[go: up one dir, main page]

RU2424430C2 - Automatic drilling machine on base of (mechanic specific energy) mse - Google Patents

Automatic drilling machine on base of (mechanic specific energy) mse Download PDF

Info

Publication number
RU2424430C2
RU2424430C2 RU2009125638/03A RU2009125638A RU2424430C2 RU 2424430 C2 RU2424430 C2 RU 2424430C2 RU 2009125638/03 A RU2009125638/03 A RU 2009125638/03A RU 2009125638 A RU2009125638 A RU 2009125638A RU 2424430 C2 RU2424430 C2 RU 2424430C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mse
rpm
wob
drilling
interval
Prior art date
Application number
RU2009125638/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009125638A (en
Inventor
Скотт БУН (US)
Скотт БУН
Брайан ЭЛЛИС (US)
Брайан ЭЛЛИС
Бит КАТТЕЛ (US)
Бит КАТТЕЛ
Крис ПАПУРАС (US)
Крис ПАПУРАС
Томми СКАРБОРО (US)
Томми СКАРБОРО
Original Assignee
Канриг Дриллинг Текнолоджи Лтд
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US11/859,378 external-priority patent/US7823655B2/en
Application filed by Канриг Дриллинг Текнолоджи Лтд filed Critical Канриг Дриллинг Текнолоджи Лтд
Publication of RU2009125638A publication Critical patent/RU2009125638A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2424430C2 publication Critical patent/RU2424430C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: drilling procedure on base of mechanical specific energy (MSE) consists in drilling in first interval, using first workload on bore bit (WOB), in automatic determination of first MSE, corresponding to drilling, using first WOB, in drilling in second interval, using second WOB, different from first WOB, in automatic determination of second MSE, corresponding to drilling, using second WOB and drilling in third interval, using one of first WOB and second WOB chosen automatically on base of automatic comparison of first MSE and second MSE.
EFFECT: upgraded accuracy of determination of working characteristics of drilling machine.
13 cl, 8 dwg

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

В последних достижениях в области оптимизации бурения используется анализ потребления энергии в реальном времени в системе бурения, чтобы оптимизировать механическую скорость проходки (ROP). Такая оптимизация может обеспечить мгновенные увеличения ROP на 100-400% и увеличение длины проходки в сутки. Подобные результаты могут быть достигнуты в мягких и крепких породах, крутых и пологих наклонных скважинах и при всех типах буровых установок.Recent advances in drilling optimization use real-time analysis of energy consumption in a drilling system to optimize mechanical penetration rate (ROP). Such an optimization can provide instant ROP increases of 100-400% and increase the length of penetration per day. Similar results can be achieved in soft and hard rocks, steep and gentle inclined wells and with all types of drilling rigs.

Однако трудно объективно оценить работу операторов по скорости бурения. Иными словами, буровые долота часто оцениваются на основе смещения скважины, но скорость бурения часто ограничиваются факторами, которые бурильщик не контролирует, и способами, которые не могут быть зарегистрированы в буровом журнале. Следовательно, скорости бурения между двумя скважинами при использовании одних и тех же долот могут значительно отличаться. Методика, которая используется для оценки работы бурового долота, часто более важна, чем оценка самого долота.However, it is difficult to objectively evaluate the work of operators in terms of drilling speed. In other words, drill bits are often estimated based on well displacement, but drilling speed is often limited by factors that the driller does not control and methods that cannot be recorded in the drill log. Therefore, the drilling speeds between two wells using the same bits can vary significantly. The technique used to evaluate the performance of a drill bit is often more important than evaluating the bit itself.

Бурильщики проводят множество тестов, чтобы оптимизировать работу. Самым общим является "буровой тест", который состоит из простого экспериментирования с различным весом, приложенным на долото (WOB), и регулирование частоты вращения бурового долота (RPM) с последующим подведением результатов. Параметры, которые приводят к самой высокой скорости проходки ROP, затем используются для последующих операций. В некотором смысле во всех схемах оптимизации используется подобный процесс сравнительного анализа. Таким образом, бурильщики стремятся идентифицировать параметры, которые приводят к лучшим результатам относительно других установленных параметров.Drillers conduct many tests to optimize performance. The most common is the "drill test", which consists of simple experimentation with different weights applied to the bit (WOB), and adjusting the rotational speed of the drill bit (RPM), followed by summing up the results. The parameters that result in the highest ROP penetration rate are then used for subsequent operations. In a sense, a similar comparative analysis process is used in all optimization schemes. Thus, drillers seek to identify parameters that lead to better results relative to other established parameters.

Одна из самых ранних схем представляет собой тест "вращение долота в забое без углубления", в котором бурильщик применяет высокую нагрузку WOB и включает тормоз, чтобы воспрепятствовать движению вершины бурильной колонны, продолжая вращать буровую колонну. По мере продвижения долота буровая колонна удлиняется, и нагрузка на долото снижается. ROP вычисляется от изменения в скорости удлинения бурильной колонны по мере снижения веса. Точка, в которой скорость проходки перестает соответствовать линейному увеличению WOB, определяется как точка «разведочного ствола». Она берется как оптимальный параметр WOB. Этот процесс повышает рабочие характеристики, но не обеспечивает объективную оценку истинной потенциальной скорости бурения.One of the earliest designs is the “face-to-bottom bit rotation without recess” test, in which the driller applies a high WOB load and activates the brake to prevent the drill string from moving while continuing to rotate the drill string. As the bit advances, the drill string lengthens and the load on the bit decreases. ROP is calculated from the change in drill string elongation rate as weight decreases. The point at which the penetration rate ceases to correspond to a linear increase in WOB is defined as the point of the “exploratory trunk”. It is taken as the optimal WOB parameter. This process improves performance, but does not provide an objective assessment of the true potential drilling speed.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Настоящее изобретение лучше всего может быть понято из следующего подробного описания со ссылками на приложенные чертежи.The present invention can best be understood from the following detailed description with reference to the attached drawings.

Фигура 1 - схема устройства в соответствии с целями настоящего изобретения.Figure 1 is a diagram of a device in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 2А - блок-схема способа в соответствии с целями настоящего изобретения.Figure 2A is a flowchart of a method in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 2В - блок-схема способа в соответствии с целями настоящего изобретения.Figure 2B is a flowchart of a method in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 3 - схема устройства в соответствии с целями настоящего изобретения.Figure 3 is a diagram of a device in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 4А - схема устройства в соответствии с целями настоящего изобретения.Figure 4A is a diagram of a device in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 4В - схема устройства в соответствии с целями настоящего изобретения.Figure 4B is a diagram of a device in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 5А - блок-схема способа в соответствии с целями настоящего изобретения.5A is a flowchart of a method in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 5В - схема устройства в соответствии с целями настоящего изобретения.5B is a diagram of an apparatus in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 5С - блок-схема способа в соответствии с целями настоящего изобретения.5C is a flowchart of a method in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 5D - блок-схема способа в соответствии с целями настоящего изобретения.5D is a flowchart of a method in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 6А - блок-схема способа в соответствии с целями настоящего изобретения.6A is a flowchart of a method in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 6В - блок-схема способа в соответствии с целями настоящего изобретения.6B is a flowchart of a method in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 6С - блок-схема способа в соответствии с целями настоящего изобретения.6C is a flowchart of a method in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 7 - схема устройства в соответствии с целями настоящего изобретения.Figure 7 is a diagram of a device in accordance with the objectives of the present invention.

Фигура 8 - схема устройства в соответствии с целями настоящего изобретения.Figure 8 is a diagram of a device in accordance with the objectives of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Следует понимать, что настоящее изобретение включает множество различных вариантов или примеров его осуществления с различными особенностями. Ряд примерных компонентов и их расположение описаны ниже в упрощенном варианте описания. Они, конечно, являются просто примерами и не ограничивают объем изобретения. Кроме того, в настоящем раскрытии цифровые позиции и/или буквы могут повторяться в различных примерах. Это повторение делается с целью простоты и ясности изложения, и само по себе не определяет зависимость между различными примерами осуществления и/или обсуждаемыми конфигурациями. Кроме того, формирование первого признака или второго признака изобретения в последующем описании может включать примеры осуществления, в которых первый и второй признаки формируются в прямой связи, и могут также включать примеры осуществления, в которых можно сформировать дополнительные признаки, вставляя первый и второй признака таким образом, что они уже не находятся в прямой связи между собой.It should be understood that the present invention includes many different options or examples of its implementation with various features. A number of exemplary components and their location are described below in a simplified description. They, of course, are merely examples and do not limit the scope of the invention. In addition, in the present disclosure, numeric positions and / or letters may be repeated in various examples. This repetition is done for the purpose of simplicity and clarity of presentation, and does not in itself determine the relationship between the various embodiments and / or the configurations discussed. In addition, the formation of the first feature or the second feature of the invention in the following description may include embodiments in which the first and second features are formed in direct communication, and may also include embodiments in which additional features can be generated by inserting the first and second features in this way that they are no longer in direct communication with each other.

На фигуре 1 представлена схема устройства 100, демонстрирующая один или несколько аспектов настоящего изобретения. Устройство 100 является наземной буровой установкой или включает такую установку. Однако один или несколько положений настоящего изобретения могут быть применены к любому типу буровой установки, например самоподъемные буровые установки, полупогружные буровые установки, буровые суда, колонны насосно-компрессорных труб, установки для ремонта скважин, скважины, приспособленные для бурения и/или повторного входа в скважину и обсадные трубы буровых установок, среди других применений в рамках настоящего изобретения.1 is a diagram of an apparatus 100 showing one or more aspects of the present invention. The device 100 is a surface rig or includes such a rig. However, one or more provisions of the present invention can be applied to any type of drilling rig, for example, self-elevating drilling rigs, semi-submersible drilling rigs, drilling ships, tubing strings, well repair facilities, wells adapted for drilling and / or re-entering well and casing of drilling rigs, among other uses within the scope of the present invention.

Устройство 100 включает мачту 105 для грузоподъемных механизмов, установленных над основанием буровой установки 110. Подъемный механизм включает кронблок 115 и талевый блок 120. Кронблок 115 прикреплен около вершины мачты 105, а талевый блок 120 свешивается с кронблока 115 на буровом канате 125. Один конец бурового каната 125 проходит от подъемного механизма до лебедок 130, которые служат для намотки бурового каната на барабан 125 для подъема или опускания талевого блока 120 относительно пола буровой установки 110. Другой конец бурового каната 125, известный как крепление неподвижного конца, закреплен в стационарном положении, возможно около лебедок 130 или в другом месте на буровой установке.The device 100 includes a mast 105 for hoisting devices installed above the base of the drilling rig 110. The lifting mechanism includes a crown block 115 and a traveling block 120. The crown block 115 is attached near the top of the mast 105, and the traveling block 120 is suspended from the crown block 115 on the drilling cable 125. One end of the drilling the rope 125 extends from the lifting mechanism to the winches 130, which serve to wind the drill rope onto the drum 125 to raise or lower the traveling block 120 relative to the floor of the drilling rig 110. The other end of the drill rope 125, known as the fixed end mount is fixed in a stationary position, possibly near the winches 130 or elsewhere on the rig.

Крюк 135 прикреплен к нижней части талевого блока 120. Верхний привод 140 висит на крюке 135. Полый вал 145 проходит от верхнего привода 140 до переводника с перенарезаемой резьбой 150, который прикреплен к бурильной колонне 155 в стволе скважины 160. Альтернативно полый вал 145 может быть непосредственно прикреплен к бурильной колонне 155.A hook 135 is attached to the bottom of the tackle block 120. The top drive 140 hangs on the hook 135. The hollow shaft 145 extends from the top drive 140 to the threaded sub 150, which is attached to the drill string 155 in the borehole 160. Alternatively, the hollow shaft 145 may be directly attached to the drill string 155.

Термин "полый вал", как он используется здесь, не ограничен компонентом, который проходит непосредственно от верхнего привода или который традиционно упоминается как полый вал. Например, по настоящему изобретению "полый вал" может дополнительно или альтернативно включать главный вал, ведущий вал, выходной вал и/или другой компонент, который передает крутящий момент, положение и/или вращение от верхнего привода или другого вращающего механизма к бурильной колонне, по меньшей мере, косвенно. Тем не менее, просто ради ясности и краткости, эти компоненты могут быть все вместе называться здесь как "полый вал".The term "hollow shaft", as used here, is not limited to a component that extends directly from the top drive or which is traditionally referred to as a hollow shaft. For example, in the present invention, a “hollow shaft" may additionally or alternatively include a main shaft, a drive shaft, an output shaft and / or another component that transmits torque, position and / or rotation from the top drive or other rotating mechanism to the drill string, at least indirectly. However, just for the sake of clarity and brevity, these components may collectively be referred to herein as the “hollow shaft”.

Бурильная колонна 155 включает связанные между собой секции бурильной трубы 165, оборудование низа бурильной колонны (ВНА) 170 и буровое долото 175. Оборудование ВНА 170 может включать среди других компонентов стабилизаторы, утяжеленные бурильные трубы и/или оборудование для каротажа во время бурения (MWD) или подвесные инструменты. Буровая коронка 175, которая также упоминается здесь как инструмент, связана с дном оборудования низа обсадной колонны КНБК 170 или иным образом прикреплена к бурильной колонне 155. Один или несколько насосов 180 могут подавать промывочную жидкость к бурильной колонне 155 через шланг или другой трубопровод 185, который может быть связан с верхним приводом 140.Drill string 155 includes interconnected sections of drill pipe 165, bottom hole equipment (BHA) 170 and drill bit 175. BHA 170 equipment may include, among other components, stabilizers, weighted drill pipes and / or logging while drilling (MWD) or hanging tools. Drill bit 175, which is also referred to as a tool here, is connected to the bottom of the bottom hole casing equipment BHA 170 or is otherwise attached to drill string 155. One or more pumps 180 may supply flushing fluid to drill string 155 through a hose or other conduit 185, which may be coupled to top drive 140.

Скважинное каротажное оборудование (MWD) или инструменты, закрепленные на талевом канате, могут использоваться для оценки физических свойств, таких как давление, температура, крутящий момент, нагрузка на долото (WOB), вибрация, наклон, азимут, ориентация скважинного инструмента в трехмерном пространстве, и/или другие параметры скважины. Эти измерения могут быть сделаны в скважине, сохранены в твердотельной памяти в течение некоторого времени и переданы из прибора(ов) на поверхность. Способы передачи данных могут включать, например, кодирование данных в цифровой формат и передачу кодированных данных на поверхность, возможно, как импульс давления в промывочной жидкости или циркуляционной системе, передачу звукового сигнала через бурильную колонну 155, электронную передачу через талевый канат или проводную трубу и/или передачу виде электромагнитного импульса. Инструментальные средства MWD и/или другие части ВНА 170 могут сохранять измеренные значения для их последующего извлечения через талевый канат и/или когда ВНА 170 извлечено из ствола скважины 160.Downhole logging equipment (MWD) or tools mounted on a wireline can be used to evaluate physical properties, such as pressure, temperature, torque, bit load (WOB), vibration, tilt, bearing, borehole tool orientation in three-dimensional space, and / or other parameters of the well. These measurements can be made downhole, stored in solid state memory for some time, and transferred from the device (s) to the surface. Methods for transmitting data may include, for example, encoding data in digital format and transmitting encoded data to a surface, possibly as a pressure pulse in a flushing fluid or circulation system, transmitting an audio signal through a drill string 155, electronic transmission through a wire rope or wire pipe and / or transmission in the form of an electromagnetic pulse. The MWD tools and / or other parts of the BHA 170 may store the measured values for subsequent retrieval through the wireline and / or when the BHA 170 is removed from the borehole 160.

В одном примере осуществления изобретения устройство 100 также может включать вращающийся превентор выброса (ВОР) 158, в котором при бурении скважины 160 используется бурение с нулевым перепадом давления или способы управления бурением под давлением. В таком примере осуществления буровой раствор в кольцевом пространстве и бурение могут быть поддержаны давлением с поверхности с фактическим желательным расходом и давлением, с возможным регулированием системой штуцеров и с жидкостью и давлением, сохраняемым в устье скважины, направляя поток вниз к штуцеру вращающимся противовыбросовым превентором 158. Устройство 100 также может включать кольцевой датчик давления 159, используемый для измерения давления в кольцевом пространстве, определенном, например, между стволом скважины 160 (или обсадными трубами) и бурильной колонной 155.In one embodiment, the device 100 may also include a rotary ejection preventer (BOP) 158, which uses zero pressure differential drilling or pressure control methods to drill well 160. In such an embodiment, the drilling fluid in the annular space and drilling can be supported by surface pressure with the actual desired flow rate and pressure, with possible control by the nozzle system and with the fluid and pressure stored at the wellhead, directing the flow down to the nozzle by a rotating blowout preventer 158. The device 100 may also include an annular pressure sensor 159 used to measure pressure in an annular space defined, for example, between the borehole 160 (or casing pipes) and drill string 155.

В примере осуществления изобретения, изображенном на фигуре 1, верхний привод 140 используется для передачи вращательного движения бурильной колонне 155. Однако настоящее изобретение также применимо при использовании других систем передачи момента, таких как силовой гидравлический вертлюг, ротор, установки для ремонта скважин с использованием непрерывной колонны насосно-компрессорных труб, забойного двигателя и/или обычного роторного станка.In the embodiment shown in FIG. 1, top drive 140 is used to transmit rotational movement to drill string 155. However, the present invention is also applicable to other torque transmission systems such as hydraulic power swivel, rotor, and continuous well repair rigs. tubing, downhole motor and / or conventional rotary machine.

Устройство 100 также включает контроллер 190, используемый для управления или помощи при управлении одного или нескольких компонентов устройства 100. Например, контроллер 190 может быть использован для передачи оперативных управляющих сигналов лебедкам 130, верхнему приводу 140, ВНА 170 и/или насосу 180. Контроллер 190 может быть автономным узлом, установленным около мачты 105 и/или рядом с другими компонентами устройства 100. В примере осуществления изобретения контроллер 190 включает одну или несколько систем, расположенных в диспетчерской, поблизости от устройства 100, таких как универсальное укрытие, часто называемое "бытовкой", служащее как помещение для хранения инструмента, служебное помещение, центр связи и кают-компания. Контроллер 190 может быть использован для передачи оперативных управляющих сигналов лебедкам 130, верхнему приводу 140, ВНА 170, и/или насосу 180 через проводные или беспроводные средства передачи, которые для упрощения не показаны на фигуре 1.The device 100 also includes a controller 190, used to control or assist in controlling one or more components of the device 100. For example, the controller 190 can be used to transmit operational control signals to the winches 130, top drive 140, BHA 170 and / or pump 180. Controller 190 may be an autonomous unit installed near the mast 105 and / or next to other components of the device 100. In an example embodiment of the invention, the controller 190 includes one or more systems located in the control room, nearby from device 100, such as a universal shelter, often referred to as a "change house", serving as a tool storage room, office space, communications center and wardroom. Controller 190 may be used to transmit operational control signals to winches 130, top drive 140, BHA 170, and / or pump 180 via wired or wireless transmission media, which are not shown in FIG. 1 for simplicity.

Контроллер 190 также используется для приема электронных сигналов через проводные или беспроводные средства передачи данных (на фигуре 1 не показаны) от множества датчиков, включая датчики в устройстве 100, где каждый датчик используется для обнаружения технологической характеристики или параметра. Один такой датчик представляет собой описанный выше датчик давления 159 для измерения давления в кольцевом пространстве у поверхности земли. Устройство 100 может включать датчик давления 170а для измерения давления в кольцевом пространстве скважины, соединенный или иным образом связанный с ВНА 170. Датчик давления 170а может быть использован для определения значения давления или диапазона давления в кольцевом пространстве между внешней поверхностью ВНА 170 и внутренним диаметром ствола скважины 160, которое также может упоминаться как давление в обсадной колонне, скважинное давление в обсадной колонне, давление в обсадной колонне MWD или скважинное кольцевое в затрубном пространстве.A controller 190 is also used to receive electronic signals via wired or wireless data transmission devices (not shown in FIG. 1) from a variety of sensors, including sensors in a device 100, where each sensor is used to detect a process characteristic or parameter. One such sensor is the pressure sensor 159 described above for measuring pressure in an annular space at the surface of the earth. The device 100 may include a pressure sensor 170a for measuring pressure in the annular space of the borehole, coupled or otherwise connected to the BHA 170. The pressure sensor 170a can be used to determine the pressure or range of pressure in the annular space between the outer surface of the BHA 170 and the inner diameter of the borehole 160, which may also be referred to as casing pressure, borehole pressure in the casing, MWD casing pressure, or annulus in the annulus .

Отметим, что значение слова "обнаружение" в контексте настоящего изобретения может включать обнаружение, определение, измерение, вычисление и/или иную процедуру получения данных. Точно так же значение слова "обнаруживает" в контексте настоящего изобретения может включать значение глагола обнаружить, определить, измерить, вычислить и/или получать данные иным образом.Note that the meaning of the word "detection" in the context of the present invention may include the detection, determination, measurement, calculation and / or other procedure for obtaining data. Similarly, the meaning of the word “detect” in the context of the present invention may include the meaning of the verb detect, determine, measure, calculate and / or otherwise obtain data.

Устройство 100 может дополнительно или альтернативно включать ударный или вибрационный датчик 170b, который используется для обнаружения удара и/или вибрации в ВНА 170. Устройство 100 может дополнительно или альтернативно включать датчик перепада давления (ΔР) 172а в гидравлическом забойном двигателе, который используется для обнаружения величины перепада давления или диапазона перепада давления в контуре одного или нескольких двигателей 172 ВНА 170. Один или несколько двигателей 172 каждый может представлять собой или включать объемный забойный двигатель, который использует гидравлическую мощность промывочной жидкости для привода бурового долота 175. Этот двигатель также называется гидравлическим забойным двигателем. Один или несколько датчиков крутящего момента 172b также могут быть включены в ВНА 170 для посылки данных в контроллер 190, который определяет крутящий момент, приложенный к буровому долоту 175 одним или несколькими двигателями 172.The device 100 may additionally or alternatively include a shock or vibration sensor 170b, which is used to detect shock and / or vibration in the BHA 170. The device 100 may additionally or alternatively include a differential pressure sensor (ΔP) 172a in the hydraulic downhole motor, which is used to detect the magnitude differential pressure or differential pressure range in the circuit of one or more motors 172 BHA 170. One or more motors 172 each may represent or include a volumetric downhole an engine that uses the hydraulic power of the flushing fluid to drive the drill bit 175. This engine is also called the hydraulic downhole motor. One or more torque sensors 172b may also be included in the BHA 170 to send data to the controller 190, which determines the torque applied to the drill bit 175 by one or more motors 172.

Устройство 100 может дополнительно или альтернативно включать датчик скважинного инструмента 170с, используемый для определения текущей ориентации скважинного инструмента. Датчик скважинного инструмента 170с может быть обычным датчиком или разработанным в будущем магнитным датчиком скважинного инструмента, который определяет ориентацию скважинного инструмента относительно магнитного северного или истинного северного полюса. Альтернативно или дополнительно, датчик скважинного инструмента 170с может быть обычным датчиком или разработанный в будущем гравитационным датчиком скважинного инструмента, который определяет ориентацию скважинного инструмента относительно поля тяготения Земли. Датчик скважинного инструмента 170с также может быть или альтернативно включать обычный или разработанным в будущем гироскопический датчик. Устройство 100 может дополнительно или альтернативно включать датчик WOB 170d, встроенный в оборудование ВНА 170 и используемый для определения нагрузки WOB в или около ВНА 170.The device 100 may further or alternatively include a downhole tool sensor 170c used to determine the current orientation of the downhole tool. The downhole tool sensor 170c may be a conventional sensor or a future developed magnetic downhole tool sensor that detects the orientation of the downhole tool with respect to the magnetic north or true north pole. Alternatively or additionally, the downhole tool sensor 170c may be a conventional sensor or a future developed gravity sensor of a downhole tool that determines the orientation of the downhole tool relative to the Earth's gravitational field. The downhole tool sensor 170c can also be, or alternatively include, a conventional or future gyro sensor. The device 100 may additionally or alternatively include a WOB 170d sensor integrated in the BHA 170 equipment and used to detect the WOB load in or near the BHA 170.

Устройство 100 может дополнительно или альтернативно включать датчик крутящего момента 140а, соединенный или иным образом связанный с верхним приводом 140. Датчик крутящего момента 140а альтернативно может быть расположен в ВНА 170 или связан с ним. Датчик крутящего момента 140а может быть использован для обнаружения величины или диапазона крутящего момента полого вала 145 и/или бурильной колонны 155 (например, в ответ на усилие, приложенное на бурильную колонну). Верхний привод 140 может дополнительно или альтернативно включать датчик скорости 140b, используемый для определения величины или диапазона частоты вращения полого вала 145.The device 100 may further or alternatively include a torque sensor 140a coupled to or otherwise connected to the top drive 140. The torque sensor 140a may alternatively be located in or associated with the BHA 170. The torque sensor 140a may be used to detect the magnitude or range of the torque of the hollow shaft 145 and / or the drill string 155 (for example, in response to the force exerted on the drill string). Top drive 140 may additionally or alternatively include a speed sensor 140b used to determine the magnitude or range of speed of the hollow shaft 145.

Верхний привод 140, лебедка 130, буровое долото или талевый блок, буровой канат или механизм крепления неподвижного конца могут дополнительно включать датчик нагрузки на долото (WOB) 140 с или быть связаны с этим датчиком (например, один или несколько датчиков, установленных где-либо на пути грузоподъемного механизма для определения нагрузки WOB, которая может изменяться от одной буровой установки к другой), отличающийся от датчика WOB 170d. Датчик нагрузки 140с может быть использован для определения величины WOB или диапазона, где такое определение может быть выполнено на верхнем приводе 140, лебедке 130 или в другом компоненте устройства 100.Top drive 140, winch 130, drill bit or tackle block, drill rope or fixed end attachment mechanism may further include a bit load sensor (WOB) 140 s or be associated with this sensor (for example, one or more sensors installed anywhere on the way of the load-lifting mechanism for determining the WOB load, which can vary from one rig to another), different from the WOB 170d sensor. A load sensor 140c can be used to determine the WOB value or range where such a determination can be made on top drive 140, winch 130, or other component of device 100.

Детектирование, выполняемое описанными здесь датчиками, может быть выполнено один раз, выполняться непрерывно, периодически и/или через случайные промежутки времени. Определение параметров может быть выполнено вручную оператором или другим лицом, имеющим доступ к интерфейсу человек-машина (HMI), или осуществлено автоматически, например, вводя характеристику или параметр, удовлетворяющий предопределенному условию (например, по истечении промежутка времени, согласно графику хода буровых работ, достигающего предопределенной стадии, срока службы бурового долота и т.д.). Такие датчики и/или другие средства определения параметров могут включать один или несколько интерфейсов, которые могут быть местными на участке скважина/буровая установка или расположены в другом, отдаленном местоположении с сетью связи с системой.Detection performed by the sensors described herein may be performed once, performed continuously, periodically and / or at random intervals. Parameter determination can be performed manually by an operator or another person with access to a human machine interface (HMI), or carried out automatically, for example, by entering a characteristic or parameter that satisfies a predetermined condition (for example, after a period of time, according to the schedule of drilling operations, reaching a predetermined stage, the life of the drill bit, etc.). Such sensors and / or other means of determining parameters may include one or more interfaces, which may be local to the well / drilling site or located in another, remote location with a communication network with the system.

На фигуре 2А представлена блок-схема способа 200а согласно одному или нескольким объектам настоящего изобретения. Способ 200а может быть выполнен во взаимодействии с одним или несколькими компонентами устройства 100, показанного на фигуре 1 во время работы устройства 100. Например, способ 200а может быть выполнен для ориентации скважинного инструмента во время операции бурения, выполняемой с помощью устройства 100.2A is a flowchart of a method 200a according to one or more aspects of the present invention. Method 200a may be performed in conjunction with one or more components of device 100 shown in FIG. 1 during operation of device 100. For example, method 200a may be performed to orient a downhole tool during a drilling operation performed by device 100.

Способ 200а включает стадию 210, во время которой измеряется текущая ориентация TFM скважинного инструмента. Ориентация TFM может быть измерена, используя обычный или разработанный в будущем магнитный датчик скважинного инструмента, который определяет ориентацию скважинного инструмента относительно магнитного северного полюса или истинного северного полюса. Альтернативно или дополнительно, ориентация TFM может быть измерена, используя обычный или разработанный в будущем гравитационный датчик скважинного инструмента, который определяет ориентацию скважинного инструмента относительно поля тяготения Земли. В примере осуществления изобретения ориентация TFM может быть измерена, используя магнитный датчик скважинного инструмента, когда конец ствола скважины отклонен на менее чем примерно 7° от вертикали, с последующим измерением гравитационным датчиком скважинного инструмента, когда окончание ствола скважины отклоняется не более чем примерно на 7° от вертикали. Однако в рамках настоящего изобретения также могут быть использованы гироскопические и/или другие средства для определения TFM.Method 200a includes a step 210, during which the current orientation TF M of the downhole tool is measured. The orientation of the TF M can be measured using a conventional or future magnetic tool tool that detects the orientation of the tool with respect to the magnetic north pole or true north pole. Alternatively or additionally, the orientation of the TF M can be measured using a conventional or future developed downhole tool gravity sensor that detects the orientation of the downhole tool relative to the Earth's gravitational field. In an embodiment of the invention, the orientation of TF M can be measured using a magnetic downhole tool sensor when the end of the wellbore is deviated less than about 7 ° from the vertical, followed by a gravity sensor measurement of the downhole tool when the end of the wellbore deviates by no more than about 7 ° from the vertical. However, gyroscopic and / or other means for determining TF M can also be used within the scope of the present invention.

На следующей стадии 220 ориентация TFM сравнивается с желательной ориентацией TFD скважинного инструмента. Если TFM достаточно равен TFD, как определено на стадии принятия решения 230, способ 200а возобновляется, и стадия 210 повторяется. Выражение "достаточно равен" может означать, в основном, равенство значений, когда разница не превышает нескольких процентов, или может альтернативно означать изменение не больше предопределенного угла, например, около 5°. Кроме того, повторение способа 200а может быть, в основном, немедленным или может иметь место период задержки, прежде чем способ 200а будет возобновлен, и будет повторена стадия 210.In the next step 220, the orientation of TF M is compared with the desired orientation of TF D of the downhole tool. If TF M is sufficiently equal to TF D , as determined at decision stage 230, method 200a is resumed and step 210 is repeated. The expression "sufficiently equal" can mean basically equal values when the difference does not exceed a few percent, or can alternatively mean a change of no more than a predetermined angle, for example, about 5 °. In addition, the repetition of method 200a may be substantially immediate, or there may be a delay period before method 200a is resumed and step 210 is repeated.

Если TFM «недостаточно» равен TFD, как определено на стадии принятия решения 230, способ 200а переходит на стадию 240, во время которой полый вал вращается системой привода, например, на величину, равную разнице между TFM и TFD. Однако в рамках настоящего изобретения вал также может быть повернут на другую величину вращательного регулирования, выполняемого на стадии 240. После выполнения стадии 240 способ 200а возобновляется, и стадия 210 повторяется. Такое повторение может быть, в основном, немедленным, или может иметь место период задержки, прежде чем способ 200а будет возобновлен, и стадия 210 будет повторена.If TF M is “insufficient” equal to TF D , as determined at decision stage 230, method 200a proceeds to step 240, during which the hollow shaft is rotated by the drive system, for example, by an amount equal to the difference between TF M and TF D. However, in the framework of the present invention, the shaft can also be rotated by another amount of rotational adjustment performed in step 240. After step 240 is completed, method 200a is resumed and step 210 is repeated. Such a repetition may be substantially immediate, or a delay period may occur before method 200a is resumed and step 210 is repeated.

На фигуре 2В представлена блок-схема другого примера осуществления способа 200а, показанного на фигуре 2А, определяемая здесь цифровым обозначением 200b. Способ 200b может быть выполнен во взаимодействии с одним или несколькими компонентами устройства 100, показанного на фигуре 1, во время работы устройства 100. Например, способ 200b может быть использован для ориентации скважинного инструмента во время операции бурения, выполняемого с помощью устройства 100.FIG. 2B is a flowchart of another embodiment of the method 200a shown in FIG. 2A, defined herein by a numeral 200b. Method 200b may be performed in conjunction with one or more components of the device 100 shown in FIG. 1 during operation of the device 100. For example, method 200b may be used to orientate a downhole tool during a drilling operation performed by device 100.

Способ 200b включает стадии 210, 220, 230 и 240, описанные выше по отношению к способу 200а и показанные на фигуре 2А. Однако способ 200b также включает стадию 233, на которой измеряются текущие рабочие параметры, если TFM «достаточно равен» TFD, как определено на стадии принятия решения 230. Альтернативно или дополнительно, текущие рабочие параметры могут измеряться периодически или через заданные промежутки времени или в зависимости от других событий. Способ 200b также включает стадию 236, во время которой записываются рабочие параметры, измеренные на стадии 233. Рабочие параметры, записанные на стадии 236, могут использоваться в будущих вычислениях величины момента вращения полого вала, выполняемого на стадии 240, причем эти параметры могут быть определены одним или несколькими интеллектуальными адаптивными контроллерами, программируемыми логическими схемами, искусственными нейронными сетями и/или другими адаптивными и/или "обучаемыми" контроллерами или устройствами обработки данных.Method 200b includes steps 210, 220, 230, and 240 described above with respect to method 200a and shown in FIG. 2A. However, method 200b also includes a step 233 where the current operating parameters are measured if TF M is “sufficiently equal” to TF D , as determined at decision stage 230. Alternatively or additionally, the current operating parameters may be measured periodically or at predetermined intervals or at depending on other events. The method 200b also includes a step 236, during which the operating parameters measured in step 233 are recorded. The operating parameters recorded in step 236 can be used in future calculations of the magnitude of the rotational moment of the hollow shaft performed in step 240, and these parameters can be determined by one or several intelligent adaptive controllers, programmable logic circuits, artificial neural networks and / or other adaptive and / or “trained” controllers or data processing devices.

Каждая из стадий способов 200а и 200b может быть выполнена автоматически. Например, контроллер 190, показанный на фигуре 1, может быть использован для автоматического выполнения сравнения скважинного инструмента на стадии 230 периодически, через случайные интервалы или иными образом. Контроллер 190 также может использоваться для автоматического формирования и передачи управляющих сигналов, направляющих вращение полого вала на стадии 240, например, в ответ на сравнение скважинного инструмента, выполняемого на стадиях 220 и 230.Each of the steps of methods 200a and 200b can be performed automatically. For example, the controller 190 shown in FIG. 1 may be used to automatically perform a downhole tool comparison at step 230 periodically, at random intervals, or otherwise. The controller 190 can also be used to automatically generate and transmit control signals directing the rotation of the hollow shaft in step 240, for example, in response to a comparison of the downhole tool performed in steps 220 and 230.

На фигуре 3 представлена блок-схема устройства 300 согласно одному или несколькими объектам настоящего изобретения. Устройство 300 включает пользовательский интерфейс 305, оборудование ВНА 310, систему привода 315, лебедки 320 и контроллер 325. Устройство 300 может быть осуществлено в пределах окружающей среды и/или в пределах устройства, показанного на фигуре 1. Например, оборудование ВНА 310 может быть, в основном, подобно оборудованию ВНА 170, показанному на фигуре 1, система привода 315 может быть, в основном, подобна верхнему приводу 140, показанному на фигуре 1, лебедки 320 могут быть, в основном, подобны лебедкам 130, показанным на фигуре 1, и контроллер 325 может быть, в основном, подобен контроллеру 190, показанному на фигуре 1. Устройство 300 также может быть использовано в способе 200а, показанном на фигуре 2А, и/или в способе 200b, показанном на фигуре 2В, среди описанных здесь других способов или иными образом в рамках настоящего изобретения.3 is a block diagram of a device 300 according to one or more aspects of the present invention. The device 300 includes a user interface 305, BHA 310 equipment, a drive system 315, a winch 320, and a controller 325. The device 300 may be implemented within the environment and / or within the device shown in Figure 1. For example, the BHA 310 equipment may be basically, like the BHA 170 equipment shown in FIG. 1, the drive system 315 can be basically similar to the top drive 140 shown in FIG. 1, the winches 320 can be basically similar to the winches 130 shown in FIG. 1, and controller 325 maybe basically explicitly similar to the controller 190 shown in Figure 1. The device 300 may also be used in the method 200a shown in Figure 2A and / or in the method 200b shown in Figure 2B, among other methods described herein or otherwise in the framework of the present invention .

Пользовательский интерфейс 305 и контроллер 325 могут быть отдельными компонентами, которые связаны через проводные или беспроводные средства связи. Альтернативно пользовательский интерфейс 305 и контроллер 325 могут быть компонентами одной системы или контроллера 327, как показано пунктиром на фигуре 3.User interface 305 and controller 325 may be separate components that are connected through wired or wireless communications. Alternatively, the user interface 305 and controller 325 may be components of a single system or controller 327, as shown by a dotted line in FIG. 3.

