РЕЖИМ АВТОМАТИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ С ПОСТОЯННЫМ ПАРАМЕТРОМ С УПРАВЛЕНИЕМ ПО ПРОИЗВОДНОЙ ДАВЛЕНИЯ

1. Система горизонтально-наклонного бурения (HDD), имеющая один или несколько режимов автоматического бурения, содержащая бурильную трубу, выполненную с возможностью скрепления с бурильным инструментом, насос осевого напора, выполненный с возможностью линейного продвижения бурильной трубы, насос вращения, выполненный с возможностью вращения бурильной трубы, один или несколько датчиков давления для измерения давления рабочей жидкости гидросистемы; и
контроллер, соединенный с насосом осевого напора и датчиком давления и выполненный с возможностью исполнения команд программы, сохраненных в запоминающем устройстве, для выполнения системой горизонтально-наклонного бурения, следующих операций:
выполнение бурильных операций в режиме с постоянным параметром, при котором производительность поддерживается на постоянном уровне;
сравнение измерений давления рабочей жидкости гидросистемы с переменным пределом давления, когда система горизонтально-наклонного бурения работает в режиме с постоянным параметром;
расчет значения производной измерений давления рабочей жидкости гидросистемы и сравнение значения производной с порогом производной;
уменьшение переменного предела давления, если значение производной превышает порог производной, при этом величина уменьшения переменного предела давления основана на одном или нескольких измерениях давления рабочей жидкости гидросистемы; и
уменьшение производительности насоса осевого напора, когда сравнение измерений давления рабочей жидкости гидросистемы с переменным пределом давления указывает на превышение одним или несколькими измерениями давления рабочей жидкости гидросистемы переменного предела давления.
2. Система по п.1, в которой значение, до которого уменьшается переменный предел давления, равно последнему измерению давления рабочей жидкости гидросистемы одним или несколькими датчиками давления до превышения значением производной порога производной, при этом запуская уменьшение переменного предела давления.
3. Система по п.1 или 2, в которой контроллер выполнен с возможностью осуществления следующих функций:
(а) сохранения в запоминающем устройстве измерений давления рабочей жидкости гидросистемы и уменьшения переменного предела давления до величины, близкой или равной значению давления рабочей жидкости гидросистемы, измеренному и сохраненному до превышения значением производной порога производной, при этом запуская уменьшение переменного предела давления; и/или
(б) увеличение переменного предела давления, когда одно или несколько измерений давления рабочей жидкости гидросистемы меньше переменного предела давления; и/или
(в) инициирование временного интервала при превышении значением производной порога производной;
расчет значения дополнительной производной измерений давления рабочей жидкости гидросистемы на основании одного или нескольких измерений давления рабочей жидкости гидросистемы, выполненных после окончания временного интервала;
сравнение значения дополнительной производной с порогом производной;
уменьшение переменного предела давления при превышении значением дополнительной производной порога производной.
4. Система по п.1 или 2, дополнительно содержащая интерфейс пользователя, при этом контроллер дополнительно выполнен с возможностью увеличения переменного предела давления на основании информации, принятой от интерфейса пользователя.
5. Система по п.1 или 2, в которой, по меньшей мере, один из одного или нескольких датчиков давления выполнен с возможностью измерения давления рабочей жидкости гидросистемы насоса вращения, при этом расчет значения производной измерений давления рабочей жидкости гидросистемы основан на измерениях давления рабочей жидкости гидросистемы, выполненных на насосе вращения, и/или измерения давления рабочей жидкости гидросистемы насоса осевого напора, при этом расчет значения производной измерений давления рабочей жидкости гидросистемы основан на измерениях давления рабочей жидкости гидросистемы, выполненных на насосе осевого напора.
6. Система по п.1 или 2, в которой первый датчик давления из одного или нескольких датчиков давления выполнен с возможностью измерения давления рабочей жидкости гидросистемы насоса вращения, второй датчик давления из одного или нескольких датчиков давления выполнен с возможностью измерения давления рабочей жидкости гидросистемы насоса осевого напора, и уменьшение переменного предела давления основано на одном или нескольких значениях производной, рассчитанной по измерениям давления рабочей жидкости гидросистемы, выполненным первым датчиком давления и/или вторым датчиком давления.
7. Система по п.1 или 2, в которой контроллер выполнен с возможностью осуществления следующих функций:
уменьшение переменного предела давления до значения, имеющего пропорциональное соотношение с одним из измерений давления рабочей жидкости гидросистемы, выполненным одним из датчиков давления до превышения значением производной порога производной, запуская уменьшение переменного предела давления; и/или
поддержание постоянного линейного продвижения бурильной трубы в режиме с постоянным параметром и расчет значения производной по давлению рабочей жидкости гидросистемы насоса вращения и/или давлению рабочей жидкости гидросистемы насоса осевого напора, измеренному одним или несколькими датчиками давления; и/или
поддержание постоянного давления осевого напора в режиме с постоянным параметром и расчет значения производной по давлению рабочей жидкости гидросистемы насоса вращения, измеренному одним или несколькими датчиками давления; и/или
поддержание постоянного давления насоса вращения в режиме с постоянным параметром и расчета значения производной по давлению рабочей жидкости гидросистемы насоса осевого напора, измеренному одним или несколькими датчиками давления.
