鉆桿記錄系統(tǒng)和方法技術(shù)方案

設備和方法自動地記錄用于鉆機的鉆柱桿。鉆機包括機架和配置用于在第一縱向位置和第二縱向位置之間縱向位移的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器。傳感器系統(tǒng)被配置為監(jiān)視鉆機以檢測施加以旋轉(zhuǎn)地固定鉆柱的夾持力并且檢測由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器生成的卸扣扭矩、檢測生成卸扣扭矩處的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第一縱向位置以及檢測旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器生成上扣扭矩處的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第二縱向位置。控制器被配置為防止夾持力的釋放，直到檢測到上扣扭矩，以及自動地使得能夠在檢測到上扣扭矩之后釋放夾持力，并且相應地，只有當?shù)谝粋€縱向位置和第二縱向位置不同時，更新鉆桿記錄。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)的實施例涉及自動記錄用于鉆機的鉆柱的鉆桿的設備。
技術(shù)實現(xiàn)思路
所述鉆機包括機架和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器配置為相對于機架在第一縱向位置和第二縱向位置之間的縱向位移。所述鉆桿記錄設備包括傳感器系統(tǒng)，所述傳感器系統(tǒng)配置為監(jiān)視鉆機以檢測施加的用以旋轉(zhuǎn)地固定鉆柱的夾緊力和檢測由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生的卸扣扭矩，檢測卸扣扭矩產(chǎn)生處的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第一縱向位置，和檢測所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生上扣扭矩處的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第二個縱向位置。所述桿記錄裝置還包括控制器，所述控制器被配置為防止夾緊力的釋放，直到檢測到上扣扭矩，在檢測到上扣扭矩后自動啟動夾緊力的釋放，并且相應地，只有當所述第一個縱向位置不同于所述第二縱向位置時更新鉆桿記錄。一些實施例涉及自動記錄用于鉆機的鉆桿的方法。所述方法包括監(jiān)視鉆機以檢測施加用以固定鉆柱的夾緊力和檢測由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生的卸扣扭矩，檢測施加所述夾緊力和卸扣扭矩產(chǎn)生處的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第一縱向位置，并且防止夾緊力的釋放直到所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生上扣扭矩。所述方法還包括檢測所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生上扣扭矩處的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第二個縱向位置，在所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生所述上扣扭矩后自動允許釋放所述夾緊力，并且在所述第一縱向位置不同于所述第二縱向位置時更新鉆桿記錄。其它實施例涉及自動記錄用于鉆機的鉆桿的方法。所述方法包括檢測所述鉆機的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器是位于第一縱向位置還是位于第二縱向位置，監(jiān)視鉆機以檢測施加用以固定鉆柱的夾緊力和檢測由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生的卸扣扭矩，并且防止夾緊力的釋放直到所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生上扣扭矩。所述方法還包括在所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生所述上扣扭矩后自動允許釋放所述夾緊力，并且基于在第一還是第二縱向位置處由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生所述上扣扭矩來更新鉆桿記錄。進一步實施例涉及自動記錄用于鉆機的鉆桿的方法。所述方法包括監(jiān)視鉆機以檢測施加的用以固定鉆柱的夾緊力和檢測由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生的卸扣扭矩，并且檢測施加所述夾緊力和卸扣扭矩產(chǎn)生處的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第一縱向位置。所述方法還包括產(chǎn)生桿記錄顯示和扭矩顯示或在桿上緊方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器所產(chǎn)生的扭矩的聲音指示器。所述方法還包括檢測扭矩顯示或聲音扭矩指示器指示已經(jīng)達到預定上扣扭矩的所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第二縱向位置，并且在所述第一個縱向位置不同于所述第二縱向位置時自動更新鉆桿記錄。一些實施例涉及自動記錄用于鉆機的鉆桿的方法。所述方法包括監(jiān)視鉆機以檢測施加的用以固定鉆柱的夾緊力和檢測由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生的卸扣扭矩，檢測施加所述夾緊力和卸扣扭矩產(chǎn)生處的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第一縱向位置，并且防止夾緊力的釋放直到所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生上扣扭矩。所述方法還包括檢測所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生的扭矩達到預定上扣扭矩時的所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第二縱向位置，并且在所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器產(chǎn)生所述上扣扭矩后自動允許釋放所述夾緊力，并且相應地在所述第一縱向位置不同于所述第二縱向位置時更新鉆桿記錄。其它實施例涉及自動記錄用于鉆機的鉆桿的方法。所述方法包括檢測所述鉆機的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器是位于第一縱向位置還是位于第二縱向位置，監(jiān)視鉆機以檢測卸扣事件和上扣事件，并且基于檢測到卸扣事件和上扣事件的結(jié)合自動更新鉆桿記錄。在一些實施方式中，自動更新鉆桿記錄是基于檢測到卸扣事件和上扣事件的結(jié)合和檢測到卸扣事件和上扣事件發(fā)生的位置。上述