Пользовательский интерфейс 305 включает средство 330 для ввода пользователем одной или нескольких заданных точек скважинного инструмента и также может включать средство для ввода пользователем других заданных точек, пределов и других входных данных. Средство ввода данных 330 может включать клавиатуру, устройство голосовой связи, шкалу, клавиатуру, выключатель, селекторный разъединитель, переключатель, джойстик, мышь, базу данных и/или другое обычное или разработанное в будущем устройство ввода данных. Такие средства ввода данных могут поддерживать ввод данных от местных и/или удаленных узлов. Альтернативно или дополнительно, средство ввода данных 330 может включать средства для выбора пользователем предопределенных значений температуры скважинного инструмента или диапазонов, например, через одно или нескольких падающих меню. Данные температуры скважинного инструмента могут также или альтернативно быть выбраны контроллером 325 путем выполнения одной или нескольких процедур поиска в базе данных. В целом, средство ввода данных 330 и/или другие компоненты в объеме настоящего изобретения поддерживают работу и/или контроль станций на участке буровой установки, так же как на одном или нескольких удаленных участках через линию связи с системой и локальную вычислительную сеть (местную сеть), глобальную сеть, Интернет, линию спутниковой связи и/или по радио среди других возможных средств связи.The user interface 305 includes means 330 for the user to enter one or more predetermined points of the downhole tool, and may also include means for the user to enter other specified points, limits, and other input data. The input means 330 may include a keyboard, a voice device, a dial, a keyboard, a switch, a selector disconnector, a switch, a joystick, a mouse, a database, and / or other conventional or future data input device. Such data entry means may support data entry from local and / or remote nodes. Alternatively or additionally, the data input means 330 may include means for the user to select predefined temperature values of the downhole tool or ranges, for example, through one or more drop-down menus. Downhole tool temperature data may also or alternatively be selected by controller 325 by performing one or more database lookup procedures. In general, the data input means 330 and / or other components within the scope of the present invention support the operation and / or monitoring of stations in a drilling rig section, as well as in one or more remote sections through a communication line with the system and a local area network (local area network) , global network, Internet, satellite link and / or radio, among other possible means of communication.

Пользовательский интерфейс 305 также может включать дисплей 335, используемый для визуального представления информации пользователю виде текста, графики или видео. Дисплей 335 также может быть использован пользователем для ввода заданный значений скважинного инструмента в сочетании со средством ввода данных 330. Например, средство ввода заданных значений 330 скважинного инструмента может являться неотъемлемой частью дисплея 335 или иными образом связано с ним.User interface 305 may also include a display 335 used to visually present information to the user in the form of text, graphics, or video. The display 335 can also be used by the user to enter the target values of the downhole tool in combination with the data input means 330. For example, the input tool setpoints 330 of the downhole tool may be an integral part of the display 335 or otherwise associated with it.

Оборудование ВНА 310 может включать датчик давления 340 в обсадной колонне MWD, который используется для определения значения давления в кольцевом пространстве или диапазон давления в части MWD ВНА 310, и он может быть, в основном, подобен датчику давления 170а, показанному на фигуре 1. Данные давления в обсадной колонне, измеренные датчиком давления в обсадной колонне MWD 340, можно послать в виде электронного сигнала в контроллер 325 через проводную или беспроводную линию связи.The BHA 310 equipment may include a MWD casing pressure sensor 340, which is used to determine the annular pressure value or pressure range in the MWD BHA 310, and may be substantially similar to the pressure sensor 170a shown in Figure 1. Data casing pressure measured by the MWD 340 casing pressure sensor can be sent as an electronic signal to controller 325 via a wired or wireless communication line.

Оборудование ВНА 310 также может включать ударный или вибрационный датчик MWD 345, который используется для обнаружения ударов и/или вибрации в оборудовании MWD ВНА 310, и он, в основном, может быть подобен ударному/вибрационному датчику 170b, показанному на фигуре 1. Данные удара/вибрации, обнаруженные через ударный или вибрационный датчик 345, можно послать в виде электронного сигнала в контроллер 325 через проводную или беспроводную линию связи.BHA 310 equipment may also include a shock or vibration detector MWD 345, which is used to detect shock and / or vibration in the MWD BHA 310 equipment, and it can basically be similar to the shock / vibration sensor 170b shown in Figure 1. Shock data / vibrations detected through the shock or vibration sensor 345 can be sent as an electronic signal to the controller 325 via a wired or wireless communication line.

Оборудование ВНА 310 также может включать датчик 350 перепада давления ΔР через гидравлический забойный двигатель, который используется для определения величины перепада давления или диапазона перепада давления через гидравлический забойный двигатель оборудования ВНА 310, и он, в основном, может быть подобен датчику 172а обнаружения перепада давления ΔР через гидравлический забойный двигатель. Датчик 350 перепада давления ΔР может послать электронный сигнала в контроллер 325 через проводную или беспроводную линию связи. Перепад давления ΔР гидравлического забойного двигателя может быть альтернативно или дополнительно вычислен, обнаружен или иными образом определен на поверхности, вычисляя разницу между поверхностным давлением стояка выше забоя и давлением в момент контакта бурового долота с дном забоя и начала его вращения при бурении.BHA 310 equipment may also include a differential pressure sensor ΔP 350 through a downhole hydraulic motor, which is used to determine a differential pressure or a differential pressure range through a hydraulic downhole motor of a BHA 310 equipment, and it can basically be similar to a differential pressure detection ΔP sensor 172a through a hydraulic downhole motor. The differential pressure sensor 350 ΔP can send an electronic signal to the controller 325 via a wired or wireless communication line. The pressure drop ΔP of the hydraulic downhole motor can be alternatively or additionally calculated, detected, or otherwise determined on the surface by calculating the difference between the surface pressure of the riser above the bottom and the pressure at the moment the drill bit contacts the bottom of the bottom and begins to rotate when drilling.

Оборудование ВНА 310 также может включать магнитный датчик скважинного инструмента 355 и гравитационный датчик скважинного инструмента 360, которые вместе определяют текущий скважинный инструмент и которые вместе, в основном, могут быть подобны датчику скважинного инструмента 170с, показанного на фигуре 1. Магнитный датчик скважинного инструмента 355 может быть или включать обычный или разработанный в будущем магнитный датчик скважинного инструмента, который определяет ориентацию скважинного инструмента относительно магнитного северного или истинного северного полюса. Гравитационный датчик скважинного инструмента 360 может быть или включать обычный или разработанный в будущем гравитационный датчик скважинного инструмента, который определяет ориентацию скважинного инструмента относительно поля тяготения Земли. В примере осуществления изобретения магнитный датчик скважинного инструмента 355 может обнаружить текущий скважинный инструмент, когда конец ствола скважины отклоняется не более чем примерно на 7° от вертикали, и гравитационный датчик скважинного инструмента 360 может обнаружить текущий скважинный инструмента, когда конец ствола скважины отклоняется на величину более чем примерно 7° от вертикали. Однако в рамках настоящего изобретения также могут быть использованы другие датчики скважинного инструмента, включая немагнитные датчики скважинного инструмента и негравитационные датчики наклона. В любом случае, ориентацию скважинного инструмента, обнаруженную одним или несколькими датчиками скважинного инструмента (например, датчики 355 и/или 360), можно послать в виде электронного сигнала в контроллер 325 через проводную или беспроводную линию связи.BHA 310 equipment may also include a downhole tool magnetic sensor 355 and a downhole tool gravity sensor 360, which together determine the current downhole tool and which together can basically be similar to the downhole tool sensor 170c shown in FIG. 1. The downhole tool magnetic sensor 355 can be or include a conventional or future developed downhole tool magnetic sensor that detects the orientation of the downhole tool relative to magnetic north Whether the true North Pole. The gravity sensor of the downhole tool 360 may either include a conventional or future developed gravity sensor of the downhole tool that detects the orientation of the downhole tool relative to the Earth's gravitational field. In an example embodiment of the invention, the magnetic sensor of the downhole tool 355 can detect the current downhole tool when the end of the wellbore deviates no more than about 7 ° from the vertical, and the gravity sensor of the downhole tool 360 can detect the current downhole tool when the end of the wellbore deviates by more than than approximately 7 ° from the vertical. However, other downhole tool sensors may also be used within the scope of the present invention, including non-magnetic downhole tool sensors and non-gravity tilt sensors. In any case, the orientation of the downhole tool detected by one or more downhole tool sensors (e.g., sensors 355 and / or 360) can be sent as an electronic signal to the controller 325 via a wired or wireless communication line.

Оборудование ВНА 310 также может включать датчик крутящего момента MWD 365, который используется для определения величины или диапазона крутящего момента, приложенного к буровому долоту двигателем(ями) оборудования ВНА 310, и он, в основном может быть подобен датчику крутящего момента 172b, показанному на фигуре 1. Данные крутящего момента, обнаруженные датчиком крутящего момента MWD 365, можно послать в виде электронного сигнала в контроллер 325 через проводную или беспроводную линию связи.BHA 310 equipment may also include a MWD 365 torque sensor, which is used to determine the amount or range of torque applied to the drill bit by the engine (s) of the BHA 310 equipment, and it can basically be similar to the torque sensor 172b shown in the figure 1. The torque data detected by the MWD 365 torque sensor can be sent as an electronic signal to the controller 325 via a wired or wireless communication line.

Оборудование ВНА 310 также может включать датчик 370 MWD WOB, который используется для определения величины или диапазона значений для WOB вблизи оборудования ВНА 310, и этот датчик, в основном может быть подобно датчику 170d WOB, показанному на фигуре 1. Данные WOB, обнаруженные датчиком 370 MWD WOB, можно послать в виде электронного сигнала в контроллер 325 через проводную или беспроводную линию связи.The BHA 310 equipment may also include a MWD WOB sensor 370, which is used to determine the magnitude or range of values for the WOB near the BHA 310 equipment, and this sensor can basically be similar to the WOB sensor 170d shown in Figure 1. The WOB data detected by the 370 sensor The MWD WOB can be sent as an electronic signal to the controller 325 via a wired or wireless communication line.

Лебедки 320 включают контроллер 390 и/или другие средства для подачи бурового каната (типа бурового каната 125, показанного на фигуре 1). Такая операция может включать направленную подачу (вниз и вверх) и управление скоростью подачи. Однако примеры осуществления изобретения включают и те варианты, в которых лебедки бурильной колонны с буровым канатом альтернативно могут иметь гидроцилиндр или шестеренчатый подъемник, где движение бурильной колонны вверх и вниз осуществляется через систему, отличную от лебедки. Бурильная колонна также может состоять из гибких насосно-компрессорных труб, когда движением бурильной колонны в скважину и из скважины управляет устьевая головка, которая захватывает и подает трубы в скважину и из скважины. Тем не менее, примеры осуществления изобретения могут включать вариант контроллера 390, и контроллер 390 может использоваться для управления подачей и/или извлечением бурильной колонны.Winches 320 include a controller 390 and / or other means for supplying a drill line (such as drill line 125 shown in FIG. 1). Such an operation may include directional feed (up and down) and feed rate control. However, embodiments of the invention also include those embodiments in which drill string winches with a drill string may alternatively have a hydraulic cylinder or a gear hoist, where the drill string is moved up and down through a system other than the winch. The drill string may also consist of flexible tubing, when the movement of the drill string into and out of the well is controlled by a wellhead that captures and feeds the pipe into and out of the well. However, embodiments of the invention may include a variant of the controller 390, and the controller 390 may be used to control the feed and / or extraction of the drill string.

Система привода 315 включает поверхностный датчик крутящего момента 375, который используется для определения величины или диапазона реактивного крутящего момента полого вала или бурильной колонны, аналогично датчику крутящего момента 140а, показанного на фигуре 1. Система привода 315 также включает датчик 380 положения полого вала, который используется для определения величины или диапазона вращательного положения полого вала, например, относительно истинного северного полюса или другой неподвижной точки. Данные поверхностного скручивания и положения полого вала, обнаруженные датчиками 375 и 380, соответственно, можно послать в виде электронного сигнала в контроллер 325 через проводную или беспроводную линию связи. Система привода 315 также включает контроллер 385 и/или другие средства для управления вращательным положением, скоростью и направлением полого вала или другого компонента бурильной колонны, соединенного с системой привода 315 (например, полого вала 145, показанного на фигуре 1).The drive system 315 includes a surface torque sensor 375, which is used to determine the magnitude or range of the reactive torque of the hollow shaft or drill string, similar to the torque sensor 140a shown in figure 1. The drive system 315 also includes a sensor 380 of the position of the hollow shaft, which is used to determine the magnitude or range of the rotational position of the hollow shaft, for example, relative to the true north pole or other fixed point. Surface curl data and hollow shaft positions detected by sensors 375 and 380, respectively, can be sent as an electronic signal to controller 325 via a wired or wireless communication line. The drive system 315 also includes a controller 385 and / or other means for controlling the rotational position, speed and direction of the hollow shaft or other component of the drill string connected to the drive system 315 (for example, the hollow shaft 145 shown in FIG. 1).

В примере осуществления изобретения система привода 315, контроллер 385 и/или другой компонент устройства 300 может включать средство учета трения между бурильной колонной и стволом скважины. Например, такое средство учета трения может быть использовано для обнаружения места и/или величины трения, которая может затем быть вычтена из фактического "реактивного" крутящего момента, возможно контроллером 385 и/или другим компонентом управления устройства 300.In an example embodiment of the invention, the drive system 315, the controller 385, and / or other component of the device 300 may include means for accounting for friction between the drill string and the borehole. For example, such a friction meter can be used to detect the location and / or amount of friction, which can then be subtracted from the actual "reactive" torque, possibly by a controller 385 and / or other control component of the device 300.

Контроллер 325 сконфигурирован для приема одного или нескольких вышеописанных параметров от интерфейса пользователя 305, оборудования ВНА 310 и/или от системы привода 315 и использует такие параметры непрерывно, периодически или иными образом для определения текущей ориентации скважинного инструмента. Контроллер 325 также может использоваться для формирования управляющего сигнала, например, через схему интеллектуального адаптивного управления, и для формирования управляющего сигнала для системы привода 315 и/или лебедки 320, чтобы настроить или поддержать ориентацию скважинного инструмента. Например, контроллер 325 может выполнить способ 202, показанный на фигуре 2В, чтобы передать один или несколько сигналов систему привода 315 и/или лебедки 320 для увеличения или уменьшения нагрузки WOB и/или изменения положения полого вала с тем, чтобы точно "управлять" операцией бурения.The controller 325 is configured to receive one or more of the above parameters from the user interface 305, BHA equipment 310 and / or from the drive system 315, and uses such parameters continuously, periodically or otherwise to determine the current orientation of the downhole tool. The controller 325 can also be used to generate a control signal, for example, through a smart adaptive control circuit, and to generate a control signal for the drive system 315 and / or winch 320 to adjust or maintain the orientation of the downhole tool. For example, controller 325 may execute method 202 of FIG. 2B to transmit one or more signals to drive system 315 and / or winch 320 to increase or decrease WOB load and / or reposition hollow shaft in order to precisely “control” the operation drilling.

Кроме того, как и в примере осуществления изобретения, изображенном на фигуре 3, контроллер 385 системы привода 315 и/или контроллер 390 лебедок 320 может использоваться для формирования и передачи сигнала на контроллер 325. Следовательно, контроллер 385 системы привода 315 может быть использован для управления оборудованием ВНА 310 и/или лебедки 320, чтобы помочь в достижении и/или поддержании желательной ориентации скважинного инструмента. Точно так же, контроллер 390 лебедок 320 может быть использован для управления оборудованием ВНА 310 и/или системой привода 315, чтобы помочь в достижении и/или поддержании желательной ориентации скважинного инструмента. Альтернативно или дополнительно, контроллер 385 системы привода 315 и контроллер 390 лебедок 320 может использоваться для непосредственной связи, например, как показано двойной стрелкой 392 на фигуре 3. Следовательно, контроллер 385 системы привода 315 и контроллер 390 лебедок 320 могут использоваться совместно для получения и/или поддержания желательной ориентации скважинного инструмента. Такое взаимодействие может быть независимым от управления, обеспечиваемого контроллером 325 и/или оборудованием ВНА 310.In addition, as in the embodiment of FIG. 3, the controller 385 of the drive system 315 and / or the controller 390 of the winches 320 can be used to generate and transmit a signal to the controller 325. Therefore, the controller 385 of the drive system 315 can be used to control BHA 310 and / or winch 320 equipment to help achieve and / or maintain the desired orientation of the downhole tool. Similarly, winch controller 390 320 can be used to control BHA 310 equipment and / or drive system 315 to help achieve and / or maintain the desired orientation of the downhole tool. Alternatively or additionally, the controller 385 of the drive system 315 and the controller 390 of the winch 320 can be used for direct communication, for example, as shown by the double arrow 392 in figure 3. Therefore, the controller 385 of the drive system 315 and the controller 390 of the winch 320 can be used together to receive and / or maintaining the desired orientation of the downhole tool. Such interaction may be independent of the control provided by the controller 325 and / or BHA 310 equipment.

На фигуре 4А представлена схема, по меньшей мере, части устройства 400а согласно одному аспекту настоящего изобретения. Устройство 400а является примерным выполнением устройства 100, показанного на фигуре 1, и/или устройства 300, показанного на фигуре 3, и примерной окружающей средой, в которой может быть выполнен способ 200а, показанный на фигуре 2А, и/или способ 200b, показанный на фигуре 2В. Устройство 400а включает множество входов пользователя 410 и, по меньшей мере, один процессор 420. Входы пользователя 410 включают ограничение крутящего момента полого вала 410а по максимуму, ограничение крутящего момента полого вала 410b по минимуму, ограничение скорости полого вала 410с по максимуму, ограничение скорости полого вала 410d по минимуму, ограничение колебаний полого вала 410а по максимуму, ограничение колебаний полого вала 410f по минимуму, нейтральную точку колебания полого вала 410g и вход 410h ориентации скважинного инструмента. Однако в других примерах осуществления настоящего изобретения могут использоваться дополнительные или альтернативные входы пользователя 410. Входы пользователя 410, в основном, могут быть аналогичны входу пользователя 330 или другим компонентам соединений пользователя 305, показанным на фигуре 3. По меньшей мере, один процессор 420 может формировать, по меньшей мере, часть контроллера 325, показанного на фигуре 3,и/или контроллера 385 из системы привода 315, показанного на фигуре 3, или быть сформированным, по меньшей мере, частью этого контроллера.4A is a diagram of at least a portion of a device 400a according to one aspect of the present invention. The device 400a is an exemplary embodiment of the device 100 shown in FIG. 1 and / or the device 300 shown in FIG. 3 and an exemplary environment in which the method 200a shown in FIG. 2A and / or the method 200b shown in FIG. figure 2B. The device 400a includes a plurality of user inputs 410 and at least one processor 420. The user inputs 410 include a maximum torque limit of the hollow shaft 410a, a maximum torque limit of the hollow shaft 410b, a maximum speed limit of the hollow shaft 410c, and a speed limit of the hollow shaft the shaft 410d to a minimum, the maximum vibration limit of the hollow shaft 410a to the maximum, the maximum vibration limit of the hollow shaft 410f to the minimum, the neutral point of vibration of the hollow shaft 410g and the downhole tool orientation input 410h. However, other or alternative user inputs 410 may be used in other embodiments of the present invention. User inputs 410 can generally be similar to user inputs 330 or other components of user connections 305 shown in FIG. 3. At least one processor 420 may form at least a portion of the controller 325 of FIG. 3 and / or the controller 385 of the drive system 315 of FIG. 3 or to be formed of at least a portion of this controller.

В примере осуществления изобретения, изображенном на фигуре 4А, по меньшей мере, один процессор 420 включает контроллер 420а скважинного инструмента и контроллер лебедок 420b, и устройство 400а также включает множеством датчиков 430 или иными образом связано с указанными датчиками. Множество датчиков 430 включает датчик крутящего момента долота 430а, датчик крутящего момента полого вала 430b, датчик скорости полого вала 430с, датчик положения полого вала 430d, датчик 430е гидравлического забойного двигателя ΔР и датчик ориентации скважинного инструмента 430f. В других примерах осуществления настоящего изобретения могут использоваться дополнительные или альтернативные датчики 430. В примере осуществления изобретения каждый из множества датчиков 430 может быть расположен на поверхности ствола скважины, а не в забое около бурового долота, в оборудовании ВНА, и/или в любом инструментальном средстве во время каротажа при бурении. Однако в других примерах осуществления один или несколько датчиков 430 могут быть расположены не на поверхности. Например, в одном примере осуществления изобретения датчик крутящего момента полого вала 430b, датчик скорости полого вала 430с и датчик положения полого вала 430d могут быть поверхностными датчиками, тогда как датчик крутящего момента 430а бурового долота, датчик 430е гидравлического забойного двигателя ΔР и датчик ориентации скважинного инструмента 430f могут быть скважинными датчиками (например, датчиками MWD). Кроме того, отдельные датчики 430 могут быть, в основном, подобны соответствующим датчикам, показанным на фигуре 1 или фигуре 3.In the embodiment of FIG. 4A, at least one processor 420 includes a downhole tool controller 420a and a winch controller 420b, and the device 400a also includes a plurality of sensors 430 or is otherwise associated with said sensors. The plurality of sensors 430 include a bit torque sensor 430a, a hollow shaft torque sensor 430b, a hollow shaft speed sensor 430c, a hollow shaft position sensor 430d, a hydraulic downhole motor ΔP sensor 430e, and a downhole tool orientation sensor 430f. In other embodiments of the present invention, additional or alternative sensors 430 may be used. In an example embodiment of the invention, each of the plurality of sensors 430 may be located on the surface of the wellbore rather than in the bottom near the drill bit, in the BHA equipment, and / or in any tool while logging while drilling. However, in other embodiments, one or more sensors 430 may not be located on the surface. For example, in one embodiment of the invention, the hollow shaft torque sensor 430b, the hollow shaft speed sensor 430c, and the hollow shaft position sensor 430d may be surface sensors, while the drill bit torque sensor 430a, the hydraulic downhole motor sensor 430e ΔP, and the downhole tool orientation sensor 430f may be downhole sensors (e.g., MWD sensors). In addition, the individual sensors 430 may be substantially similar to the respective sensors shown in FIG. 1 or FIG. 3.

Устройство 400а также включает двигатель полого вала 440 или связано с ним. Двигатель полого вала 440 может формировать, по меньшей мере, часть верхнего привода или другой системы привода, например верхний привод 140, показанный на фигуре 1, и/или систему привода 315, показанную на фигуре 3. Двигатель полого вала 440 принимает управляющий сигнал двигателя полого вала, по меньшей мере, от одного процессора 420, если он также не передается другими компонентами устройства 400а. Управляющий сигнал двигателя полого вала управляет положением (например, азимутом), направлением вращения, скоростью вращения и/или колебанием полого вала. Контроллер скважинного инструмента 420а используется для формирования управляющего сигнала двигателя полого вала, используя данные, полученные от входов пользователя 410 и датчиков 430.The device 400a also includes or is associated with a hollow shaft motor 440. The hollow shaft motor 440 may form at least a portion of the top drive or other drive system, for example, the top drive 140 shown in FIG. 1 and / or the drive system 315 shown in FIG. 3. The hollow shaft motor 440 receives a control signal of the hollow motor shaft, at least one processor 420, if it is also not transmitted by other components of the device 400a. The control signal of the hollow shaft motor controls the position (for example, azimuth), direction of rotation, speed of rotation and / or oscillation of the hollow shaft. The downhole tool controller 420a is used to generate a control signal for the hollow shaft motor using data received from user inputs 410 and sensors 430.

Контроллер 420а скважинного инструмента может сравнивать фактический крутящий момент полого вала с максимальным значением крутящего момента полого вала, полученным от соответствующего ввода пользователя 410а. Фактический крутящий момент полого вала может быть определен, используя данные, полученные от датчика крутящего момента полого вала 430b. Например, если фактический крутящий момент полого вала превышает максимальное значение крутящего момента полого вала, то управляющий сигнал двигателя полого вала может восстановить рабочее значение крутящего момента полого вала 440. В примере осуществления изобретения контроллер 420а скважинного инструмента может быть использован для оптимизации параметров при операции бурения в связи с фактическим крутящим моментом полого вала, например, увеличивая фактический крутящий момент полого вала до максимальной величины, не превышая ограничения крутящего момента полого вала по максимуму.The downhole tool controller 420a can compare the actual hollow shaft torque with the maximum hollow shaft torque value obtained from the corresponding user input 410a. The actual torque of the hollow shaft can be determined using data obtained from the torque sensor of the hollow shaft 430b. For example, if the actual torque of the hollow shaft exceeds the maximum torque of the hollow shaft, then the control signal of the hollow shaft motor can restore the working value of the torque of the hollow shaft 440. In an example embodiment of the invention, the downhole tool controller 420a can be used to optimize parameters during drilling operations in connection with the actual torque of the hollow shaft, for example, increasing the actual torque of the hollow shaft to a maximum value, without exceeding the limit maximum torque of the hollow shaft.

Альтернативно или дополнительно контроллер 420а скважинного инструмента может сравнивать фактический крутящий момент полого вала с минимальным крутящим моментом полого вала, полученным из соответствующего ввода пользователя 410b. Например, если фактический крутящий момент полого вала отклоняется ниже предела по минимуму, управляющий сигнал двигателя полого вала может служить командой на увеличение крутящего момента полого вала 440. В примере осуществления изобретения контроллер 420а скважинного инструмента может быть использован для оптимизации параметров операции бурения, связанных с фактическим крутящим моментом полого вала, например, снижая до минимума фактический крутящий момент полого вала, не доводя до точки ограничения крутящего момента полого вала.Alternatively or additionally, the downhole tool controller 420a may compare the actual hollow shaft torque with the minimum hollow shaft torque obtained from the corresponding user input 410b. For example, if the actual hollow shaft torque deviates below the minimum limit, the control signal of the hollow shaft motor can serve as a command to increase the torque of the hollow shaft 440. In an example embodiment of the invention, the downhole tool controller 420a can be used to optimize drilling operation parameters related to the actual the torque of the hollow shaft, for example, minimizing the actual torque of the hollow shaft, not reaching the point of limitation of the torque of the hollow shaft.

Альтернативно или дополнительно контроллер 420а скважинного инструмента может сравнивать фактическую скорость полого вала с пределом ограничения по максимуму, полученным от соответствующего ввода пользователя 410с. Фактическая скорость полого вала может быть определена, используя данные, полученные от датчика скорости полого вала 430с. Например, если фактическая скорость полого вала превышает предельное значение скорости полого вала, то управляющий сигнал двигателя полого вала может восстановить нормальную скорость полого вала 440. В примере осуществления изобретения контроллер 420а скважинного инструмента может быть использован для оптимизации параметров операции бурения, связанных с фактической скоростью полого вала, в частности, увеличивая фактическую скорость полого вала, не превышая установленного предела скорости полого вала по максимуму.Alternatively or additionally, the downhole tool controller 420a may compare the actual speed of the hollow shaft with the maximum limit limit received from the corresponding user input 410c. The actual speed of the hollow shaft can be determined using data obtained from the speed sensor of the hollow shaft 430c. For example, if the actual speed of the hollow shaft exceeds the limit value of the speed of the hollow shaft, the control signal of the hollow shaft motor can restore the normal speed of the hollow shaft 440. In an example embodiment of the invention, the downhole tool controller 420a can be used to optimize drilling operation parameters related to the actual speed of the hollow shaft shaft, in particular, increasing the actual speed of the hollow shaft, not exceeding the maximum speed limit of the hollow shaft.

Альтернативно или дополнительно контроллер 420а скважинного инструмента может сравнивать фактическую скорость полого вала с пределом скорости полого вала, полученным от соответствующего ввода пользователем 410d. Например, если фактическая скорость полого вала отклоняется на величину ниже предела ограничения скорости полого вала, управляющий сигнал двигателя полого вала может увеличить скорость полого вала 440. В примере осуществления изобретения контроллер 420а скважинного инструмента может быть использован для оптимизации параметров операции бурения, связанных с фактической скоростью полого вала, например, снижая до минимума фактическую скорость полого вала, не превышая предела скорости полого вала по максимуму.Alternatively or additionally, the downhole tool controller 420a may compare the actual speed of the hollow shaft with the limit of the speed of the hollow shaft obtained from the corresponding input by the user 410d. For example, if the actual speed of the hollow shaft deviates below the limit of the speed limit of the hollow shaft, the control signal of the hollow shaft motor may increase the speed of the hollow shaft 440. In an example embodiment of the invention, the downhole tool controller 420a may be used to optimize drilling operation parameters related to the actual speed hollow shaft, for example, minimizing the actual speed of the hollow shaft, not exceeding the maximum speed limit of the hollow shaft.

Альтернативно или дополнительно контроллер 420а скважинного инструмента может сравнивать фактическую ориентацию (азимут) полого вала с колебанием полого вала с пределом по максимуму, полученным от соответствующего ввода пользователя 410е. Фактическая ориентация полого вала может быть определена, используя данные, полученные от датчика положения полого вала 430d. Например, если фактическая ориентация полого вала превышает колебание полого вала с ограничением по максимуму, то управляющий сигнал двигателя полого вала может восстановить колебания полого вала 440 в пределах колебания полого вала с ограничением по максимуму или изменять параметры колебания полого вала таким образом, что фактическое колебание полого вала в положительном направлении (например, по часовой стрелке) не превышает колебание полого вала с ограничением по максимуму. В примере осуществления изобретения контроллер 420а скважинного инструмента может быть использован для оптимизации параметров операции бурения, связанных с фактическим колебанием полого вала, например, увеличивая величину фактического колебания полого вала в положительном направлении, не превышая ограничения колебаний полого вала по максимуму.Alternatively or additionally, the downhole tool controller 420a may compare the actual orientation (azimuth) of the hollow shaft with the oscillation of the hollow shaft with a maximum limit obtained from the corresponding user input 410e. The actual orientation of the hollow shaft can be determined using data obtained from the position sensor of the hollow shaft 430d. For example, if the actual orientation of the hollow shaft exceeds the oscillation of the hollow shaft with a maximum limit, then the control signal of the motor of the hollow shaft can restore the oscillations of the hollow shaft 440 within the oscillation of the hollow shaft with a maximum limit or change the parameters of the oscillation of the hollow shaft so that the actual oscillation of the hollow shaft shaft in a positive direction (for example, clockwise) does not exceed the oscillation of the hollow shaft with a maximum limit. In an embodiment of the invention, the downhole tool controller 420a can be used to optimize drilling operation parameters associated with the actual vibration of the hollow shaft, for example, by increasing the value of the actual vibration of the hollow shaft in the positive direction without exceeding the maximum vibration limit of the hollow shaft.

Альтернативно или дополнительно контроллер 420а скважинного инструмента может сравнивать фактическую ориентацию полого вала с пределом отклонения полого вала по минимуму, полученным от соответствующего ввода пользователя 410f. Например, если фактическая ориентация полого вала отклоняется ниже предела колебаний полого вала, управляющий сигнал двигателя полого вала может направить вращение полого вала 440 в пределы ограничения колебаний полого вала или изменить параметры колебания полого вала таким образом, что фактическое колебание полого вала в отрицательном направлении (например, против часовой стрелки) не превысит предела колебаний полого вала по минимуму. В примере осуществления изобретения контроллер 420а скважинного инструмента может быть использован для оптимизации параметров операции бурения, связанных с фактическим колебанием полого вала, например, увеличивая фактическую величину колебания полого вала, не превышая предела колебаний полого вала по минимуму.Alternatively or additionally, the downhole tool controller 420a may compare the actual orientation of the hollow shaft with the minimum deflection limit of the hollow shaft obtained from the corresponding user input 410f. For example, if the actual orientation of the hollow shaft deviates below the limit of oscillation of the hollow shaft, the control signal of the hollow shaft motor can direct the rotation of the hollow shaft 440 to the limits of the oscillation of the hollow shaft or change the parameters of the oscillation of the hollow shaft so that the actual hollow shaft oscillates in a negative direction (for example counterclockwise) does not exceed the limit of the oscillations of the hollow shaft to a minimum. In an example embodiment of the invention, the downhole tool controller 420a can be used to optimize drilling operation parameters associated with the actual vibration of the hollow shaft, for example, by increasing the actual value of the vibration of the hollow shaft without exceeding the vibration limit of the hollow shaft to a minimum.

Альтернативно или дополнительно контроллер 420а скважинного инструмента может сравнивать фактическую нейтральную точку колебания полого вала с желательным колебанием полого вала входа нейтральной точки, полученную от соответствующего ввода пользователя 410g. Фактическая нейтральная точка колебания полого вала может быть определена, используя данные, полученные от датчика положения полого вала 430d. Например, если фактическая нейтральная точка колебания полого вала изменяется от желательного значения нейтральной точки колебания полого вала на предопределенную величину или падает за пределы желательного диапазона колебаний, то управляющий сигнал двигателя полого вала может изменить параметры колебания полого вала 440, чтобы осуществить соответствующую коррекцию.Alternatively or additionally, the downhole tool controller 420 a can compare the actual neutral point of the hollow shaft oscillation with the desired neutral point hollow oscillation of the neutral point input received from the corresponding user input 410g. The actual neutral point of oscillation of the hollow shaft can be determined using data obtained from the position sensor of the hollow shaft 430d. For example, if the actual neutral point of vibration of the hollow shaft changes from the desired value of the neutral point of vibration of the hollow shaft by a predetermined value or falls outside the desired range of vibration, then the control signal of the motor of the hollow shaft can change the vibration parameters of the hollow shaft 440 in order to carry out the corresponding correction.

Альтернативно или дополнительно контроллер 420а скважинного инструмента может сравнивать фактическую ориентацию скважинного инструмента с величиной ориентации скважинного инструмента, полученной от соответствующего входа пользователя 410h. Вход ориентации скважинного инструмента, полученный от входа пользователя 410h, может быть единственным значением, указывающим на желательную ориентацию скважинного инструмента. Например, если фактическая ориентация скважинного инструмента отличается от входного значения ориентации скважинного инструмента на предопределенную величину, то управляющий сигнал двигателя полого вала может заставить полый вал 440 вращаться на величину, соответствующую необходимую для коррекции ориентации скважинного инструмента. Однако входная величина ориентации скважинного инструмента, полученная от входа пользователя 410h, может альтернативно быть диапазоном, в пределах которого была бы сохранена желательная ориентация скважинного инструмента. Например, если фактическая ориентация скважинного инструмента выходит из диапазона входной ориентации скважинного инструмента, управляющий сигнал двигателя полого вала может повернуть полый вал 440 на величину, необходимую для коррекции фактической ориентации скважинного инструмента в пределах входного диапазона ориентации скважинного инструмента. В одном примере осуществления изобретения фактическая ориентация скважинного инструмента сравнивается с входной ориентацией скважинного инструмента автоматически, возможно на основании предопределенного и/или постоянно обновляемого плана скважины (например, "проект обслуживания скважины"), возможно принимая во внимание ошибку при проходке скважины в ходе буровых работ.Alternatively or additionally, the downhole tool controller 420a may compare the actual orientation of the downhole tool with a value of the downhole tool orientation obtained from the corresponding user input 410h. The downhole tool orientation input received from user input 410h may be the only value indicating the desired downhole tool orientation. For example, if the actual orientation of the downhole tool differs from the input value of the orientation of the downhole tool by a predetermined amount, then the control signal of the hollow shaft motor can cause the hollow shaft 440 to rotate by a value corresponding to correcting the orientation of the downhole tool. However, the input value of the downhole tool orientation obtained from the user input 410h may alternatively be a range within which the desired orientation of the downhole tool would be kept. For example, if the actual orientation of the downhole tool is outside the input orientation range of the downhole tool, the control signal of the hollow shaft motor can rotate the hollow shaft 440 by the amount necessary to correct the actual orientation of the downhole tool within the input range of the downhole tool orientation. In one embodiment, the actual orientation of the downhole tool is compared with the input orientation of the downhole tool automatically, possibly based on a predetermined and / or constantly updated well plan (for example, a “well service project”), possibly taking into account the error when drilling a well during drilling .

В каждом из вышеупомянутых сравнений и/или вычислений, выполненных контроллером скважинного инструмента, фактический перепад давления ΔР гидравлического забойного двигателя и/или фактический крутящий момент бурового долота также могут быть использованы при формировании сигнала привода полого вала. Фактический перепад давления ΔР гидравлического забойного двигателя может быть определен используя данные, полученные от датчика 430е ΔР гидравлического забойного двигателя, и/или измеряя давление насоса прежде, чем буровое долото достигнет дна забоя, и измеряя эту величину, и фактический крутящий момент бурового долота может быть определен используя данные, полученные от датчика крутящего момента 430а бурового долота. Альтернативно фактический крутящий момент бурового долота может быть вычислен, используя данные перепада давления (ΔР), полученные от датчика 430е гидравлического забойного двигателя, потому что фактический крутящий момент бурового долота и фактический ΔР гидравлического забойного двигателя пропорциональны.In each of the above comparisons and / or calculations made by the downhole tool controller, the actual pressure drop ΔP of the hydraulic downhole motor and / or the actual torque of the drill bit can also be used to generate the hollow shaft drive signal. The actual differential pressure ΔP of the hydraulic downhole motor can be determined using data obtained from the hydraulic downhole motor sensor 430e ΔP and / or by measuring the pressure of the pump before the drill bit reaches the bottom of the bottom and measuring this value and the actual torque of the drill bit can be determined using data obtained from the drill bit torque sensor 430a. Alternatively, the actual drill bit torque can be calculated using the differential pressure (ΔP) data obtained from the hydraulic downhole motor sensor 430e, because the actual drill bit torque and the actual ΔP of the hydraulic bottom hole motor are proportional.

