Self-powered sensors for detecting downhole parameters

Chinthaka Pasan Gooneratne; SC  Mukhopadhyay; Bodong Li; Guodong Zhan; Arturo Magana-Mora; Timothy Eric Moellendick

Self-powered sensors for detecting downhole parameters

Chinthaka Pasan Gooneratne (Inventor), SC Mukhopadhyay (Inventor), Bodong Li (Inventor), Guodong Zhan (Inventor), Arturo Magana-Mora (Inventor), Timothy Eric Moellendick (Inventor)

School of Engineering

Research output: Patent

Abstract

[EN] A self-powered sensor array (SPSA) for sensing environmental parameters along a drillstring includes an outer collar having moveable member retainers with moveable members movably located in the moveable member retainers. An inner ring is rotatably supported within the outer collar with bearing elements on an outer surface of the inner ring positioned to displace the moveable members relative to the moveable member retainers in response to relative rotation between the inner ring and the outer collar. Shape memory material elements are arranged in a respective moveable member retainer. Distance sensors are configured to sense a gap responsive to a shape change of the respective shape memory material element and a displacement of the respective moveable member. Power generation components are configured such that, in response to the relative rotation, the bearing elements displace a particular moveable member into a particular moveable member retainer, generating an electric charge.

[FR] Un réseau de capteurs auto-alimentés (SPSA) permettant de détecter des paramètres environnementaux le long d'un train de tiges de forage comprend un collier externe ayant des dispositifs de retenue d'éléments mobiles, des éléments mobiles étant situés de façon mobile dans les dispositifs de retenue d'éléments mobiles. Une bague interne est soutenue en rotation à l'intérieur du collier externe, des éléments formant paliers sur une surface externe de la bague interne étant positionnés pour déplacer les éléments mobiles par rapport aux dispositifs de retenue d'éléments mobiles en réponse à une rotation relative entre la bague interne et le collier externe. Des éléments de matériau à mémoire de forme sont agencés dans un dispositif de retenue d'élément mobile respectif. Des capteurs de distance sont configurés pour détecter un espace en réponse à un changement de forme de l'élément de matériau à mémoire de forme respectif et un déplacement de l'élément mobile respectif. Des composants de production d'énergie sont configurés de telle sorte que, en réponse à la rotation relative, les éléments formant paliers déplacent un élément mobile particulier jusque dans un dispositif de retenue d'élément mobile particulier, produisant une charge électrique.

Original language	English
Patent number	WO2022025944
IPC	E21B 47/01 2012.1,E21B 47/06 2012.1,E21B 47/12 2012.1,E21B 41/00 2006.1
Priority date	31/07/20
Filing date	18/09/20
Publication status	Submitted - 3 Feb 2022

Bibliographical note

Designated States:
AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DJ, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, IT, JO, JP, KE, KG, KH, KN, KP, KR, KW, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, WS, ZA, ZM, ZW
African Regional Intellectual Property Organization (ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasian Patent Organization (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM)
European Patent Office (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)

Access to Document

https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO2022025944Licence: Unspecified

1 Patent

Self-powered sensors for detecting downhole parameters
Gooneratne, C. P., Mukhopadhyay, S., Li, B., Zhan, G., Magana-Mora, A. & Moellendick, T. E., 3 Feb 2022, (Submitted) IPC No. E21B 17/10, E21B 47/022, E21B 47/002, E21B 47/085, Patent No. 20220034173
Research output: Patent

Cite this

@misc{cf3f42e6718644d5881bd9cd6c6cb213,

title = "Self-powered sensors for detecting downhole parameters",

abstract = "[EN] A self-powered sensor array (SPSA) for sensing environmental parameters along a drillstring includes an outer collar having moveable member retainers with moveable members movably located in the moveable member retainers. An inner ring is rotatably supported within the outer collar with bearing elements on an outer surface of the inner ring positioned to displace the moveable members relative to the moveable member retainers in response to relative rotation between the inner ring and the outer collar. Shape memory material elements are arranged in a respective moveable member retainer. Distance sensors are configured to sense a gap responsive to a shape change of the respective shape memory material element and a displacement of the respective moveable member. Power generation components are configured such that, in response to the relative rotation, the bearing elements displace a particular moveable member into a particular moveable member retainer, generating an electric charge.[FR] Un r{\'e}seau de capteurs auto-aliment{\'e}s (SPSA) permettant de d{\'e}tecter des param{\`e}tres environnementaux le long d'un train de tiges de forage comprend un collier externe ayant des dispositifs de retenue d'{\'e}l{\'e}ments mobiles, des {\'e}l{\'e}ments mobiles {\'e}tant situ{\'e}s de fa{\c c}on mobile dans les dispositifs de retenue d'{\'e}l{\'e}ments mobiles. Une bague interne est soutenue en rotation {\`a} l'int{\'e}rieur du collier externe, des {\'e}l{\'e}ments formant paliers sur une surface externe de la bague interne {\'e}tant positionn{\'e}s pour d{\'e}placer les {\'e}l{\'e}ments mobiles par rapport aux dispositifs de retenue d'{\'e}l{\'e}ments mobiles en r{\'e}ponse {\`a} une rotation relative entre la bague interne et le collier externe. Des {\'e}l{\'e}ments de mat{\'e}riau {\`a} m{\'e}moire de forme sont agenc{\'e}s dans un dispositif de retenue d'{\'e}l{\'e}ment mobile respectif. Des capteurs de distance sont configur{\'e}s pour d{\'e}tecter un espace en r{\'e}ponse {\`a} un changement de forme de l'{\'e}l{\'e}ment de mat{\'e}riau {\`a} m{\'e}moire de forme respectif et un d{\'e}placement de l'{\'e}l{\'e}ment mobile respectif. Des composants de production d'{\'e}nergie sont configur{\'e}s de telle sorte que, en r{\'e}ponse {\`a} la rotation relative, les {\'e}l{\'e}ments formant paliers d{\'e}placent un {\'e}l{\'e}ment mobile particulier jusque dans un dispositif de retenue d'{\'e}l{\'e}ment mobile particulier, produisant une charge {\'e}lectrique.",

