Por lo tanto, se pretende que cualquier referencia a la comunicación de señales se encuentre dentro de la tendencia del alcance de las señales en cualquier dirección a lo largo de la sarta de perforación. Ahora se explicará un ejemplo de una conexión de cable de acuerdo a la invención con referencia a la FIG.2. La FIG.2 muestra los componentes más bajos de la sarta de perforación mostrada en el FIG. 1 en más detalle, incluyendo el trépano 16, la resistencia en el detector 18 de barrena, el detector 20 direccional (y otros detectores de perforación mientras se realiza la medición y/o la diagrafía) , el primer módulo 22
conectador de enlace, el estabilizador 26, la barra 24 de perforación, el segundo módulo 14 conectador de enlace, y la conexión más baja de la tubería 10 de perforación cableada. Como se explico anteriormente, la sarta de perforación define un pasaje 50 interior a través de la misma para el flujo del fluido de la perforación que se descarga en última instancia a través de las boquillas 16A en el trépano 16. El pasaje 50 interior también proporciona espacio para un cable 44 de conexión que puede proporcionar la señal y/o la potencia eléctrica entre el primer módulo 22 conectador de enlace y el segundo módulo 14 conectador de enlace. Como se apreciará por aquellos expertos en el arte, la resistividad en el detector 18 de barrena puede incluir una o más cuchillas 18A en su superficie exterior arreglada para entrar en contacto con la pared del pozo de sondeo (12 en la FIG.l) . La una o más cuchillas 18A pueden incluir una pluralidad de electrodos 18B de contacto para medir los voltajes impresos en las formaciones (28 en la FIG. 1) mediante varias fuentes de potencia eléctricas y/o electromagnética (no mostradas) . Debe entenderse que el ejemplo de los instrumentos mientras se realiza la perforación mostrados en las FIGS 1 y 2 son solamente ejemplos de los varios tipos de dispositivos de detección que se pueden utilizar con una conexión de cable de acuerdo a la invención.
El cable 44 de conexión incluye un primer conectador 42 en su extremo inferior. El primer conectador 42 esta configurado para asentar en un circuito 22A de retención en el interior del primer módulo 22 conectador de enlace o acoplamiento. El primer conectador 42 incluye características (no mostradas en la FIG.2) configuradas para detectar las señales desde un primer acoplamiento 22B de señal dispuesto generalmente de manera próxima al circuito 22A retención dentro del primer módulo 22 conectador de enlace. El primer acoplamiento 22B de señal está en comunicación de señales con los varios detectores mientras se realiza la perforación en la sarta de perforación, incluyendo por ejemplo, el detector 20 direccional y la resistividad en el detector 18 de barrena. Tal comunicación de señales se puede realizar mediante cualquier forma de diagrafía interna mientras que el cable de interconexión de señal de perforación también es familiar para aquellos de experiencia en el arte. Las señales impartidas para al cable 44 de conexión a través del primer conectador 42 se mueven a lo largo de uno o más conductores ópticos y/o eléctricos (no se muestran separadamente en la FIG. 2) en el cable 44 de conexión. Cuando las señales alcanzan el extremo superior del cable 44 de conexión son transferidos al segundo modulo 14 conectador de enlace usando un segundo conectador 40 que puede asentarse o
trabarse en un segundo circuito 14B de retención dentro del segundo modulo 14 conectador de enlace. El segundo modulo 14 conectador de enlace puede incluir un segundo acoplamiento 14A de señal dispuesto de manera próxima al segundo circuito 14B de retención. El segundo acoplamiento 14A de señal esta configurado para acoplar a uno o más conductores 10A óptico y/o eléctrico en la tubería 10 de perforación cableada. El segundo conectador 40 puede incluir un cuello 40A de sujeción o unión a tope o una característica similar en su extremo superior configurado para acoplar una herramienta correspondiente (no se muestra) tal como un "pescador de mordazas" o grapas para posibilitar la recuperación del cable 44 de conexión en ciertas circunstancias. Por ejemplo, en el caso de que uno u otro de los módulos 22, 14 conectadores de enlace fallen durante la operación, o si el uno o más conductores 10A eléctricos y/u ópticos en la tubería 10 de perforación cableada fallen, el cable 44 de conexión puede ser removido desde el interior de la sarta de perforación, y un acoplamiento de conexión de datos (no se muestra) puede ser descendido dentro de la sarta de perforación mediante un cable (no se muestra) y engancharse de manera próxima al primer circuito 22B de retención para transferir las señales almacenadas de los detectores a la superficie de la tierra. Un dispositivo para posibilitar tal transferencia de señal se