Один пример, в котором фактический ΔР гидравлического забойного двигателя и/или фактический крутящий момент бурового долота могут быть использованы в том случае, когда на фактическую ориентацию скважинного инструмента нельзя положиться, чтобы получить точные или получить достаточно быстро. Например, это может иметь место во время бурения с потерей циркуляции или в других примерах, в которых бурильщик больше не получает данные от датчика ориентации скважинного инструмента 430f. В таких случаях фактический крутящий момент бурового долота и/или фактический ΔР гидравлического забойного двигателя может быть использован для определения фактической ориентации скважинного инструмента. Например, если все другие параметры бурения остаются тем же самыми, изменение во крутящем моменте фактического бурового долота и/или фактического гидравлического забойного двигателя ΔР может указать на пропорциональное вращение ориентации скважинного инструмента в направлении бурения или в противоположном направлении. Например, увеличивающийся крутящий момент долота или ΔР может указать на то, что вращение скважинного инструмента изменяется в направлении, противоположном направлению бурения, тогда как уменьшающийся крутящий момент долота или падающий ΔР может указать на то, что скважинный инструмент вращается в направлении бурения. Таким образом, данные, полученные от датчика крутящего момента 430а бурового долота, и/или от датчика 430е ΔР гидравлического забойного двигателя, могут быть использованы контроллером скважинного инструмента 420 при формировании сигнала двигателя полого вала с тем, чтобы полый вал можно было вращать с возможностью коррекции или учитывать любое вращение бурового долота, которое обозначено изменением фактического крутящего момента бурового долота и/или фактического ΔР гидравлического забойного двигателя.One example is in which the actual ΔP of the hydraulic downhole motor and / or the actual torque of the drill bit can be used when the actual orientation of the downhole tool cannot be relied upon to get accurate or get fast enough. For example, this may occur during loss of circulation drilling or in other examples in which the driller no longer receives data from the orientation sensor of the downhole tool 430f. In such cases, the actual torque of the drill bit and / or the actual ΔP of the hydraulic downhole motor can be used to determine the actual orientation of the downhole tool. For example, if all other drilling parameters remain the same, a change in the torque of the actual drill bit and / or the actual hydraulic downhole motor ΔP may indicate a proportional rotation of the orientation of the downhole tool in the drilling direction or in the opposite direction. For example, an increasing bit torque or ΔP may indicate that the rotation of the downhole tool is changing in the opposite direction to the drilling direction, while a decreasing bit torque or falling ΔP may indicate that the downhole tool is rotating in the direction of drilling. Thus, the data obtained from the drill bit torque sensor 430a and / or from the hydraulic downhole motor sensor 430e ΔP can be used by the downhole tool controller 420 to generate a hollow shaft motor signal so that the hollow shaft can be rotated with correction or take into account any rotation of the drill bit, which is indicated by a change in the actual torque of the drill bit and / or the actual ΔP of the hydraulic downhole motor.

Кроме того, при некоторых условиях эксплуатации данные, полученные контроллером 420 скважинного инструмента от датчика ориентации скважинного инструмента 430f, могут отставать от фактической ориентации скважинного инструмента. Например, датчик ориентации скважинного инструмента 430f может только периодически определять фактическую ориентацию скважинного инструмента, или может потребоваться значительный промежуток времени для передачи данных от скважинного инструмента на поверхность. Как правило, в системах известного уровня техники такая задержка составляет 30 секунд и более. Следовательно, в некоторых применениях по настоящему изобретению может оказаться более точным или иными образом более выгодным для контроллера 420а скважинного инструмента использовать фактический крутящий момент и данные давления, полученные от датчика крутящего момента 430а бурового долота и датчика 430е ΔР гидравлического забойного двигателя в дополнение к использованию фактических данных скважинного инструмента, полученных от датчика ориентации 430f скважинного инструмента.In addition, under certain operating conditions, data obtained by the downhole tool controller 420 from the downhole tool orientation sensor 430f may lag behind the actual orientation of the downhole tool. For example, the tool orientation sensor 430f may only periodically determine the actual orientation of the tool, or it may take a significant amount of time to transmit data from the tool to the surface. Typically, in prior art systems, such a delay is 30 seconds or more. Therefore, in some applications of the present invention, it may be more accurate or otherwise more beneficial for the downhole tool controller 420a to use the actual torque and pressure data obtained from the drill bit torque sensor 430a and the hydraulic downhole motor sensor 430e ΔP in addition to using the actual downhole motor downhole tool data obtained from an orientation tool 430f of the downhole tool.

Как показано на фигуре 4А, входы пользователя 410 устройства 400а также могут включать тарировку WOB 410i, тарировку перепада давления ΔР 410j гидравлического забойного двигателя, вход 410k ROP, вход 410l WOB, вход 410м гидравлического забойного двигателя и ограничитель нагрузки на крюке 410n. При этом по меньшей мере, один процессор 420 также может включать контроллер лебедок 420b. Множество датчиков 430 устройства 400а также может включать датчик нагрузки на крюке 430g, датчик давления бурового насоса 430h, датчик глубины долота 430i, датчик давления в обсадной колонне 430j и датчик ROP 430k. Каждое множество датчиков 430 может быть расположено на поверхности ствола скважины, в забое скважины (например, MWD) или в другом пространстве.As shown in FIG. 4A, user inputs 410 of device 400a may also include WOB 410i calibration, differential pressure calibration ΔP 410j of the hydraulic downhole motor, 410k ROP input, WOB input 410l, hydraulic downhole motor input 410m, and load limiter on hook 410n. At the same time, at least one processor 420 may also include a winch controller 420b. Many sensors 430 of device 400a may also include a hook load sensor 430g, a mud pump pressure sensor 430h, a bit depth sensor 430i, a casing pressure sensor 430j, and a ROP 430k sensor. Each of the plurality of sensors 430 may be located on the surface of the wellbore, in the bottom of the well (e.g., MWD), or in another space.

Как описано выше, контроллер 420а скважинного инструмента используется для формирования управляющего сигнала полого вала, используя данные, полученные от входов пользователя 410 и датчиков 430, и затем формирует управляющий сигнал для полого вала привода 440, управляя, таким образом, ориентацией скважинного инструмента, путем регулирования ориентации и скорости вращения полого вала. Таким образом, управляющий сигнал двигателя полого вала используется для управления (по меньшей мере, частично) ориентацией полого вала (например, азимутом) так же, как и скоростью и направлением вращения полого вала (если таковой используется).As described above, the downhole tool controller 420a is used to generate a hollow shaft control signal using data received from user inputs 410 and sensors 430, and then generates a control signal for the hollow shaft of the actuator 440, thereby controlling the orientation of the downhole tool by adjusting orientation and rotation speed of the hollow shaft. Thus, the control signal of the hollow shaft motor is used to control (at least partially) the orientation of the hollow shaft (for example, azimuth) as well as the speed and direction of rotation of the hollow shaft (if used).

Контроллер лебедок 420b используется для формирования управляющего сигнала для барабана лебедок (или тормоза), также используя данные, полученные от входов пользователя 410 и датчиков 430. Затем, контроллер лебедок 420b обеспечивает управляющий сигнал для привода лебедок 450, управляя, таким образом, направлением подачи и скоростью лебедок. Привод лебедок 450 может формировать, по меньшей мере, часть, или может быть сформирован, по меньшей мере, частью, лебедки 130, показанной на фигуре 1, и/или лебедки 320, показанной на фигуре 3. Объем настоящего изобретения также включает другие средства регулирования вертикального положения бурильной колонны. Например, контроллер лебедок 420b может быть контроллером лебедки, а привод лебедок 450 может включать средства для подъема бурильной колонны вместо или в дополнение к системе лебедок (например, реечно-шестеренчатый подъемник).The winch controller 420b is used to generate a control signal for the winch drum (or brake), also using data received from user inputs 410 and sensors 430. Then, the winch controller 420b provides a control signal to drive the winch 450, thereby controlling the feed direction and speed winches. The drive of the winches 450 may form at least part, or may be formed, at least part of the winch 130 shown in figure 1, and / or winch 320, shown in figure 3. The scope of the present invention also includes other means of regulation the vertical position of the drill string. For example, the winch controller 420b may be a winch controller, and the winch drive 450 may include means for raising the drill string instead of or in addition to a winch system (eg, rack and pinion hoist).

Устройство 400а также включает компаратор 420с, который сравнивает текущие данные нагрузки на крюке с тарировкой WOB, чтобы получить величину текущей нагрузки на долото. Данные текущей нагрузки на крюке передаются датчиком нагрузки на крюке 430g, а нагрузка WOB получается от соответствующего ввода пользователя 410i.The device 400a also includes a comparator 420c, which compares the current data of the load on the hook with the WOB calibration to obtain the value of the current load on the bit. The current load data on the hook is transmitted by the load sensor on the hook 430g, and the WOB load is obtained from the corresponding user input 410i.

Контроллер лебедок 420b сравнивает текущую нагрузку на долото с входными данными нагрузки на долото. Текущая нагрузка на долото принимается от компаратора 420с, и входные данные нагрузки на долото получаются от соответствующего ввода пользователя 410l. Входные данные нагрузки на долото, полученные от ввода пользователя 410l, могут быть единственной величиной, указывающей на желательную нагрузку. Например, если фактическая нагрузка на долото отличается от входной нагрузки на предопределенную величину, то управляющий сигнал привода лебедок может инициировать движение каната лебедки 450 вниз или вверх, чтобы получить величину, соответствующую необходимому исправлению WOB. Однако входные данные нагрузки на долото, полученные от ввода пользователя 410l, могут альтернативно быть диапазоном, в пределах которого желательно поддерживать нагрузку на долото. Например, если фактическая нагрузка на долото вне входного диапазона нагрузки на долото, то управляющий сигнал привода лебедок может инициировать перемещение каната лебедки 450 вниз или вверх на величину, необходимую для коррекции фактической нагрузки на долото в пределах входного диапазона нагрузки на долото. В примере осуществления изобретения контроллер лебедок 420b может быть использован для оптимизации параметров операции бурения, связанных с WOB, например, увеличивая фактическую нагрузку на долото, не превышая входное значения WOB или диапазона.The winch controller 420b compares the current bit load with input bit load data. The current load on the bit is received from the comparator 420c, and input data on the load on the bit is obtained from the corresponding user input 410l. The bit load input received from user input 410l may be the only value indicating the desired load. For example, if the actual load on the bit differs from the input load by a predetermined value, then the control signal of the winch drive can initiate the movement of the winch rope 450 up or down to obtain a value corresponding to the required WOB correction. However, the bit load input received from user input 410l may alternatively be a range within which it is desirable to maintain the bit load. For example, if the actual load on the bit is outside the input range of the load on the bit, then the control signal of the winch drive can initiate the movement of the winch rope 450 up or down by the amount necessary to correct the actual load on the bit within the input range of the load on the bit. In an embodiment of the invention, the winch controller 420b may be used to optimize the parameters of the drilling operation associated with the WOB, for example, by increasing the actual load on the bit without exceeding the input WOB or range.

Устройство 400а также включает компаратор 420d, который сравнивает данные давления бурового насоса с тарировкой ΔР гидравлического забойного двигателя, чтобы сформировать "неоткорректированный" перепад давления ΔР гидравлического забойного двигателя. Данные давления бурового насоса принимаются от датчика давления 430h бурового насоса, и тарировка ΔР гидравлического забойного двигателя принимается от соответствующего входа пользователя 410j.The device 400a also includes a comparator 420d, which compares the pressure of the mud pump with a calibration ΔP of the hydraulic downhole motor to form an "uncorrected" differential pressure ΔP of the hydraulic downhole motor. The mud pump pressure data is received from the mud pump pressure sensor 430h, and the calibration ΔP of the hydraulic downhole motor is received from the corresponding user input 410j.

Устройство 400а также включает компаратор 420е, который использует неоткорректированные данные ΔР гидравлического забойного двигателя наряду с данными глубины долота и данными давления в обсадной колонне, чтобы сформировать "скорректированный" или текущий перепад давления ΔР гидравлического забойного двигателя. Данные глубины долота принимаются от датчика глубины долота 430i, и данные давления в обсадной колонне принимаются от датчика давления в обсадной колонне 430j. Датчик давления в обсадной колонне 430j может быть датчиком кондукторной обсадной колонны, таким как датчик 159, показанный на фигуре 1, и/или скважинным датчиком давления в обсадной колонне, например, датчик 170а, показанный на фигуре 1, и может детектировать давление в кольцевом пространстве, между обсадной трубой или диаметром ствола скважины и компонентом бурильной колонны.The device 400a also includes a comparator 420e that uses the uncorrected hydraulic downhole motor data ΔP along with bit depth and casing pressure data to form a "corrected" or current differential pressure ΔP of the hydraulic downhole motor. Bit depth data is received from the bit depth sensor 430i, and casing pressure data is received from the casing pressure sensor 430j. The casing pressure sensor 430j may be a casing sensor, such as the sensor 159 shown in FIG. 1, and / or a downhole casing pressure sensor, for example, the 170A sensor shown in FIG. 1, and may detect annular pressure between the casing or borehole diameter and the drill string component.

Контроллер лебедок 420b сравнивает текущий перепад давления ΔР гидравлического забойного двигателя с входными данными ΔР гидравлического забойного двигателя. Текущий перепад давления ΔР гидравлического забойного двигателя принимается от компаратора 420е, а входные данные перепада давления ΔР гидравлического забойного двигателя принимаются от соответствующего входа пользователя 410m. Входные данные перепада давления ΔР гидравлического забойного двигателя, полученные от входа пользователя 410m, могут быть единственной величиной, указывающей на желательный ΔР гидравлического забойного двигателя. Например, если текущий перепад давления ΔР гидравлического забойного двигателя отличается от ΔР гидравлического забойного двигателя на предопределенную величину, управляющий сигнал привода лебедок может инициировать перемещение каната лебедки 450 вниз или вверх на величину, соответствующую необходимой коррекции ΔР. Однако входные данные ΔР гидравлического забойного двигателя, полученные от входа пользователя 410m, могут альтернативно быть диапазоном, в пределах которого желательно поддерживать ΔР гидравлического забойного двигателя. Например, если текущий перепад давления ΔР гидравлического забойного двигателя находится вне этого диапазона, то управляющий сигнал привода лебедок может инициировать перемещение каната лебедки 450 вниз или вверх на величину, необходимую для восстановления текущего перепада давления ΔР в пределах входного диапазона. В примере осуществления изобретения контроллер лебедок 420b может быть использован для оптимизации параметров операции бурения, связанных с ΔР гидравлического забойного двигателя, например, увеличивая ΔР гидравлического забойного двигателя, не превышая входной величины или диапазона.The winch controller 420b compares the current differential pressure ΔP of the downhole motor with the input ΔP of the downhole motor. The current differential pressure ΔP of the hydraulic downhole motor is received from the comparator 420e, and the input data of the differential pressure ΔP of the hydraulic downhole motor is received from the corresponding user input 410m. The differential pressure input ΔP of the downhole motor obtained from the user input 410m may be the only value indicating the desired ΔP of the downhole motor. For example, if the current differential pressure ΔР of the hydraulic downhole motor differs from ΔР of the hydraulic downhole motor by a predetermined value, the control signal of the winch drive can initiate the movement of the winch rope 450 up or down by the value corresponding to the necessary correction ΔР. However, the input ΔP of the downhole motor obtained from the user input 410m may alternatively be a range within which it is desirable to maintain the ΔP of the downhole motor. For example, if the current differential pressure ΔP of the hydraulic downhole motor is outside this range, then the control signal of the winch drive can initiate the winch cable 450 moving up or down by the amount necessary to restore the current differential pressure ΔР within the input range. In an example embodiment of the invention, the winch controller 420b can be used to optimize drilling operation parameters associated with ΔP of the hydraulic downhole motor, for example, increasing ΔP of the hydraulic downhole motor without exceeding an input value or range.

Контроллер лебедок 420b также может сравнивать фактические данные ROP с входными данными ROP. Фактические данные ROP принимаются от датчика ROP 430k,The winch controller 420b can also compare actual ROP data with ROP input data. Actual ROP data is received from the ROP 430k sensor,

и входные данные ROP принимаются от соответствующего входа пользователя 410k. Входные данные ROP, полученные от входа пользователя 410k, могут быть единственным величиной, указывающей на желательную величину ROP. Например, если фактическая скорость ROP отличается от входной ROP на предопределенную величину, то управляющий сигнал привода лебедок может инициировать перемещение каната лебедки 450 вниз или вверх на величину, соответствующую необходимой коррекции ROP. Однако входные данные ROP, полученные от входа пользователя 410k, могут альтернативно быть диапазоном, в пределах которого желательно поддерживать механическую скорость проходки. Например, если фактическая скорость ROP находится вне входного диапазона ROP, то управляющий сигнал привода лебедок может инициировать перемещение каната лебедки 450 вниз или вверх на величину, необходимую для восстановления фактический ROP в пределах входного диапазона ROP. В примере осуществления изобретения контроллер лебедок 420b может быть использован для оптимизации параметров операции бурения, связанных с ROP, например, увеличивая фактическую ROP, не превышая входное значение ROP или диапазон.and ROP input is received from the corresponding 410k user input. The ROP input received from user input 410k may be the only value indicating the desired ROP value. For example, if the actual ROP speed differs from the input ROP by a predetermined value, then the control signal of the winch drive can initiate a movement of the winch rope 450 up or down by an amount corresponding to the necessary ROP correction. However, the ROP input received from user input 410k may alternatively be a range within which it is desirable to maintain a mechanical penetration rate. For example, if the actual ROP speed is outside the ROP input range, then the control signal of the winch drive can initiate a winch rope 450 moving up or down by the amount necessary to restore the actual ROP within the ROP input range. In an example embodiment of the invention, the winch controller 420b may be used to optimize the parameters of the drilling operation associated with the ROP, for example, increasing the actual ROP without exceeding the input ROP value or range.

Контроллер лебедок 420b также может использовать данные, полученные от контроллера 420а скважинного инструмента, когда формируется управляющий сигнал лебедок. Изменения фактической нагрузки на долото могут вызвать изменения фактического крутящего момента долота, фактического перепада давления ΔР гидравлического забойного двигателя и фактической ориентации скважинного инструмента. Например, по мере увеличения веса, приложенного к буровому долоту, фактическая ориентация скважинного инструмента может вращаться против направления бурения, и фактический крутящий момент бурового долота и давление гидравлического забойного двигателя могут пропорционально увеличиться. Следовательно, контроллер 420а скважинного инструмента может выдать данные контроллеру лебедок 420b с указанием, должен ли буровой канат лебедок быть подан вверх или вниз, и возможно необходимую скорость подачи, для приведения фактической ориентации скважинного инструмента в соответствие с входной величиной ориентации или диапазоном, предоставленным соответствующим входом пользователя 410h. В примере осуществления изобретения контроллер лебедок 420b также может обеспечить передачу данных контроллеру 420а скважинного инструмента, чтобы вращать полый вал по часовой стрелке или против часовой стрелки на величину и/или со скоростью, достаточной, чтобы компенсировать увеличенную или уменьшенную WOB, глубину долота или давление в обсадной колонне.The winch controller 420b may also use data received from the downhole tool controller 420a when a winch control signal is generated. Changes in the actual load on the bit can cause changes in the actual torque of the bit, the actual pressure drop ΔP of the hydraulic downhole motor, and the actual orientation of the downhole tool. For example, as the weight applied to the drill bit increases, the actual orientation of the downhole tool may rotate against the direction of drilling, and the actual torque of the drill bit and the pressure of the hydraulic downhole motor may increase proportionally. Therefore, the downhole tool controller 420a can provide data to the winch controller 420b indicating whether the winch drill wire should be fed up or down, and possibly the necessary feed rate, to bring the actual orientation of the downhole tool in accordance with the input orientation value or range provided by the corresponding input user 410h. In an example embodiment of the invention, the winch controller 420b may also provide data to the downhole tool controller 420a to rotate the hollow shaft clockwise or counterclockwise by an amount and / or at a speed sufficient to compensate for the increased or decreased WOB, bit depth or pressure in casing string.

Как показано на фигуре 4А, входы пользователя 410 могут также включать вход предела тягового усилия 410n. Когда формируется управляющий сигнал лебедок, контроллер лебедок 420b может быть использован как гарант того, что лебедки не превысят предельное значение тягового усилия на величину, полученную от входа пользователя 410n. Предельное значение тягового усилия также известно как ограничитель нагрузки на крюке и может зависеть от конкретной конфигурации буровой установки среди других параметров.As shown in FIG. 4A, user inputs 410 may also include traction limit input 410n. When the control signal of the winches is generated, the winch controller 420b can be used as a guarantee that the winches will not exceed the limit value of the pulling force by the amount received from the user input 410n. The limit value of the pulling force is also known as the load limiter on the hook and may depend on the specific configuration of the rig among other parameters.

В примере осуществления изобретения контроллер лебедок 420b также может обеспечить данные контроллеру 420а скважинного инструмента, чтобы инициировать контроллер 420а скважинного инструмента на подачу сигнала на вращение полого вала, например, по величине, направлению и/или скорости, достаточной, чтобы компенсировать достигнутое предельное значение тягового усилия, или превышение этого предела. Контроллер 420а скважинного инструмента также может обеспечить передачу данных контроллеру лебедок 420b, чтобы заставить контроллер лебедок 420bIn an example embodiment of the invention, the winch controller 420b may also provide data to the downhole tool controller 420a to initiate the downhole tool controller 420a to provide a signal to rotate the hollow shaft, for example, in magnitude, direction and / or speed sufficient to compensate for the traction limit reached. , or exceeding this limit. The downhole tool controller 420a may also provide data transmission to the winch controller 420b to force the winch controller 420b

увеличить или уменьшить WOB, или регулировать подачу бурильной колонны, например, на величину, направление, и/или скорости, достаточной, чтобы соответственно отрегулировать ориентацию скважинного инструмента.increase or decrease the WOB, or adjust the drill string feed, for example, by an amount, direction, and / or speed sufficient to adjust the orientation of the downhole tool accordingly.

На фигуре 4В представлена схема, по меньшей мере, части другого примера осуществления устройства 400а, определяемая здесь цифровым обозначением 400b. Подобно устройству 400а, устройство 400b является примерным выполнением устройства 100, показанного на фигуре 1, и/или устройства 300, показанного на фигуре 3, и примерной окружающей средой, в которой может быть реализован способ 200а, показанный на фигуре 2А, и/или способ 200b, показанный на фигуре 2В.Figure 4B is a diagram of at least part of another embodiment of a device 400a, defined herein by numeral 400b. Like device 400a, device 400b is an exemplary embodiment of the device 100 shown in FIG. 1 and / or the device 300 shown in FIG. 3 and an exemplary environment in which the method 200a shown in FIG. 2A and / or the method can be implemented 200b shown in FIG. 2B.

Подобно устройству 400а, устройство 400b включает множество входов пользователя 410 и, по меньшей мере, один процессор 420. По меньшей мере, один процессор 420 включает контроллер 420а скважинного инструмента и контроллер лебедок 420b, описанный выше, а также контроллер 420с бурового насоса. Устройство 400b также включает или иными образом связано с множеством датчиков 430, приводом полого вала 440 и приводом лебедки 450, подобно устройству 400а. Устройство 400b также включает или иными образом связано с приводом бурового насоса 460, который используется для работы бурового насоса, например бурового насоса 180, показанного на фигуре 1. В примере осуществления изобретения в устройстве 400b, показанном на фигуре 4В, каждый из множества датчиков 430 может быть расположен на поверхности ствола скважины, в забое скважины (например, как элемент оборудования MWD), или в другом пространстве.Like device 400a, device 400b includes multiple user inputs 410 and at least one processor 420. At least one processor 420 includes a downhole tool controller 420a and a winch controller 420b described above, as well as a mud pump controller 420c. The device 400b also includes, or is otherwise connected to, a plurality of sensors 430, a hollow shaft drive 440, and a winch drive 450, similar to the device 400a. The device 400b also includes, or is otherwise connected to, a mud pump 460 that is used to operate the mud pump, such as the mud pump 180 shown in FIG. 1. In the embodiment of the invention, in the apparatus 400b shown in FIG. 4B, each of the plurality of sensors 430 may be located on the surface of the wellbore, in the bottom of the well (for example, as an element of MWD equipment), or in another space.

Контроллер 420с бурового насоса используется для формирования управляющего сигнала привода бурового насоса, используя данные, полученные от входа пользователя 410 и датчика 430. Затем, контроллер 420с бурового насоса обеспечивает управляющий сигнал привода 460 бурового насоса, управляя, таким образом, скоростью, расходом и/или давлением бурового насоса. Контроллер 420с бурового насоса может формировать, по меньшей мере, часть или может быть сформирован, по меньшей мере, частью, контроллера 190, показанного на фигуре 1, и/или контроллера 325, показанного на фигуре 3.The mud pump controller 420c is used to generate a mud pump drive control signal using data received from a user input 410 and a sensor 430. Then, the mud pump controller 420c provides a mud pump drive signal 460, thereby controlling speed, flow rate and / or mud pump pressure. The mud pump controller 420c may form at least a portion, or may be formed, at least in part, of a controller 190 of FIG. 1 and / or a controller 325 of FIG. 3.

Как описано выше, перепад давления ΔР гидравлического забойного двигателя может быть пропорционален или иными образом связан с ориентацией скважинного инструмента, нагрузкой на долото и/или крутящим моментом долота. Следовательно, контроллер 420с бурового насоса может быть использован для воздействия на фактическую величину ΔР гидравлического забойного двигателя, чтобы помочь в обеспечении фактической ориентации скважинного инструмента в соответствии с величиной входной ориентации скважинного инструмента или диапазоном, установленным соответствующим пользовательским входом. Такая операция контроллера 420с бурового насоса может выполняться независимо от операции контроллера 420а скважинного инструмента и контроллера лебедок 420b. Альтернативно, как показано двойными стрелками 462 на фигуре 4В, операция контроллера 420с бурового насоса для установки желательной ориентации скважинного инструмента может быть выполнена во взаимодействии с контроллером 420а скважинного инструмента и контроллером лебедок 420b.As described above, the pressure drop ΔP of the hydraulic downhole motor may be proportional or otherwise related to the orientation of the downhole tool, the load on the bit and / or the torque of the bit. Therefore, the mud pump controller 420c can be used to influence the actual ΔP value of the hydraulic downhole motor to help ensure the actual orientation of the downhole tool in accordance with the input orientation value of the downhole tool or the range set by the corresponding user input. Such an operation of the mud pump controller 420c may be performed independently of the operation of the downhole tool controller 420a and the winch controller 420b. Alternatively, as shown by the double arrows 462 in Figure 4B, the operation of the mud pump controller 420c to set the desired orientation of the downhole tool may be performed in conjunction with the downhole tool controller 420a and the winch controller 420b.

Контроллеры 420а, 420b, и 420с, показанные на фигурах 4А и 4В, каждый может быть или включать интеллектуальные или безмодельные адаптивные контроллеры, например, поставляемые фирмой CyberSift, General Cybernation Group, Inc. Все контроллеры 420а, 420b и 420с также могут быть установлены или независимо осуществлены на любом обычном или разработанном в будущем вычислительном устройстве, таком как один или несколько персональных компьютеров или серверов, переносных устройствах, системах PLC, и/или универсальных ЭВМ.The controllers 420a, 420b, and 420c shown in FIGS. 4A and 4B may each either include intelligent or modelless adaptive controllers, such as those supplied by CyberSift, General Cybernation Group, Inc. All controllers 420a, 420b, and 420c can also be installed or independently implemented on any conventional or future computing device, such as one or more personal computers or servers, portable devices, PLC systems, and / or mainframes.

На фигуре 5А представлена блок-схема способа 500а согласно одному или нескольким объектам настоящего изобретения. Способ 500а может быть осуществлен во взаимодействии с одним или несколькими компонентами устройства 100, показанного на фигуре 1, во время работы устройства 100. Например, способ 500а может быть выполнен, чтобы оптимизировать эффективность бурения во время операции бурения, выполняемой с помощью устройства 100.5A is a flowchart of a method 500a according to one or more aspects of the present invention. Method 500a may be implemented in conjunction with one or more components of the device 100 shown in FIG. 1 during operation of device 100. For example, method 500a may be performed to optimize drilling efficiency during a drilling operation performed by device 100.

Способ 500а включает стадию 502, во время которой параметры для вычисления механической удельной энергии (MSE) определяются, собираются или получаются иными образом. Эти параметры могут называться здесь параметрами MSE. Параметры MSE включают статические и динамические параметры. Таким образом, некоторые параметры MSE изменяются, в основном, непрерывно. Эти динамические параметры MSE включают нагрузку на долото (WOB), частоту вращения долота (RPM), крутящий момент бурильной колонны (TOR) и механическую скорость проходки (ROP) бурового долота через проходимую породу. Другие параметры MSE изменяются редко, например, при подъеме колоны из скважины, при встрече с породой нового типа и при замене бурового долота среди прочих событий. Эти статические параметры MSE включают максимальную эффективную норму (MER) и диаметр бурового долота (DIA).Method 500a includes a step 502, during which the parameters for calculating the mechanical specific energy (MSE) are determined, collected, or otherwise obtained. These parameters may be referred to herein as MSE parameters. MSE parameters include static and dynamic parameters. Thus, some MSE parameters change mainly continuously. These MSE dynamic parameters include bit load (WOB), bit speed (RPM), drill string torque (TOR), and drill bit mechanical penetration rate (ROP) through the rock. Other MSE parameters rarely change, for example, when lifting a column from a well, when meeting a new type of rock, and when replacing a drill bit, among other events. These MSE static parameters include Maximum Effective Rate (MER) and Drill Bit Diameter (DIA).

Параметры MSE могут быть получены, в основном, или полностью автоматически без использования входа пользователя. Например, во время первой итерации по стадиям способа 500а, причем статические параметры MSE могут быть восстановлены через автоматический запрос базы данных. Следовательно, во время последующих итераций статические параметры MSE, возможно, не потребуют повторного поиска, например, там, где тип бурового долота или данные формирования не изменились от предыдущего повторения способа 500а. Следовательно, выполнение стадии 502, во многих итерациях, может потребовать только обнаружения динамических параметров MSE. Обнаружение динамических параметров MSE может быть выполнено во взаимодействии с множеством датчиков, таких как датчики, показанные на фигурах 1, 3, 4А и/или 4В.MSE parameters can be obtained mainly or completely automatically without using user input. For example, during the first iteration of the steps of method 500a, the static parameters of the MSE can be recovered through an automatic database query. Therefore, during subsequent iterations, the static parameters of the MSE may not need to be searched again, for example, where the type of drill bit or formation data has not changed from the previous repetition of method 500a. Therefore, the execution of step 502, in many iterations, may require only the detection of dynamic parameters of the MSE. Dynamic parameter detection of the MSE can be performed in conjunction with a variety of sensors, such as the sensors shown in figures 1, 3, 4A and / or 4B.

Последующая стадия 504 в способе 500а включает вычисление MSE. В примере осуществления изобретения MSE вычисляется по следующей формуле:Subsequent step 504 in method 500a involves calculating the MSE. In an embodiment of the invention, the MSE is calculated by the following formula:

MSE=MER×[(4×WOB)/(n×DIA2)+(480×RPM×TOR)/(ROP×DIA2)]MSE = MER × [(4 × WOB) / (n × DIA 2 ) + (480 × RPM × TOR) / (ROP × DIA 2 )]

где:Where:

MSE = механическая удельная энергия (фунты на квадратный дюйм);MSE = mechanical specific energy (pounds per square inch);

MER = механическая отдача (коэффициент);MER = mechanical recoil (coefficient);

WOB = нагрузка на долото (фунты);WOB = Chisel Load (lbs);

DIA = диаметр долота (дюймы);DIA = bit diameter (inches);

RPM = частота вращения долота (RPM);RPM = bit speed (RPM);

TOR = крутящий момент бурильной колонны (футо-фунты);TOR = drill string torque (foot-pounds);

ROP = скорость проходки (футы в час).ROP = rate of penetration (feet per hour).

MER также может упоминаться как коэффициент полезного действия бурового долота. В примере осуществления изобретения MER равняется 0,35. Однако MER может измениться на основании одного или нескольких различных условий, таких как тип бурового долота, тип породы и/или другие факторы.MER may also be referred to as drill bit efficiency. In an embodiment of the invention, the MER is 0.35. However, the MER may vary based on one or more different conditions, such as the type of drill bit, type of rock, and / or other factors.

Способ 500а также включает стадию принятия решения 506, во время которой MSE, вычисленная во время предыдущей стадии 504, сравнивается с идеальной MSE. Идеальная MSE, используемая для сравнения на стадии принятия решения 506, может быть единственной величиной, такой как 100%. Альтернативно идеальная MSE, используемая для сравнения на стадии принятия решения 506, может быть целевым диапазоном значений, например, 90-100%. Альтернативно идеальная MSE может быть диапазоном величин, полученных из первого анализа пробуренного пласта, который состоит из различных пород, прошедших в текущей операции.Method 500a also includes a decision step 506, during which the MSE calculated during the previous step 504 is compared with the ideal MSE. The ideal MSE used for comparison at decision stage 506 may be the only value, such as 100%. Alternatively, the ideal MSE used for comparison at decision stage 506 may be a target range of values, for example, 90-100%. Alternatively, an ideal MSE may be a range of values obtained from a first analysis of a drilled formation, which consists of various rocks that have passed in the current operation.

Если на стадии 506 определено, что MSE, вычисленная на стадии 504, равна идеальной MSE, или попадает в идеальный диапазон MSE, способ 500а может быть повторен, снова выполняя стадию 502. Однако если на стадии 506 определено, что расчетная MSE не равна идеальной MSE, или не попадает в идеальный диапазон MSE, выполняется дополнительная стадия 508. На стадии 508 один или несколько рабочих параметров настраиваются с намерением приблизить MSE к идеальному значению MSE или в пределах идеального диапазона MSE. Например, на фигурах 1 и 5А, все совместно выполненые стадии 508 могут включать увеличение или уменьшение WOB, RPM и/или TOR, передавая управляющий сигнал от контроллера 190 на верхний привод 140 и/или на лебедку 130, чтобы изменить скорость вращения, TOR и/или WOB. После выполнения стадии 508 способ 500а может быть возобновлен, повторяя стадию 502.If it is determined in step 506 that the MSE calculated in step 504 is equal to the ideal MSE, or falls within the ideal range of MSE, method 500a may be repeated again in step 502. However, if it is determined in step 506 that the calculated MSE is not equal to the ideal MSE , or does not fall within the ideal MSE range, additional step 508 is performed. At step 508, one or more operating parameters are configured with the intention of bringing the MSE closer to the ideal MSE or within the ideal MSE range. For example, in FIGS. 1 and 5A, all steps 508 performed together may include increasing or decreasing WOB, RPM, and / or TOR, transmitting a control signal from controller 190 to top drive 140 and / or to winch 130 to change rotation speed, TOR, and / or WOB. After step 508 is completed, method 500a can be resumed by repeating step 502.

Каждая из стадий способа 500а может быть выполнена автоматически. В частности, автоматизированное определение динамических параметров MSE и поиск базы данных статических параметров MSE уже были описаны выше по отношению к стадии 502. Контроллер 190 из фигуры 1 (и другие описанные здесь компоненты) может использоваться для автоматического вычисления MSE на стадии 504, и также может использоваться для выполнения автоматического сравнения MSE на стадии принятия решения 506, где вычисление MSE и сравнение могут выполняться периодически, через случайные интервалы или иными образом. Контроллер также может использоваться для автоматического формирования и передачи управляющих сигналов на стадии 508, например, в ответ на сравнение MSE на стадии 506.Each of the steps of method 500a can be performed automatically. In particular, the automated determination of MSE dynamic parameters and the search for a static MSE parameter database have already been described above with respect to step 502. The controller 190 of FIG. 1 (and the other components described here) can be used to automatically calculate MSE in step 504, and can also used to perform automatic MSE comparisons at the decision stage 506, where MSE computation and comparison can be performed periodically, at random intervals, or otherwise. The controller can also be used to automatically generate and transmit control signals in step 508, for example, in response to an MSE comparison in step 506.

На фигуре 5В представлена блок-схема устройства 590 согласно одному или несколькими объектам настоящего изобретения. Устройство 590 включает пользовательский интерфейс 592, лебедки 594, систему привода 596 и контроллер 598. Устройство 590 может быть осуществлено в пределах окружающей среды и/или устройства, показанного на фигурах 1, 3, 4А и/или 4В. Например, лебедки 594 могут быть, в основном, подобны лебедкам 130, показанным на фигуре 1, система привода 596, в основном, может быть подобна верхнему приводу 140, показанному на фигуре 1, и/или контроллер 598, в основном, может быть подобен контроллеру 190, показанному на фигуре 1. Устройство 590 также может быть использовано при выполнении способа 200а, показанного на фигуре 2А, способа 200b, показанного на фигуре 2В, и/или способа 500а, показанного на фигуре 5А.5B is a block diagram of a device 590 according to one or more aspects of the present invention. The device 590 includes a user interface 592, a winch 594, a drive system 596, and a controller 598. The device 590 may be implemented within the environment and / or device shown in Figures 1, 3, 4A, and / or 4B. For example, the winches 594 can be basically similar to the winches 130 shown in FIG. 1, the drive system 596 can basically be similar to the top drive 140 shown in FIG. 1 and / or the controller 598 can basically be similar the controller 190 shown in figure 1. The device 590 can also be used when performing the method 200a shown in figure 2A, the method 200b shown in figure 2B, and / or the method 500a shown in figure 5A.

Пользовательский интерфейс 592 и контроллер 598 могут быть отдельными компонентами, которые соединены через проводные или беспроводные средства связи. Однако альтернативно пользовательский интерфейс 592 и контроллер 598 могут быть отдельными компонентами одной системы 599, как показано на фигуре 5В.User interface 592 and controller 598 may be separate components that are connected through wired or wireless communications. However, alternatively, the user interface 592 and controller 598 may be separate components of the same system 599, as shown in FIG. 5B.