author = "Gooneratne, {Chinthaka Pasan} and SC Mukhopadhyay and Bodong Li and Guodong Zhan and Arturo Magana-Mora and Moellendick, {Timothy Eric}",

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language = "English",

type = "Patent",

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TY - PAT

T1 - Self-powered sensors for detecting downhole parameters

AU - Gooneratne, Chinthaka Pasan

AU - Mukhopadhyay, SC

AU - Li, Bodong

AU - Zhan, Guodong

AU - Magana-Mora, Arturo

AU - Moellendick, Timothy Eric

N1 - Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DJ, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, IT, JO, JP, KE, KG, KH, KN, KP, KR, KW, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, WS, ZA, ZM, ZW African Regional Intellectual Property Organization (ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW) Eurasian Patent Organization (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM) European Patent Office (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR) African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)

PY - 2022/2/3

Y1 - 2022/2/3

N2 - [EN] A self-powered sensor array (SPSA) for sensing environmental parameters along a drillstring includes an outer collar having moveable member retainers with moveable members movably located in the moveable member retainers. An inner ring is rotatably supported within the outer collar with bearing elements on an outer surface of the inner ring positioned to displace the moveable members relative to the moveable member retainers in response to relative rotation between the inner ring and the outer collar. Shape memory material elements are arranged in a respective moveable member retainer. Distance sensors are configured to sense a gap responsive to a shape change of the respective shape memory material element and a displacement of the respective moveable member. Power generation components are configured such that, in response to the relative rotation, the bearing elements displace a particular moveable member into a particular moveable member retainer, generating an electric charge.[FR] Un réseau de capteurs auto-alimentés (SPSA) permettant de détecter des paramètres environnementaux le long d'un train de tiges de forage comprend un collier externe ayant des dispositifs de retenue d'éléments mobiles, des éléments mobiles étant situés de façon mobile dans les dispositifs de retenue d'éléments mobiles. Une bague interne est soutenue en rotation à l'intérieur du collier externe, des éléments formant paliers sur une surface externe de la bague interne étant positionnés pour déplacer les éléments mobiles par rapport aux dispositifs de retenue d'éléments mobiles en réponse à une rotation relative entre la bague interne et le collier externe. Des éléments de matériau à mémoire de forme sont agencés dans un dispositif de retenue d'élément mobile respectif. Des capteurs de distance sont configurés pour détecter un espace en réponse à un changement de forme de l'élément de matériau à mémoire de forme respectif et un déplacement de l'élément mobile respectif. Des composants de production d'énergie sont configurés de telle sorte que, en réponse à la rotation relative, les éléments formant paliers déplacent un élément mobile particulier jusque dans un dispositif de retenue d'élément mobile particulier, produisant une charge électrique.

AB - [EN] A self-powered sensor array (SPSA) for sensing environmental parameters along a drillstring includes an outer collar having moveable member retainers with moveable members movably located in the moveable member retainers. An inner ring is rotatably supported within the outer collar with bearing elements on an outer surface of the inner ring positioned to displace the moveable members relative to the moveable member retainers in response to relative rotation between the inner ring and the outer collar. Shape memory material elements are arranged in a respective moveable member retainer. Distance sensors are configured to sense a gap responsive to a shape change of the respective shape memory material element and a displacement of the respective moveable member. Power generation components are configured such that, in response to the relative rotation, the bearing elements displace a particular moveable member into a particular moveable member retainer, generating an electric charge.[FR] Un réseau de capteurs auto-alimentés (SPSA) permettant de détecter des paramètres environnementaux le long d'un train de tiges de forage comprend un collier externe ayant des dispositifs de retenue d'éléments mobiles, des éléments mobiles étant situés de façon mobile dans les dispositifs de retenue d'éléments mobiles. Une bague interne est soutenue en rotation à l'intérieur du collier externe, des éléments formant paliers sur une surface externe de la bague interne étant positionnés pour déplacer les éléments mobiles par rapport aux dispositifs de retenue d'éléments mobiles en réponse à une rotation relative entre la bague interne et le collier externe. Des éléments de matériau à mémoire de forme sont agencés dans un dispositif de retenue d'élément mobile respectif. Des capteurs de distance sont configurés pour détecter un espace en réponse à un changement de forme de l'élément de matériau à mémoire de forme respectif et un déplacement de l'élément mobile respectif. Des composants de production d'énergie sont configurés de telle sorte que, en réponse à la rotation relative, les éléments formant paliers déplacent un élément mobile particulier jusque dans un dispositif de retenue d'élément mobile particulier, produisant une charge électrique.

M3 - Patent

M1 - WO2022025944

Y2 - 2020/09/18

ER -

Self-powered sensors for detecting downhole parameters

Abstract

Bibliographical note

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Research output

Self-powered sensors for detecting downhole parameters

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