describe en las Patentes Norteamericanas Nos. 4,806,928 y 4,901,069 expedidas a Veneruso y asignadas al cesionario de la presente invención. Un ejemplo del segundo módulo 14 conectador de enlace se muestra en vista a manera de corte en la FIG 3A. El ejemplo que se muestra en la FIG. 3A es para el segundo módulo 14 conectador de enlace o acoplamiento, sin embargo la estructura general como se muestra en la FIG. 3A puede ser usado para el primer módulo (22 en la FIG. 2) conectador de enlace. El segundo módulo 14 conectador de enlace puede ser hecho de una aleación altamente fuerte, no magnética tal como monel, o una aleación vendida bajo la marca registrada INCONEL, la cual es una marca registrada de Huntington Alloys Corporation, Huntington, WV. El segundo acoplamiento 14A de señal puede ser en la forma de una bobina de alambre dispuesta en una ranura, hueco o canal correspondiente en la pared interior del segundo módulo 14 conectador de enlace. El segundo circuito 14B de retención puede ser en la forma de un borde de chapa 14F o reborde dispuesto dentro del módulo 14. El borde de chapa 14F incluye preferiblemente uno o más pasajes 14E para el flujo del fluido de perforación a través del borde de chapa 14F. El segundo conectador 40 se muestra de manera que su porción más baja, en la forma de una extensión, es asentada en una abertura 14C correspondiente en el borde de chapa 14F. El
segundo conectador 40 también puede ser hecho de una aleación de alta resistencia no magnética e incluye ahí una o más bobinas 40B de alambre, que forman parte de un acoplamiento inductivo electromagnético. La otra parte del acoplamiento inductivo incluye bobinas de alambre dentro del segundo modulo 14 conectador de enlace. Las bobinas 14B de alambre dentro del segundo conectador 40 pueden ser eléctricamente acopladas a los conductores 44A eléctricos aislados que forman parte del cable 44 de conexión. El cable 44 de conexión puede ser un cable eléctrico acorazado convencional familiar para aquellos expertos en el arte de la diagrafía de línea cableada eléctrica de los pozos de sondeo. Tales cables incluyen uno o más conductores 44 eléctricos aislados rodeados por alambres 44B blindados enrollados de manera helicoidal. Los alambres blindados pueden ser terminados en un dispositivo de transferencia de carga familiar para aquellos expertos en el arte, conocido como un "casquillo terminal de cable", y mostrado generalmente en 44C. El casquillo 44C terminal de cable puede asentarse en una característica correspondiente dentro del segundo conectador 40. Una vista superior del interior del segundo módulo 14 conectador de enlace se muestra en la FIG. 3B. El borde de chapa 14F se extiende generalmente de manera lateral desde la pared interior del módulo 14 a la abertura 14C. La abertura
14C puede incluir un chavetero 14D o una característica de posicionamiento similar para mantener el segundo conectador 40 en una posición rotacional fija en la abertura 14C cuando este se asiente ahí. La vista en la FIG 3B también muestra una pluralidad de pasajes 14E separados de manera circunferencial para posibilitar el flujo del fluido de perforación a través del borde de chapa 14F cuando el segundo conectador 40 se asiente ahí . En algunas implementaciones el primer conectador (42 en la FIG. 2) tendrá un diámetro máximo lo suficientemente pequeño para pasar a través de la abertura 14C en el segundo módulo 14 conectador de enlace. Así, para instalar el cable 44 de conexión con sus primero 42 y segundo 40 conectadores unidos, la porción inferior ensamblada de la sarta de perforación, incluyendo todos los componentes mostrados en la FIG. 2 diferentes de la primera conexión de la tubería 10 de perforación cableada se cuelgan en el anillo de perforación (30 en la FIG. 1) , y el cable 44 de conexión se inserta en el interior del segundo módulo 14 conectador de enlace . El primer conectador 42 con el cable 44 unido se desciende a través de la abertura (14C en la FIG. 3B) en el borde de chapa (14F en la FIG. 3B) hasta que el primer conectador 42 se asienta en un borde de chapa correspondiente (no se muestra) en el primer módulo 22 conectador de enlace. El cable 44 tiene una longitud