8. Способ горизонтально-наклонного бурения в режиме автоматического бурения, содержащий следующие стадии:
поддержание постоянной производительности при выполнении бурильной операции с использованием установки горизонтально-наклонного бурения, имеющей насос осевого напора;
получение измерений давления рабочей жидкости гидросистемы по одному или нескольким насосам установки горизонтально-наклонного бурения;
сравнение измерения давления рабочей жидкости гидросистемы с переменным пределом давления;
расчет значения производной с использованием значений измерений давления рабочей жидкости гидросистемы;
сравнение значения производной с порогом производной;
уменьшение переменного предела давления при превышении значением производной порога производной, при этом величина уменьшения переменного предела давления основана на одном или нескольких измерениях давления рабочей жидкости гидросистемы; и
уменьшение производительности насоса осевого напора, когда сравнение измерений давления рабочей жидкости гидросистемы с переменным пределом давления указывает на превышение одним или несколькими измерениями давления рабочей жидкости гидросистемы переменного предела давления.
9. Способ по п.8, дополнительно содержащий сохранение измерений давления рабочей жидкости гидросистемы в запоминающем устройстве, при этом значение, до которого уменьшается переменный предел давления при превышении значением производной порога производной, является близким или равным сохраненному измерению давления рабочей жидкости гидросистемы, выполненному до того, как сравнение значения производной с порогом производной указало на превышение значением производной порога производной, при этом запуская уменьшение переменного предела давления.
10. Способ по п.8 или 9, в котором значение, до которого уменьшается переменный предел давления, равно значению измерения давления рабочей жидкости гидросистемы, выполненному до того, как сравнение значения производной с порогом производной указало на превышение значением производной порога производной, при этом запуская уменьшение переменного предела давления.
11. Способ по п.8 или 9, содержащий, по меньшей мере, одно из увеличения переменного предела давления, когда одно или несколько измерений давления рабочей жидкости гидросистемы меньше переменного предела давления и увеличения переменного предела давления на основе ввода пользователя.
12. Способ по п.8 или 9, содержащий следующие стадии:
инициирование временного интервала при превышении значением производной порога производной;
расчет значения дополнительной производной с использованием измерений давления рабочей жидкости гидросистемы, выполненных после окончания временного интервала;
сравнение значения дополнительной производной с порогом производной;
уменьшение переменного предела давления при превышении значением дополнительной производной порога производной.
13. Способ по п.8 или 9, в котором один или несколько насосов, на которых выполняют измерения давления рабочей жидкости гидросистемы, являются насосами вращения в установке горизонтально-наклонного бурения, и/или один или несколько насосов, на которых выполняют измерения давления рабочей жидкости гидросистемы, являются насосами осевого напора установки горизонтально-наклонного бурения, и/или один или несколько насосов, на которых выполняют измерения давления рабочей жидкости гидросистемы, являются насосом осевого напора и насосом вращения установки горизонтально-наклонного бурения, и уменьшение переменного предела давления основано на одном или нескольких значениях производных, рассчитанных по измерениям давления текучей среды, выполненным на насосе осевого напора и/или насосе вращения.
14. Способ по п.8 или 9, в котором уменьшение переменного предела давления дополнительно содержит уменьшение переменного предела давления до значения, имеющего пропорциональное соотношение с одним или несколькими измерениями давления рабочей жидкости гидросистемы, выполненными до того, как сравнение значения производной с порогом производной запустило уменьшение переменного предела давления, и/или поддержание постоянного параметра подачи содержит, по меньшей мере, одно из следующего:
корректировку соответствующей производительности насоса осевого напора и насоса вращения для поддержания постоянного линейного продвижения бурильной трубы, при этом значение производной рассчитывается по одному или обоим измерениям давления рабочей жидкости гидросистемы, выполненным на насосе вращения и/или насосе осевого напора; или
корректировку производительности насоса осевого напора для поддержания постоянного давления напора, при этом измерения давления рабочей жидкости гидросистемы выполняются на насосе вращения; или
корректировку производительности насоса осевого напора для поддержания постоянного давления вращения, при этом измерения давления рабочей жидкости гидросистемы выполняют на насосе осевого напора.
15. Система горизонтально-наклонного бурения, выполненная с возможностью работы в режиме автоматического бурения, содержащая средство поддержания постоянной производительности при выполнении бурильной операции с использованием установки горизонтально-наклонного бурения, имеющей насос осевого напора, средство для выполнения измерений давления рабочей жидкости гидросистемы от одного или нескольких насосов установки горизонтально-наклонного бурения, средство сравнения измерений давления рабочей жидкости гидросистемы с переменным пределом давления, средство для расчета значения производной с использованием измерений давления рабочей жидкости гидросистемы, средство для сравнения значения производной с порогом производной, средство для уменьшения переменного предела давления при превышении значением производной порога производной, при этом величина уменьшения переменного предела давления основана на одном или нескольких измерениях давления рабочей жидкости гидросистемы, и средство уменьшения производительности насоса осевого напора, когда сравнение измерения давления рабочей жидкости гидросистемы с переменным пределом давления указывает на превышение одним или несколькими измерениями давления рабочей жидкости гидросистемы переменного предела давления.