井下屈曲狀態(tài)的估計(jì)和校準(zhǔn)的制作方法
【專利說明】井下屈曲狀態(tài)的估計(jì)和校準(zhǔn)
[oow] 發(fā)明背景
[0002] 本公開一般設(shè)及地下鉆探操作，且更具體而言，設(shè)及對(duì)鉆柱的軸向力傳遞效率的 估計(jì)和校準(zhǔn)。
[0003] 控類（諸如石油和天然氣）通常從位于岸上或海上的地層獲得。在移除來(lái)自地層 的控類中設(shè)及的地下操作及過程的發(fā)展是復(fù)雜的。通常，地下操作設(shè)及許多不同的步驟，諸 如，例如在期望井位鉆探井眼，處理井眼W優(yōu)化控類的生產(chǎn)，W及執(zhí)行必要的步驟W產(chǎn)生并 處理來(lái)自地層的控類。
[0004] 在其中鉆孔路徑的彎曲的某些定向鉆探應(yīng)用中，鉆柱路徑可偏離鉆孔軌道。取決 于鉆柱的偏離量和壓縮量，鉆柱可呈現(xiàn)側(cè)向或正弦屈曲模態(tài)。運(yùn)也可被稱為鉆柱的"蛇形前 進(jìn)"。當(dāng)鉆柱處于側(cè)向屈曲模態(tài)時(shí)，鉆柱的進(jìn)一步壓縮可造成鉆柱進(jìn)入螺旋屈曲模態(tài)。螺旋 屈曲模態(tài)也可被稱為"螺旋形前進(jìn)"。屈曲可導(dǎo)致鉆探操作中的效率損失和一個(gè)或多個(gè)鉆柱 組件的過早損壞。 陽(yáng)0化]附圖簡(jiǎn)述
[0006] 可通過部分地參考W下描述和附圖來(lái)理解本公開的一些特定示例性實(shí)施方案。
[0007] 圖1是根據(jù)本公開的方面的示例鉆探系統(tǒng)的框圖。
[000引圖2是圖示根據(jù)本公開的方面的示例信息處理系統(tǒng)的框圖。
[0009] 圖3至圖6是根據(jù)本公開的示例過程的流程圖。
[0010] 雖然本公開的實(shí)施方案已參考本公開的示例性實(shí)施方案進(jìn)行描繪和描述并定義， 但是此類參考不意味著限制本公開，并且不推測(cè)出任何限制。所公開的主題能夠進(jìn)行相當(dāng) 大的修改、變更、W及形式和功能上的等同物，如受益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到 的。本公開的所描繪和描述的實(shí)施方案僅作為實(shí)例，且并非對(duì)本公開的范圍進(jìn)行窮盡說明。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 本公開一般設(shè)及地下鉆探操作，且更具體而言，設(shè)及對(duì)鉆柱的軸向力傳遞效率的 估計(jì)和校準(zhǔn)。
[0012] 本文詳細(xì)描述了本公開的說明性實(shí)施方案。為了清楚起見，在本說明書中并非描 述實(shí)際實(shí)施方式的全部特征。當(dāng)然，將理解，在任何此類實(shí)際實(shí)施方案的開發(fā)中，可做出許 多特定于實(shí)施方式的決定，W實(shí)現(xiàn)特定的實(shí)施目標(biāo)，其將根據(jù)實(shí)施方式而會(huì)有所不同。此 夕F，將理解，此類開發(fā)努力可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，但是此類努力對(duì)于本領(lǐng)域中具有本公開的 權(quán)益的普通技術(shù)人員而言不過是常規(guī)任務(wù)。
[0013] 為了促進(jìn)更好地理解本發(fā)明，給出某些實(shí)施方案的W下實(shí)例。W下實(shí)例絕不應(yīng)被 理解為限制或限定本公開的范圍。本公開的實(shí)施方案可適用于任何類型的地層中的水平、 垂直、偏離或另外非線性的井眼。實(shí)施方案可適用于注水井W及生產(chǎn)井，包括控類井?？墒?用被制成適用于沿地層的區(qū)段進(jìn)行測(cè)試、恢復(fù)和取樣的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)施方案?？墒褂美?可通過管柱中的流道或使用電纜、鋼絲、曉性油管、井下機(jī)械手等傳送的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)施方 案。