suficiente para posibilitar el enrollamiento del cable 44 girando el segundo conectador 40. Enrollando el cable 44, el cable tendrá una tendencia a desenrollarse, fijándose así por fricción contra la pared interior del estabilizador 24 y barras 26 de perforación. El segundo conectador 40 entonces se asienta en el segundo módulo 14 conectador de enlace. La tubería 10 de perforación cableada se acopla entonces a manera de rosca al extremo superior del segundo módulo 14 conectador de enlace 14 y se hace descender dentro del pozo de sondeo (12 en la FIG. 1) . Como se aprecia con facilidad por aquellos expertos en el arte, el acoplamiento electromagnético entre la bobina en el segundo módulo 14 conectador y las bobinas en el segundo conectador 40 será más eficiente si las bobinas correspondientes se colocan de manera próxima cuando el conectador 40 se asienta en el modulo 14. Tal proximidad ausentará ciertas características en el módulo y/o en el conectador, limitará la cantidad de espacio anular para posibilitar el flujo del fluido de perforación. Una configuración posible del segundo conectador 40, mostrada en la FIG. 3C incluye una pluralidad de huecos 40C en la configuración de la superficie exterior del segundo conectador 40 para posibilitar el paso del fluido de perforación o de otro fluido. Los bobinas 40B se muestran en las porciones del
segundo conectador 40 pretendido para estar dispuesto de manera próxima a la bobina 14A en el segundo módulo 14 cuando el segundo conectador 40 se asienta en el segundo módulo 14. Más adelante se explicarán otras configuraciones para posibilitar el flujo del fluido con referencia a las FIGS . 5,6 y 7. El primer conectador 42 y el segundo conectador 40 se describieron anteriormente como que tienen características para el acoplamiento de la señal electromagnética, y el cable 44 de conexión se describe como que tiene conductores eléctricos aislados. Se apreciará por aquellos expertos en el arte que el acoplamiento de contacto directo (galvánico) a los conductores eléctricos puede utilizarse adicionalmente o de manera alternativa. Tales acoplamientos galvánicos pueden estar en la forma de conectores sumergibles como se explicará con más detalle más adelante. En otros ejemplos, pueden utilizarse uno o más acoplamientos ópticos y el cable 44 de conexión puede incluir una o más fibras ópticas. La FIG. 4A muestra un ejemplo de circuito de control en el segundo módulo 14 conectador de enlace que usa inducción electromagnética para comunicar las señales desde el módulo 14 al cable de conexión (44 en la FIG. 2) . Un transceptor 60 de señal es una comunicación de señales con los conductores eléctricos en la tubería de perforación cableada (10 en la
FIG. 1) . Los conductores eléctricos en la tubería de perforación cableada pueden también llevar potencia eléctrica para operar el transceptor 60 y un controlador 62, el cual puede ser un controlador basado en un microprocesador. Las señales de orden transmitidas desde la unidad de registro (34 en la FIG. 1) pueden ser detectadas por el transceptor 60 y decodificadas en el controlador 62. Para órdenes que están por ser transmitidas a los detectores (18, 20 en la FIG. 2) en la parte inferior de la sarta de perforación, tales órdenes pueden ser formateadas en telemetría conveniente mediante el controlador 62 y enviadas a un amplificador transmisor o motor 64 de transmisión. La salida del motor 64 de transmisión puede ser acoplada a través de un interruptor 68 de transmisión/recepción operado por el controlador a la bobina 14A de inducción. Correspondientemente, las señales enviadas a lo largo del cable de conexión (44 en la FIG: 2) pueden detectarse en un receptor 66 acoplado a través del interruptor 68 a la bobina 14A de inducción. Las señales del detector detectadas pueden ser procesadas por telemetría a la superficie mediante el controlador 62, el cual conduce por último las señales al transceptor 62 para la aplicación a los conductores en la tubería de perforación cableada. En la FIG. 4B se muestra una modalidad alternativa, la cual incluye un fotodiodo 70 acoplado funcionalmente al