技術(shù)實現(xiàn)思路
并非旨在于描述每一個披露的實施例或本公開的每一個實施方式。以下的附圖和詳細說明更特別示例性地說明實施例。【附圖說明】圖1A示出了根據(jù)各種實施例的自動記錄鉆柱的鉆桿的系統(tǒng)的各種部件；圖1B示出了水平定向鉆機，該鉆機可以結(jié)合根據(jù)各種實施例的自動鉆桿記錄裝置和方法；圖1C是根據(jù)各種實施例的精確記錄向鉆柱添加的或從鉆柱移除的鉆桿的系統(tǒng)的各種部件的框圖；圖2A和2B示出了根據(jù)各種實施例的當向鉆柱添加鉆桿或從鉆柱移除鉆桿時出現(xiàn)的兩個鉆機事件；圖2C-1和圖2C-2示出了根據(jù)各種實施例的進行精確的鉆桿記錄操作的方法；圖2D-2G示出了根據(jù)其他實施例的進行精確的鉆桿記錄操作的各種方法；圖3-10示出了根據(jù)各種實施例的當向鉆柱添加鉆桿時的鉆機的各種狀態(tài)；圖11-22示出了根據(jù)各種實施例的當從鉆柱移除鉆桿時的鉆機的各種狀態(tài)。這些附圖并不一定是按照比例。附圖中使用的相同附圖標記指代相同的部件。但是，應理解的是在某一附圖中用一個附圖標記指代部件并不旨在于限制另一附圖中標有相同附圖標記的部件。【具體實施方式】在下面的所示的實施例的描述中，參考構(gòu)成說明書一部分的附圖，并在其中以說明的方式示出本專利技術(shù)付諸于實施的各種實施例。應該可以理解的是，可以應用其它實施例，在不脫離本專利技術(shù)范圍的情況下可以對結(jié)構(gòu)和功能進行改變。根據(jù)本專利技術(shù)的系統(tǒng)、裝置或方法可包括本文所描述的一個或多個特征、結(jié)構(gòu)、方法及其組合。例如，可以實施裝置和方法以包括以下描述的一個或更多有利特征和/或方法。意圖是這種裝置或系統(tǒng)不必包括在此描述的所有特征，但是可以實施這種裝置或系統(tǒng)以包括提供有用的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和/或功能性的所選擇的特征。本公開的實施例涉及用于精確記錄鉆柱的鉆桿的系統(tǒng)和方法。本公開的實施例涉及僅當鉆桿實際分別添加到鉆柱或?qū)嶋H從鉆柱移除時的精確增加和減少鉆桿記錄的系統(tǒng)和方法。本公開的鉆柱記錄方法可用各種不同鉆機實施，包括水平定位鉆機和垂直鉆機。圖1A示出了根據(jù)各種實施例的自動記錄鉆柱的鉆桿的系統(tǒng)的各種部件。在圖1A所示的實施例中，該系統(tǒng)包括控制器101，其中通常包括處理器或其他邏輯設備。根據(jù)各種實施例，控制器被耦合到內(nèi)存103，它被配置以實施鉆桿記錄邏輯。控制器101通信地耦合到鉆機105、鉆桿操縱裝置107和傳感器系統(tǒng)109。鉆桿操縱裝置107被配置為有助于分別向鉆柱添加鉆桿或從鉆柱移除鉆桿，該鉆柱包括多個耦合在一起的鉆桿。該傳感器系統(tǒng)109包括設置在鉆桿操縱裝置107和鉆機105上的各種傳感器。傳感器系統(tǒng)109的傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的各種部件以確定部件狀態(tài)，從中控制器101可以協(xié)調(diào)本公開的鉆桿記錄方法。在一些實施例中，圖1A所示的鉆機105配置為水平定向鉆探。水平定向鉆機例如被鉆探行業(yè)的普通技術(shù)人員理解為提供相對較淺(例如，小于大約20-30英尺的深度)且基本水平的通過地下的孔例如以用于道路下的運行設施的定向鉆探的的機器。在其他實施例中，圖1A所示鉆機105配置為垂直鉆探，其中可包括垂直定向鉆探。與水平定向鉆機相對照，垂直定向鉆機被鉆探行業(yè)的普通技術(shù)人員理解為提供相對較深(例如，幾百或幾千英尺)且基本垂直的地下的孔(例如油井和氣井)的鉆探的機器。雖然本公開在水平定向鉆探的情況下描述了各桿記錄方法，可以理解的是所述公開的方法可用于垂直鉆機的情況中，包括那些具有定向(例如轉(zhuǎn)向)能力的鉆機。垂直鉆井平臺傳統(tǒng)上使用在旋轉(zhuǎn)單元上懸掛的配重的測量作為鉆柱何時懸掛的指示。所述配重的測量歷史上作為用于計算鉆桿長度的主要輸入。因此，垂直鉆井平臺沒有依賴上扣/卸扣過程去監(jiān)測桿計數(shù)。此外，不同于水平定向鉆機，垂直鉆機或鉆井平臺一般包括稱為卡瓦的裝置，卡瓦是被動器件，一旦安裝，其限制給定的鉆柱運動。垂直和水平鉆井平臺的不同會直接影響桿計數(shù)邏輯，原因是卡瓦是額外的系統(tǒng)元件，卡瓦不以與虎鉗在水平定向鉆井平臺中所起作用的方式一樣與上扣/卸扣過程相互作用。圖1B顯示了根據(jù)各種實施例的水平定向鉆探機100。圖1B所示的鉆機100包括耦合到鉆桿操本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于自動記錄用于鉆機的鉆柱的鉆桿的設備，所述鉆機包括機架和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器被配置用于在第一縱向位置和第二縱向位置之間相對于所述機架縱向位移，所述鉆桿記錄設備包括：傳感器系統(tǒng)，被配置為：監(jiān)視所述鉆機以檢測施加以旋轉(zhuǎn)地固定所述鉆柱的夾持力并且檢測由所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器生成的卸扣扭矩；檢測生成所述卸扣扭矩處的所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第一縱向位置；以及檢測所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器生成上扣扭矩處的所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的第二縱向位置；以及控制器，被配置為：防止所述夾持力的釋放，直到檢測到所述上扣扭矩；以及自動地使得能夠在檢測到所述上扣扭矩之后釋放所述夾持力，并且相應地，只有當所述第一縱向位置不同于所述第二縱向位置時，更新鉆桿記錄。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：P·R·萊恩，
申請(專利權(quán))人：弗米爾公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US