[0014] 如本文中使用的術(shù)語(yǔ)"禪接（couple/couples)"意圖指直接或間接連接。因此， 如果第一裝置禪接到第二裝置，則該連接可通過直接連接或通過經(jīng)由其它裝置或連接的間 接機(jī)械或電氣連接。類似地，如本文使用的術(shù)語(yǔ)"通信地禪接"意圖指直接或間接的通信連 接。此類連接可W是有線或無(wú)線連接，諸如，例如W太網(wǎng)或LAN。此類有線連接和無(wú)線連接 為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知，且因此將不在本文中進(jìn)行詳細(xì)討論。因此，如果第一裝置 通信地禪接到第二裝置，則該連接可能通過直接連接或通過經(jīng)由其它裝置和連接的間接通 信連接。
[0015] 本公開一般設(shè)及地下鉆探操作，且更具體而言，設(shè)及對(duì)鉆柱的軸向力傳遞效率的 估計(jì)和校準(zhǔn)。
[0016] 如在圖1中示出，油井鉆探設(shè)備100(為了便于理解而被簡(jiǎn)化）可包括井架105、 鉆臺(tái)110、絞車115(由鉆井繩和移動(dòng)塊示意性地表示）、大鉤120、轉(zhuǎn)環(huán)125、方鉆桿接合件 130、轉(zhuǎn)臺(tái)135、鉆桿140、一個(gè)或多個(gè)鉆環(huán)145、一個(gè)或多個(gè)MWD/LWD工具150、一個(gè)或多個(gè)接 頭155和鉆頭160。鉆液由泥漿累190通過鉆液供應(yīng)管線195注入轉(zhuǎn)環(huán)125,其可包括立管 196和方鉆桿軟管197。鉆液行進(jìn)通過方鉆桿接合件130、鉆桿140、鉆環(huán)145和接頭155， 并通過鉆頭160中的噴射口或噴嘴退出。然后，鉆液向上流動(dòng)到鉆桿140與鉆孔165的壁 之間的環(huán)腔。鉆孔165的一個(gè)或多個(gè)部分可包括裸眼，并且可包裹鉆孔165的一個(gè)或多個(gè) 部分。鉆桿140可由多個(gè)鉆桿接合件組成。鉆桿140可具有單個(gè)標(biāo)稱直徑和重量（即，磅 /英尺）或可包括具有兩個(gè)或多個(gè)不同標(biāo)稱直徑和重量的接合件的間隔。例如，可在用于 水平鉆探或其它應(yīng)用的具有較少重量的鉆桿接合件上方使用厚重的鉆桿接合件的間隔。鉆 桿140可任選地包括分布在鉆桿接合件中的一個(gè)或多個(gè)接頭155。如果包括一個(gè)或多個(gè)接 頭155,則接頭155中的一個(gè)或多個(gè)可包括傳感設(shè)備（例如，傳感器），通信設(shè)備、數(shù)據(jù)處理 設(shè)備或其它設(shè)備。鉆桿接合件可具有任何合適的尺寸（例如，30英尺長(zhǎng)）。鉆液回流管線 170將鉆液從鉆孔165返回且使其循環(huán)到鉆液坑（未示出），然后，鉆液經(jīng)由泥漿累190最 終再循環(huán)回到鉆液供應(yīng)管線195。鉆環(huán)145、MWD/LWD工具150和鉆頭160的組合被稱為井 底組件（或"BHA")。BHA、鉆桿140和任何包括的接頭155的組合被稱為鉆柱。在旋轉(zhuǎn)鉆 探中，轉(zhuǎn)臺(tái)135可旋轉(zhuǎn)鉆柱，或替代地鉆柱可經(jīng)由頂部驅(qū)動(dòng)組件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0017] 處理器180可用于收集和分析來(lái)自一個(gè)或多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，并控制一個(gè)或多個(gè) 鉆探操作的操作。處理器180可替代地位于地面下方，例如，位于鉆柱內(nèi)。處理器180可W 足夠用于鉆探過程中的速度進(jìn)行操作。處理器180可包括終端185或與其介接。終端185 可允許操作員與處理器180交互。
[0018] 在示出的實(shí)施方案中，處理器180可包括信息處理系統(tǒng)。如在本文中使用，信息處 理系統(tǒng)可包括任何工具或工具的集合體，其可操作來(lái)計(jì)算、分類、處理、傳輸、接收、恢復(fù)、引 起、切換、存儲(chǔ)、顯示、表明、檢測(cè)、記錄、復(fù)制、處理或利用任何形式的信息、智能或數(shù)據(jù)W用 于商業(yè)、科學(xué)、控制或其它目的。例如，信息處理系統(tǒng)可W是個(gè)人計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)裝置或任 何其它合適的裝置，且可在大小、形狀、性能、功能和價(jià)格上各不相同。