controlador para generar telemetría óptica, y un fotodetector 72 acoplado funcionalmente al controlador 62 para detectar telemetría óptica desde el cable de conexión, donde se usa el acoplamiento óptico. Aunque el alcance de esta invención no se limita, se contempla que la potencia eléctrica para los detectores (18, 20 en la FIG. 2) en la sarta de perforación puede ser proporcionada por baterías (no mostradas) dispuestas ahí, o por una turbina que maneja fluido (no mostrada) girando un alternador eléctrico (no mostrado) , como será familiar para aquellos especialistas en el arte. Esto s encuentra dentro del alcance de esta invención para que la potencia eléctrica sea transmitida desde la superficie de la tierra a lo largo de la tubería de perforación cableada (10 en la FIG. 1) , a través de la conexión de cable tal como usando la modalidad mostrada en la Fig. 2 que tiene acoplamiento de inducción electromagnética, o acoplamiento galvanizado. Otro ejemplo de una conexión de cable se muestra en la FIG. 5. Tal ejemplo puede incluir diferentes formas de circuitos de retención para retener los conectadores en sus módulos respectivos. En la FIG. 5, el segundo módulo 14 conectador (superior) puede incluir arrancatubos 140A o dispositivos de acoplamiento similares en la superficie interior del mismo. Tales arrancatubos 140A están configurados
para acoplar de manera cooperativa los arrancatubos 140B correspondientes en la superficie exterior de los porta-piezas 140 formados en o unidos al exterior del segundo conectador 40. En la presente modalidad, el segundo conectador 40 puede incluir un pasaje 40P de fluido dispuesto generalmente de manera central para habilitar el flujo del fluido de perforación u otro fluido a través del interior de la sarta de la tubería cuando ésta se encuentra en el pozo de sondeo. El segundo módulo 14 conectador se puede localizar en la sarta de tubería en el pozo de sondeo como se explicó con referencia a la FIG. 1, o como se detallara mejor, puede localizarse en la sarta de tubería de manera próxima a la superficie de la tierra . El primer módulo 22 conectador puede también incluir arrancatubos 122 en sus superficies internas. El primer conectador 142 puede incluir superficies de arrancatubos correspondientes en los porta-piezas 142A que acoplan cooperativamente los arrancatubos 142 cuando el primer conectador 142 se asienta en el primer módulo 22 conectador. De manera similar al segundo conectador 140, en el presente ejemplo, el primer conectador 142 puede incluir un pasaje 22P de fluido para posibilitar el flujo del fluido a través del conectador 142 cuando este se asienta en el primer módulo 22 conectador. Puede hacerse conexión óptica y/u eléctrica entre
los conectadores 40, 42 respectivos y los módulos 14, 22 substancialmente como se explico anteriormente con referencia a la FIG. 3A. Por ejemplo, los acoplamientos 14A y 40A de señales puede desde las bobinas inductivas proporcionar una conexión inductiva. Como se muestra en la FIG. 6, en algunos ejemplos, puede incluirse un pasaje 122P de flujo de fluido en la pared del primer módulo 22 conectador, como una alternativa para o además del pasaje (22P en la FIG. 5) de flujo de fluido en el primer conectador 42. Un arreglo similar de pasaje de flujo anular (no se muestra) puede proporcionarse para el segundo conectador y el segundo módulo conectador (40 y 14, respectivamente en la FIG. 3A.) . La FIG. 7 muestra una conexión eléctrica u óptica de tipo de "contacto de toma" entre el primer conectador 42 y el primer módulo 22 conectador. En el ejemplo mostrado en la FIG. 7, los conductores 44A ópticos o eléctricos en el cable 44 de conexión pueden ser terminados en los contactos 242A dentro de una porción hembra de un conectador de toma. La porción macho del conectador de toma se dispone en el módulo 22 conectador. Tales conectadores de toma son conocidos en el arte, y son vendidos, por ejemplo por Kemlon Products and Development, Pearland, Texas. Cuando el primer conectador 42 se asienta en el primer módulo 22 conectador, los contactos 242A en la