Пользовательский интерфейс 592 включает средство 592а для ввода пользователем одного или нескольких предопределенных данных эффективности (например, MER), величин и/или диапазонов, и средство 592b для ввода пользователем одного или нескольких предопределенных диаметров бурового долота (например, DIA). Каждое из средств ввода данных 592а и 592b может включать клавиатуру, устройство голосовой идентификации, шкалу, клавиатуру, выключатель, джойстик, мышь, базу данных (например, с информацией об отклонении) и/или другое обычное или разработанное в будущем устройство ввода данных. Такие средства ввода данных могут поддерживать ввод данных от местных и/или удаленных терминалов. Альтернативно или дополнительно, средства ввода данных 592а и/или 592b могут включать средства для выбора пользователем предопределенных значений MER и значений DIA или диапазонов, например, с помощью одного или нескольких падающих меню. Данные MER и DIA также могут быть выбраны контроллером 598 через выполнение одной или нескольких процедур поиска в базе данных. В целом, средства ввода данных и/или другие компоненты в рамках настоящего изобретения могут поддерживать операции системы при выполнении и/или контроле от станций на участке буровой установки, также с одного или нескольких удаленных терминалов с линией связи к системе, сети, локальной вычислительной сети (LAN), региональной сети (WAN) глобальной сети, Интернет и/или радио среди других средств.User interface 592 includes means 592a for user input of one or more predetermined performance data (e.g., MER), values and / or ranges, and means 592b for user input of one or more predetermined drill bit diameters (e.g., DIA). Each of the data input means 592a and 592b may include a keyboard, voice recognition device, dial, keyboard, switch, joystick, mouse, database (for example, with deviation information) and / or other conventional or future data input device. Such data input means may support data input from local and / or remote terminals. Alternatively or additionally, the data input means 592a and / or 592b may include means for the user to select predetermined MER values and DIA values or ranges, for example, using one or more drop-down menus. MER and DIA data can also be selected by the 598 controller through one or more database lookups. In general, data input means and / or other components within the framework of the present invention can support system operations during execution and / or control from stations on a rig site, also from one or more remote terminals with a communication line to the system, network, local area network (LAN), regional area network (WAN) wide area network, Internet and / or radio among other means.

Пользовательский интерфейс 592 также может включать дисплей 592с для визуального представления информации пользователю в текстовом, графическом или видеоформате. Дисплей 592с также может быть использован пользователем для ввода данных MER и DIA в сочетании со средствами ввода данных 592а и 592b. Например, средства ввода данных 592а, и 592b о предопределенной производительности и диаметре бурового долота могут быть неотъемлемой частью дисплея 592с или соединенными с ним устройствами.User interface 592 may also include a display 592c for visually presenting information to a user in text, graphic, or video format. Display 592c may also be used by the user to enter MER and DIA data in combination with data input means 592a and 592b. For example, data input means 592a and 592b about predetermined productivity and drill bit diameter may be an integral part of display 592c or devices connected thereto.

Лебедки 594 включают датчик ROP 594а, который используется для определения величины или диапазона ROP и, в основном, может быть подобен датчику ROP 130а, показанному на фигуре 1. Данные ROP, обнаруженные датчиком ROP 594а, можно послать в виде электронного сигнала в контроллер 598 через проводную или беспроводную линию связи. Лебедки 594 также включают цепь управления 594b и/или другие средства для управления подачей и/или выборкой бурового каната (например, бурового каната 125, показанного на фигуре 1).Winches 594 include an ROP sensor 594a, which is used to determine the magnitude or range of the ROP and basically can be similar to the ROP sensor 130a shown in Figure 1. The ROP data detected by the ROP sensor 594a can be sent as an electronic signal to the controller 598 via wired or wireless communication line. Winches 594 also include a control circuit 594b and / or other means for controlling the feed and / or retrieval of a drill wire (for example, drill wire 125 shown in FIG. 1).

Система привода 596 включает датчик крутящего момента 596а, который используется для определения величины или диапазона реактивного скручивания бурильной колонны (например, TOR), почти так же, как и датчик крутящего момента 140а бурильной колонны 155, показанный на фигуре 1. Система привода 596 также включает датчик частоты вращения долота 596b, который используется для определения величины или диапазона частоты вращения бурового долота в стволе скважины (например, в оборотах в минуту), почти так же, как и датчик частоты вращения 140b, бурового долота 175 в стволе скважины 160, показанного на фигуре 1. Система привода 596 также включает датчик нагрузки 596с, который используется для определения величины или диапазона WOB, почти так же, как датчик нагрузки 140с, показанный на фигуре 1. Альтернативно или дополнительно, датчик нагрузки 596с может быть расположен отдельно от системы привода 596 или в другом компоненте, как показано на фигуре 5В, или в другом пространстве. Данные скручивания бурильной колонны, частоты вращения долота и нагрузки на долото, обнаруженные датчиками 596а, 596b и 596с соответственно, можно послать в виде электронного сигнала в контроллер 598 через проводную или беспроводную линию связи. Система привода 596 также включает цепь управления 596d и/или другие средства для управления координатами, скоростью и направлением вращения полого вала или другого компонента бурильной колонны, связанного с системой привода 596 (например, полого вала 145, показанного на фигуре 1). Цепь управления 596d и/или другой компонент системы привода 596 также может включать средства для управления скважинным гидравлическим забойным двигателем (двигателями). Таким образом, RPM в рамках настоящего изобретения может включать данные потока бурового насоса, преобразованные в RPM скважинного гидравлического забойного двигателя, который может быть добавлен к RPM бурильной колонны, чтобы определить общую величину RPM бурового долота.The drive system 596 includes a torque sensor 596a, which is used to determine the magnitude or range of the reactive twisting of the drill string (eg, TOR), much like the torque sensor 140a of the drill string 155 shown in Figure 1. The drive system 596 also includes bit rotation sensor 596b, which is used to determine the magnitude or range of the rotation frequency of the drill bit in the borehole (for example, in revolutions per minute), almost the same as the rotation speed sensor 140b, drill bit 175 in the borehole 160 shown in FIG. 1. The drive system 596 also includes a load sensor 596c that is used to determine the magnitude or range of the WOB, much like the load sensor 140c shown in FIG. 1. Alternatively or additionally, the load sensor 596c may be located separately from the drive system 596 or in another component, as shown in figure 5B, or in another space. The drill string twist, bit speed, and bit load detected by sensors 596a, 596b, and 596c, respectively, can be sent as an electronic signal to controller 598 via a wired or wireless communication line. The drive system 596 also includes a control circuit 596d and / or other means for controlling the coordinates, speed and direction of rotation of the hollow shaft or other component of the drill string associated with the drive system 596 (for example, the hollow shaft 145 shown in figure 1). The control circuit 596d and / or other component of the drive system 596 may also include means for controlling the downhole hydraulic downhole motor (s). Thus, an RPM within the scope of the present invention may include mud pump flow data converted to an RPM of a downhole hydraulic motor that can be added to the RPM of the drill string to determine the total RPM of the drill bit.

Контроллер 598 служит для приема указанных параметров MSE от пользовательского интерфейса 592, лебедки 594 и системы привода 596 и использует параметры MSE непрерывно, периодически или иными образом для вычисления MSE. Далее контроллер 598 используется для подачи сигнала лебедкам 594 и/или системе привода 596 на основе расчетной MSE. Например, контроллер 598 может выполнить способ 200а, показанный на фигуре 2А, и/или способ 200b, показанный на фигуре 2В, и, таким образом, формирует один или несколько сигналов для лебедок 594 и/или системы привода 596, чтобы увеличить или уменьшить WOB и/или частоту вращения долота для оптимизации эффективности бурения (на основе MSE).The controller 598 is used to receive the specified MSE parameters from the user interface 592, the winch 594, and the drive system 596 and uses the MSE parameters continuously, periodically, or otherwise to calculate the MSE. Further, the controller 598 is used to signal the winches 594 and / or the drive system 596 based on the calculated MSE. For example, the controller 598 may execute the method 200a shown in FIG. 2A and / or the method 200b shown in FIG. 2B and thus generate one or more signals for the winches 594 and / or the drive system 596 to increase or decrease the WOB and / or bit speed to optimize drilling efficiency (based on MSE).

На фигуре 5С представлена блок-схема способа 500b, используемая для оптимизации операции бурения на основе оперативного вычисления энергии MSE согласно одному или несколькими объектам настоящего изобретения. Способ 500b может быть выполнен с помощью устройства 100, показанного на фигуре 1, устройства 300, показанного на фигуре 3, устройства 400а, показанного на фигуре 4А, устройства 400b, показанного на фигуре 4В, и/или устройства 590, показанного на фигуре 5В. Способ 500b также может быть выполнен в сочетании с реализацией способа 200а, показанного на фигуре 2А, способа 200b, показанного на фигуре 2В, и/или способа 500а, показанного на фигуре 5А. Способ 500b, показанный на фигуре 5С, может включать или формировать, по меньшей мере, часть способа 500а, показанного на фигуре 5А.5C is a flowchart of a method 500b used to optimize a drilling operation based on online calculation of MSE energy according to one or more aspects of the present invention. Method 500b can be performed using the device 100 shown in FIG. 1, the device 300 shown in FIG. 3, the device 400a shown in FIG. 4A, the device 400b shown in FIG. 4B, and / or the device 590 shown in FIG. 5B. Method 500b can also be performed in conjunction with the implementation of method 200a shown in FIG. 2A, method 200b shown in FIG. 2B, and / or method 500a shown in FIG. 5A. The method 500b shown in FIG. 5C may include or form at least part of the method 500a shown in FIG. 5A.

На стадии 512 способа 500b базовая MSE определена для оптимизации бурения по производительности, на основе MSE, изменяя WOB. Поскольку базовая MSE, определенная на стадии 512, будет использоваться для оптимизации, изменяя WOB, здесь будет использовано условное обозначение MSEBLWOB.In step 512 of method 500b, a base MSE is determined to optimize performance drilling based on MSE by modifying the WOB. Since the base MSE determined in step 512 will be used for optimization by modifying the WOB, the MSE BLWOB symbol will be used here .

На следующей стадии 514 изменяется параметр WOB. Такое изменение может включать либо увеличение, либо уменьшение WOB. Увеличение или уменьшение WOB на стадии 514 может быть выполнено в некоторых предопределенных пределах WOB. Например, изменение WOB не должно отклоняться на более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах WOB или вне таких пределов.In the next step 514, the WOB parameter is changed. Such a change may include either an increase or decrease in WOB. Increasing or decreasing the WOB in step 514 may be performed within some predetermined WOB limits. For example, the change in WOB should not deviate by more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside of the predetermined WOB limits.

Параметр WOB может быть вручную изменен оператором или WOB может быть автоматически изменена сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления, и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Как описано выше, такие сигналы могут быть переданы через систему дистанционного управления от другого терминала.The WOB parameter can be manually changed by the operator, or the WOB can be automatically changed by signals transmitted by the controller, control system, and / or other component of the rig and the corresponding device. As described above, such signals may be transmitted via a remote control system from another terminal.

Затем, на стадии 516, бурение продолжается с измененной WOB в течение предопределенного временного интервала бурения ΔWOB. Интервал бурения ΔWOB может быть предопределенным промежутком времени, таким как пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно временной интервал ΔWOB может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 516 может включать продолжение операции бурения с измененной WOB до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Временной интервал ΔWOB также может включать составляющую времени и составляющую глубины. Например, временной интервал ΔWOB может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере временной интервал ΔWOB может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в промежутке времени более чем девяносто минут. Конечно, вышеупомянутые значения времени и глубины в интервале ΔWOB являются просто примерами, и в объем настоящего изобретения также могут входить много других значений.Then, at step 516, drilling continues with a modified WOB for a predetermined drilling time interval ΔWOB. The ΔWOB drilling interval may be a predetermined period of time, such as five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the time interval ΔWOB may be a predetermined penetration depth. For example, step 516 may include continuing the drilling operation with the modified WOB until the existing wellbore is extended by five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The time interval ΔWOB may also include a time component and a depth component. For example, the ΔWOB time interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the ΔWOB time interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but over a period of more than ninety minutes. Of course, the aforementioned time and depth values in the ΔWOB interval are merely examples, and many other values may also be included in the scope of the present invention.

После продолжения операции бурения в интервале ΔWOB с измененным параметром WOB выполняется стадия 518, чтобы определить MSEΔWOB, полученную в результате работы с измененным параметром WOB в интервале ΔWOB. На последующей стадии принятия решения 520 измененная MSEΔWOB сравнивается с базовой MSEBLWOB. Если измененная MSEΔWOB более желательна относительно MSEBLWOB, способ 500b переходит на стадию 522. Однако, если измененная MSEΔWOB не желательна относительно MSEBLWOB, способ 500b переходит на стадию 524, на которой WOB будет восстановлена до ее прежнего значения, прежде чем будет выполнена стадия 514, и способ переходит на стадию 522.After continuing the drilling operation in the ΔWOB interval with the changed WOB parameter, step 518 is performed to determine the MSE ΔWOB resulting from working with the modified WOB parameter in the ΔWOB interval. In a subsequent decision step 520, the modified MSE ΔWOB is compared with the base MSE BLWOB . If the modified MSE ΔWOB is more desirable with respect to the MSE BLWOB , method 500b proceeds to step 522. However, if the modified MSE ΔWOB is not desired with respect to the MSE BLWOB , method 500b proceeds to step 524, in which the WOB will be restored to its previous value before it is executed step 514, and the method proceeds to step 522.

Определение на стадии принятия решения 520 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение того, что значение MSEΔWOB желательно, если оно, в основном, равно и/или меньше MSEBLWOB. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, сделанном на стадии 520.Determination at the decision-making stage 520 can be performed manually by an operator or automatically by a controller, a control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting that an MSE ΔWOB value is desired if it is substantially equal to and / or less than the MSE BLWOB . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination made at block 520.

На стадии 522 способа 500b базовая MSE определяется для оптимизации эффективности бурения на основе MSE, изменяя частоту вращения долота и RPM. Поскольку базовая MSE, определенная на стадии 522, будет использоваться для оптимизации, изменяя частоту вращения (RPM), здесь будет использоваться условное обозначение MSEBLRPM.In step 522 of method 500b, a baseline MSE is determined to optimize MSE-based drilling performance by varying bit speed and RPM. Since the base MSE determined in step 522 will be used for optimization by changing the rotational speed (RPM), the symbol MSE BLRPM will be used here .

На следующей стадии 526 изменяется RPM. Такое изменение может включать увеличение или уменьшение RPM. Увеличение или уменьшение RPM на стадии 526 может быть выполнено в некоторых предопределенных пределах RPM. Например, изменение RPM может быть не более чем примерно на 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах или вне таких пределов.In the next step 526, the RPM is changed. Such a change may include an increase or decrease in RPM. An increase or decrease in RPM in step 526 can be performed within some predetermined RPM limits. For example, the change in RPM can be no more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside predetermined limits.

Параметр RPM может быть изменен вручную оператором, или RPM может быть изменено автоматически сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства.The RPM parameter can be changed manually by the operator, or the RPM can be changed automatically by signals transmitted by the controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device.

Затем, на стадии 528, бурение продолжается с измененной частотой вращения RPM в течение предопределенного временного интервала бурения ΔRPM. Интервал ΔRPM может быть предопределенным промежутком времени, таким как пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторым другим промежутком времени. Альтернативно интервал ΔRPM может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 528 может содержать операцию продолжения бурения с измененным параметром RPM до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Интервал ΔRPM также может включать составляющие времени и глубины. Например, интервал ΔRPM может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере интервал ΔRPM может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут. Конечно, вышеуказанные значения времени и глубины для интервала ΔRPM - просто примеры, и объем настоящего изобретения включает и много других значений.Then, at step 528, drilling continues at a modified RPM for a predetermined drilling time interval ΔRPM. The ΔRPM interval may be a predetermined time period, such as five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other time period. Alternatively, the ΔRPM interval may be a predetermined penetration depth. For example, step 528 may comprise a continuation of a drilling operation with a modified RPM parameter until the existing wellbore is extended by five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The ΔRPM interval may also include time and depth components. For example, the ΔRPM interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the ΔRPM interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but over a period of no more than ninety minutes. Of course, the above time and depth values for the ΔRPM interval are merely examples, and the scope of the present invention includes many other values.

После продолжения операции бурения в течение определенного времени ΔRPM с измененным параметром RPM 530 выполняется стадия определения MSEΔRPM, полученной в результате работы с измененным параметром RPM в течение интервала ΔRPM. На последующей стадии принятия решения 532 измененное значение MSEΔRPM сравнивается с базовой MSEBLRPM. Если измененное значение MSEΔRPM более желательно, чем MSEBLRPM, способ 500b возвращается на стадию 512. Однако если измененное значение MSEΔRPM менее желательно, чем MSEBLRPM, способ 500b переходит на стадию 534, где RPM восстанавливается до ее прежнего значения прежде, чем будет выполнена стадия 526, и способ переходит на стадию 512.After continuing the drilling operation for a certain time ΔRPM with the changed parameter RPM 530, the step of determining the MSE ΔRPM obtained as a result of working with the changed parameter RPM during the ΔRPM interval is performed. In a subsequent decision step 532, the changed MSE ΔRPM is compared with the base MSE BLRPM . If the modified MSE ΔRPM is more desirable than the MSE BLRPM , method 500b returns to step 512. However, if the modified MSE ΔRPM is less desirable than the MSE BLRPM , method 500b proceeds to step 534, where the RPM is restored to its previous value before it step 526 is completed, and the method proceeds to step 512.

Определение на стадии принятия решения 532 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение желательности использования MSEΔRPM, если оно, в основном, равно и/или меньше MSEBLRPM. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть важную роль в определении, сделанном на стадии 532.Determination at the decision-making stage 532 can be performed manually by an operator or automatically by a controller, a control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting the desirability of using MSE ΔRPM if it is substantially equal to and / or less than MSE BLRPM . However, additional or alternative factors may also play an important role in the determination made in step 532.

Кроме того, после выполнения стадии 532 и/или 534, способ 500b, возможно, немедленно возвратится на стадию 512 для последующего повторения. Например, последующее повторение способа 500b может быть задержано на предопределенное время или глубину проходки. Альтернативно способ 500b может закончиться после выполнения стадий 532 и/или 534.In addition, after performing steps 532 and / or 534, the method 500b may immediately return to step 512 for subsequent repetition. For example, a subsequent repetition of method 500b may be delayed by a predetermined time or depth of penetration. Alternatively, method 500b may end after performing steps 532 and / or 534.

На фигуре 5D представлена блок-схема способа 500с для оптимизации операции бурения на основе вычисления MSE в реальном времени согласно одной или нескольким целям настоящего изобретения. Способ 500с может быть выполнен с помощью устройства 100, показанного на фигуре 1, устройства 300, показанного на фигуре 3, устройства 400а, показанного на фигуре 4А, устройства 400b, показанного на фигуре 4В, и/или устройства 590, показанного на фигуре 5В. Способ 500с также может быть выполнен совместно с выполнением способа 200а, показанного на фигуре 2А, способа 200b, показанного на фигуре 2В, способа 500а, показанного на фигуре 5А, и/или способа 500b, показанного на фигуре 5С. Способ 500с, показанный на фигуре 5D, может включать или формировать, по меньшей мере, часть способа 500а, показанного на фигуре 5А, и/или способа 500b, показанного на фигуре 5С.5D is a flowchart of a method 500c for optimizing a drilling operation based on real-time MSE calculation according to one or more objects of the present invention. Method 500c can be performed using the device 100 shown in FIG. 1, the device 300 shown in FIG. 3, the device 400a shown in FIG. 4A, the device 400b shown in FIG. 4B, and / or the device 590 shown in FIG. 5B. Method 500c can also be performed in conjunction with method 200a shown in FIG. 2A, method 200b shown in FIG. 2B, method 500a shown in FIG. 5A, and / or method 500b shown in FIG. 5C. The method 500c shown in FIG. 5D may include or form at least a portion of the method 500a shown in FIG. 5A and / or the method 500b shown in FIG. 5C.

На стадии 540 способа 500с базовая MSE определяется для оптимизации эффективности бурения на основе MSE путем снижения WOB. Поскольку базовая MSE,In step 540 of the method 500c, the baseline MSE is determined to optimize the efficiency of the MSE-based drilling by reducing WOB. Since the underlying MSE,

определенная на стадии 540, будет использоваться для оптимизации путем снижения WOB, здесь будет использоваться условное обозначение MSEBL-WOB.determined in step 540 will be used for optimization by reducing WOB, the symbol MSE BL-WOB will be used here.

На следующей стадии 542 уменьшается параметр WOB. Уменьшение WOB на стадии 542 может быть в некоторых предопределенных пределах WOB. Например, уменьшение WOB может быть в пределах не более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах WOB или вне таких пределов. Параметр WOB может быть снижен вручную оператором, или параметр WOB может быть автоматически снижен сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства.In the next step 542, the WOB parameter decreases. The decrease in WOB in step 542 may be within some predetermined limits of the WOB. For example, a decrease in WOB may be in the range of not more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside of the predetermined WOB limits. The WOB parameter can be manually reduced by the operator, or the WOB parameter can be automatically reduced by signals transmitted by the controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device.

Затем, на стадии 544, бурение продолжается со сниженной нагрузкой WOB в течение предопределенного временного интервала ΔWOB. Временной интервал ΔWOBThen, at step 544, drilling continues with a reduced WOB load for a predetermined time interval ΔWOB. Time interval ΔWOB

может быть предопределенным промежутком времени, например, пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно временной интервал ΔWOB может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 544 может включать бурение, продолженное со сниженной нагрузкой WOB до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Временной интервал ΔWOB также может включать составляющие времени и глубины. Например, временной интервал ΔWOB может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере, временной интервал ΔWOB может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут. Конечно, вышеуказанные значения времени и глубины для временного интервала ΔWOB являются просто примерами, и в объем настоящего изобретения также входят многие другие значения.may be a predetermined period of time, for example, five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the time interval ΔWOB may be a predetermined penetration depth. For example, step 544 may include drilling continued with a reduced WOB until the existing wellbore is extended five feet, ten feet, fifty feet or some other depth. The time interval ΔWOB may also include components of time and depth. For example, the ΔWOB time interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the ΔWOB time interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but for a period of no more than ninety minutes. Of course, the above time and depth values for the ΔWOB time interval are merely examples, and many other values are also within the scope of the present invention.

После продолжения операции бурения в интервале ΔWOB со сниженной нагрузкой WOB выполняется стадия 546, чтобы определить MSE-ΔWOB, полученную в результате работы со сниженной нагрузкой WOB в интервале ΔWOB. На последующей стадии принятия решения 548 сниженная MSE-ΔWOB сравнивается с базовой MSEBL-WOB. Если сниженная MSE-ΔWOB более желательна, чем MSEBL-WOB, способ 500с переходит на стадию 552. Однако если сниженная MSE-ΔWOB не является более желательной, чем MSEBL-WOB, способ 500с переходит на стадию 550, где WOB восстанавливается до ее прежнего значения, прежде чем будет выполнена стадия 542, и способ переходит на стадию 552.After continuing the drilling operation in the ΔWOB interval with the reduced WOB load, step 546 is performed to determine the MSE -ΔWOB resulting from the reduced WOB load in the ΔWOB interval. In a subsequent decision step 548, the reduced MSE -ΔWOB is compared to the base MSE BL-WOB . If the reduced MSE -ΔWOB is more desirable than the MSE BL-WOB , the method 500c proceeds to step 552. However, if the reduced MSE -ΔWOB is not more desirable than the MSE BL-WOB , the method 500c proceeds to step 550, where the WOB is restored to its the previous value before step 542 is completed, and the method proceeds to step 552.

Определение на стадии принятия решения 548 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение желательного значения MSE-ΔWOB, если оно, в основном, равно и/или меньше MSEBL-WOB. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, выполняемом на стадии 548.Determination at the decision-making stage 548 can be performed manually by an operator or automatically by a controller, a control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting the desired value of MSE -ΔWOB if it is substantially equal to and / or less than MSE BL-WOB . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination performed at step 548.

На стадии 552 способа 500с базовая MSE определяется для оптимизации эффективности бурения на основе MSE, увеличивая WOB. Поскольку базовая MSE, определенная на стадии 552, будет использоваться для оптимизации с увеличением нагрузки WOB, здесь будет использоваться обозначение MSEBL+WOB.In step 552 of the method 500c, a baseline MSE is determined to optimize MSE-based drilling efficiency by increasing WOB. Since the base MSE determined in step 552 will be used for optimization with increasing WOB load, the designation MSE BL + WOB will be used here.

На следующей стадии 554 увеличивается параметр WOB. Увеличение WOB на стадии 554 может быть выполнено в некоторых предопределенных пределах WOB. Например, увеличение WOB может быть в пределах не более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах WOB или вне таких пределов. Параметр WOB может быть увеличена вручную оператором, или WOB может быть автоматически увеличена сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства.In the next step 554, the WOB parameter is increased. An increase in WOB in step 554 may be performed within some predetermined WOB limits. For example, an increase in WOB may be in the range of not more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside of the predetermined WOB limits. The WOB parameter can be manually increased by the operator, or the WOB can be automatically increased by the signals transmitted by the controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device.

Затем, на стадии 556, бурение продолжается с увеличенным значением WOB в течение предопределенного интервала бурения +ΔWOB. Временной интервал +ΔWOB может быть предопределенным промежутком времени, например, пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно временной интервал +ΔWOB может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 556 может включать бурение, продолженное с увеличенным значением WOB до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Временной интервал +ΔWOB также может включать составляющие времени и глубины. Например, временной интервал +ΔWOB может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере, временной интервал +ΔWOB может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут.Then, at step 556, drilling continues with an increased WOB value for a predetermined drilling interval + ΔWOB. The time interval + ΔWOB may be a predetermined period of time, for example, five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the time interval + ΔWOB may be a predetermined penetration depth. For example, step 556 may include drilling continued with an increased WOB value until the existing wellbore is extended by five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The time interval + ΔWOB may also include components of time and depth. For example, the time span + ΔWOB may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the time interval + ΔWOB may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but over a period of no more than ninety minutes.

После продолжения операции бурения в течение интервала бурения +ΔWOB с увеличенным значением WOB выполняется стадия 558, чтобы определить MSE+ΔWOB, полученную в результате работы с увеличенным значением WOB в течение интервала бурения +ΔWOB. На последующей стадии принятия решения 560 измененнаяAfter continuing the drilling operation during the drilling interval + ΔWOB with the increased WOB value, step 558 is performed to determine the MSE + ΔWOB resulting from working with the increased WOB value during the drilling interval + ΔWOB. In the subsequent decision making phase 560 amended

MSE+ΔWOB сравнивается с базовой MSEBL+WOB. Если измененная MSE+ΔWOB более желательна, чем MSEBL+WOB, способ 500с переходит на стадию 564. Однако если измененная MSE+ΔWOB не является более желательной, чем MSEBL+WOB, способ 500с переходит на стадию 562, где WOB восстанавливается до ее прежнего значения, прежде чем будет выполнена стадия 554, и способ переходит на стадию 564.MSE + ΔWOB is compared with the base MSE BL + WOB . If the modified MSE + ΔWOB is more desirable than the MSE BL + WOB , the method 500c proceeds to step 564. However, if the modified MSE + ΔWOB is not more desirable than the MSE BL + WOB , the method 500c proceeds to step 562, where the WOB is restored to its the previous value before step 554 is completed, and the method proceeds to step 564.

Определение на стадии принятия решения 560 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение MSE+ΔWOB, как желательной величины, если она, в основном, равна и/или меньше MSEBL+WOB. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, выполняемом на стадии 560.Determination at the decision-making stage 560 may be performed manually by an operator or automatically by a controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting MSE + ΔWOB as a desired value if it is substantially equal to and / or less than MSE BL + WOB . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination performed at block 560.

На стадии 564 способа 500с базовая MSE определяется для оптимизации эффективности бурения на основе MSE, снижая частоту вращения долота RPM. Поскольку базовая MSE, определенная на стадии 564, будет использоваться для оптимизации путем снижения RPM, здесь будет использоваться обозначение MSEBL-RPM.At step 564 of the method 500c, the base MSE is determined to optimize the drilling efficiency based on the MSE by reducing the RPM bit speed. Since the base MSE determined in step 564 will be used for optimization by reducing RPM, the designation MSE BL-RPM will be used here.

На следующей стадии 566 снижается RPM. Снижение RPM на стадии 566 может быть выполнено в некоторых предопределенных пределах RPM. Например, снижение RPM может быть в пределах не более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах или вне таких пределов RPM. RPM может быть вручную снижена оператором, или RPM может быть автоматически уменьшена сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства.In the next step, 566 decreases RPM. The reduction in RPM in step 566 may be performed within some predetermined RPM limits. For example, a decrease in RPM may be in the range of not more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside such RPM limits. RPM can be manually reduced by the operator, or RPM can be automatically reduced by signals transmitted by the controller, control system and / or other component of the rig and associated device.

Затем, на стадии 568, бурение продолжается со сниженной частотой RPM в течение предопределенного интервала бурения ΔRPM. Интервал ΔRPM может быть предопределенным промежутком времени, например, пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно интервал ΔRPM может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 568 может включать бурение, продолженное со сниженной RPM до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Интервал ΔRPM также может включать составляющие времени и глубины. Например, интервал ΔRPM может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере, интервал ΔRPM может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут.Then, at step 568, drilling continues with a reduced RPM frequency for a predetermined drilling interval ΔRPM. The ΔRPM interval may be a predetermined period of time, for example, five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the ΔRPM interval may be a predetermined penetration depth. For example, step 568 may include drilling continued with a reduced RPM until the existing wellbore is extended five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The ΔRPM interval may also include time and depth components. For example, the ΔRPM interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the ΔRPM interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but for a period of no more than ninety minutes.

После продолжения операции бурения в течение интервала ΔRPM со сниженной RPM выполняется стадия 570, чтобы определить MSE-ΔRPM, полученную в результате работы со сниженной частотой RPM в течение интервала ΔRPM. На последующей стадии принятия решения 572 сниженная MSE-ΔRPM сравнивается с базовой MSEBL-RPM. Если измененная MSE-ΔRPM более желательна, чем MSEBL-RPM, способ 500с переходит на стадию 576. Однако если измененная MSE-ΔRPM не является более желательной, чем MSEBL-RPM, способ 500с переходит на стадию 574, где RPM восстанавливается до ее прежнего значения прежде, чем будет выполнена стадия 566, и способ переходит на стадию 576.After continuing the drilling operation during the ΔRPM interval with reduced RPM, step 570 is performed to determine the MSE -ΔRPM resulting from operating at a reduced RPM frequency during the ΔRPM interval. In a subsequent decision step 572, the reduced MSE -ΔRPM is compared with the baseline MSE BL-RPM . If the modified MSE -ΔRPM is more desirable than the MSE BL-RPM , the method 500c proceeds to step 576. However, if the modified MSE -ΔRPM is not more desirable than the MSE BL-RPM , the method 500c proceeds to step 574, where the RPM is restored to its the previous value before step 566 is completed, and the method proceeds to step 576.

Определение на стадии принятия решения 572 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение MSE-ΔRPM, как желательной величины, если оно, в основном, равно и/или меньше MSEBL-RPM. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, выполняемом на стадии 572.Determination at the decision-making stage 572 may be performed manually by an operator or automatically by a controller, a control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting MSE -ΔRPM as a desired value if it is substantially equal to and / or less than MSE BL-RPM . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination performed at step 572.

На стадии 576 способа 500с базовая MSE определяется для оптимизации эффективности бурения на основе MSE, увеличивая частоту вращения долота RPM. Поскольку базовая MSE, определенная на стадии 576, будет использоваться для оптимизации путем увеличения RPM, здесь будет использоваться обозначениеAt step 576 of the method 500c, the base MSE is determined to optimize the drilling efficiency based on the MSE by increasing the RPM bit speed. Since the base MSE determined in step 576 will be used for optimization by increasing the RPM, here we will use the notation

MSEBL+RPM.MSE BL + RPM .

На следующей стадии 578 увеличивается частота RPM. Увеличение RPM на стадии 578 может быть выполнено в некоторых предопределенных пределах RPM. Например, увеличение RPM может быть в пределах не более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах или вне таких пределов RPM. Частота RPM может быть увеличена вручную оператором, или RPM может быть автоматически увеличена сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства.In a next step 578, the RPM frequency is increased. An increase in RPM in step 578 may be performed within some predetermined RPM limits. For example, an increase in RPM may be within no more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside such RPM limits. The RPM frequency can be manually increased by the operator, or the RPM can be automatically increased by the signals transmitted by the controller, control system and / or other component of the rig and associated device.

Затем, на стадии 580, бурение продолжается с увеличенной частотой вращения RPM в течение предопределенного интервала бурения +ΔRPM. Интервал +ΔRPM может быть предопределенным промежутком времени, например, пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно интервал ΔRPM может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 580 может включать бурение, продолженное с увеличенной частотой вращения RPM до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Интервал ΔRPM также может включать составляющие времени и глубины. Например, интервал ΔRPM может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере, интервал ΔRPM может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут.Then, at step 580, drilling continues at an increased RPM for a predetermined drilling interval + ΔRPM. The interval + ΔRPM may be a predetermined period of time, for example, five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the ΔRPM interval may be a predetermined penetration depth. For example, step 580 may include drilling continued at an increased RPM until an existing wellbore is extended by five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The ΔRPM interval may also include time and depth components. For example, the ΔRPM interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the ΔRPM interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but for a period of no more than ninety minutes.

После продолжения операции бурения в течение интервала ΔRPM с увеличенной частотой вращения RPM выполняется стадия 582, чтобы определить MSE+ΔRPM, полученную в результате работы с увеличенной частотой вращения RPM в интервале ΔRPM. На последующей стадии принятия решения 584 увеличенная MSE+ΔRPM сравнивается с базовой MSEBL+RPM. Если измененная MSE+ΔRPM более желательна, чем MSEBL+RPM, способ 500с переходит на стадию 588. Однако если измененнаяAfter continuing the drilling operation during the ΔRPM interval with the increased RPM, step 582 is performed to determine the MSE + ΔRPM resulting from the operation with the increased RPM in the ΔRPM interval. In a subsequent decision step 584, the increased MSE + ΔRPM is compared to the base MSE BL + RPM . If the modified MSE + ΔRPM is more desirable than the MSE BL + RPM , the method 500c proceeds to step 588. However, if the modified

MSE+ΔRPM не является более желательной относительно MSEBL+RPM, способ 500с переходит на стадию 586, где RPM восстанавливается до ее прежнего значения, прежде чем будет выполнена стадия 578, и способ переходит на стадию 588.MSE + ΔRPM is not more desirable with respect to MSE BL + RPM , method 500c proceeds to step 586, where the RPM is restored to its previous value before step 578 is completed, and the method proceeds to step 588.

Определение на стадии принятия решения 584 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение MSE+ΔRPM, как желательной величины, если она, в основном, равна и/или меньше MSEBL+RPM. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, выполняемом на стадии 584.Determination at the decision-making stage 584 can be performed manually by an operator or automatically by a controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting MSE + ΔRPM as a desired value if it is substantially equal to and / or less than MSE BL + RPM . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination performed at step 584.

Стадия 588 содержит ожидание в течение предопределенного промежутка времени или интервала глубины бурения прежде, чем повторить способ 500с, путем возврата на стадию 540. Однако в одном примере осуществления изобретения этот интервал может быть настолько мал, что составляет 0 секунд или 0 футов, и способ возвращается на стадию 540, в основном, немедленно после выполнения стадии 584 и/или 586. Альтернативно способ 500с, возможно, не потребует повторения, и способ 500с, в основном, может закончиться после выполнения стадии 584 и/или 586.Step 588 comprises waiting for a predetermined period or interval of drilling depth before repeating method 500c by returning to step 540. However, in one embodiment, this interval may be so small that it is 0 seconds or 0 feet, and the method returns to step 540, mainly immediately after performing steps 584 and / or 586. Alternatively, method 500c may not need to be repeated, and method 500c may generally end after performing steps 584 and / or 586.

Кроме того, интервалы бурения -ΔWOB, +ΔWOB, -ΔRPM и +ΔRPM могут быть, в основном, идентичными в пределах одного повторения способа 500с. Альтернативно один или несколько интервалов могут измениться по продолжительности или глубине относительно других интервалов. Точно так же, величина, на которую WOB уменьшается и увеличивается на стадиях 542 и 554, в основном, может быть идентична или может изменяться относительно друг друга в пределах одного повторения способа 500с. Величины, на которые RPM уменьшается и увеличивается на стадиях 566 и 578, в основном, могут быть идентичными или могут изменяться относительно друг друга в пределах одного повторения способа 500с. WOB и RPM также могут изменяться или оставаться теми же самыми при последующих повторениях способа 500с.In addition, the drilling intervals -ΔWOB, + ΔWOB, -ΔRPM and + ΔRPM can be basically identical within a single repetition of the method 500 s. Alternatively, one or more intervals may vary in duration or depth relative to other intervals. Similarly, the amount by which the WOB decreases and increases in steps 542 and 554 can basically be identical or can change relative to each other within a single repetition of method 500c. The values by which the RPM decreases and increases in steps 566 and 578 can basically be identical or can vary relative to each other within a single repetition of method 500c. WOB and RPM may also change or remain the same during subsequent repetitions of method 500c.