信息處理系統(tǒng)可包括 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)、一個(gè)或多個(gè)處理資源，諸如中央處理單元（CPU)或硬件或軟件控制 邏輯、只讀存儲(chǔ)器（ROM)和/或其它類型的非易失性存儲(chǔ)器。信息處理系統(tǒng)的額外組件可 包括一個(gè)或多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)、用于與外部裝置W及各種輸入和輸出（I/O)裝置（諸如鍵盤、鼠 標(biāo)和視頻顯示器）通信的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口。信息處理系統(tǒng)還可包括一個(gè)或多個(gè)總線， 其可操作W在各種硬件組件之間傳輸通信。
[0019] 圖2是示出根據(jù)本公開的方面的示例信息處理系統(tǒng)200的框圖。信息處理系統(tǒng) 200可用作（例如）用于鉆探組件的控制系統(tǒng)或單元的部分。例如，鉆探操作員可與信息處 理系統(tǒng)200交互，W更改鉆探參數(shù)或向通信地禪接到信息處理系統(tǒng)200的鉆探設(shè)備發(fā)布控 制信號(hào)。信息處理系統(tǒng)200可包括與存儲(chǔ)器控制器集線器或北橋202通信地禪接的處理器 或CPU 201。存儲(chǔ)器控制器集線器202可包括存儲(chǔ)器控制器，其用于引導(dǎo)到達(dá)（或來(lái)自）信 息處理系統(tǒng)內(nèi)的存儲(chǔ)器組件（諸如RAM 203、存儲(chǔ)元件206和硬盤驅(qū)動(dòng)器207)的信息。存 儲(chǔ)器控制器集線器202可禪接到RAM 203和圖形處理單元204。存儲(chǔ)器控制器集線器202 還可禪接到I/O控制器集線器或南橋205。I/O集線器205禪接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)元件， 其包括存儲(chǔ)元件206,存儲(chǔ)元件206可包括快閃ROM,快閃ROM包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本輸入 /輸出系統(tǒng)度IO巧。I/O集線器205還禪接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬盤驅(qū)動(dòng)器207。I/O集線器 205還可禪接到超級(jí)I/O忍片208,其自身禪接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的若干個(gè)I/O端口（包括鍵盤 209和鼠標(biāo)210)。信息處理系統(tǒng)200進(jìn)一步可通過忍片208通信地禪接到鉆探組件的一個(gè) 或多個(gè)元件。
[0020] 出于本公開的目的，信息處理系統(tǒng)可包括任何工具或工具的集合體，其可操作來(lái) 計(jì)算、分類、處理、傳輸、接收、恢復(fù)、引起、切換、存儲(chǔ)、顯示、表明、檢測(cè)、記錄、復(fù)制、處理或 利用任何形式的信息、智能或數(shù)據(jù)W用于商業(yè)、科學(xué)、控制或其它目的。例如，信息處理系統(tǒng) 可W是個(gè)人計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)裝置或任何其它合適的裝置，且可在大小、形狀、性能、功能和 價(jià)格上各不相同。信息處理系統(tǒng)可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)、一個(gè)或多個(gè)處理資源，諸如 中央處理單元（CPU)或硬件或軟件控制邏輯、ROM和/或其它類型的非易失性存儲(chǔ)器。信 息處理系統(tǒng)的額外組件可包括一個(gè)或多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)、用于與外部裝置W及各種輸入和輸出 (I/O)裝置（諸如鍵盤、鼠標(biāo)和視頻顯示器）通信的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口。信息處理系統(tǒng)還 可包括一個(gè)或多個(gè)總線，其可操作W在各種硬件組件