porción hembra del conectador de toma se ponen en contacto con los contactos 242 correspondientes dispuestos en la porción macho en el primer módulo 22 conectador. Los contactos 242 correspondientes pueden acoplarse a uno o más conductores eléctricos y/u ópticos (no se muestran de manera separada en la FIG. 7) en un cable 144 inferior. El cable 144 inferior puede ser acoplado eléctricamente, ópticamente y/o mecánicamente a la instrumentación dispuesta en la sarta de tubería como se explicó con referencia a la FIG. 2. El primer módulo 22 conectador puede en algunos ejemplos incluir los pasajes 122P de flujo del fluido. La implementación mostrada en la FIG. 7 puede también usarse para el segundo conectador (40 en la FIG: 3A) y el segundo módulo conectador (14 en la FIG. 2) en algunos ejemplos. En otro ejemplo, los contactos 242, 242A pueden formar bobinas inductivas que forman una conexión inductiva. Otros tipos de conexiones son conocidas en el arte. Otro ejemplo de implementación de una conexión de cable de acuerdo a varios aspectos de la invención se explicarán ahora con referencia a las FIGS : 8A y 8B. La implementación mostrada y explicada con referencia a la FIG. 2 proporciona un enlace entre ciertos instrumentos o dispositivos en la sarta de perforación a través de una herramienta de perforación tal como un barra de perforación o estabilizador que no fue
susceptible a la implementación con la tubería de perforación cableada. El cable de conexión fue por lo tanto relativamente corto, y el primer y segundo módulos conectadores y los conectadores respectivos fueron por lo tanto dispuestos de manera próxima en lados opuestos de la herramienta de perforación "no cableada". En la modalidad mostrada en la FIG. 8A, sin embargo, el primer módulo 22 conectador puede disponerse de manera próxima a y en comunicación de señales con un instrumento 23 de perforación que puede ser dispuesto cerca del fondo de la sarta de perforación. El instrumento 23 de perforación puede ser cualquier dispositivo conocido en el arte que puede acoplarse dentro de una sarta de perforación y que hace mediciones de uno o más parámetros de la sub-superficie y/o que acepta señales de control para operar uno o más tipos de instrumentos. El instrumento de perforación puede incluir por lo tanto, como ejemplos no limitantes, sistemas de perforación direccional orientables, rotatorios, herramientas de perforación mientras se realiza la medición, herramientas de perforación mientras se realiza la diagrafía, herramientas de muestreo de la formación, herramientas de prueba de presión de la formación, estabilizadores ajustables, etc. y cualquier combinación de los anteriores. El primer módulo 22 conectador puede ser estructurado de acuerdo a cualquiera de los ejemplos explicados anteriormente, y puede incluir un primer conectador
(no se muestra por claridad) insertado a manera de gancho ahí como se explicó anteriormente. El primer conectador (no mostrado) puedes ser acoplado a un cable 44 de conexión como se explico anteriormente. En el presente ejemplo, el segundo módulo 14 conectador, con el segundo conectador ahí (no se muestra de manera separada) se acopla en la sarta de perforación de manea próxima a la superficie de la tierra. El segundo módulo 14 conectador puede incluir un primer transceptor 114 inalámbrico. El primer transceptor 114 inalámbrico puede proporcionar comunicación de señales entre las señales transmitidas sobre el cable de conexión a y desde el instrumento 23 de perforación hasta un segundo transceptor 116 inalámbrico. El segundo transceptor 116 inalámbrico puede montarse en cualquier posición conveniente de manera que las señales transmitidas-recibidas puedan comunicarse a la unidad 34 de registro. El propósito de los dos transceptores 114, 116 es posibilitar la comunicación de señales entre la sarta de perforación rotatoria y la unidad 34 de registro estacionaria 34. Una alternativa para usar transceptores inalámbricos se muestra en la FIG. 9. El segundo módulo 14 conectador puede incluir anillos 340 de deslizamiento ópticos y/o eléctricos formados en una superficie exterior del módulo 14. Los