Как описано выше, один или несколько целей настоящего изобретения могут быть достигнуты при операции бурения или управления на основе MSE. Однако одна или несколько целей настоящего изобретения могут дополнительно или альтернативно быть достигнуты при операции бурения или управления на основе ΔТ. Таким образом, как описано выше, во время операции бурения крутящий момент передается от верхнего привода или другого вращательного привода к бурильной колонне. Крутящий момент, требуемый для привода бурового долота, может называться как крутящий момент на долоте (ТОВ), и может быть проверен, используя датчик, например датчик крутящего момента 140а, показанный на фигуре 1, датчик крутящего момента 355, показанный на фигуре 3, один или несколько датчиков 430, показанных на фигурах 4А и 4В, датчик крутящего момента 596а, показанный на фигуре 5В, и/или один или несколько устройств, реагирующих на крутящий момент оборудования ВНА.As described above, one or more of the objectives of the present invention can be achieved with a drilling or control operation based on MSE. However, one or more objectives of the present invention can additionally or alternatively be achieved with a ΔT-based drilling or control operation. Thus, as described above, during the drilling operation, torque is transmitted from the top drive or other rotary drive to the drill string. The torque required to drive the drill bit can be referred to as bit torque (TOB), and can be checked using a sensor, such as torque sensor 140a shown in FIG. 1, torque sensor 355 shown in FIG. 3, one or several sensors 430 shown in figures 4A and 4B, a torque sensor 596a shown in figure 5B, and / or one or more devices that respond to the torque of the VNA equipment.

Во время бурения бурильная колонна подвергается различным видам вибрации, включая осевые (продольные) колебания, изгиб (боковые колебания) и крутильные (вращательные) колебания. Крутильные колебания вызваны нелинейным взаимодействием между буровым долотом, бурильной колонной и стволом скважины. Как описано выше, такое крутильное колебание может включать скачкообразную вибрацию (SSA), характеризующуюся чередованием остановок (во время которых оборудование ВНА "прилипает" к стволу скважины) и работой оборудования ВНА с большой угловой скоростью (во время которой оборудование ВНА "скользит" относительно ствола скважины).During drilling, the drill string undergoes various types of vibration, including axial (longitudinal) vibrations, bending (lateral vibrations) and torsional (rotational) vibrations. Torsional vibrations are caused by non-linear interactions between the drill bit, drill string and borehole. As described above, such torsional vibration can include spasmodic vibration (SSA), characterized by alternating stops (during which the BHA equipment “sticks” to the wellbore) and the operation of the BHA equipment at a high angular velocity (during which the BHA equipment “slides” relative to the barrel wells).

Скачкообразное движение оборудование ВНА вызывает изменения ТОВ или ΔТ в реальном времени. Этот интервал ΔТ может быть использован для формирования аварийного сигнала о возникновении скачкообразного движения согласно одному или нескольким целям настоящего изобретения. Например, ΔТ или параметр аварийного сигнала может быть показан визуально индикатором "сигнала останова", где зеленый свет может указывать на приемлемый рабочий режим (например, параметр аварийного сигнала 0-15), янтарный свет может указывать на возможность скачкообразного движения (например, параметр аварийного сигнала 16-25), и красный свет может указывать на наличие скачкообразного движения (например, параметр аварийного сигнала выше 25). Однако эти примерные пороги могут регулироваться во время работы, поскольку они могут изменяться в зависимости от условий бурения. ΔТ или параметр аварийного сигнала могут альтернативно или дополнительно быть показаны графически (например, отображая текущие и исторические данные), в виде звукового сообщения (например, через громкоговоритель) и/или через дисплей измерительного прибора или измерителя. Комбинации этих вариантов отображения также входят в объем настоящего изобретения. Например, вышеописанный индикатор "сигнала останова" может непрерывно указать параметр аварийного сигнала независимо от его значения, и звуковой аварийный сигнал может быть включен, если параметр аварийного сигнала превысит предопределенное значение (например, 25).Sudden motion of VNA equipment causes changes in TOV or ΔT in real time. This ΔT interval can be used to generate an abrupt motion alarm according to one or more objects of the present invention. For example, ΔТ or an alarm parameter can be visually indicated by a “stop signal” indicator, where green light can indicate an acceptable operating mode (for example, alarm parameter 0-15), amber light can indicate an abrupt movement (for example, an emergency parameter 16-25), and a red light may indicate an abrupt movement (for example, an alarm parameter above 25). However, these exemplary thresholds may be adjusted during operation, as they may vary depending on drilling conditions. ΔT or an alarm parameter can alternatively or additionally be shown graphically (for example, displaying current and historical data), in the form of an audio message (for example, through a speaker) and / or through the display of a measuring device or meter. Combinations of these display options are also included in the scope of the present invention. For example, the “stop signal” indicator described above can continuously indicate an alarm parameter regardless of its value, and an audible alarm can be turned on if the alarm parameter exceeds a predetermined value (for example, 25).

Контроллер операции бурения или другое устройство по настоящему изобретению может выполнять одну или несколько функций управления бурением на основе ΔТ или параметров аварийного сигнала, как описано выше. Например, контроллер 190, показанный на фигуре 1, контроллер 325, показанный на фигуре 3, контроллер 420, показанный на фигурах 4А или 4В, и/или контроллер 598, показанный на фигуре 5В, может быть использован для автоматического регулирования числа оборотов (RPM) бурильной колонны с импульсным увеличенного или уменьшением RPM (например, +/-5 RPM), чтобы разорвать гармонику скачкообразной вибрации до или после обнаружения скачкообразного движения, и затем вернуться к нормальному RPM. Контроллер может быть использован для автоматически увеличения или уменьшения RPM на предопределенную или устанавливаемую пользователем величину или процент предопределенной или устанавливаемой пользователем продолжительности, в попытке вывести операцию бурения из волнового состояния. Альтернативно контроллер может быть использован для автоматического продолжения изменения RPM вверх или вниз с приращением до ΔТ или до параметра аварийного сигнала, указывающего, что скачкообразное движение было остановлено.A drilling operation controller or other device of the present invention may perform one or more drilling control functions based on ΔT or alarm parameters, as described above. For example, the controller 190 shown in FIG. 1, the controller 325 shown in FIG. 3, the controller 420 shown in FIGS. 4A or 4B, and / or the controller 598 shown in FIG. 5B can be used to automatically control the RPM (RPM) drill string with pulse increased or decreased RPM (e.g. +/- 5 RPM) to break the harmonic of the spasmodic vibration before or after detecting spasmodic motion, and then return to normal RPM. The controller can be used to automatically increase or decrease the RPM by a predetermined or user-set value or percentage of a predetermined or user-set duration, in an attempt to remove the drilling operation from the wave state. Alternatively, the controller may be used to automatically continue to change the RPM up or down in increments of ΔT or to an alarm parameter indicating that the abrupt movement has been stopped.

В примере осуществления изобретения ΔТ или контроллер, реагирующий на SSA, также могут использоваться для автоматического восстановления WOB, если скачкообразное движение достигло серьезного уровня, что может произойти из-за чрезмерно высокой целевой частоты WOB. Такое автоматическое снижение WOB может содержать одну единственную корректировку или непрерывное регулирование до достижения ΔT или до параметра аварийного сигнала, указывающего, что скачкообразное движение было остановлено.In an exemplary embodiment, ΔT or an SSA responsive controller can also be used to automatically restore WOB if the jerky movement has reached a serious level, which could be due to an excessively high target WOB frequency. Such an automatic reduction in WOB may include one single adjustment or continuous adjustment until ΔT is reached or to an alarm parameter indicating that the abrupt movement has been stopped.

ΔT или контроллер, реагирующий на SSA, также могут использоваться для автоматического увеличения WOB, например, чтобы найти верхний предел скачкообразного движения WOB. Например, если все другие возможные параметры бурения оптимизированы или находятся в соответствующих пределах, контроллер может автоматически увеличить WOB шагами до ΔТ, или до параметра SSA, равного своему верхнему пределу (например, 25).ΔT or an SSA-responsive controller can also be used to automatically increase the WOB, for example, to find the upper limit of the wobble of the WOB. For example, if all other possible drilling parameters are optimized or within the appropriate limits, the controller can automatically increase WOB in steps to ΔТ, or to the SSA parameter equal to its upper limit (for example, 25).

В примере осуществления изобретения операция бурения или контроля, основанная на параметре ΔТ согласно одному или несколькими целям настоящего изобретения, может функционировать согласно одному или несколькими аспектам следующего псевдокода:In an embodiment of the invention, a drilling or monitoring operation based on the ΔT parameter according to one or more objects of the present invention may function according to one or more aspects of the following pseudo-code:

Figure 00000001
Figure 00000001

где «момент» = крутящий момент; Процесс_Время - время, начиная с контроля параметра ΔT или SSA; Минимум_Момент - минимальный крутящий момент на долоте (ТОВ), который имел место в промежутке Процесс_Время; Максимум_Момент - максимальный ТОВ, который имел место в промежутке Процесс_Время; Момент в реальном времени - текущий ТОВ, Средний_Момент - средний ТОВ в промежутке Процесс_Время, и SSA - параметр аварийного сигнала при скачкообразном движении.where "moment" = torque; Process_Time - time starting from monitoring the ΔT or SSA parameter; Minimum_Torque - the minimum torque on the bit (TOV) that occurred in the interval Process_Time; Maximum_T moment - maximum TOV that occurred in the interval Process_Time; The real-time moment is the current TOV, Medium_T moment is the average TOV in the interval Process_Time, and SSA is the alarm parameter during abrupt movement.

Как описано выше, ΔT или параметр SSA могут быть использованы в способе 200а, показанном на фигуре 2А, способе 200b, показанном на фигуре 2В, способе 500а, показанном на фигуре 5А, способе 500b, показанном на фигуре 5С, и/или способе 500с, показанном на фигуре 5D. Например, как показано на фигуре 6А, параметр ΔТ или SSA можно заменить параметром MSE, описанным выше со ссылкой на фигуру 5А. Альтернативно параметр ΔТ или SSA может быть проверен в дополнение к параметру MSE, описанному выше со ссылкой на фигуру 5А, чтобы убедиться, что операция бурения или управление основано как на параметре MSE, так и на параметре ΔТ или SSA.As described above, ΔT or the SSA parameter can be used in the method 200a shown in FIG. 2A, the method 200b shown in FIG. 2B, the method 500a shown in FIG. 5A, the method 500b shown in FIG. 5C, and / or the method 500c, shown in figure 5D. For example, as shown in FIG. 6A, the ΔT or SSA parameter can be replaced by the MSE parameter described above with reference to FIG. 5A. Alternatively, the ΔT or SSA parameter can be checked in addition to the MSE parameter described above with reference to Figure 5A to ensure that the drilling operation or control is based on both the MSE parameter and the ΔT or SSA parameter.

На фигуре 6А представлена блок-схема способа 600а согласно одному или несколькими целям настоящего изобретения. Способ 600а может быть выполнен во взаимодействии с одним или несколькими компонентами устройства 100, показанного на фигуре 1, устройства 300, показанного на фигуре 3, устройства 400а, показанного на фигуре 4А, устройства 400b, показанного на фигуре 4В, и/или устройства 590, показанного на фигуре 5В, во время их работы.6A is a flowchart of a method 600a according to one or more objects of the present invention. Method 600a may be performed in conjunction with one or more components of the device 100 shown in FIG. 1, the device 300 shown in FIG. 3, the device 400a shown in FIG. 4A, the device 400b shown in FIG. 4B, and / or device 590, shown in figure 5B, during their operation.

Способ 600а включает стадию 602, во время которой измеряются текущие параметры ΔT. На следующей стадии 604 вычисляется ΔТ. Если ΔТ равен желательному ΔТ или иными образом приближается к идеальному, как определено на стадии принятия решения 606, способ 600а возобновляется, и стадия 602 будет повторена. Как описано выше, может иметь место "идеальное" состояние. Повторение способа 600а в основном может быть немедленным, или может быть задержано, чем способ 600а будет возобновлен, и стадия 602 будет повторена. Если параметр ΔТ не идеален, как определено на стадии принятия решения 606, способ 600а переходит на стадию 608, во время которой один или несколько параметров бурения (например, WOB, RPM, и т.д.) перестраиваются в попытке улучшить ΔТ. После выполнения стадии 608 способ 600а возобновляется, и стадия 602 повторяется. Такое повторение, в основном, может быть немедленным, или может иметь место период задержки прежде, чем способ 600а будет возобновлен, и стадия 602 будет повторена.Method 600a includes a step 602, during which current ΔT parameters are measured. In the next step 604, ΔT is calculated. If ΔT is equal to the desired ΔT or otherwise approaches ideal, as determined at decision stage 606, method 600a is resumed and step 602 will be repeated. As described above, an “ideal” state may occur. The repetition of method 600a can generally be immediate, or delayed, so that method 600a is resumed, and step 602 is repeated. If ΔT is not ideal, as determined at decision stage 606, method 600a proceeds to step 608, during which one or more drilling parameters (e.g., WOB, RPM, etc.) are rebuilt in an attempt to improve ΔT. After step 608 is completed, method 600a is resumed and step 602 is repeated. Such a repetition may generally be immediate, or there may be a delay period before the method 600a is resumed and step 602 is repeated.

На фигуре 6В представлена блок-схема способа 600b для контроля ΔТ и/или SSA согласно одной или несколькими целям настоящего изобретения. Способ 600b может быть выполнен с помощью устройства 100, показанного на фигуре 1, устройства 300, показанного на фигуре 3, устройства 400а, показанного на фигуре 4А, устройства 400b, показанного на фигуре 4В, и/или устройства 590, показанного на фигуре 5В. Способ 600b также может быть выполнен совместно с выполнением способа 200а, показанного на фигуре 2А, способа 200b, показанного на фигуре 2В, способа 500а, показанного на фигуре 5А, способа 500b, показанного на фигуре 5С, способа 500с, показанного на фигуре 5D, и/или способа 600а, показанного на фигуре 6А. Способ 600b, показанный на фигуре 6В, может включать или формировать, по меньшей мере, часть способа 600а, показанного на фигуре 6А.6B is a flowchart of a method 600b for monitoring ΔT and / or SSA according to one or more objects of the present invention. Method 600b can be performed using the device 100 shown in FIG. 1, the device 300 shown in FIG. 3, the device 400a shown in FIG. 4A, the device 400b shown in FIG. 4B, and / or the device 590 shown in FIG. 5B. Method 600b can also be performed in conjunction with method 200a shown in FIG. 2A, method 200b shown in FIG. 2B, method 500a shown in FIG. 5A, method 500b shown in FIG. 5C, method 500c shown in FIG. 5D, and / or the method 600a shown in FIG. 6A. The method 600b shown in FIG. 6B may include or form at least a portion of the method 600a shown in FIG. 6A.

На стадии 612 способа 600b определяется базовый параметр ΔТ для оптимизации на основе ΔТ, изменяя WOB. Поскольку базовый параметр ΔТ, определенный на стадии 612, будет использоваться для оптимизации, изменяя WOB, здесь будет использоваться обозначение ΔTBLWOB.At step 612 of method 600b, a baseline parameter ΔT is determined for optimization based on ΔT by changing the WOB. Since the basic parameter ΔT determined in step 612 will be used for optimization by changing the WOB, the designation ΔT BLWOB will be used here .

На следующей стадии 614 изменяется WOB. Такое изменение может включать увеличение или уменьшение WOB. Увеличение или уменьшение WOB на стадии 614 может быть выполнено в некоторых предопределенных пределах WOB. Например, изменение WOB может быть в пределах не более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах WOB или вне таких пределов. Параметр WOB может быть вручную изменен оператором или параметр WOB может быть автоматически изменен сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Как описано выше, такие сигналы могут быть переданы через систему дистанционного управления от другого терминала.In the next step 614, the WOB changes. Such a change may include an increase or decrease in WOB. Increasing or decreasing the WOB in step 614 may be performed within some predetermined WOB limits. For example, the change in WOB may be within no more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside of the predetermined WOB limits. The WOB parameter can be manually changed by the operator or the WOB parameter can be automatically changed by signals transmitted by the controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device. As described above, such signals may be transmitted via a remote control system from another terminal.

Затем, на стадии 616, бурение продолжается с измененным параметром WOB в течение предопределенного временного интервала ΔWOB. Временной интервал ΔWOB может быть предопределенным промежутком времени, таким как пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно временной интервал ΔWOB может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 616 может включать бурение, продолженное с измененным параметром WOB до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Временной интервал ΔWOB также может включать составляющие времени и глубины. Например, временной интервал ΔWOB может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере временной интервал ΔWOB может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут. Конечно, вышеуказанные значения времени и глубины для временного интервала ΔWOB - просто примеры, и в объем настоящего изобретения также входят многие другие значения.Then, at step 616, drilling continues with the modified WOB parameter for a predetermined time interval ΔWOB. The time interval ΔWOB may be a predetermined period of time, such as five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the time interval ΔWOB may be a predetermined penetration depth. For example, step 616 may include drilling continued with a modified WOB parameter until the existing wellbore is extended by five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The time interval ΔWOB may also include components of time and depth. For example, the ΔWOB time interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the ΔWOB time interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but over a period of no more than ninety minutes. Of course, the above values of time and depth for the time interval ΔWOB are merely examples, and many other values are also within the scope of the present invention.

После продолжения операции бурения в интервале ΔWOB с измененным параметром WOB выполняется стадия 618, чтобы определить величину ΔТΔWOB, полученную в результате работы с измененным параметром WOB в интервале ΔWOB. На последующей стадии принятия решения 620 измененный параметр ΔТΔWOB сравнивается с базовым ΔTBLWOB. Если измененный параметр ΔТΔWOB более желателен, чем ΔTBLWOB, способ 600b переходит на стадию 622. Однако если измененный параметр ΔТΔWOB менее желателен, чем ΔTBLWOB, способ 600b переходит на стадию 624, где WOB восстанавливается до его прежнего значения прежде, чем стадия 614 будет выполнена, и способ переходит на стадию 622.After continuing the drilling operation in the ΔWOB interval with the changed WOB parameter, step 618 is performed to determine the ΔT ΔWOB value obtained by working with the changed WOB parameter in the ΔWOB interval. In a subsequent decision step 620, the changed parameter ΔT ΔWOB is compared with the base ΔT BLWOB . If the changed parameter ΔT ΔWOB is more desirable than ΔT BLWOB , method 600b proceeds to step 622. However, if the changed parameter ΔT ΔWOB is less desirable than ΔT BLWOB , method 600b proceeds to step 624, where the WOB is restored to its previous value before stage 614 will be executed, and the method proceeds to step 622.

Определение на стадии принятия решения 620 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может включать поиск желательного значения ΔТΔWOB, если оно, в основном, равно и/или меньше ΔTBLWOB. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, выполняемом на стадии 620.Determination at the decision-making stage 620 may be performed manually by an operator or automatically by a controller, a control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The determination may include searching for a desired ΔT ΔWOB value if it is substantially equal to and / or less than ΔT BLWOB . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination performed at block 620.

На стадии 622 способа 600b определяется базовый параметр ΔТ для оптимизации на основе ΔТ, изменяя частоту вращения долота (параметр RPM). Поскольку базовый параметр ΔT, определенный на стадии 622, будет использоваться для оптимизации, изменяя RPM, здесь будет использоваться обозначение ΔTBLRPM.At step 622 of method 600b, a basic parameter ΔT is determined for optimization based on ΔT by changing the bit speed (parameter RPM). Since the basic parameter ΔT determined in step 622 will be used for optimization by changing the RPM, the designation ΔT BLRPM will be used here .

На следующей стадии 626 изменяется параметр RPM. Такое изменение может включать либо увеличение, либо уменьшение RPM. Увеличение или уменьшение RPM на стадии 626 может быть осуществлено в некоторых предопределенных пределах RPM. Например, изменение RPM может быть в пределах не более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах или вне таких пределов RPM. Параметр RPM может быть изменен вручную оператором, или RPM может быть автоматически изменен сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства.In the next step 626, the RPM parameter is changed. Such a change may include either an increase or decrease in RPM. An increase or decrease in RPM in step 626 may be implemented within certain predetermined RPM limits. For example, the change in RPM may be within no more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside such RPM limits. The RPM parameter can be changed manually by the operator, or the RPM can be automatically changed by signals transmitted by the controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device.

Затем, на стадии 628, бурение продолжается с измененным параметра RPM в течение предопределенного интервала бурения ΔRPM, Интервал ΔRPM может быть предопределенным промежутком времени, таким как пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно интервал ΔRPM может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 628 может включать бурение, продолженное с измененным параметром RPM до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Интервал ΔRPM также может включать составляющие времени и глубины. Например, интервал ΔRPM может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере интервал ΔRPM может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут. Конечно, вышеуказанные значения времени и глубины для интервала ΔRPM - просто примеры, и в объем настоящего изобретения также входят многие другие значения.Then, at step 628, drilling continues with a modified RPM parameter for a predetermined drilling interval ΔRPM. The ΔRPM interval may be a predetermined period of time, such as five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the ΔRPM interval may be a predetermined penetration depth. For example, step 628 may include drilling continued with a modified RPM parameter until the existing wellbore is extended five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The ΔRPM interval may also include time and depth components. For example, the ΔRPM interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the ΔRPM interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but over a period of no more than ninety minutes. Of course, the above time and depth values for the ΔRPM interval are merely examples, and many other values are also within the scope of the present invention.

После продолжения операции бурения в течение определенного времени ΔRPM с измененным параметром RPM выполняется стадия 630, чтобы определить величину ΔТΔRPM, полученную в результате работы с измененным параметром RPM в течение интервала ΔRPM. На последующей стадии принятия решения 632 измененный параметр ΔТΔRPM сравнивается с базовым ΔTBLRPM. Если измененный параметр ΔТΔRPM более желателен, чем ΔTBLRPM, способ 600b возвращается на стадию 612. Однако если измененный параметр ΔТΔRPM менее желателен, чем ΔTBLRPM, способ 600b переходит на стадию 634, где RPM восстанавливается до своего прежнего значения прежде, чем будет выполнена стадия 626, и способ переходит на стадию 612.After continuing the drilling operation for a certain time ΔRPM with the changed RPM parameter, step 630 is performed to determine the ΔT ΔRPM value obtained by working with the changed RPM parameter during the ΔRPM interval. In a subsequent decision step 632, the changed parameter ΔT ΔRPM is compared with the base ΔT BLRPM . If the changed ΔT ΔRPM parameter is more desirable than ΔT BLRPM , method 600b returns to step 612. However, if the changed ΔT ΔRPM parameter is less desirable than ΔT BLRPM , method 600b proceeds to step 634, where the RPM is restored to its previous value before it step 626 is completed, and the method proceeds to step 612.

Определение на стадии принятия решения 632 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение желательности ΔТΔRPM, если оно, в основном, равно и/или меньше ΔTBLRPM. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, выполняемом на стадии 632.Determination at the decision-making stage 632 can be performed manually by an operator or automatically by a controller, a control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting the desirability of ΔT ΔRPM if it is substantially equal to and / or less than ΔT BLRPM . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination performed at block 632.

Кроме того, после выполнения стадии 632 и/или 634, способ 600b, возможно, немедленно возвращается на стадию 612 для последующего повторения, или последующее повторение способа 600b может быть отложено на предопределенный временной интервал или глубину проходки. Альтернативно способ 600b может закончиться после выполнения стадий 632 и/или 634.In addition, after performing step 632 and / or 634, method 600b may immediately return to step 612 for subsequent repetition, or a subsequent repetition of method 600b may be delayed by a predetermined time interval or depth of penetration. Alternatively, method 600b may end after performing steps 632 and / or 634.

На фигуре 6С представлена блок-схема способа 600с для оптимизации операции бурения на основе параметра ΔT, вычисленного в реальном времени согласно одному или несколькими целям настоящего изобретения. Способ 600с может быть выполнен с помощью устройства 100, показанного на фигуре 1, устройства 300, показанного на фигуре 3, устройства 400а, показанного на фигуре 4А, устройства 400b, показанного на фигуре 4В, и/или устройства 590, показанного на фигуре 5В. Способ 600с также может быть выполнен совместно с выполнением способа 200а, показанного на фигуре 2А, способа 200b, показанного на фигуре 2В, способа 500а, показанного на фигуре 5А, способа 500b, показанного на фигуре 5С, способа 500с, показанного на фигуре 5D, способа 600а, показанного на фигуре 6А, и/или способа 600b, показанного на фигуре 6В. Способ 600с, показанный на фигуре 6С, может содержать или формировать, по меньшей мере, часть способа 600а, показанного на фигуре 6А, и/или способа 600b, показанного на фигуре 6В.6C is a flowchart of a method 600c for optimizing a drilling operation based on a ΔT parameter calculated in real time according to one or more objects of the present invention. Method 600c can be performed using the device 100 shown in FIG. 1, the device 300 shown in FIG. 3, the device 400a shown in FIG. 4A, the device 400b shown in FIG. 4B, and / or the device 590 shown in FIG. 5B. Method 600c can also be performed in conjunction with method 200a shown in FIG. 2A, method 200b shown in FIG. 2B, method 500a shown in FIG. 5A, method 500b shown in FIG. 5C, method 500c shown in FIG. 5D, method 600a shown in FIG. 6A and / or the method 600b shown in FIG. 6B. The method 600c shown in FIG. 6C may comprise or form at least a portion of the method 600a shown in FIG. 6A and / or the method 600b shown in FIG. 6B.

На стадии 640 способа 600с определяется базовый параметр ΔТ для оптимизации на основе ΔT путем снижения WOB. Поскольку базовый параметр ΔT, определенный на стадии 640, будет использоваться для оптимизации путем снижения WOB, здесь будет использоваться обозначение ΔTBL-WOB.At step 640 of method 600c, a baseline parameter ΔT is determined for optimization based on ΔT by reducing WOB. Since the basic parameter ΔT determined in step 640 will be used for optimization by reducing WOB, the designation ΔT BL-WOB will be used here.

На следующей стадии 642 снижается параметр WOB. Снижение WOB на стадии 642 может быть выполнено в некоторых предопределенных пределах WOB. Например, снижение WOB может быть в пределах не более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах WOB или вне таких пределов. Параметр WOB может быть снижен вручную оператором или WOB может быть автоматически снижен сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства.In the next step 642, the WOB parameter is reduced. The reduction of WOB in step 642 may be performed within some predetermined limits of the WOB. For example, a decrease in WOB may be in the range of not more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside of the predetermined WOB limits. The WOB parameter can be manually reduced by the operator, or the WOB can be automatically reduced by signals transmitted by the controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device.

Затем, на стадии 644, бурение продолжается со сниженным параметром WOB в течение предопределенного временного интервала ΔWOB. Временной интервал ΔWOBThen, at step 644, drilling continues with a reduced WOB parameter for a predetermined time interval ΔWOB. Time interval ΔWOB

может быть предопределенным промежутком времени, например, пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно временной интервал ΔWOB может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 644 может включать бурение, продолженное со сниженным параметром WOB до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Временной интервал ΔWOB также может включать составляющие времени и глубины. Например, временной интервал ΔWOB может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере, временной интервал ΔWOB может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут. Конечно, вышеуказанные значения времени и глубины для интервала ΔWOB являются просто примерами, и в объем настоящего изобретения также входят многие другие значения.may be a predetermined period of time, for example, five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the time interval ΔWOB may be a predetermined penetration depth. For example, step 644 may include drilling continued with a reduced WOB parameter until the existing wellbore is extended by five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The time interval ΔWOB may also include components of time and depth. For example, the ΔWOB time interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the ΔWOB time interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but for a period of no more than ninety minutes. Of course, the above time and depth values for the ΔWOB interval are merely examples, and many other values are also within the scope of the present invention.

После продолжения операции бурения в интервале ΔWOB со сниженным параметром WOB выполняется стадия 646, чтобы определить величину ΔТ-ΔWOB. полученную в результате работы со сниженным параметром WOB в интервале ΔWOB. На последующей стадии принятия решения 648 сниженный интервал ΔТ-ΔWOB сравнивается с базовым ΔTBL-WOB. Если сниженный ΔТ-ΔWOB более желателен, чем ΔTBL-WOB, способ 600с переходит на стадию 652. Однако, если сниженный ΔТ-ΔWOB менее желателен, чем ΔTBL-WOB, способ 600с переходит на стадию 650, где WOB восстанавливается до своего прежнего значения прежде, чем будет выполнена стадия 642, и способ переходит на стадию 652.After continuing the drilling operation in the ΔWOB interval with the reduced WOB parameter, step 646 is performed to determine the ΔT -ΔWOB value . obtained as a result of working with a reduced parameter WOB in the interval ΔWOB. In a subsequent decision step 648, the reduced ΔT-ΔWOB interval is compared to the base ΔT BL-WOB . If the reduced ΔT -ΔWOB is more desirable than ΔT BL-WOB , the method 600c proceeds to step 652. However, if the reduced ΔT -ΔWOB is less desirable than ΔT BL-WOB , the method 600c proceeds to step 650, where the WOB is restored to its former values before step 642 is completed, and the method proceeds to step 652.

Определение на стадии принятия решения 648 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение ΔT-ΔWOB, как желательной величины, если она, в основном, равна и/или меньше ΔTBL-WOB. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, выполняемом на стадии 648.Determination at the decision-making stage 648 can be performed manually by an operator or automatically by a controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting ΔT -ΔWOB as a desired value if it is substantially equal to and / or less than ΔT BL-WOB . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination performed at step 648.

На стадии 652 способа 600с определяется базовый параметр ΔТ для оптимизации на основе ΔТ, увеличивая WOB. Поскольку базовый параметр ΔТ, определенный на стадии 652, будет использоваться для оптимизации путем увеличения WOB, здесь будет использоваться обозначение ΔTBL+WOB.At step 652 of method 600c, a baseline parameter ΔT is determined for optimization based on ΔT, increasing WOB. Since the basic parameter ΔT determined in step 652 will be used for optimization by increasing WOB, the designation ΔT BL + WOB will be used here.

На следующей стадии 654 увеличивается параметр WOB. Увеличение WOB на стадии 654 может быть выполнено в некоторых предопределенных пределах WOB. Например, увеличение WOB может быть в пределах не более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах WOB или вне таких пределов. Параметр WOB может быть увеличен вручную оператором, или WOB может быть автоматически увеличен сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства.In the next step 654, the WOB parameter is increased. An increase in WOB in step 654 may be performed within some predetermined WOB limits. For example, an increase in WOB may be in the range of not more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside of the predetermined WOB limits. The WOB parameter can be manually increased by the operator, or the WOB can be automatically increased by the signals transmitted by the controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device.

Затем, на стадии 656, бурение продолжается с увеличенным значением WOB в течение предопределенного интервала бурения +ΔWOB. Интервал +ΔWOB может быть предопределенным промежутком времени, например, пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно временной интервал +ΔWOB может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 656 может включать бурение, продолженное с увеличенным значением WOB до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Интервал +ΔWOB также может включать составляющие времени и глубины. Например, интервал +ΔWOB может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере, интервал +ΔWOB может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут.Then, at step 656, drilling continues with an increased WOB value for a predetermined drilling interval + ΔWOB. The interval + ΔWOB may be a predetermined period of time, for example, five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the time interval + ΔWOB may be a predetermined penetration depth. For example, step 656 may include drilling continued with an increased WOB value until the existing wellbore is extended five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The interval + ΔWOB may also include time and depth components. For example, the + ΔWOB interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the + ΔWOB interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but for a period of no more than ninety minutes.

После продолжения операции бурения в течение интервала бурения +ΔWOB с увеличенным значением WOB выполняется стадия 658, чтобы определить величину ΔT+ΔWOB, полученную в результате работы с увеличенным значением WOB в течение интервала бурения +ΔWOB. На последующей стадии принятия решения 660 измененный параметр ΔT+ΔWOB сравнивается с базовым ΔTBL+WOB. Если измененный параметр ΔТ+ΔWOB более желателен, чем ΔTBL+WOB, способ 600с переходит на стадию 664. Однако если измененный параметр ΔТ+ΔWOB менее желателен, чемAfter continuing the drilling operation during the drilling interval + ΔWOB with the increased WOB value, step 658 is performed to determine the ΔT + ΔWOB value obtained by operating with the increased WOB value during the drilling interval + ΔWOB. In a subsequent decision step 660, the changed parameter ΔT + ΔWOB is compared with the base ΔT BL + WOB . If the changed parameter ΔT + ΔWOB is more desirable than ΔT BL + WOB , the method 600c proceeds to step 664. However, if the changed parameter ΔT + ΔWOB is less desirable than

ΔTBL+WOB, способ 600с переходит на стадию 662, где WOB восстанавливается до своего прежнего значения прежде, чем будет выполнена стадия 654, и способ переходит на стадию 664.ΔT BL + WOB , the method 600c proceeds to step 662, where the WOB is restored to its previous value before step 654 is performed, and the method proceeds to step 664.

Определение на стадии принятия решения 660 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение ΔТ+ΔWOB, как желательной величины, если она, в основном, равна и/или меньше ΔTBL+WOB. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, выполняемом на стадии 660.Determination at the decision-making stage 660 may be performed manually by an operator or automatically by a controller, a control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting ΔT + ΔWOB as a desired value if it is substantially equal to and / or less than ΔT BL + WOB . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination performed at block 660.

На стадии 664 способа 600с определяется базовый параметр ΔТ для оптимизации на основе ΔТ, снижая частоту вращения долота RPM. Поскольку базовый параметр ΔТ, определенный на стадии 664, будет использоваться для оптимизации путем снижения RPM, здесь будет использоваться обозначение ΔTBL-WOB.At step 664 of method 600c, a basic parameter ΔT is determined for optimization based on ΔT, reducing the RPM bit speed. Since the basic parameter ΔT determined in step 664 will be used for optimization by reducing RPM, the designation ΔT BL-WOB will be used here.

На следующей стадии 666 снижается частота вращения долота RPM. Снижение RPMIn the next step 666, the RPM bit speed is reduced. RPM reduction

на стадии 666 может быть выполнено в некоторых предопределенных пределах RPM. Например, снижение RPM может быть в пределах не более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах или вне таких пределов RPM. RPM может быть вручную снижена оператором, или RPM может быть автоматически уменьшена сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства.at 666, it may be performed within some predetermined RPM limits. For example, a decrease in RPM may be in the range of not more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside such RPM limits. RPM can be manually reduced by the operator, or RPM can be automatically reduced by signals transmitted by the controller, control system and / or other component of the rig and associated device.

Затем, на стадии 668, бурение продолжается со сниженной частотой RPM в течение предопределенного интервала бурения ΔRPM. Интервал ΔRPM может быть предопределенным промежутком времени, например, пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно интервал ΔRPM может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 668 может включать бурение, продолженное со сниженной частотой RPM до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Интервал ΔRPM также может включать составляющие времени и глубины. Например, интервал ΔRPM может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере, интервал ΔRPM может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут.Then, at step 668, drilling continues at a reduced RPM frequency for a predetermined drilling interval ΔRPM. The ΔRPM interval may be a predetermined period of time, for example, five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the ΔRPM interval may be a predetermined penetration depth. For example, step 668 may include drilling continued at a reduced RPM rate until the existing wellbore is extended five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The ΔRPM interval may also include time and depth components. For example, the ΔRPM interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the ΔRPM interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but for a period of no more than ninety minutes.

После продолжения операции бурения в течение интервала ΔRPM со сниженной частотой RPM выполняется стадия 670, чтобы определить величину ΔТ-ΔRPM, полученную в результате работы со сниженной частотой RPM в течение интервала ΔRPM. На последующей стадии принятия решения 672 сниженный интервал ΔТ-ΔRPM сравнивается с базовым ΔTBL-RPM. Если измененный параметр ΔТ-ΔRPM более желателен, чем ΔTBL-RPM, способ 600с переходит на стадию 676. Однако, если измененный параметр ΔТ-ΔRPM менее желателен, чем ΔTBL-RPM, способ 600 с переходит на стадию 674, где RPM восстанавливается до своего прежнего значения прежде, чем будет выполнена стадия 666, и способ переходит на стадию 676.After continuing the drilling operation during the ΔRPM interval with the reduced RPM frequency, step 670 is performed to determine the ΔT -ΔRPM value obtained by operating at the reduced RPM frequency during the ΔRPM interval. In a subsequent decision step 672, the reduced ΔT -ΔRPM interval is compared to the baseline ΔT BL-RPM . If the changed parameter ΔT -ΔRPM is more desirable than ΔT BL-RPM , the method 600c proceeds to step 676. However, if the changed parameter ΔT -ΔRPM is less desirable than ΔT BL-RPM , the method 600c proceeds to step 674, where the RPM is restored to its previous value before step 666 is completed, and the method proceeds to step 676.

Определение на стадии принятия решения 672 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение ΔТ-ΔRPM, как желательной величины, если она, в основном, равна и/или меньше ΔTBL-RPM. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, выполняемом на стадии 672.Determination at the decision-making stage 672 can be performed manually by an operator or automatically by a controller, control system and / or other component of the drilling rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting ΔT -ΔRPM as a desired value if it is substantially equal to and / or less than ΔT BL-RPM . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination performed at block 672.

На стадии 676 способа 600с определяется базовый параметр ΔT для оптимизации на основе ΔТ частоты вращения долота RPM. Поскольку базовый параметр ΔT, определенный на стадии 676, будет использоваться для оптимизации путем увеличения RPM, здесь будет использоваться обозначение ΔTBL+RPM.At step 676 of method 600c, a baseline parameter ΔT is determined for optimization based on ΔT of the RPM bit speed. Since the basic parameter ΔT determined in step 676 will be used for optimization by increasing the RPM, the designation ΔT BL + RPM will be used here.

На следующей стадии 678 увеличивается RPM. Увеличение RPM на стадии 678 может быть выполнено в некоторых предопределенных пределах RPM. Например, увеличение RPM может быть в пределах не более чем примерно 10%. Однако объем настоящего изобретения может включать и другие процентные отношения, включая случай, где такие проценты могут быть в предопределенных пределах или вне таких пределов RPM. RPM может быть вручную увеличена оператором или RPM может быть автоматически увеличена сигналами, передаваемыми контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства.In the next step 678, the RPM increases. An increase in RPM in step 678 may be performed within some predetermined RPM limits. For example, an increase in RPM may be within no more than about 10%. However, the scope of the present invention may include other percentages, including the case where such percentages may be within or outside such RPM limits. The RPM can be manually increased by the operator or the RPM can be automatically increased by the signals transmitted by the controller, the control system and / or other component of the rig and the corresponding device.

Затем, на стадии 680, бурение продолжается с увеличенной частотой вращения RPM в течение предопределенного интервала бурения +ΔRPM. Интервал ΔRPM может быть предопределенным промежутком времени, например, пять минут, десять минут, тридцать минут или некоторой другой продолжительностью. Альтернативно интервал ΔRPM может быть предопределенной глубиной проходки. Например, стадия 680 может включать бурение, продолженное с увеличенной частотой вращения RPM до тех пор, пока существующий ствол скважины не будет удлинен на пять футов, десять футов, пятьдесят футов или на некоторую другую глубину. Интервал ΔRPM также может включать составляющие времени и глубины. Например, интервал ΔRPM может включать бурение в течение, по меньшей мере, тридцати минут или до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на десять футов. В другом примере, интервал ΔRPM может включать бурение до тех пор, пока ствол скважины не будет удлинен на двадцать футов, но в течение промежутка времени не более чем девяносто минут.Then, at step 680, drilling continues at an increased RPM for a predetermined drilling interval + ΔRPM. The ΔRPM interval may be a predetermined period of time, for example, five minutes, ten minutes, thirty minutes, or some other duration. Alternatively, the ΔRPM interval may be a predetermined penetration depth. For example, step 680 may include drilling continued at an increased RPM until an existing wellbore is extended by five feet, ten feet, fifty feet, or some other depth. The ΔRPM interval may also include time and depth components. For example, the ΔRPM interval may include drilling for at least thirty minutes or until the wellbore is extended ten feet. In another example, the ΔRPM interval may include drilling until the wellbore is extended twenty feet, but for a period of no more than ninety minutes.

После продолжения операции бурения в течение интервала ΔRPM с увеличенной частотой вращения RPM выполняется стадия 682, чтобы определить величинAfter continuing the drilling operation for the ΔRPM interval with the increased RPM speed, step 682 is performed to determine the values

ΔТ+ΔRPM, полученную в результате работы с увеличенной частотой вращения RPM в интервале ΔRPM. На последующей стадии принятия решения 684 увеличенный параметр ΔТ+ΔRPM сравнивается с базовым ΔTBL+RPM Если измененный параметр ΔТ + ΔRPM obtained as a result of operation with an increased RPM in the range ΔRPM. At the next decision stage 684, the increased parameter ΔT + ΔRPM is compared with the base ΔT BL + RPM If the changed parameter

ΔТ+ΔRPM более желателен, чем ΔTBL+RPM, способ 600с переходит на стадию 688. Однако если измененный параметр ΔТ+ΔRPM менее желателен, чем ΔTBL+RPM, способ 600с переходит на стадию 686, где RPM восстанавливается до своего прежнего значения прежде, чем будет выполнена стадия 678, и способ переходит на стадию 688.ΔT + ΔRPM is more desirable than ΔT BL + RPM , method 600c proceeds to step 688. However, if the changed parameter ΔT + ΔRPM is less desirable than ΔT BL + RPM , method 600c proceeds to step 686, where the RPM is restored to its previous value before than step 678 will be performed, and the method proceeds to step 688.

Определение на стадии принятия решения 684 может быть выполнено вручную оператором или автоматически контроллером, системой управления и/или другим компонентом буровой установки и соответствующего устройства. Определение может содержать обнаружение желательности величины ΔТ+ΔRPM, если она, в основном, равна и/или меньше ΔTBL+RPM. Однако дополнительные или альтернативные факторы также могут играть свою роль в определении, выполняемом на стадии 684.Determination at the decision-making stage 684 can be performed manually by an operator or automatically by a controller, control system and / or other component of the rig and the corresponding device. The definition may comprise detecting the desirability of ΔT + ΔRPM if it is substantially equal to and / or less than ΔT BL + RPM . However, additional or alternative factors may also play a role in the determination performed at step 684.

Стадия 688 содержит ожидание в течение предопределенного промежутка времени или интервала глубины бурения прежде, чем повторить способ 600с, путем возврата на стадию 640. Однако в примере осуществления изобретения интервал может быть настолько мал, что составляет 0 секунд или 0 футов, и способ возвращается на стадию 640, в основном, немедленно после выполнения стадии 684 и/или 686. Альтернативно способ 600с, возможно, не потребует повторения, и способ 600с, в основном, может закончиться после выполнения стадии 684 и/или 686.Step 688 comprises waiting for a predetermined period or interval of drilling depth before repeating method 600c by returning to step 640. However, in an example embodiment, the interval may be so small that it is 0 seconds or 0 feet, and the method returns to step 640 mainly immediately after step 684 and / or 686. Alternatively, method 600c may not need to be repeated, and method 600c may generally end after step 684 and / or 686.

Кроме того, интервалы бурения: -ΔWOB, +ΔWOB, -ΔRPM и +ΔRPM каждый может быть, в основном, одним и тем же в пределах одного повторения способа 600с. Альтернативно один или несколько интервалов могут измениться по продолжительности или по глубине относительно других интервалов. Точно так же, величина, на которую WOB уменьшается и увеличивается на стадиях 642 и 654, в основном, может быть одной и той же или может изменяться относительно друг друга в пределах одного повторения способа 600с. Величина, на которую RPM уменьшается и увеличивается на стадиях 666 и 678, в основном, может быть одной и той же или может изменяться относительно друг друга в пределах одного повторения способа 600с. Отклонения WOB и RPM также могут изменяться или оставаться одними и теми же при последующих повторениях способа 600с.In addition, the drilling intervals: -ΔWOB, + ΔWOB, -ΔRPM and + ΔRPM each can be basically the same within one repetition of the method 600 s. Alternatively, one or more intervals may vary in duration or in depth relative to other intervals. Similarly, the amount by which the WOB decreases and increases in steps 642 and 654 can basically be the same or can vary relative to each other within a single repetition of method 600c. The amount by which the RPM decreases and increases in steps 666 and 678 can basically be the same or can vary relative to each other within the same repetition of method 600c. Deviations of WOB and RPM may also change or remain the same during subsequent repetitions of method 600c.

На фигуре 7 представлена схема устройства 700 согласно одному или несколькими объектам настоящего изобретения. Устройство 700 может включить или составлять, по меньшей мере, часть устройства 100, показанного на фигуре 1, устройства 300, показанного на фигуре 3, устройства 400а, показанного на фигуре 4А, устройства 400b, показанного на фигуре 4В, и/или устройства 590, показанного на фигуре 5В. Устройство 700 представляет пример осуществления изобретения, в котором один или несколько способов объеме настоящего изобретения могут быть выполнены или иными образом осуществлены, включая способ 200а, показанный на фигуре 2А, способ 200b, показанный на фигуре 2В, способ 500а, показанный на фигуре 5А, способ 500b, показанный на фигуре 5С, способ 500с, показанный на фигуре 5D, способ 600а, показанный на фигуре 6А, способ 600b, показанный на фигуре 6В, и/или способ 600с, показанный на фигуре 6С.7 is a diagram of an apparatus 700 according to one or more aspects of the present invention. The device 700 may include or constitute at least a part of the device 100 shown in FIG. 1, the device 300 shown in FIG. 3, the device 400a shown in FIG. 4A, the device 400b shown in FIG. 4B, and / or device 590, shown in figure 5B. Apparatus 700 is an embodiment of the invention in which one or more methods within the scope of the present invention may be performed or otherwise implemented, including method 200a shown in FIG. 2A, method 200b shown in FIG. 2B, method 500a shown in FIG. 5A, method 500b shown in FIG. 5C, method 500c shown in FIG. 5D, method 600a shown in FIG. 6A, method 600b shown in FIG. 6B, and / or method 600c shown in FIG. 6C.

Устройство 700 включает множество вводов данных, вводимых вручную или автоматически, при этом все они вместе взятые называются здесь входами 702. Устройство также включает множество автоматических регуляторов, вычислительных устройств, детекторов и других процессоров, все вместе взятые называются здесь процессорами 704. Данные от различных входов 702 передаются на различные процессоры 704, как показано на фигуре 7 стрелкой 703. Устройство 700 также включает множество датчиков, кодирующих устройств, приводов, двигателей, и других сенсорных и измерительных, и исполнительных механизмов, все вместе называемые здесь устройствами 708. Различные данные и сигналы, все вместе называемые здесь данными 706, передаются между различными процессорами 704 и различными устройствами 708, как показано на фигуре 7 стрелками 705.The device 700 includes a plurality of data inputs, manually or automatically entered, all of which are collectively referred to herein as inputs 702. The device also includes many automatic controllers, computing devices, detectors and other processors, all collectively referred to as processors 704. Data from various inputs 702 are transmitted to various processors 704, as shown in FIG. 7 by arrow 703. Device 700 also includes a variety of sensors, encoders, drives, motors, and other sensory and -negative, and actuators, collectively referred to herein as devices 708. The various data and signals are collectively called data 706 are transmitted between processors 704 and various devices 708, as shown in Figure 7 by the arrows 705.

Устройство 700 также может включать дисплей 710 или соединяется с таким дисплеем, с помощью которого можно вести диалог или иными образом получать данные от одного или нескольких процессоров 704, а также от других компонентов устройства 700. Дисплей 710 также может быть назван как интерфейс человек-машина (HMI), хотя такой HMI также может включать один или несколько входов 702 и/или процессоров 704.The device 700 may also include a display 710 or is connected to such a display with which you can conduct a dialogue or otherwise receive data from one or more processors 704, as well as from other components of the device 700. The display 710 may also be referred to as a human-machine interface (HMI), although such an HMI may also include one or more inputs 702 and / or processors 704.

В примере осуществления изобретения, показанном на фигуре 7, входы 702 включают средства, обеспечивающие следующие заданные значений, пределы, диапазоны и другие данные:In the example embodiment shown in FIG. 7, inputs 702 include means providing the following setpoints, limits, ranges, and other data:

забойное давление 702а;bottomhole pressure 702a;

положение заслонки 702b;shutter position 702b;

предел ΔР 702с;limit ΔP 702s;

точка ΔР 702;point ΔP 702;

предельное значение тягового усилия лебедки 702е;the limit value of the pulling force of the winch 702e;

предельное значение MSE 702f;limit value MSE 702f;

целевая величина MSE 702g;target value MSE 702g;

заданное значение бурового раствора 702h;drilling fluid setpoint 702h;

тарировка давления насоса 702i;702i pump pressure calibration

отрицательная амплитуда полого вала 702j;negative amplitude of the hollow shaft 702j;

положительная амплитуда полого вала 702k;positive amplitude of the hollow shaft 702k;

заданное значение скорости бурения (ROP) 702l;drilling speed setpoint (ROP) 702l;

положение скважинного инструмента 702n;downhole tool position 702n;

частота вращения верхнего привода (RPM) 702о;top drive speed (RPM) 702o;

предельное значение крутящего момента верхнего привода 702р;limit value of the torque of the upper drive 702r;

значение WOB 702q; иWOB value 702q; and

тарировка WOB 702r.WOB 702r calibration

Однако входы 702 в объеме настоящего изобретения могут включать средства для обеспечения дополнительных или альтернативных заданных значений, пределов, диапазонов и других данных.However, inputs 702 within the scope of the present invention may include means for providing additional or alternative setpoints, limits, ranges, and other data.

Забойное давление 702а может указывать на значение максимального желательного давления газообразной и/или другой окружающей среды в нижней части ствола скважины. Альтернативно забойное давление 702а может указывать на диапазон, в пределах которого желательно поддерживать давление у основания ствола скважины. Такое давление может быть выражено как абсолютное давление или манометрическое давление (например, относительно атмосферного давления или некоторого другого заданного давления).The bottomhole pressure 702a may indicate the value of the maximum desired pressure of the gaseous and / or other environment in the lower part of the wellbore. Alternative bottomhole pressure 702a may indicate a range within which it is desirable to maintain pressure at the base of the wellbore. Such pressure can be expressed as absolute pressure or gauge pressure (for example, relative to atmospheric pressure or some other predetermined pressure).

Обозначение положения заслонки 702b может быть рабочей точкой или величиной, указывающей на желательное положение заслонки. Альтернативно обозначение положения заслонки 702b может указывать на диапазон, в пределах которого желательно поддерживать положение заслонки. Заслонка может быть устройством, имеющим отверстие или другое средство, используемое для управления расходом жидкости и/или давлением. Заслонка может быть установлена в конце устьевой обвязки, которая представляет собой трубу высокого давления, идущую от выхода блока противовыбросовых превенторов, благодаря чему жидкость под давлением в стволе скважины может вытекать из скважины через устьевую линию к заслонке, снижая, таким образом, давление жидкости (например, до атмосферного давления). Обозначение положения заслонки 702b может быть двойным индикатором, выражающим положение заслонки или как "открытое" или как "закрытое". Альтернативно обозначение положения заслонки 702b может быть выражено как процент, указывающий на степень частичного открытия или закрытия заслонки.The designation of the position of the shutter 702b may be an operating point or a value indicating the desired position of the shutter. Alternatively, the designation of the position of the shutter 702b may indicate a range within which it is desired to maintain the position of the shutter. The damper may be a device having an opening or other means used to control fluid flow and / or pressure. The damper can be installed at the end of the wellhead piping, which is a high-pressure pipe extending from the outlet of the blowout preventer block, so that pressurized fluid in the wellbore can flow out of the wellbore through the wellhead line to the damper, thereby reducing fluid pressure (e.g. to atmospheric pressure). The designation of the position of the shutter 702b may be a double indicator expressing the position of the shutter, either as “open” or “closed”. Alternatively, the designation of the position of the shutter 702b may be expressed as a percentage indicating the degree of partial opening or closing of the shutter.

Предел ΔР 702с может быть величиной, указывающей на максимальный или минимальный перепад давления через гидравлический забойный двигатель. Альтернативно предел ΔР 702с может указывать на диапазон, в пределах которого желательно поддерживать перепад давления через гидравлический забойный двигатель. Обозначение ΔР 702d может быть рабочей точкой или величиной, указывающей на желательный перепад давления через гидравлический забойный двигатель. В примере осуществления изобретения предел ΔР 702с является величиной, указывающей на максимальный желательный перепад давления через гидравлический забойный двигатель, а обозначение ΔР 702d является величиной, указывающей на номинальный желательный перепад давления через гидравлический забойный двигатель.The limit ΔP 702c may be a value indicating the maximum or minimum pressure drop through the downhole hydraulic motor. Alternatively, the ΔP 702c limit may indicate a range within which it is desirable to maintain a pressure drop across the downhole hydraulic motor. The designation ΔP 702d may be an operating point or a value indicating the desired pressure drop through the downhole hydraulic motor. In an example embodiment, the limit ΔP 702c is a value indicating the maximum desired pressure drop across the downhole motor, and the designation ΔP 702d is a value indicating the nominal desired pressure drop across the downhole motor.

Предельное значение тягового усилия лебедок 702е может быть величиной, указывающей на максимальную силу, которая будет приложена к лебедкам буровым канатом (например, при поддержании бурильной колонны выше забоя или при вытягивании оборудования из ствола скважины). Например, предельное значение тягового усилия лебедок 702 может указывать на максимальную нагрузку на крюке, которая должна быть обеспечена лебедками во время работы буровой установки. Предельное значение тягового усилия лебедок 702е может быть выражен как максимальный вес или натяг бурового каната, который может быть выдержан лебедками, не повреждая лебедки, буровой канат и/или другое оборудование.The limit value of the pulling force of the winches 702e may be a value indicating the maximum force that will be applied to the winches by the drill rope (for example, while maintaining the drill string above the bottom or when pulling equipment from the wellbore). For example, the limit value of the pulling force of the winches 702 may indicate the maximum load on the hook that must be provided by the winches during operation of the rig. The limit value of the pulling force of the winch 702e can be expressed as the maximum weight or interference fit of the drill rope, which can be carried by the winch without damaging the winch, drill rope and / or other equipment.

Предельное значение MSE 702f может быть величиной, указывающей на максимальную или минимальную энергию MSE, желательную во время бурения. Альтернативно предельное значение MSE 702f может быть диапазоном, в пределах которого желательно поддерживать MSE во время бурения. Как обсуждено выше, фактическое значение MSE, по меньшей мере, частично зависит от WOB, диаметра бурового долота, частоты вращения долота, крутящего момента бурильной колонны, и механической скорости бурения (ROP), каждая из которых может регулироваться в соответствии с целями настоящего изобретения, чтобы обеспечить желательную MSE. Целевая MSE 702g может быть величиной, указывающей на желательную MSE или диапазон, в пределах которого желательно поддерживать MSE во время бурения. В примере осуществления изобретения предельное значение MSE 702f является величиной или диапазоном, указывающим на максимальную и/или минимальную MSE,The limit value of MSE 702f may be a value indicative of the maximum or minimum energy MSE desired during drilling. Alternatively, the limit value of MSE 702f may be a range within which it is desirable to maintain MSE during drilling. As discussed above, the actual MSE value is at least partially dependent on WOB, drill bit diameter, bit speed, drill string torque, and mechanical drilling speed (ROP), each of which can be adjusted in accordance with the objectives of the present invention, to provide the desired MSE. The target MSE 702g may be a value indicating the desired MSE or the range within which it is desirable to maintain the MSE during drilling. In an exemplary embodiment, the limit value of MSE 702f is a value or range indicating a maximum and / or minimum MSE,

и целевая MSE 702g является величиной, указывающей на желательную номинальную MSE.and the target MSE 702g is a value indicating the desired nominal MSE.

Заданная величина бурового раствора 702h может быть величиной, указывающей на максимальный, минимальный или номинальный желательный расход бурового раствора, обеспечиваемый буровым насосом. Альтернативно заданная величина бурового раствора 702h может быть диапазоном, в пределах которого желательно поддерживать расход бурового раствора. Тарировка давления нагнетания 702i может быть величиной, указывающей на текущее, желательное, начальное или другое давление бурового насоса. Тарировка давления бурового насоса, в основном, учитывает разницу между давлением бурового раствора и обсадной трубой или давлением ствола скважины, когда бурильная колонна отходит от дна скважины.The predetermined amount of drilling fluid 702h may be a value indicating the maximum, minimum, or nominal desired flow rate of the drilling fluid provided by the mud pump. Alternatively, the predetermined amount of drilling fluid 702h may be a range within which it is desirable to maintain the flow rate of the drilling fluid. The calibration of the discharge pressure 702i may be a value indicating the current, desired, initial, or other pressure of the mud pump. The pressure calibration of the mud pump mainly takes into account the difference between the mud pressure and the casing or wellbore pressure when the drill string moves away from the bottom of the well.

Отрицательная амплитуда полого вала 702j может быть величиной, указывающей на желательное максимальное вращение полого вала от нейтральной точки колебания полого вала в первом угловом направлении, тогда как положительная амплитуда полый вал 702k может быть величиной, указывающей на желательное максимальное вращение полого вала от нейтральной точки колебания полого вала в противоположном угловом направлении. Например, во время работы верхнего привода при колебании полого вала отрицательная амплитуда полого вала 702j может указывать на желательное максимальное вращение полого вала вправо от нейтральной точки колебания, и положительная амплитуда полого вала 702k может указывать на желательное максимальное вращение полого вала влево от нейтральной точки колебания.The negative amplitude of the hollow shaft 702j may be a value indicating the desired maximum rotation of the hollow shaft from the neutral point of the hollow shaft in the first angular direction, while the positive amplitude of the hollow shaft 702k may be the value indicating the desired maximum rotation of the hollow shaft from the neutral point of the hollow shaft shaft in the opposite angular direction. For example, during operation of the top drive when the hollow shaft is oscillating, the negative amplitude of the hollow shaft 702j may indicate the desired maximum rotation of the hollow shaft to the right of the neutral oscillation point, and the positive amplitude of the hollow shaft 702k may indicate the desired maximum rotation of the hollow shaft to the left of the neutral oscillation point.

Рабочая точка ROP 702l может быть величиной, указывающей на максимальную, минимальную или номинальную желательную скорость проходки ROP. Альтернативно ROP 702l может быть диапазоном, в пределах которого она желательно поддерживать эту скорость.ROP 702l operating point may be a value indicating the maximum, minimum, or nominal desired ROP penetration rate. Alternatively, ROP 702l may be the range within which it is desired to maintain this speed.

Положение скважинного инструмента 702n может быть величиной, указывающей на желательную ориентацию скважинного инструмента. Альтернативно положение скважинного инструмента 702n может быть диапазоном, в пределах которого желательно поддерживать положение скважинного инструмента 702n. Положение скважинного инструмента может быть выражено как один или несколько углов относительно фиксированной или предопределенной точки. Например, положение скважинного инструмента 702n может быть представлено желательной ориентацией скважинного инструмента виде азимута относительно истинного северного полюса и/или желательного наклона скважинного инструмента от вертикали.The position of the downhole tool 702n may be a value indicating the desired orientation of the downhole tool. Alternatively, the position of the downhole tool 702n may be a range within which it is desirable to maintain the position of the downhole tool 702n. The position of the downhole tool can be expressed as one or more angles relative to a fixed or predetermined point. For example, the position of the downhole tool 702n may be represented by the desired orientation of the downhole tool in the form of an azimuth relative to the true north pole and / or the desired inclination of the downhole tool from the vertical.

RPM верхнего привода 702о может быть величиной, указывающей на максимальную, минимальную или номинальную желательную частоту вращения верхнего привода. Альтернативно RPM верхнего привода двигателя 702о может быть диапазоном, в пределах которого желательно поддерживать частоту вращения привода. Предел крутящего момента верхнего привода может быть величиной, указывающей на максимальный крутящий момент, который будет создан верхним приводом.The RPM of the top drive 702o may be a value indicating the maximum, minimum, or nominal desired speed of the top drive. Alternatively, the RPM of the top drive of the engine 702o may be a range within which it is desirable to maintain the drive speed. The torque limit of the top drive can be a value indicating the maximum torque that the top drive will create.

Обозначение WOB 702q может быть величиной, указывающей на максимальную, минимальную или номинальную желательную нагрузку WOB, вытекающую из веса бурильной колонны, действующего на буровое долото, хотя возможно также учитывать и другие силы, действующие на WOB, например, трение между бурильной колонной и стволом скважины. Альтернативно обозначение WOB 702q может быть диапазоном, в котором желательно поддерживать WOB. Тарировка WOB 702r может быть величиной, указывающей на текущую, желательную, начальную, обзорную или другую установку WOB, которая учитывает нагрузку на крюке и вес бурильной колонны, когда она поднята от дна скважины.The designation WOB 702q may be a value indicating the maximum, minimum, or nominal desired WOB load resulting from the weight of the drill string acting on the drill bit, although it is also possible to take into account other forces acting on the WOB, for example, friction between the drill string and the borehole . Alternatively, the designation WOB 702q may be the range in which it is desirable to support WOB. Calibration of WOB 702r may be a value indicating a current, desired, initial, survey, or other WOB setup that takes into account the hook load and weight of the drill string when it is lifted from the bottom of the well.

Один или несколько входов 702 могут включать клавиатуру, устройство голосовой идентификации, шкалу, джойстик, мышь, базу данных и/или другое обычное или разработанное в будущем устройство ввода данных. Один или несколько входов 702 могут поддерживать ввод данных от местных и/или удаленных терминалов. Один или несколько входов 702 могут включать средство для выбора пользователем предопределенных заданных точек, значений или диапазонов, например, через одно или несколько падающих меню. Один или несколько входов 702 также могут быть или альтернативно использоваться для автоматического запуска одного или нескольких процессоров 704, например, через выполнение одной или несколькими процедур поиска базы данных. Один или несколько входов 702, возможно в сочетании с другими компонентами устройства 700, используются для поддержки операции и/или контроля со станций на участке буровой установки, также как одного или нескольких удаленных терминалов. Каждый из входов 702 может иметь отдельные средства для ввода, хотя два или несколько входов 702 могут все вместе иметь только одно средство для ввода. Один или несколько входов 702 могут быть использованы для ввода данных оператором, хотя один или несколько входов 702 могут альтернативно использоваться для автоматического ввода данных компьютером, программой, модулем ввода, приложением, поиском базы данных, алгоритмом, вычислением и/или иными образом. Один или несколько входов 702 могут быть использованы для такого автоматического ввода данных, но с функцией отмены, которую может применить оператор или оператор может проверить автоматически введенные данные.One or more of the inputs 702 may include a keyboard, voice recognition device, dial, joystick, mouse, database, and / or other conventional or future data input device. One or more inputs 702 may support input from local and / or remote terminals. One or more inputs 702 may include means for the user to select predefined predetermined points, values, or ranges, for example, through one or more drop-down menus. One or more inputs 702 can also be or alternatively be used to automatically start one or more processors 704, for example, by performing one or more database lookup procedures. One or more inputs 702, possibly in combination with other components of device 700, are used to support operation and / or control from stations in a rig site, as well as one or more remote terminals. Each of the inputs 702 may have separate input means, although two or more inputs 702 may collectively have only one input means. One or more inputs 702 can be used for operator input, although one or more inputs 702 can alternatively be used to automatically enter data by a computer, program, input module, application, database search, algorithm, calculation, and / or otherwise. One or more inputs 702 can be used for such automatic data entry, but with a cancel function that the operator can apply or the operator can check the automatically entered data.

В примере осуществления изобретения, показанном на фигуре 7А, устройства 708 включают:In the example embodiment shown in FIG. 7A, devices 708 include:

датчик положения блока 708а;block position sensor 708a;

датчик давления 708b в обсадной колонне;casing pressure sensor 708b;

датчик положения заслонки 708с;shutter position sensor 708c;

датчик крепления груза у неподвижного конца 708d;load securing sensor at the fixed end 708d;

кодирующее устройство лебедок 708е;708e winch encoder;

датчик давления бурового раствора 708f;drilling fluid pressure sensor 708f;

гравитационный датчик скважинного инструмента MWD 708g;MWD 708g downhole tool gravity sensor;

магнитный датчик скважинного инструмента MWD 708h;MWD 708h magnetic downhole tool sensor;

датчик расхода на возвратной линии 708i;return flow meter 708i;

датчик плотности бурового раствора возвратной линии 708j;return line drilling fluid density sensor 708j;

кодирующее устройство верхнего привода 708k;708k top drive encoder;

датчик крутящего момента верхнего привода 708l;708l top drive torque sensor;

привод заслонки 708m;708m damper actuator;

приводы лебедок 708n;708n winch drives;

двигатель лебедок 708о;engine winch 708o;

двигатель бурового насоса 708р;mud pump motor 708r;

Двигатель верхнего привода 708q; и708q top drive engine; and

двигатель верхнего привода 708r.708r top drive engine.

Однако устройства 708 могут включать дополнительные или альтернативные компоненты в объеме настоящего изобретения. Устройства 708 предназначены для работы с соответствующими механизмами лебедок, заслонки, бурового насоса, верхнего привода, блока, бурильной колонны и/или других компонентов буровой установки. Альтернативно устройства 708 также включают один или несколько других компонентов буровой установки.However, devices 708 may include additional or alternative components within the scope of the present invention. Devices 708 are designed to operate with appropriate mechanisms for winches, shutters, mud pump, top drive, block, drill string and / or other components of the rig. Alternatively, devices 708 also include one or more other components of the rig.

Датчик положения блока 708а может включать оптический датчик, высокочастотный датчик, оптическое или другое кодирующее устройство или другой тип датчика, используемого для определения относительного или абсолютного вертикального положения блока. Датчик положения блока 708а может быть соединен с указанным блоком, буровым долотом, лебедками и/или другим компонентом устройства 700 или буровой установки.The position sensor of block 708a may include an optical sensor, a high-frequency sensor, an optical or other encoder, or other type of sensor used to determine the relative or absolute vertical position of the block. The position sensor of block 708a may be coupled to said block, drill bit, winches, and / or other component of device 700 or rig.

Датчик давления 708b в обсадной колонне используется для обнаружения давления в кольцевом пространстве между бурильной колонной и обсадной трубой или стволом скважины, и может состоять или включать один или несколько преобразователей, тензометров и/или других устройств для обнаружения изменения давления или иными образом реагировать на давление. Датчик давления 708b в обсадной колонне может быть присоединен к обсадной трубе, бурильной колонне и/или другому компоненту устройства 700 или буровой установки, и может быть установлен на или вблизи поверхности ствола скважины, долота ниже поверхности, или в глубине ствола скважины.The casing pressure sensor 708b is used to detect pressure in the annulus between the drill string and the casing or wellbore, and may consist of or include one or more transducers, strain gauges, and / or other devices for detecting pressure changes or otherwise respond to pressure. The casing pressure sensor 708b may be coupled to the casing, drill string and / or other component of the device 700 or rig, and may be installed on or near the surface of the wellbore, bit below the surface, or in the depth of the wellbore.

Датчик положения заслонки 708с используется для обнаружения, открыта или закрыта заслонка, и также может использоваться для определения степени частичного открытия или закрытия заслонки. Датчик положения заслонки 708с может быть соединен или составлять одно целое с заслонкой, приводом заслонки и/или другим компонентом устройства 700 или буровой установки.The shutter position sensor 708c is used to detect whether the shutter is open or closed, and can also be used to determine the degree of partial opening or closing of the shutter. The damper position sensor 708c may be coupled or integral with the damper, damper actuator and / or other component of the device 700 or rig.

Датчик нагрузки 708d в точке крепления неподвижного конца используется для определения натяжения бурового каната около закрепленного конца. Он может включить один или несколько преобразователей, тензометров и/или другие датчики, соединенные с буровым канатом.A load sensor 708d at the fixed end attachment point is used to detect drill cable tension near the fixed end. It may include one or more transducers, strain gauges, and / or other sensors connected to the drill string.

Кодирующее устройство лебедок 708е используется для определения вращательного положения барабанов лебедок, на которые намотан буровой канат. Оно может включить одно или несколько оптических кодирующих устройств, интерферометры и/или другие датчики, предназначенные для определения углового положения барабана и/или любого изменения в угловом положении барабана. Кодирующее устройство лебедок 708е может включать один или несколько компонентов, соединенных или составляющих одно целое с барабаном и/или неподвижной частью лебедок.The winder coding device 708e is used to determine the rotational position of the winch drums on which the drill rope is wound. It may include one or more optical encoders, interferometers and / or other sensors designed to determine the angular position of the drum and / or any change in the angular position of the drum. The encoder of the winch 708e may include one or more components connected to or integrally with the drum and / or the fixed part of the winch.

Датчик давления 708f бурового раствора используется для определения давления гидравлической жидкости, создаваемого гидравлическим забойным двигателем, и может включать один или несколько преобразователей, тензометров и/или других устройств для обнаружения давление жидкости. Он может быть соединен или составлять одно целое с буровым насосом и, таким образом, находиться около поверхностного устья ствола скважины.The mud pressure sensor 708f is used to detect hydraulic fluid pressure generated by the hydraulic downhole motor and may include one or more transducers, strain gauges, and / or other devices for detecting fluid pressure. It can be connected to or be integral with the mud pump and, thus, located near the surface mouth of the wellbore.

Гравитационный датчик 708g скважинного инструмента MWD используется для обнаружения ориентации скважинного инструмента, на основе силе тяжести. Магнитный датчик 708h скважинного инструмента MWD используется для обнаружения ориентации скважинного инструмента, на основе магнитного поля. Эти датчики 708g и 708h могут быть соединены с оборудованием MWD или составлять одно целое с ним и устанавливаются в забое скважины.The MWD downhole tool gravity sensor 708g is used to detect the orientation of the downhole tool based on gravity. The MWD downhole tool magnetic sensor 708h is used to detect the orientation of the downhole tool based on the magnetic field. These sensors 708g and 708h can be connected to or integrate with MWD equipment and are installed in the bottom of the well.

Датчик расхода 708i возвратной линии используется для определения расхода бурового раствора возвратной линии, и его показания могут быть выражены в галлонах/минуту. Датчик плотности 708j бурового раствора возвратной линии используется для определения массы бурового раствора, текущего через возвратную линию. Эти датчики 708i и 708j могут быть соединены с возвратной линией и, таким образом, могут быть установлены на или около устья ствола скважины.The return line flow sensor 708i is used to determine the flow rate of the return line drilling fluid and can be expressed in gallons / minute. The return line drilling fluid density sensor 708j is used to determine the weight of the drilling fluid flowing through the return line. These sensors 708i and 708j can be connected to a return line and, thus, can be installed at or near the wellhead.

Кодирующее устройство верхнего привода 708k используется для определения вращательного положения полого вала. Оно может включить одно или несколькими оптических кодирующих устройств, интерферометры и/или другие датчики, предназначенные для определения углового положения полого вала и/или любого изменения в угловом положении полого вала, верхнего привода относительно истинного северного полюса или некоторой другой неподвижной контрольной точки. Датчик крутящего момента 708l верхнего привода используется для определения крутящего момента, создаваемого верхним приводом, или крутящего момента, необходимого для вращения полого вала или бурильной колонны по существующим нормативам. Эти датчики 708k и 708l могут быть соединены с верхним приводом или составлять одно целое с ним.The 708k top drive encoder is used to determine the rotational position of the hollow shaft. It may include one or more optical encoders, interferometers and / or other sensors designed to determine the angular position of the hollow shaft and / or any change in the angular position of the hollow shaft, the top drive relative to the true north pole, or some other fixed reference point. The top drive torque sensor 708l is used to determine the torque generated by the top drive or the torque required to rotate the hollow shaft or drill string in accordance with existing regulations. These sensors 708k and 708l can be connected to or integrate with the top drive.

Привод заслонки 708m используется для поворота заслонки в открытое состояние, закрытое состояние, и/или в одно или несколько положений между полностью открытым и полностью закрытым состояниями. Привод может быть гидравлическим, пневматическим, механическим, электрическим или их комбинацией.The damper actuator 708m is used to rotate the damper to an open state, a closed state, and / or to one or more positions between a fully open and a fully closed state. The drive may be hydraulic, pneumatic, mechanical, electrical, or a combination thereof.

Двигатель лебедок 708n используется для подачи электрического сигнала двигателю лебедок 708о и приведения их в действие. Двигатель лебедок 708о используется для вращения барабана, на который намотан буровой канат, таким образом, поднимая или опуская буровой снаряд.The winch motor 708n is used to provide an electrical signal to the winch motor 708o and drive them. The 708o winch motor is used to rotate the drum on which the drill rope is wound, thus raising or lowering the drill.

Двигатель бурового насоса 708р используется для подачи электрического сигнала буровому насосу, управляя, таким образом, расходом и/или давлением с выхода бурового насоса. Верхний привод двигателя 708q используется для подачи электрического сигнала верхнему приводу двигателя 708r для привода его в действие. Верхний привод двигателя 708r используется для вращения полого вала, вращая, таким образом, бурильную колонну, прикрепленную к полому валу.The mud pump motor 708p is used to provide an electrical signal to the mud pump, thereby controlling the flow rate and / or pressure from the outlet of the mud pump. The top drive of the engine 708q is used to provide an electrical signal to the top drive of the engine 708r to drive it. The top drive of the motor 708r is used to rotate the hollow shaft, thereby rotating the drill string attached to the hollow shaft.

В примере осуществления изобретения, показанном на фигуре 7, данные 706, которые передаются между устройствами 708 и процессорами 704, включают:In the example embodiment of FIG. 7, data 706 that is transmitted between devices 708 and processors 704 includes:

положение блока 706а;block position 706a;

давление в обсадной колонне 706b;casing pressure 706b;

положение заслонки 706с;damper position 706c;

нагрузку на крюке 706d;hook load 706d;

давление бурового раствора 706е;drilling fluid pressure 706e;

ход/фазу бурового насоса 706f;stroke / phase of the mud pump 706f;

плотность бурового раствора 706g;mud density 706g;

положение полого вала 706h;position of the hollow shaft 706h;

противоток 706i;counterflow 706i;

скважинный инструмент 706j;downhole tool 706j;

крутящий момент верхнего привода 706k;top drive torque 706k;

сигнал 706l, воздействующий на заслонки;signal 706l acting on the shutters;

сигнал 706m, воздействующий на лебедки;706m signal acting on winches;

сигнал 706n, воздействующий на буровой насос;signal 706n acting on the mud pump;

сигнал 706о, воздействующий на верхний привод; иsignal 706o acting on the top drive; and

сигнал 706р ограничения крутящего момента верхнего привода.signal 706p limit torque of the upper drive.

Однако данные 706, переданные между устройствами 708 и процессорами 704, могут включать дополнительные или альтернативные данные в объеме настоящего изобретения.However, data 706 transmitted between devices 708 and processors 704 may include additional or alternative data within the scope of the present invention.