contactos 340 eléctricos y/u ópticos fijos pueden ponerse en contacto con los anillos 340 de deslizamiento para habilitar la comunicación de señales entre los contactos 340 fijos y los anillos 340 de deslizamiento. Refiriéndose nuevamente a la FIG. 8A, será aparente que el cable 44 de conexión se extiende desde el instrumento 23 de perforación hasta una posición próxima a la superficie de la tierra. Usando un cable 44 de conexión tal y con tal colocación del segundo módulo 14 conectador, es posible proporcionar comunicación de señales desde el instrumento 23 cerca del fondo del pozo de sondeo hasta la superficie de la tierra substancialmente en la misma manera que sí el instrumento 23 se acoplará a la unidad 34 de registro usando un cable eléctrico u óptico de "línea cableada", o blindado que se extiende desde la unidad 34 de registro en todos los caminos hasta el instrumento 23 de perforación. Además, el segundo módulo 14 conectador puede localizarse en una posición dentro de la sarta de perforación, como se muestra en la FIG. 8B. El segundo conector puede formar parte de un suplente o auxiliar 51 que incluye el segundo módulo 14 conectador y un tercer módulo 53 conectador. El tercer módulo 53 conectador puede incluir un cable 44 que conecta el tercer módulo 53 conectador a un cuarto módulo 54 conectador cerca de la superficie. Puede utilizarse cualquier número de cables y
módulos conectadores para ampliar la distancia entre el montaje del pozo en el fondo y la superficie. En algunos ejemplos, la conexión de cable puede usarse para conectar únicamente porciones seleccionadas de la sarta de perforación Usando un cable de conexión tal, es posible usar conexiones 10A de tubería, convencionales, que no incluyen un canal de comunicación de señales en la manera de tubería de perforación "cableada". Por lo tanto, los ejemplos mostrados en las FIGS . 8A y 8B pueden eliminar la necesidad de usar tubería de perforación cableada para comunicación de señales de pozos de sondeo de banda ancha alta. Otro beneficio posible del arreglo mostrado en las FIGS. 8A y 8B es que la conexión de cable completa o un segmento de un sistema de conexión de cable puede ser removido rápidamente de la sarta de perforación mediante enrollamiento, tal como con un torno o un dispositivo similar, de manera que la sarta de tubería pueda removerse del pozo de sondeo justo como cualquier sarta de tubería ordinaria. Además, en el caso de que cualquier cable 44 de conexión se dañe o de otra forma falle en su funcionamiento, el cable 44 de conexión dañado puede ser rápidamente y fácilmente reemplazado mediante el retiro como se explicó anteriormente y subsecuentemente insertando y enganchando un cable de conexión de reemplazo. Tal cable de conexión de reemplazo típicamente incluye un
primer conectador como se explicó anteriormente en el extremo inferior del mismo y un segundo conectador como se explicó anteriormente en su extremo superior. Ejemplos de una conexión de cable de acuerdo a la invención posibilita el uso de herramientas de perforación convencionales tales como barras de perforación, estabilizadores y collarines en un sistema de tubería de perforación cableada sin la necesidad de equipo especial tal como herramienta de perforación con canales de señal óptica y/o eléctrica. Otras modalidades de una línea de cable de acuerdo a la invención pueden posibilitar la comunicación de señales a una amplitud de banda relativamente alta sin la necesidad de proporcionar tubería de perforación cableada. Mientras que la invención se ha descrito con respecto a un número limitado de modalidades, aquellos expertos en el arte, que tienen beneficio de esta divulgación, apreciaran que pueden idearse otras modalidades las cuales no salen del alcance de la invención de acuerdo a lo divulgado aquí . De conformidad, el alcance de la invención debe limitarse únicamente por las reivindicaciones adjuntas.