В примере осуществления изобретения, показанном на фигуре 7, процессоры 704 включают:In the example embodiment of FIG. 7, processors 704 include:

контроллер заслонки 704а;damper controller 704a;

контроллер барабана 704b;drum controller 704b;

контроллер бурового насоса 704с;mud pump controller 704c;

контроллер колебаний 704d;oscillation controller 704d;

контроллер положения полого вала 704е;Hollow shaft position controller 704e;

контроллер скважинного инструмента 704f;downhole tool controller 704f;

вычислитель MSE 704i;MSE 704i calculator;

вычислитель давления 704k;pressure calculator 704k;

вычислитель ROP 704l;ROP 704l calculator;

вычислитель истинной глубины скважины 704m;true well depth calculator 704m;

вычислитель WOB 704n;WOB 704n calculator;

детектор скачкообразного движения 704о; и704o step motion detector; and

каротажный журнал 704р.logging magazine 704р.

Однако процессоры 704 могут включать дополнительные или альтернативные контроллеры, вычислительные устройства, детекторы, устройства для хранения данных и/или другие процессоры в объеме настоящего изобретения.However, processors 704 may include additional or alternative controllers, computing devices, detectors, data storage devices, and / or other processors within the scope of the present invention.

Контроллер заслонки 704а используется для контроля забойного давления от датчика давления на входе 702а, давления в обсадной колонне 706b от датчика давления 708b в обсадной колонне, положения заслонки 706с от датчика положения заслонки 708с и плотности бурового раствора 706g от датчика плотности бурового раствора 708j возвратной линии. Контроллер заслонки 704а также может получить данные забойного давления от вычислителя давления 704k. Альтернативно процессоры 704 могут включать компаратор, сумматор или другое устройство, которое выполняет алгоритм, используя величину забойного давления, полученную от входа забойного давления 702а, и текущее забойное давление, полученное от вычислителя давления 704k с результатом такого алгоритма, передаваемого контроллеру заслонки 704а вместо установленного забойного давления и/или в дополнение к текущему забойному давлению. Контроллер заслонки 704а используется для обработки полученных данных и формирования сигнала 706l, воздействующего на заслонки, который затем передается на привод заслонки 708.The damper controller 704a is used to control the bottomhole pressure from the inlet pressure sensor 702a, the pressure in the casing 706b from the pressure sensor 708b in the casing, the position of the damper 706c from the position sensor of the damper 708c and the density of the drilling fluid 706g from the density sensor of the drilling mud 708j return line. The damper controller 704a may also obtain bottomhole pressure data from the pressure transmitter 704k. Alternatively, processors 704 may include a comparator, adder or other device that performs an algorithm using the bottomhole pressure value obtained from the bottomhole pressure input 702a and the current bottomhole pressure obtained from the pressure calculator 704k with the result of such an algorithm transmitted to the damper controller 704a instead of the installed bottomhole pressure pressure and / or in addition to the current bottomhole pressure. The damper controller 704a is used to process the received data and generate a signal 706l acting on the damper, which is then transmitted to the damper actuator 708.

Например, если текущее забойное давление превышает установленную величину забойного давления, то сигнал 706l может воздействовать на привод заслонки 708m, открывая заслонку и увеличивая, таким образом, расход возвратного потока и уменьшая текущее забойное давление. Точно так же, если текущее забойное давление становится ниже установленной величины забойного давления, то сигнал 706l, действующий на привод заслонки 708m, может закрыть заслонку и, таким образом, уменьшить расход возвратного потока, увеличивая текущее забойное давление. Воздействие на привод заслонки 708m может быть возрастающим с тем, чтобы сигнал 706l несколько раз открывал заслонку 708m, или открывал заслонку на предопределенную величину до текущего забойного давления, удовлетворительно выполняя задачу установки нужной величины забойного давления. Альтернативно сигнал 706l, воздействующий на заслонки, может действовать на привод заслонки 708mFor example, if the current bottomhole pressure exceeds the set bottomhole pressure, then the signal 706l can act on the damper actuator 708m, opening the damper and thereby increasing the flow rate of the return flow and reducing the current bottomhole pressure. Similarly, if the current bottomhole pressure drops below the set bottomhole pressure, then a signal 706l acting on the actuator of the shutter 708m can close the shutter and, thus, reduce the flow rate of the return flow, increasing the current bottomhole pressure. The impact on the actuator of the shutter 708m can be increasing so that the signal 706l opens the shutter 708m several times, or opens the shutter a predetermined amount to the current bottomhole pressure, satisfactorily performing the task of setting the desired bottomhole pressure. Alternatively, the signal 706l acting on the shutters may act on the shutter actuator 708m

так, чтобы открыть заслонку на величину, пропорциональную текущей разнице между текущим забойным давлением и установленной величиной забойного давления.so as to open the shutter by a value proportional to the current difference between the current bottomhole pressure and the set value of the bottomhole pressure.

Контроллер заслонки 704а может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом быть выполнять операции и/или иметь, в основном, подобные вводы и выводы данных относительно контроллера 190, показанного на фигуре 1, контроллера 325, показанного на фигуре 3, контроллера 420, показанного на фигурах 4А и 4В, и/или контроллера 598, показанного на фигуре 5В.The damper controller 704a may comprise or constitute at least a portion, or otherwise be able to perform operations and / or have substantially similar inputs and outputs of data with respect to the controller 190 shown in FIG. 1, the controller 325 shown in FIG. 3, the controller 420 shown in figures 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in figure 5B.

Контроллер барабана 704b используется для приема установленного значения ROP от входа заданных значений ROP 702l, так же как текущего значения ROP от вычислителя ROP 704l. Контроллер барабана 704b также используется для приема данных нагрузки на долото от компаратора, сумматора или другого устройства, которое выполняет алгоритм, используя контрольную точку WOB от входа источника WOB 702g и текущую нагрузку на долото от вычислителя WOB 704n. Эти данные нагрузки на долото могут быть изменены на основе текущих данных MSE. Альтернативно контроллер барабана 704b используется для приема контрольной точки WOB от входа источника WOB 702g и текущей нагрузки на долото непосредственно от вычислителя WOB 704n, и затем выполняет сравнение WOB или алгоритм сумматора. Контроллер барабана 704b также используется для приема данных ΔР от компаратора, сумматора или другого устройства, которое выполняет алгоритм, используя опорную величину ΔР, полученную от входа 702d опорной величины ΔР, и текущую величину ΔР, полученную от одного из процессоров 704, который используется для определения текущего ΔР. Текущая величина ΔР может быть скорректирована для учета давления в обсадной колонне 706b.The drum controller 704b is used to receive the set ROP value from the input of the set ROP values 702l, as well as the current ROP value from the ROP 704l calculator. The drum controller 704b is also used to receive bit load data from a comparator, adder, or other device that performs the algorithm using the WOB control point from the input source of the WOB 702g and the current bit load from the WOB 704n calculator. This bit load data can be modified based on current MSE data. Alternatively, the drum controller 704b is used to receive the WOB control point from the input of the WOB 702g source and the current bit load directly from the WOB 704n calculator, and then performs a WOB comparison or an adder algorithm. The drum controller 704b is also used to receive ΔP data from a comparator, adder or other device that performs the algorithm using the reference value ΔP obtained from the input 702d of the reference value ΔP and the current value ΔP obtained from one of the processors 704, which is used to determine current ΔР. The current ΔP value may be adjusted to account for pressure in the casing 706b.

Контроллер барабана 704b используется для обработки полученных данных и формирования сигнала 706m, воздействующего на лебедки, который затем передается на двигатель лебедок 708n. Например, если величина текущей нагрузки на долото, полученная от вычислителя 704n источника WOB, меньше заданной величины WOB, полученной от входа источника WOB 702q, то сигнал, воздействующий на лебедки 706m, может инициировать привод лебедок 708n на работу двигателя лебедок 708о в сторону стравливания бурового каната. Если текущая нагрузка на долото отклоняется больше заданной величины WOB, то сигнал, воздействующий на лебедок 706m, может инициировать привод лебедок 708n на работу двигателя лебедок 708о в сторону наматывания бурового каната на барабан.The drum controller 704b is used to process the received data and generate a signal 706m affecting the winch, which is then transmitted to the winch engine 708n. For example, if the value of the current load on the bit received from the WOB source calculator 704n is less than the specified WOB value received from the input of the WOB 702q source, then the signal acting on the winch 706m can initiate the winch 708n to drive the winch 708o engine in the direction of drilling the rope. If the current load on the bit deviates more than the specified value of WOB, then the signal acting on the winch 706m can initiate the drive of the winch 708n to operate the winch 708o engine in the direction of winding the drill rope onto the drum.

Если текущая механическая скорость проходки (ROP), полученная от вычислителя ROP 704l, меньше ROP, полученной от входа заданных значений ROP 702l, то сигнал, воздействующий на лебедки 706m, может инициировать привод лебедок 708n, на работу двигателя лебедок 708о в направлении стравливания бурового каната. Если текущая ROP больше заданной величины ROP, то сигнал, воздействующий на лебедки 706m, может инициировать привод лебедок 708n на работу двигателя лебедок 708о на сматывание бурового каната.If the current mechanical driving speed (ROP) received from the ROP 704l calculator is less than the ROP received from the input of the ROP 702l setpoints, then the signal acting on the winch 706m can trigger the winch 708n to drive the winch motor 708o in the direction of the drill rope . If the current ROP is greater than the preset ROP value, then the signal acting on the winch 706m can initiate the winch 708n drive to operate the winch 708o engine to draw the drill rope.

Если текущий ΔР меньше опорной величины ΔР, полученной от входа 702d ΔР, то сигнал, воздействующий на лебедки 706m, может инициировать привод лебедок 708n на работу двигателя лебедок 708о в направлении стравливания бурового каната. Если текущий ΔР больше опорной величины ΔР, то сигнал, воздействующий на лебедки 706m, может инициировать привод лебедок 708n на работу двигателя лебедок 708о на сматывание бурового каната.If the current ΔP is less than the reference value ΔP received from the input 702d ΔP, then the signal acting on the winches 706m can initiate the drive of the winches 708n to operate the motor of the winches 708o in the direction of the drill rope bleeding. If the current ΔP is greater than the reference value ΔP, then the signal acting on the winches 706m can initiate the drive of the winches 708n to work the engine of the winches 708o to wind the drill rope.

Контроллер барабана 704b может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру лебедок 420b, показанному на фигурах 4А и 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.The drum controller 704b may comprise or constitute at least a portion, or otherwise substantially be similar in principle to operation and / or have substantially similar data inputs and outputs with respect to the controller 190 shown in FIG. 1, the controller 325 shown in FIG. 3, the winch controller 420b shown in FIGS. 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in FIG. 5B.

Контроллер бурового насоса 704с используется для приема данных хода/фазы бурового насоса 706f, давления бурового раствора 706е от датчика давления 708f бурового раствора, текущего ΔР, текущего MSE от вычислителя MSE 704i, текущего ROP от вычислителя ROP 704l, индикатора скачкообразного движения от датчика скачкообразного движения 704о и заданного значения расхода бурового раствора от входа 702h заданных значений расхода бурового раствора. Контроллер бурового насоса 704с затем использует эти данные, чтобы сформирования сигнал 706n, воздействующий на буровой насос, который затем передается на буровой насос 708р.The mud pump controller 704c is used to receive the stroke / phase data of the mud pump 706f, the mud pressure 706e from the mud pressure sensor 708f, the current ΔP, the current MSE from the MSE 704i, the current ROP from the ROP 704l, and the jump indicator from the jump sensor 704o and the set value of the flow rate of the drilling fluid from the input 702h of the set values of the flow rate of the drilling fluid. The mud pump controller 704c then uses this data to generate a signal 706n affecting the mud pump, which is then transmitted to the mud pump 708p.

Контроллер бурового насоса 704с может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных, по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру 420, показанному на фигуре 4А, контроллеру 420с бурового насоса, показанному на фигуре 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.The mud pump controller 704c may comprise or comprise at least a portion, or otherwise, be substantially similar in principle and / or have substantially similar data inputs and outputs with respect to the controller 190 shown in FIG. 1, the controller 325 of FIG. 3, the controller 420 of FIG. 4A, the mud pump controller 420c of FIG. 4B and / or the controller 598 of FIG. 5B.

Контроллер колебаний 704d используется для приема текущего положения 706n полого вала, текущего крутящего момента верхнего привода 706k, индикатора скачкообразного движения от датчика скачкообразного движения 704о, текущей ROP от вычислителя ROP 704l и предельной амплитуды колебания полого вала от входов 702j и 702k. Контроллер колебаний 704d затем использует эти данные для формирования входа на контроллер положения полого вала 704е для формирования сигнала 706о, воздействующего на верхний привод. Например, если индикатор скачкообразного движения от датчика скачкообразного движения 704о указывает, что происходит скачкообразное движение, сигнал, сформированный контроллером колебаний 704d, может указывать на то, что амплитуда колебаний начинает увеличиваться по амплитуде.The oscillation controller 704d is used to receive the current position 706n of the hollow shaft, the current torque of the top drive 706k, the jump indicator from the jump sensor 704o, the current ROP from the ROP 704l and the limit amplitude of the oscillation of the hollow shaft from the inputs 702j and 702k. The oscillation controller 704d then uses this data to form an input to the position controller of the hollow shaft 704e to generate a signal 706o affecting the top drive. For example, if the jump indicator from the jump sensor 704o indicates that a jump is occurring, the signal generated by the vibration controller 704d may indicate that the amplitude of the oscillations begins to increase in amplitude.

Контроллер колебаний 704d может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных, по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру 420, показанному на фигурах 4А и 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.Oscillation controller 704d may comprise or constitute at least a portion, or otherwise substantially be similar in principle to operation and / or have basically similar data inputs and outputs with respect to controller 190 shown in FIG. 1 , the controller 325 shown in FIG. 3, the controller 420 shown in FIGS. 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in FIG. 5B.

Контроллер положения полого вала 704е используется для приема сигнала от контроллера колебаний 704d, заданного значения RPM верхнего привода, от входа RPM верхнего привода 702о, сигнал от контроллера скважинного инструмента 704f, текущей нагрузки на долото от вычислителя WOB 704n, и текущего скважинного инструмента 706j, по меньшей мере, от одного из датчиков MWD скважинного инструмента 708g и 708h. Контроллер положения полого вала 704е также может использоваться для приема предела крутящего момента верхнего привода от входа предела крутящего момента верхнего привода 702р, хотя эта заданная величина может быть настроена компаратором, сумматором или другим устройством, чтобы учесть текущую MSE, причем величина текущей MSE принимается от вычислителя MSE 704i. Контроллер положения полого вала 704е также может использоваться для приема индикатора скачкообразного движения от датчика скачкообразного движения 704о. Контроллер положения полого вала 704е затем использует эти данные для формирования сигнала 706о, воздействующего на верхний привод.The hollow shaft position controller 704e is used to receive a signal from the oscillation controller 704d, the setpoint RPM of the top drive, from the input RPM of the top drive 702o, the signal from the downhole tool controller 704f, the current bit load from the WOB 704n transmitter, and the current downhole tool 706j, at least one of the MWD sensors of the downhole tool 708g and 708h. The hollow shaft position controller 704e can also be used to receive the upper drive torque limit from the input of the upper drive torque limit 702p, although this predetermined value can be adjusted by a comparator, adder or other device to take into account the current MSE, and the value of the current MSE is received from the transmitter MSE 704i The position controller of the hollow shaft 704e can also be used to receive a step indicator from the step sensor 704 °. The position controller of the hollow shaft 704e then uses this data to generate a signal 706o acting on the top drive.

Например, сигнал 706о, воздействующий на верхний привод, инициирует верхний привод двигателя 708q на включение двигателя 708r для вращения полого вала со скоростью, обозначенной входом RPM верхнего привода 702о. Однако это произойдет, только если другие входы не отменяют это действие. Например, если управляющий сигнал от контроллера колебаний 704d, воздействующий на верхний привод 706о, также приведет к тому, что верхний привод 708q вызовет вращательное колебание полого вала двигателем 708r. Дополнительно, сигнал от контроллера скважинного инструмента 704d может отменить или иными образом повлиять на сигнал 706о, воздействующий на верхний привод, чтобы вращательно ориентировать полый вал в определенном статическом положении или установить нейтральную точку для колебаний.For example, a signal 706o acting on the top drive initiates the top drive of the motor 708q to turn on the motor 708r to rotate the hollow shaft at the speed indicated by the RPM input of the top drive 702o. However, this will only happen if other inputs do not cancel this action. For example, if the control signal from the vibration controller 704d acting on the upper drive 706o also causes the upper drive 708q to cause the hollow shaft to rotate the motor 708r. Additionally, the signal from the downhole tool controller 704d may cancel or otherwise affect the signal 706o acting on the top drive to rotationally orient the hollow shaft in a certain static position or establish a neutral point for vibrations.

Контроллер положения полого вала 704е может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных, по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру 420, показанному на фигурах 4А и 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.The position controller of the hollow shaft 704e may comprise or constitute at least a portion, or otherwise, basically be similar in principle to operation and / or have basically similar data inputs and outputs with respect to the controller 190 shown in figure 1, the controller 325 shown in figure 3, the controller 420 shown in figures 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in figure 5B.

Контроллер скважинного инструмента 704f используется для приема заданной величины положения скважинного инструмента от входа 702n положения скважинного инструмента, так же как величины текущего положения скважинного инструмента 706j, по меньшей мере, от одного из датчиков MWD скважинного инструмента 708g и 708h. Контроллер скважинного инструмента 704f также может использоваться для приема данных ΔР. Контроллер скважинного инструмента 704f затем использует эти данные для формирования сигнала, который передается контроллеру положения полого вала 704е.The downhole tool controller 704f is used to receive a predetermined downhole tool position value from the downhole tool position input 702n, as well as the current position value of the downhole tool 706j from at least one of the MWD sensors of the downhole tool 708g and 708h. The downhole tool controller 704f may also be used to receive ΔP data. The downhole tool controller 704f then uses this data to generate a signal that is transmitted to the position controller of the hollow shaft 704e.

Контроллер скважинного инструмента 704f может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных, по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру 420, показанному на фигурах 4А и 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.The downhole tool controller 704f may comprise or comprise at least a portion, or otherwise, be substantially similar in principle and / or have substantially similar data inputs and outputs with respect to the controller 190 shown in FIG. 1, the controller 325 shown in FIG. 3, the controller 420 shown in FIGS. 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in FIG. 5B.

Вычислитель MSE 704i используется для приема текущих данных RPM от главного входа RPM двигателя 702о, крутящего момента верхнего привода 706k от датчика крутящего момента верхнего привода 708l и текущей нагрузки на долото от вычислителя WOB 704n. Вычислитель MSE 704i затем использует эти данные, чтобы вычислить величину текущей MSE, которая затем передается на контроллер барабана 704b, контроллер положения полого вала 704е и контроллер бурового насоса 704с. Вычислитель MSE 704i также может использоваться для получения данных о предельной MSE, поступающих с входа предела MSE 702f, и вычислитель MSE 704i также может использоваться для сравнения текущего значения MSE с заданной величиной предела MSE и подать аварийный сигнал, если текущая MSE превышает заданную величину максимальной MSE. Вычислитель MSE 704i также может использоваться для приема целевого значения MSE с входа целевого значения MSE 702g, и вычислитель MSE 704i также может использоваться для формирования сигнала, указывающего на разницу между текущей MSE и целевой MSE. Этот сигнал может быть использован одним или несколькими процессорами 704, чтобы скорректировать различные значения данных, используемых таким образом, например, настроить текущие или опорные данные нагрузки WOB, используемые контроллером барабана 704b и/или заданной величины предела крутящего момента верхнего привода, используемого контроллером положения полого вала 704е, как описано выше.The MSE 704i is used to receive current RPM data from the main RPM input of the 702o engine, the torque of the top drive 706k from the torque sensor of the top drive 708l, and the current bit load from the WOB 704n. The MSE calculator 704i then uses this data to calculate the magnitude of the current MSE, which is then transmitted to the drum controller 704b, the hollow shaft position controller 704e, and the mud pump controller 704c. The MSE 704i can also be used to obtain MSE limit data from the input of the MSE 702f limit, and the MSE 704i can also be used to compare the current MSE with the specified MSE limit and give an alarm if the current MSE exceeds the set maximum MSE . The MSE 704i may also be used to receive the target MSE from the input of the MSE 702g, and the MSE 704i may also be used to generate a signal indicative of the difference between the current MSE and the target MSE. This signal can be used by one or more processors 704 to adjust various data values used in this way, for example, adjusting the current or reference WOB load data used by the drum controller 704b and / or the set upper limit torque limit of the upper drive used by the hollow position controller shaft 704e as described above.

Вычислитель MSE 704i может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных, по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру 420, показанному на фигурах 4А и 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.The computer MSE 704i may contain or constitute at least part, or otherwise, basically be similar in principle and / or have basically similar data inputs and outputs, with respect to the controller 190 shown in figure 1 , the controller 325 shown in FIG. 3, the controller 420 shown in FIGS. 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in FIG. 5B.

Вычислитель давления 704k используется для определения давления в обсадной колонне 706b от датчика давления 708b в обсадной колонне, давления бурового раствора 706е от датчика давления 708f бурового раствора, плотности бурового раствора от датчика плотности бурового раствора 706g возвратной линии 708j и фактической вертикальной глубины от вычислителя истинной глубины скважины 704m. Вычислитель давления 704k затем использует эти данные, чтобы вычислить текущее забойное давление, которое затем передается контроллеру 704а дроссельной заслонки. Однако до передачи контроллеру заслонки 704а текущее забойное давление может быть сравнено с заданной величиной забойного давления, полученной от входа забойного давления 702а, при этом контроллер заслонки 704а может использовать только разницу между текущим забойным давлением и заданной величиной забойного давления, формируя сигнал 706l, воздействующий на заслонки. Это сравнение между текущим забойным давлением и заданной величиной забойного давления может быть выполнено вычислителем давления 704k, контроллером заслонки 704а или другим процессором 704.The pressure transmitter 704k is used to determine the pressure in the casing string 706b from the pressure sensor 708b in the casing string, the pressure of the drilling fluid 706e from the pressure transmitter 708f of the drilling fluid, the density of the drilling fluid from the density sensor of the drilling fluid 706g of the return line 708j and the actual vertical depth from the true depth calculator wells 704m. The pressure calculator 704k then uses this data to calculate the current bottomhole pressure, which is then transmitted to the throttle controller 704a. However, before transmitting to the controller of the shutter 704a, the current bottomhole pressure can be compared with a predetermined bottomhole pressure obtained from the bottomhole pressure inlet 702a, while the controller of the shutter 704a can only use the difference between the current bottomhole pressure and the predetermined bottomhole pressure to generate a signal 706l that affects flaps. This comparison between the current bottomhole pressure and a predetermined bottomhole pressure can be performed by a pressure calculator 704k, a damper controller 704a, or another processor 704.

Вычислитель давления 704k может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных, по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру 420, показанному на фигурах 4А и 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.The pressure calculator 704k may comprise or comprise at least a portion, or otherwise, basically be similar in principle to operation and / or have basically similar data inputs and outputs with respect to the controller 190 shown in FIG. 1 , the controller 325 shown in FIG. 3, the controller 420 shown in FIGS. 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in FIG. 5B.

Вычислитель ROP 704l используется для приема данных положения блока 706а от положения блока 708а и затем использует эти данные, чтобы вычислить текущую ROP. Текущая ROP затем передается на вычислитель истинной глубины скважины 704m, контроллер барабана 704b, контроллер бурового насоса 704с и контроллер колебаний 704d. Вычислитель ROP 704l может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных, по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру 420, показанному на фигурах 4А и 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.The ROP calculator 704l is used to receive position data of the block 706a from the position of the block 708a and then uses this data to calculate the current ROP. The current ROP is then transmitted to a true well depth calculator 704m, a drum controller 704b, a mud pump controller 704c, and an oscillation controller 704d. The computer ROP 704l may contain or constitute at least part, or otherwise, basically be similar in principle and / or have basically similar data inputs and outputs, with respect to the controller 190 shown in figure 1 , the controller 325 shown in FIG. 3, the controller 420 shown in FIGS. 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in FIG. 5B.

Вычислитель истинной глубины скважины 704m используется для приема данных о текущем скважинном инструменте 706j, по меньшей мере, от одного из датчиков MWD 708g скважинного инструмента и каротажного журнала 704р о текущей измеренной глубине, которая вычислена из текущей скорости ROP, полученной от вычислителя ROP 704l. Вычислитель истинной глубины скважины 704m затем использует эти данные, чтобы вычислить фактическую вертикальную глубину, которая затем передается на вычислитель давления 704k. Вычислитель истинной глубины скважины 704m может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных, по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру 420, показанному на фигурах 4А и 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.A true well depth calculator 704m is used to receive data on the current downhole tool 706j from at least one of the MWD sensors 708g of the downhole tool and a current measured depth log 704p calculated from the current ROP speed obtained from the ROP 704l calculator. A true well depth calculator 704m then uses this data to calculate the actual vertical depth, which is then transmitted to the 704k pressure calculator. The true well depth calculator 704m may comprise or comprise at least a portion, or otherwise, be substantially similar in principle and / or have substantially similar data inputs and outputs with respect to the controller 190 shown in figure 1, the controller 325 shown in figure 3, the controller 420 shown in figures 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in figure 5B.

Вычислитель WOB 704n используется для приема индикатора скачкообразного движения от датчика скачкообразного движения 704о, так же как данных текущей нагрузки на крюке 706d от датчика груза крепления неподвижного конца 708d. Вычислитель WOB 704n также может использоваться для приема данных тарировки веса поднятой бурильной колонны, которая может представлять разницу между тарировкой WOB, полученной от входа тарировки WOB 702r и текущей нагрузкой на крюке 706d, полученный от датчика груза, прикрепленного к неподвижному концу 708d. В любом случае, вычислитель WOB 704n используется для вычисления текущей нагрузки на долото на основе текущей нагрузке на крюке, текущем весе бурильной колонны, и индикатора скачкообразного движения. Текущая нагрузка на долото затем передается на контроллер положения полого вала 704е, вычислитель d-экспоненты 704g, вычислитель 704h коррекции d-экспоненты, вычислитель MSE 704i и контроллер барабана 704b.The WOB calculator 704n is used to receive the jump indicator from the jump sensor 704 °, as well as the current load data on the hook 706d from the load sensor of the fixed end 708d. The WOB 704n can also be used to receive weight calibration data for the raised drill string, which may represent the difference between the WOB calibration received from the WOB calibration input 702r and the current load on hook 706d received from the load sensor attached to the fixed end 708d. In any case, the WOB 704n calculator is used to calculate the current load on the bit based on the current load on the hook, the current weight of the drill string, and a jump indicator. The current bit load is then transferred to the position controller of the hollow shaft 704e, the d-exponent calculator 704g, the d-exponent correction calculator 704h, the MSE calculator 704i, and the drum controller 704b.

Вычислитель WOB 704n может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных, по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру 420, показанному на фигурах 4А и 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.The WOB 704n calculator may contain or constitute at least a part, or otherwise, basically be similar in principle to operation and / or have basically similar data inputs and outputs with respect to the controller 190 shown in FIG. 1 , the controller 325 shown in FIG. 3, the controller 420 shown in FIGS. 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in FIG. 5B.

Детектор скачкообразного движения 704о предназначен для приема данных о текущем крутящем моменте верхнего привода 706k и использует эти данные для формирования индикатора скачкообразного движения, который затем передается на контроллер бурового насоса 704с, контроллер колебаний 704d и контроллер положения полого вала 704е. Детектор скачкообразного движения 704о измеряет изменения крутящего момента верхнего привода 706k по отношению к времени, которое служит показателем того, демонстрирует ли буровое долото скачкообразное движение, указывая, что крутящий момент верхнего привода и/или WOB должен быть уменьшен, или амплитуда колебаний полого вала должна быть изменена. Детектор скачкообразного движения 704о может содержать или составлять, по меньшей мере, часть, или иными образом, в основном, быть подобным по принципу работы и/или иметь, в основном, подобные входы и выходы данных, по отношению к контроллеру 190, показанному на фигуре 1, контроллеру 325, показанному на фигуре 3, контроллеру 420, показанному на фигурах 4А и 4В, и/или контроллеру 598, показанному на фигуре 5В.The discontinuous motion detector 704o is designed to receive data on the current torque of the top drive 706k and uses this data to generate a discontinuous motion indicator, which is then transmitted to the mud pump controller 704c, the oscillation controller 704d, and the position controller of the hollow shaft 704e. The jump detector 704o measures changes in the torque of the top drive 706k with respect to time, which is an indication of whether the drill bit shows a step-like movement, indicating that the torque of the top drive and / or WOB should be reduced, or the amplitude of the vibrations of the hollow shaft should be changed. The jump detector 704o may comprise or comprise at least a portion, or otherwise, basically be similar in principle to operation and / or have basically similar data inputs and outputs with respect to the controller 190 shown in the figure 1, the controller 325 shown in FIG. 3, the controller 420 shown in FIGS. 4A and 4B, and / or the controller 598 shown in FIG. 5B.

Процессоры 704 могут быть скомпонованы в единый блок обработки данных или состоять из множества отдельных устройств обработки данных. Каждый процессор 704 может включать одно или несколькими программных модулей или другие модули программного продукта, подмодули, приложения, подпрограммы, конечные автоматы, алгоритмы. Каждый процессор 704 может дополнительно включать одно или несколько устройств машинной памяти или другие средства для хранения цифровых данных. Цели одного или нескольких процессоров 704 могут быть, в основном, подобны описанным здесь в отношении любого контроллера или другого устройства обработки данных.Processors 704 may be arranged in a single data processing unit or consist of many separate data processing devices. Each processor 704 may include one or more software modules or other software product modules, submodules, applications, routines, state machines, algorithms. Each processor 704 may further include one or more machine memory devices or other means for storing digital data. The objectives of one or more processors 704 may be substantially similar to those described herein with respect to any controller or other data processing device.

На фигуре 8 представлена примерная система 800 для осуществления одного или нескольких вариантов устройств и/или способов, описанных выше или иными образом осуществляемых в объеме настоящего изобретения. Система 800 включает процессор 802, входное устройство 804, запоминающее устройство 806, видеоконтроллер 808, память системы 810, дисплей 814 и устройство связи 816, причем все эти устройства соединены одной или несколькими шинами 812. Запоминающее устройство 806 может быть накопителем на гибких дисках, жестким диском, компакт-диском, DVD, оптическим приводом или любым другим видом запоминающего устройства. Кроме того, запоминающее устройство 806 может быть принимать дискеты, компакт-диски, DVD или любую другую считываемую компьютером среду, которая может содержать выполняемые компьютером команды. Устройство связи 816 может быть модемом, сетевой платой или любым другим устройством, позволяющим системе 800 общаться с другими системами, осуществляется ли такая связь через проводную или беспроводную линию связи.Figure 8 shows an exemplary system 800 for implementing one or more embodiments of the devices and / or methods described above or otherwise implemented within the scope of the present invention. System 800 includes a processor 802, an input device 804, a memory device 806, a video controller 808, a system memory 810, a display 814, and a communication device 816, all of which are connected by one or more buses 812. The memory device 806 may be a hard disk drive a disk, a CD, a DVD, an optical drive, or any other type of storage device. In addition, the storage device 806 may receive floppy disks, CDs, DVDs, or any other computer-readable medium that may contain computer-executable instructions. Communication device 816 may be a modem, network card, or any other device that allows system 800 to communicate with other systems, whether such communication is via a wired or wireless communication line.

Компьютерная система обычно включает, по меньшей мере, аппаратные средства, способные выполнять машиночитаемые команды, так же как программное обеспечение для выполнения действий (обычно машиночитаемые команды), которые приводят к желательному результату. Кроме того, компьютерная система может включать гибриды аппаратных средств и программного обеспечения, так же как компьютерных подсистем.A computer system typically includes at least hardware capable of executing machine-readable instructions, as well as software for performing actions (usually computer-readable instructions) that produce the desired result. In addition, a computer system may include hybrids of hardware and software, as well as computer subsystems.

Аппаратные средства, в основном, включают, по меньшей мере, процессорные платформы, такие как машины клиента (также известные как персональные компьютеры или серверы) и переносные устройства обработки данных (такие как смартфоны, персональные помощники и вычислительные устройства (например, персональные устройства связи). Кроме того, аппаратные средства обычно включают любое физическое устройство, которое способно к сохранению машиночитаемых команд, такие как память или другие запоминающие устройства. Другие виды аппаратных средств содержат подсистемы аппаратных средств, включая устройства привода, такие как модемы, карты модема, перфораторы и карты. Аппаратные средства также могут включать, по меньшей мере, по настоящему изобретению мультимодальные технологии, например, устройства и/или системы, позволяющие пользователям использовать многократные формы входа и выхода, включая голосовой вход, клавиатуру и перо, используемые попеременно в том же самом приложении или интерфейсе.The hardware mainly includes at least processor platforms, such as client machines (also known as personal computers or servers) and portable data processing devices (such as smartphones, personal assistants, and computing devices (e.g., personal communication devices) In addition, the hardware typically includes any physical device that is capable of storing machine-readable instructions, such as memory or other storage devices. include hardware subsystems, including drive devices such as modems, modem cards, punchers, and cards Hardware may also include at least the present invention multimodal technologies, for example, devices and / or systems that allow users to use multiple login forms and output, including voice input, keyboard, and stylus, used interchangeably in the same application or interface.

Программное обеспечение может включать любой машинный код, хранящийся в любой среде памяти, например, RAM или ROM, машинный код, записанный на других устройствах (таких как дискеты, компакт-диски или DVD), и может включать выполнимый код, операционную систему, так же как источник или код объекта. Кроме того, программное обеспечение может включать любой набор команды, выполняемых в машине клиента или на станции, и, в этой форме, часто называемой программой или выполнимым кодом.The software may include any machine code stored in any memory medium, such as RAM or ROM, machine code recorded on other devices (such as floppy disks, CDs or DVDs), and may include executable code, an operating system, as well as a source or object code. In addition, the software may include any set of instructions executed in a client machine or station, and, in this form, often referred to as a program or executable code.

Гибриды (комбинации программного обеспечения и оборудования) получают все большее распространение как устройства, обеспечивающие повышенную функциональность и работу в компьютерных системах. Гибрид может быть создан в том случае, когда традиционное программное обеспечение непосредственно встроено в кремниевый чип - это возможно, так как программное обеспечение может быть собрано и компилировано в единицы и нули, точно так же единицы и нули могут быть представлены непосредственно в кремнии. Как правило, гибрид (изготовленные аппаратные средства) разрабатывается, чтобы функционировать без дополнительных программ. Соответственно, следует подразумевать, что гибриды и другие комбинации аппаратных средств и программного обеспечения также включены здесь в определения компьютерной системы и, таким образом, предполагаются в настоящем изобретении как возможные эквивалентные структуры и эквивалентные способы.Hybrids (combinations of software and hardware) are becoming more widespread as devices that provide increased functionality and work in computer systems. A hybrid can be created when traditional software is directly integrated into the silicon chip - this is possible, since the software can be assembled and compiled into units and zeros, in the same way units and zeros can be represented directly in silicon. Typically, a hybrid (manufactured hardware) is designed to function without additional software. Accordingly, it should be understood that hybrids and other combinations of hardware and software are also included herein in the definitions of a computer system and are thus intended in the present invention as possible equivalent structures and equivalent methods.

Среды, считываемые компьютером, могут включать пассивное хранение данных, такое как память с произвольным доступом (RAM), так же как полупостоянное хранение данных, такое как компакт-диск или DVD. Кроме того, пример осуществления настоящего изобретения может быть воплощен в ОЗУ компьютера и эффективно трансформировать стандартный компьютер в новый конкретный компьютер.Computer readable media may include passive storage of data, such as random access memory (RAM), as well as semi-permanent storage of data, such as a CD or DVD. In addition, an embodiment of the present invention can be embodied in computer RAM and effectively transform a standard computer into a new specific computer.

Структуры данных определяются организацией данных, которая может составить пример осуществления настоящего изобретения. Например, структура данных может обеспечить организацию данных или организацию выполнимого кода (исполнимой программы). Кроме того, сигналы данных проходят через передающую среду, которая сохраняет и транспортирует различные структуры данных и, таким образом, может использоваться, чтобы транспортировать вариант осуществления изобретения. Здесь следует отметить, что действия с одинаковыми наименованиями могут быть совершены одинаковым образом, если не заявлено особо.Data structures are defined by a data organization that can constitute an embodiment of the present invention. For example, a data structure may provide data organization or organization of executable code (executable program). In addition, data signals pass through a transmission medium that stores and transports various data structures, and thus can be used to transport an embodiment of the invention. It should be noted here that actions with the same name can be performed in the same way, unless specifically stated.

Контроллеры и/или системы по настоящему изобретению могут быть разработаны для управления любой определенной архитектурой. Например, контроллеры и/или системы могут быть выполнены на одном или несколькими компьютерах, местных сетях связи, местных вычислительных сетях, глобальных сетях Интернет и Интранет, переносных и других портативных и беспроводных устройствах и сетях.The controllers and / or systems of the present invention can be designed to control any specific architecture. For example, controllers and / or systems can be executed on one or more computers, local communication networks, local area networks, global Internet and Intranet networks, portable and other portable and wireless devices and networks.

С учетом вышеописанного и фигур 1-7 квалифицированные специалисты должны признать, что настоящее изобретение представляет способы и устройства на основе операций MSE и/или оптимизации. В частности, один примерный способ включает обнаружение параметров MSE, использование параметров MSE для вычисления MSE и настройки рабочих параметров как функции расчетной MSE.Based on the foregoing and Figures 1-7, those skilled in the art will recognize that the present invention provides methods and devices based on MSE and / or optimization operations. In particular, one exemplary method includes detecting MSE parameters, using MSE parameters to calculate the MSE, and setting operational parameters as a function of the calculated MSE.

Другой примерный способ в объеме настоящего изобретения включает определение базового значения MSE изменение WOB, работу в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, определение обновленного значения MSE, вытекающего из работу буровой установки в течение определенного времени, используя измененную WOB и затем поддерживая измененную WOB или снижая предыдущую WOB как функцию обновленной MSE. Такой способ также может включить определение другой основной MSE, изменяя RPM, работу буровой установки в течение определенного времени или на определенную глубину, определяя обновленную MSE, полученную в результате работы в течение определенного времени или на определенную глубину, используя измененную RPM, и затем либо поддерживая измененную RPM или снижая предыдущую RPM как функцию обновленной MSE.Another exemplary method within the scope of the present invention includes determining the baseline MSE value, changing the WOB, operating for a certain time or at a certain penetration depth, determining the updated MSE value resulting from the rig operation for a certain time, using the modified WOB and then supporting the modified WOB or reducing the previous WOB as a function of the updated MSE. This method may also include the determination of another main MSE, changing the RPM, the rig operation for a certain time or a certain depth, determining the updated MSE obtained as a result of working for a certain time or a certain depth, using a modified RPM, and then either supporting a modified RPM or lowering the previous RPM as a function of the updated MSE.

Другой примерный способ в объеме настоящего изобретения включает определение базовой MSE, снижение WOB, работу в течение определенного времени или на определенную глубину, определение обновленного значения MSE, вытекающего из работы в течение определенного времени, используя измененную WOB и затем поддерживая измененную WOB или снижая предыдущую WOB как функцию обновленной MSE. Этот способ может дополнительно включать определение другой основной MSE, работая в течение определенного времени со сниженной RPM, и затем либо поддерживая измененную RPM, либо снижая предыдущую RPM как функцию обновленной MSE. Способ также может дополнительно включить определение другой базовой MSE, повышая RPM, работая в течение определенного времени или на определенную глубину, определяя обновленную MSE, полученную в результате работы в течение определенного времени на повышенной скорости RPM, и затем либо поддерживая измененную RPM, либо снижая предыдущую RPM как функцию обновленной MSE.Another exemplary method within the scope of the present invention includes determining the base MSE, reducing WOB, working for a certain time or at a certain depth, determining an updated MSE value resulting from working for a certain time, using a modified WOB and then maintaining a changed WOB or reducing a previous WOB as a feature of the updated MSE. This method may further include determining another primary MSE, working for a certain time with a reduced RPM, and then either supporting the modified RPM or lowering the previous RPM as a function of the updated MSE. The method may also further include determining another base MSE, increasing the RPM, working for a certain time or at a certain depth, determining an updated MSE obtained as a result of working for a certain time at an increased RPM speed, and then either supporting the modified RPM or reducing the previous RPM as a feature of the updated MSE.

Настоящее изобретение также представляет устройство или систему для работы на основе MSE и/или оптимизации, включающую средство для обнаружения параметров MSE, средство для использования обнаруженных параметров MSE для расчета MSE и средство для настройки рабочих параметров как функции расчетного MSE.The present invention also provides an apparatus or system for operating on the basis of MSE and / or optimization, including means for detecting MSE parameters, means for using the detected MSE parameters for calculating the MSE, and means for setting operational parameters as a function of the calculated MSE.

Другое примерное устройство или система в объеме настоящего изобретения содержит средство для определения базовой MSE, средство для изменения WOB, средство для работы в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, средство для определения обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя измененную WOB, и средство для поддержания измененной WOB или для восстановления предыдущей WOB как функции обновленной MSE. Такое устройство или система могут дополнительно включать средство для определения другой базовой MSE, средство для изменения RPM, средство для работы в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, средство для определения обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя измененный RPM и средство для поддержания измененной RPM или для снижения предыдущий RPM как функции обновленной MSE.Another exemplary device or system within the scope of the present invention comprises means for determining the base MSE, means for changing the WOB, means for working for a certain time or for a certain depth of penetration, means for determining the updated MSE as a result of working for a certain time, using the modified WOB , and a means to maintain the modified WOB or to restore the previous WOB as a function of the updated MSE. Such a device or system may further include means for determining another base MSE, means for changing the RPM, means for working for a certain time or for a certain depth of penetration, means for determining an updated MSE as a result of working for a certain time, using the changed RPM and means to maintain a modified RPM or to reduce a previous RPM as a function of an updated MSE.

Еще одно примерное устройство или система в объеме настоящего изобретения содержит средство для определения базовой MSE, средство для изменения WOB, средство для работы в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, средство для определения обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя сниженную WOB, и средство для поддержания измененной WOB или для восстановления предыдущей WOB как функции обновленной MSE. Такое устройство или система могут дополнительно включить средство для определения другой базовой MSE, средство для увеличения WOB, средство для работы в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, средство для определения обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя увеличенную WOB, и средство для поддержания увеличенной WOB или для восстановления предыдущей WOB как функции обновленной MSE. Устройство или система могут дополнительно включать средство для определения другой базовой MSE, средство для изменения RPM, средство для работы в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, средство для определения обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя сниженную RPM, и средство для поддержания сниженной RPM или для восстановления предыдущий RPM как функции обновленной MSE. Устройство или система могут дополнительно включить средство для определения другой базовой MSE, средство для увеличения RPM, средство для работы в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, средство для определения обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя увеличенную RPM, и средство для поддержания увеличенный RPM или для восстановления предыдущую RPM как функции обновленной MSE.Another exemplary device or system within the scope of the present invention comprises means for determining the base MSE, means for changing the WOB, means for working for a certain time or for a certain penetration depth, means for determining updated MSE as a result of working for a certain time, using reduced WOB, and a means to maintain a modified WOB or to restore a previous WOB as a function of an updated MSE. Such a device or system may further include means for determining another base MSE, means for increasing WOB, means for working for a certain time or for a certain depth of penetration, means for determining updated MSE as a result of working for a certain time, using an increased WOB, and a means to maintain an increased WOB or to restore a previous WOB as a function of an updated MSE. The device or system may further include means for determining another basic MSE, means for changing RPM, means for working for a certain time or for a certain depth of penetration, means for determining updated MSE as a result of working for a certain time using a reduced RPM, and means to maintain a reduced RPM or to restore a previous RPM as a function of the updated MSE. The device or system may further include means for determining another base MSE, means for increasing RPM, means for working for a certain time or for a certain depth of penetration, means for determining updated MSE as a result of working for a certain time using an increased RPM, and means to maintain an increased RPM or to restore a previous RPM as a function of an updated MSE.

Одно или несколько описанных выше примерных устройств или систем могут содержать устройство 100, показанное на фигуре 1, устройство 300, показанное на фигуре 3, устройство 400а, показанное на фигуре 4А, устройство 400b, показанное на фигуре 4В, устройство 590, показанное на фигуре 5В, устройство 700, показанное на фигуре 7, и/или их компоненты. Одно или несколько описанных выше примерных устройств или систем могут быть реализованы как программный продукт. Например, один вариант такого программного продукта может включать машиночитаемую среду и средство, записанные на машиночитаемой среде для обнаружения параметров MSE использования параметров MSE для вычисления MSE и настройки рабочих параметров как функции расчетного MSE.One or more of the above-described exemplary devices or systems may include the device 100 shown in FIG. 1, the device 300 shown in FIG. 3, the device 400a shown in FIG. 4A, the device 400b shown in FIG. 4B, the device 590 shown in FIG. 5B , the device 700 shown in figure 7, and / or their components. One or more of the above-described exemplary devices or systems may be implemented as a software product. For example, one embodiment of such a software product may include a computer-readable medium and means written on a computer-readable medium to detect MSE parameters using MSE parameters to calculate the MSE and adjust operating parameters as a function of the calculated MSE.

Другой примерный программный продукт в объеме настоящего изобретения включает машиночитаемую среду и средство, записанное на машиночитаемой среде для определения базовой MSE, изменения WOB, работу в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, определение обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя измененную WOB и затем поддерживая измененную WOB или восстановления предыдущую WOB как функцию обновленной MSE. Такой программный продукт также может включать средство, записанные на машиночитаемой среде для определения другой базовой MSE, изменения RPM, работу в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, определение обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя измененную RPM, с последующим поддержанием измененный RPM или восстановлением предыдущей RPM как функции обновленной MSE.Another exemplary software product within the scope of the present invention includes a computer-readable medium and means recorded on a computer-readable medium for determining the base MSE, changing the WOB, working for a certain time or at a certain depth of penetration, determining an updated MSE as a result of working for a certain time using a modified WOB and then supporting the modified WOB or restoring the previous WOB as a function of the updated MSE. Such a software product may also include means recorded on a computer-readable medium for determining another base MSE, changing RPM, working for a specific time or at a certain depth of penetration, determining an updated MSE as a result of working for a certain time using a modified RPM, and then maintaining Modified by RPM or restoration of a previous RPM as a function of the updated MSE.

Другой примерный программный продукт в объеме настоящего изобретения включает машиночитаемую среду и средство, записанное на машиночитаемой среде для определения базовой MSE, снижения WOB, работы в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, определение обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя сниженную WOB, и поддержание сниженной WOB или восстановление предыдущей WOB как функции обновленной MSE. Такой программный продукт также может включать средство, записанное на машиночитаемой среде для определения другой базовой MSE, увеличение WOB, работы в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, определение обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя увеличенный WOB, и поддержание увеличенной WOB или восстановление предыдущей WOB как функции обновленной MSE. Программный продукт также может включать средство, записанное на машиночитаемой среде для определения другой базовой MSE путем снижения RPM при работе в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, определяя обновленную MSE в результате работы в течение определенного времени, используя сниженную RPM, и поддержание сниженной RPM или восстановление предыдущей RPM как функции обновленной MSE. Программный продукт также может включать средство, записанное на машиночитаемой среде для определения другой базовой MSE, увеличение RPM, работу в течение определенного времени или на определенную глубину проходки, определение обновленной MSE в результате работы в течение определенного времени, используя увеличенный RPM, и поддержание увеличенной RPM или восстановление предыдущей RPM как функции обновленной MSE.Another exemplary software product within the scope of the present invention includes a computer-readable medium and means recorded on a computer-readable medium for determining the base MSE, reducing WOB, working for a specific time or at a certain depth of penetration, determining an updated MSE as a result of working for a certain time using reduced WOB, and maintaining a reduced WOB or restoring a previous WOB as a function of the updated MSE. Such a software product may also include means written on a computer-readable medium for determining another basic MSE, increasing WOB, working for a certain time or at a certain depth of penetration, determining an updated MSE as a result of working for a certain time using an increased WOB, and maintaining an increased WOB or restore the previous WOB as a function of the updated MSE. The software product may also include means written on a computer-readable medium to determine another base MSE by lowering RPM while working for a certain time or by a certain depth of penetration, determining updated MSE as a result of working for a certain time, using a reduced RPM, and maintaining a reduced RPM or restoring a previous RPM as a function of the updated MSE. The software product may also include means written on a computer-readable medium for determining another basic MSE, increasing RPM, working for a certain time or at a certain depth of penetration, determining an updated MSE as a result of working for a certain time using an increased RPM, and maintaining an increased RPM or restoring a previous RPM as a function of the updated MSE.

Кроме того, способы в объеме настоящего изобретения могут быть по своей природе местными или удаленными. Например, такие способы могут быть развернуты или выполнены через PLC, РАС, PC, одного или нескольких серверов, рабочие столы, карманные компьютеры и/или любую другой тип вычислительного устройства соответствующей производительности.Furthermore, methods within the scope of the present invention may be local or remote in nature. For example, such methods may be deployed or performed through a PLC, PAC, PC, one or more servers, desktops, handheld computers, and / or any other type of computing device of appropriate performance.

В предшествующем описании приведены несколько примеров осуществления настоящего изобретения с тем, чтобы квалифицированные специалисты могли лучше его понять. Квалифицированные специалисты понимают, что они могут использовать настоящее изобретение как основу для проектирования или изменения других процессов и конструкций, чтобы достичь тех же самых целей и/или преимуществ рамках представленных здесь примеров осуществления. Квалифицированные специалисты также понимают, что такие эквивалентные конструкции не выходят из объема настоящего изобретения, и что они могут сделать различные изменения, замены и модификации, не выходя из объема настоящего изобретения.The foregoing description provides several exemplary embodiments of the present invention so that those skilled in the art can better understand it. Skilled artisans understand that they can use the present invention as a basis for designing or modifying other processes and structures in order to achieve the same ends and / or advantages within the scope of the embodiments presented herein. Skilled artisans will also understand that such equivalent constructions do not depart from the scope of the present invention, and that they can make various changes, replacements and modifications without departing from the scope of the present invention.

Claims (13)

1. Способ бурения на основе механической удельной энергии (MSE), содержащий:
бурение в первом интервале, используя первую нагрузку на долото (WOB);
автоматическое определение первой MSE, соответствующей бурению, используя первую WOB;
бурение во втором интервале, используя вторую WOB, которая отличается от первой WOB;
автоматическое определение второй MSE, соответствующей бурению, используя вторую WOB; и
бурение в третьем интервале, используя одну из первой WOB и второй WOB, выбранные автоматически на основе автоматизированного сравнения первой MSE и второй MSE.
1. A drilling method based on mechanical specific energy (MSE), comprising:
drilling in a first interval using a first bit load (WOB);
Automatically detecting the first drilling MSE using the first WOB
drilling in a second interval using a second WOB that is different from the first WOB;
automatic detection of a second MSE corresponding to drilling using a second WOB; and
drilling in the third interval using one of the first WOB and the second WOB, selected automatically based on an automated comparison of the first MSE and the second MSE.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий:
бурение в четвертом интервале, используя частоту вращения в оборотах минуту (RD-RPM) первого привода вращения;
автоматическое определение третьей MSE, соответствующей бурению, используя первую RD-RPM;
бурение в пятом интервале, используя вторую RD-RPM, которая отличается от первой RD-RPM;
автоматическое определение четвертой MSE, соответствующей бурению, используя вторую RD-RPM; и
бурение в шестом интервале, используя одну из первой RD-RPM и второй RD-RPM, выбранной автоматически на основе автоматизированного сравнения третьей MSE и четвертой MSE.
2. The method according to claim 1, additionally containing:
drilling in the fourth interval using the rotational speed per minute (RD-RPM) of the first rotation drive;
automatic detection of the third drilling MSE using the first RD-RPM;
drilling in the fifth interval using a second RD-RPM, which is different from the first RD-RPM;
automatic detection of the fourth drilling MSE using the second RD-RPM; and
drilling in the sixth interval using one of the first RD-RPM and the second RD-RPM, selected automatically based on an automated comparison of the third MSE and fourth MSE.
3. Способ по п.1, в котором вторая WOB меньше первой WOB, и который дополнительно содержит:
бурение в четвертом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой WOB и второй WOB;
автоматическое определение третьей MSE, соответствующей бурению в четвертом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой WOB и второй WOB;
бурение в пятом интервале, используя третью WOB, которая больше первой WOB;
автоматическое определение четвертой MSE, соответствующей бурению в пятом интервале, используя третью WOB; и бурение в шестом интервале, используя третью WOB, и автоматический выбор одной из первой WOB и второй WOB на основе автоматизированного сравнения третьей MSE и четвертой MSE.
3. The method according to claim 1, in which the second WOB is smaller than the first WOB, and which further comprises:
drilling in the fourth interval using automatically selected one of the first WOB and the second WOB;
automatically detecting a third MSE corresponding to drilling in a fourth interval using the automatically selected one of the first WOB and the second WOB;
drilling in the fifth interval using a third WOB that is larger than the first WOB;
automatically detecting the fourth MSE corresponding to drilling in the fifth interval using the third WOB; and drilling in the sixth interval using the third WOB, and automatically selecting one of the first WOB and the second WOB based on an automated comparison of the third MSE and the fourth MSE.
4. Способ по п.3, дополнительно содержащий:
бурение в седьмом интервале, используя первую частоту вращения в оборотах в минуту (RD-RPM) привода вращения;
автоматическое определение пятой MSE, соответствующей бурению, используя первую RD-RPM;
бурение в восьмом интервале, используя вторую RD-RPM, которая меньше первой RD-RPM;
автоматическое определение шестой MSE, соответствующей бурению, используя вторую RD-RPM;
бурение в девятом интервале, используя одну из первой RD-RPM и второй RD-RPM, выбранные автоматически на основе автоматизированного сравнения пятой MSE и шестой MSE;
бурение в десятом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой RD-RPM и второй RD-RPM;
автоматическое определение седьмой MSE, соответствующей бурению в десятом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой RD-RPM и второй RD-RPM;
бурение в одиннадцатом интервале, используя третью RD-RPM, которая больше первой RD-RPM;
автоматическое определение восьмой MSE, соответствующей бурению в одиннадцатом интервале, используя третью RD-RPM; и
бурение в двенадцатом интервале, используя одну из третьей RD-RPM и автоматически выбранную одну из первой RD-RPM и второй RD-RPM, выбранные автоматически на основе автоматизированного сравнения седьмой MSE и восьмой MSE.
4. The method according to claim 3, further comprising:
drilling in the seventh interval using the first rotation speed in revolutions per minute (RD-RPM) of the rotation drive;
Automatically detecting the fifth drilling MSE using the first RD-RPM
drilling in the eighth interval using a second RD-RPM that is smaller than the first RD-RPM;
automatic detection of the sixth MSE corresponding to drilling using a second RD-RPM;
drilling in the ninth interval using one of the first RD-RPM and second RD-RPM, selected automatically based on an automated comparison of the fifth MSE and sixth MSE;
drilling in the tenth interval using automatically selected one of the first RD-RPM and the second RD-RPM;
automatic determination of the seventh MSE corresponding to drilling in the tenth interval using the automatically selected one of the first RD-RPM and the second RD-RPM;
drilling in the eleventh interval using a third RD-RPM that is larger than the first RD-RPM;
automatically detecting the eighth MSE corresponding to drilling in the eleventh interval using the third RD-RPM; and
drilling in the twelfth interval using one of the third RD-RPM and automatically selected one of the first RD-RPM and second RD-RPM, selected automatically based on an automated comparison of the seventh MSE and eighth MSE.
5. Машиночитаемый носитель, содержащий:
машиночитаемую среду; и
команды, записанные на машиночитаемой среде для:
управления бурением в первом интервале, используя первую нагрузку на долото (WOB);
автоматического определения первой MSE, соответствующей бурению в первом интервале, используя первую WOB;
управления бурением во втором интервале, используя вторую WOB, которая отличается от первой WOB;
автоматического определения второй MSE, соответствующей бурению во втором интервале, используя вторую WOB;
автоматического сравнения первой MSE и второй MSE и автоматический выбор одной из первой WOB и второй WOB как функции автоматизированного сравнения первой MSE и второй MSE; и управления бурением в третьем интервале, используя автоматически выбранную одну из первой WOB и второй WOB.
5. Machine-readable medium containing:
machine readable medium; and
commands written in a machine-readable medium for:
drilling control in the first interval using the first bit load (WOB);
automatically detecting the first MSE corresponding to drilling in the first interval using the first WOB;
drilling control in the second interval using a second WOB that is different from the first WOB;
automatically detecting a second MSE corresponding to drilling in a second interval using a second WOB;
automatic comparison of the first MSE and the second MSE and automatic selection of one of the first WOB and second WOB as a function of the automated comparison of the first MSE and the second MSE; and drilling control in the third interval using the automatically selected one of the first WOB and the second WOB.
6. Машиночитаемый носитель по п.5, в котором команды дополнительно содержит команды для:
управления бурением в четвертом интервале, используя частоту вращения в оборотах минуту (RD-RPM) первого привода вращения;
автоматического определения третьей MSE, соответствующей бурению, используя первую RD-RPM;
управления бурением в пятом интервале, используя вторую RD-RPM, которая отличается от первой RD-RPM;
автоматического определения четвертой MSE, соответствующей бурению, используя вторую RD-RPM;
автоматического сравнения третьей MSE и четвертой MSE и автоматический выбор одной из первой RD-RPM и второй RD-RPM как функции автоматизированного сравнения третьей MSE и четвертой MSE; и управления бурением в шестом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой RD-RPM и второй RD-RPM.
6. The machine-readable medium of claim 5, wherein the command further comprises instructions for:
drilling control in the fourth interval using the rotational speed per minute (RD-RPM) of the first rotation drive;
automatically detecting a third MSE corresponding to drilling using the first RD-RPM;
drilling control in the fifth interval using a second RD-RPM, which is different from the first RD-RPM;
automatically detecting the fourth MSE corresponding to drilling using the second RD-RPM;
automatic comparison of the third MSE and the fourth MSE and automatic selection of one of the first RD-RPM and the second RD-RPM as a function of the automated comparison of the third MSE and the fourth MSE; and drilling control in the sixth interval using the automatically selected one of the first RD-RPM and the second RD-RPM.
7. Машиночитаемый носитель по п.5, в котором вторая WOB меньше первой WOB, и в котором команды дополнительно содержит команды для:
управления бурением в четвертом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой WOB и второй WOB;
автоматического определения третьей MSE, соответствующей бурению в четвертом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой WOB и второй WOB;
управления бурением в пятом интервале, используя третью WOB, которая больше первой WOB;
автоматического определения четвертой MSE, соответствующей бурению в пятом интервале, используя третью WOB;
автоматического сравнения третьей MSE и четвертой MSE и автоматический выбор одной из третьей WOB и одной из первой WOB и второй WOB как функции автоматизированного сравнения третьей MSE и четвертой MSE; и
управления бурением в шестом интервале, используя автоматически выбранную одну из третьей WOB и автоматически выбранную одну из первой WOB и второй WOB.
7. The computer-readable medium of claim 5, wherein the second WOB is smaller than the first WOB, and wherein the command further comprises instructions for:
drilling control in the fourth interval, using automatically selected one of the first WOB and the second WOB;
automatically detecting a third MSE corresponding to drilling in the fourth interval using the automatically selected one of the first WOB and the second WOB;
drilling control in the fifth interval using the third WOB, which is larger than the first WOB;
automatically detecting the fourth MSE corresponding to drilling in the fifth interval using the third WOB;
automatically comparing the third MSE and the fourth MSE and automatically selecting one of the third WOB and one of the first WOB and second WOB as a function of the automated comparison of the third MSE and fourth MSE; and
drilling control in the sixth interval, using automatically selected one of the third WOB and automatically selected one of the first WOB and second WOB.
8. Машиночитаемый носитель по п.7, в котором команды дополнительно содержит команды для:
управления бурением в седьмом интервале, используя первую частоту вращения в оборотах в минуту (RD-RPM) привода вращения;
автоматического определения пятой MSE, соответствующей бурению, используя первую RD-RPM;
управления бурением в восьмом интервале, используя вторую RD-RPM, которая меньше первой RD-RPM;
автоматического определения шестой MSE, соответствующей бурению, используя вторую RD-RPM;
автоматического сравнения пятой MSE и шестой MSE и автоматический выбор одной из первой RD-RPM и второй RD-RPM как функции автоматизированного сравнения пятой MSE и шестой MSE;
управления бурением в девятом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой RD-RPM и второй RD-RPM;
управления бурением в десятом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой RD-RPM и второй RD-RPM;
автоматического определения седьмой MSE, соответствующей бурению в десятом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой RD-RPM и второй RD-RPM;
управления бурением в одиннадцатом интервале, используя третью RD-RPM, которая больше первой RD-RPM;
автоматического определения восьмой MSE, соответствующей бурению в одиннадцатом интервале, используя третью RD-RPM;
автоматического сравнения седьмой MSE и восьмой MSE и автоматический выбор одной из третьей и автоматически выбранной одной первой RD-RPM и второй RD-RPM как функции автоматизированного сравнения седьмой MSE и восьмой MSE; и
управления бурением в двенадцатом интервале, используя автоматически выбранную третью RD-RPM и для автоматического выбора первой RD-RPM и второй RD-RPM.
8. The computer-readable medium of claim 7, wherein the command further comprises instructions for:
seventh interval drilling control using the first rotational speed per minute (RD-RPM) of the rotation drive;
automatically detecting the fifth MSE corresponding to drilling using the first RD-RPM;
drilling control in the eighth interval using a second RD-RPM that is smaller than the first RD-RPM;
automatically detecting the sixth MSE corresponding to drilling using a second RD-RPM;
automatic comparison of the fifth MSE and the sixth MSE and the automatic selection of one of the first RD-RPM and second RD-RPM as a function of the automated comparison of the fifth MSE and the sixth MSE;
drilling control in the ninth interval using automatically selected one of the first RD-RPM and the second RD-RPM;
drilling control in the tenth interval using automatically selected one of the first RD-RPM and the second RD-RPM;
automatically determining the seventh MSE corresponding to drilling in the tenth interval using the automatically selected one of the first RD-RPM and the second RD-RPM;
drilling control in the eleventh interval using the third RD-RPM, which is larger than the first RD-RPM;
automatically detecting the eighth MSE corresponding to drilling in the eleventh interval using the third RD-RPM;
automatically comparing the seventh MSE and the eighth MSE and automatically selecting one of the third and automatically selected one first RD-RPM and second RD-RPM as a function of automated comparison of the seventh MSE and eighth MSE; and
drilling control in the twelfth interval using the automatically selected third RD-RPM and to automatically select the first RD-RPM and second RD-RPM.
9. Устройство для бурения, включающее:
верхний привод, используемый для вращения бурильной колонны в стволе скважины;
лебедки для вертикального перемещения верхнего привода, чтобы изменить осевое положение бурильной колонны в стволе скважины; и
контроллер, используемый для приема множество параметров MSE, затем для автоматического определения MSE и затем для автоматического формирования и передачи одного или нескольких управляющих сигналов на верхний привод и лебедки, чтобы управлять работой верхнего привода и лебедок, в котором контроллер используется для автоматического формирования управляющих сигналов, по меньшей мере, частично на основе автоматически определенной MSE.
9. A device for drilling, including:
top drive used to rotate the drill string in the wellbore;
winches for vertical movement of the top drive to change the axial position of the drill string in the wellbore; and
a controller used to receive a plurality of MSE parameters, then to automatically detect the MSE and then to automatically generate and transmit one or more control signals to the top drive and winches to control the operation of the top drive and winches, in which the controller is used to automatically generate control signals, at least in part based on an automatically determined MSE.
10. Устройство по п.9, в котором контроллер предназначен для:
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в первом интервале, используя первую нагрузку на долото (WOB);
автоматического определения первой MSE, соответствующей бурению в первом интервале, используя первую WOB;
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения во втором интервале, используя вторую WOB, которая отличается от первой WOB;
автоматического определения второй MSE, соответствующей бурению во втором интервале, используя вторую WOB; и управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в третьем интервале, используя одну из первой WOB и второй WOB, выбранные автоматически на основе автоматизированного сравнения первой MSB и второй MSE.
10. The device according to claim 9, in which the controller is designed to:
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the first interval using the first bit load (WOB);
automatically detecting the first MSE corresponding to drilling in the first interval using the first WOB;
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the second interval using a second WOB that is different from the first WOB;
automatically detecting a second MSE corresponding to drilling in a second interval using a second WOB; and controlling the operation of the top drive and the winches during drilling in the third interval, using one of the first WOB and the second WOB, selected automatically based on an automated comparison of the first MSB and the second MSE.
11. Устройство по п.10, в котором контроллер дополнительно предназначен для:
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в четвертом интервале, используя первую частоту вращения в оборотах в минуту верхнего привода (TD-RPM);
автоматического определения третьей MSE, соответствующей бурению в четвертом интервале, используя первую TD-RPM;
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в пятом интервале, используя вторую TD-RPM, которая отличается от первой TD-RPM;
автоматического определения четвертой MSE, соответствующей бурению в пятом интервале, используя вторую TD-RPM; и
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в четвертом интервале, используя одну из первой TD-RPM и второй TD-RPM, выбранной автоматически на основе автоматизированного сравнения третьей MSE и четвертой MSE.
11. The device according to claim 10, in which the controller is additionally designed for:
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the fourth interval using the first rotational speed in revolutions per minute of the top drive (TD-RPM);
automatically detecting a third MSE corresponding to drilling in a fourth interval using the first TD-RPM;
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the fifth interval using a second TD-RPM, which is different from the first TD-RPM;
automatically detecting a fourth MSE corresponding to drilling in a fifth interval using a second TD-RPM; and
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the fourth interval using one of the first TD-RPM and the second TD-RPM, selected automatically based on an automated comparison of the third MSE and fourth MSE.
12. Устройство по п.10, в котором вторая WOB меньше первой WOB, и в котором контроллер дополнительно предназначен для:
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в четвертом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой WOB и второй WOB;
автоматического определения третьей MSE, соответствующей бурению в четвертом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой WOB и второй WOB;
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в пятом интервале, используя третью WOB, которая больше первой WOB;
автоматического определения четвертой MSE, соответствующей бурению в пятом интервале, используя третью WOB; и
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в четвертом интервале, используя третью WOB, и для автоматического выбора одной из первой WOB и второй WOB, выбранной автоматически на основе автоматизированного сравнения третьей MSE и четвертой MSE.
12. The device according to claim 10, in which the second WOB is smaller than the first WOB, and in which the controller is further adapted to:
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the fourth interval using the automatically selected one of the first WOB and the second WOB;
automatically detecting a third MSE corresponding to drilling in the fourth interval using the automatically selected one of the first WOB and the second WOB;
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the fifth interval using a third WOB, which is larger than the first WOB;
automatically detecting the fourth MSE corresponding to drilling in the fifth interval using the third WOB; and
control the operation of the top drive and winches during drilling in the fourth interval using the third WOB, and to automatically select one of the first WOB and the second WOB, selected automatically based on an automated comparison of the third MSE and fourth MSE.
13. Устройство по п.12, в котором контроллер дополнительно предназначен для:
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в седьмом интервале, используя первую частоту вращения в оборотах в минуту верхнего привода (TD-RPM);
автоматического определения пятой MSE, соответствующей бурению в седьмом интервале, используя первую TD-RPM;
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в восьмом интервале, используя вторую TD-RPM, которая меньше первой TD-RPM;
автоматического определения шестой MSE, соответствующей бурению в восьмом интервале, используя вторую TD-RPM;
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в девятом интервале, используя одну из первой TD-RPM и второй TD-RPM, выбранной автоматически на основе автоматизированного сравнения пятой MSE и шестой MSE;
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в десятом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой TD-RPM и второй TD-RPM;
автоматического определения седьмой MSE, соответствующей бурению в десятом интервале, используя автоматически выбранную одну из первой TD-RPM и второй TD-RPM;
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в одиннадцатом интервале, используя третью TD-RPM, которая больше первой TD-RPM;
автоматического определения восьмой MSB, соответствующей бурению в одиннадцатом интервале, используя третий TD-RPM; и
управления работой верхнего привода и лебедок во время бурения в двенадцатом интервале, используя одну из третьей TD-RPM и автоматически выбранную одну из первой TD-RPM и второй TD-RPM, выбранное на основе автоматизированного сравнения седьмой MSE и восьмой MSE.
Приоритет: от 07.12.2006, 21.09.2007, 06.11.2007 - все пункты формулы изобретения.
13. The device according to item 12, in which the controller is additionally designed for:
controlling the operation of the upper drive and winches during drilling in the seventh interval using the first rotational speed in revolutions per minute of the upper drive (TD-RPM);
automatically detecting the fifth MSE corresponding to drilling in the seventh interval using the first TD-RPM;
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the eighth interval using a second TD-RPM that is smaller than the first TD-RPM;
automatically detecting the sixth MSE corresponding to drilling in the eighth interval using the second TD-RPM;
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the ninth interval using one of the first TD-RPM and the second TD-RPM selected automatically based on an automated comparison of the fifth MSE and sixth MSE;
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the tenth interval using the automatically selected one of the first TD-RPM and the second TD-RPM;
automatically detecting a seventh MSE corresponding to drilling in a tenth interval using an automatically selected one of the first TD-RPM and the second TD-RPM;
controlling the operation of the top drive and winches during drilling in the eleventh interval using a third TD-RPM that is larger than the first TD-RPM;
automatically detecting the eighth MSB corresponding to drilling in the eleventh interval using the third TD-RPM; and
control the operation of the top drive and winches during drilling in the twelfth interval using one of the third TD-RPM and automatically selected one of the first TD-RPM and second TD-RPM, selected based on an automated comparison of the seventh MSE and eighth MSE.
Priority: from 12/07/2006, 09/21/2007, 11/06/2007 - all claims.
RU2009125638/03A 2006-12-07 2007-12-07 Automatic drilling machine on base of (mechanic specific energy) mse RU2424430C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US86904706P 2006-12-07 2006-12-07
US60/869,047 2006-12-07
US11/859,378 US7823655B2 (en) 2007-09-21 2007-09-21 Directional drilling control
US11/859,378 2007-09-21
US60/985,869 2007-11-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009125638A RU2009125638A (en) 2011-01-20
RU2424430C2 true RU2424430C2 (en) 2011-07-20

Family

ID=44752726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009125638/03A RU2424430C2 (en) 2006-12-07 2007-12-07 Automatic drilling machine on base of (mechanic specific energy) mse

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2424430C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2600995C2 (en) * 2011-11-04 2016-10-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Method and system for automatic milling operation
US9689249B2 (en) 2013-08-30 2017-06-27 Halliburton Energy Services, Inc. Automating downhole drilling using wellbore profile energy and shape
RU2697988C1 (en) * 2019-01-29 2019-08-21 Общество с ограниченной ответственностью "ВНИИБТ-Буровой инструмент" (ООО "ВНИИБТ-Буровой инструмент") Method and system for automated control of well drilling
RU2733876C2 (en) * 2019-07-24 2020-10-07 Общество с ограниченной ответственностью "Интегра-Технологии" Method of automatic control of drilling tools supply during drilling and device for implementation thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1162953A1 (en) * 1983-12-27 1985-06-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки Всесоюзного промышленного объединения "Союзгеотехника" Method of controlling the process of rotary drilling of rock
RU2208153C2 (en) * 2001-10-02 2003-07-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" Drilling process control system
RU2232882C2 (en) * 2000-06-23 2004-07-20 Иванников Владимир Иванович Method for adjusting load on chisel while drilling deep wells
US7032689B2 (en) * 1996-03-25 2006-04-25 Halliburton Energy Services, Inc. Method and system for predicting performance of a drilling system of a given formation
US7085696B2 (en) * 1996-03-25 2006-08-01 Halliburton Energy Services, Inc. Iterative drilling simulation process for enhanced economic decision making

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1162953A1 (en) * 1983-12-27 1985-06-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки Всесоюзного промышленного объединения "Союзгеотехника" Method of controlling the process of rotary drilling of rock
US7032689B2 (en) * 1996-03-25 2006-04-25 Halliburton Energy Services, Inc. Method and system for predicting performance of a drilling system of a given formation
US7085696B2 (en) * 1996-03-25 2006-08-01 Halliburton Energy Services, Inc. Iterative drilling simulation process for enhanced economic decision making
RU2232882C2 (en) * 2000-06-23 2004-07-20 Иванников Владимир Иванович Method for adjusting load on chisel while drilling deep wells
RU2208153C2 (en) * 2001-10-02 2003-07-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" Drilling process control system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2600995C2 (en) * 2011-11-04 2016-10-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Method and system for automatic milling operation
US9920613B2 (en) 2011-11-04 2018-03-20 Schlumberger Technology Corporation Method and system for an automatic milling operation
US9689249B2 (en) 2013-08-30 2017-06-27 Halliburton Energy Services, Inc. Automating downhole drilling using wellbore profile energy and shape
RU2642898C2 (en) * 2013-08-30 2018-01-29 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Automation of well drilling with use of energy profile of and wellbore form
RU2697988C1 (en) * 2019-01-29 2019-08-21 Общество с ограниченной ответственностью "ВНИИБТ-Буровой инструмент" (ООО "ВНИИБТ-Буровой инструмент") Method and system for automated control of well drilling
RU2733876C2 (en) * 2019-07-24 2020-10-07 Общество с ограниченной ответственностью "Интегра-Технологии" Method of automatic control of drilling tools supply during drilling and device for implementation thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009125638A (en) 2011-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12264573B2 (en) Method and apparatus for steering a bit using a quill and based on learned relationships
CA2671822C (en) Automated mse-based drilling apparatus and methods
US11559149B2 (en) Method and apparatus for transitioning between rotary drilling and slide drilling while maintaining a bit of a bottom hole assembly on a wellbore bottom
CA2700258C (en) Directional drilling control
US11143011B2 (en) Real-time modification of a slide drilling segment based on continuous downhole data
US8602126B2 (en) Directional drilling control apparatus and methods
US10370902B2 (en) Downhole steering control apparatus and methods
US11725494B2 (en) Method and apparatus for automatically modifying a drilling path in response to a reversal of a predicted trend
US10364666B2 (en) Optimized directional drilling using MWD data
US10851640B2 (en) Nonstop transition from rotary drilling to slide drilling
US20220049554A1 (en) Methods and systems for improving confidence in automated steering guidance
RU2424430C2 (en) Automatic drilling machine on base of (mechanic specific energy) mse
US12392233B2 (en) Methods and apparatus for optimizing downhole drilling conditions using a smart downhole system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191208