УСТРАНЕНИЕ СКАЧКООБРАЗНЫХ КОЛЕБАНИЙ БУРОВОГО СНАРЯДА

1. Способ устранения скачкообразных колебаний, включающий:
прием команды, адресованной управляемому элементу бурового снаряда;
формирование плавного профиля траектории по меньшей мере частично по указанной команде;
определение значения момента сил трения для бурового долота бурового снаряда;
формирование управляющего сигнала по меньшей мере частично на основании профиля траектории, значения момента сил трения и модели бурового снаряда; и
передачу управляющего сигнала управляемому элементу.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение значения момента сил трения включает определение значения момента сил трения по меньшей мере частично на основании сигнала управления, значения измерения датчика внутри бурового снаряда и оценочного значения состояния ствола скважины для данной модели.
3. Способ по п. 2, дополнительно включающий определение оценочного значения состояния ствола скважины для данной модели по меньшей мере частично на основании:
результата измерения датчика внутри бурового снаряда;
управляющего сигнала; и
значения момента сил трения.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что определение оценочного значения состояния ствола скважины для модели включает адаптивный выбор одного из следующего: фильтра Калмана и фильтра частиц.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что
буровой снаряд содержит
бурильную колонну;
верхний силовой привод, соединенный с проксимальным концом бурильной колонны; и
буровое долото, соединенное с дистальным концом бурильной колонны; и
управляемый элемент, содержащий верхний силовой привод.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что формирование управляющего сигнала включает прием контроллером
профиля траектории;
значения момента сил трения;
оценочного значения состояния ствола скважины для модели; и
значения измерения датчика внутри бурового снаряда.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что модель включает модель бурового снаряда с сосредоточенными массами, причем массы соответствуют верхнему силовому приводу и буровому долоту, а торсионная пружина соответствует бурильной колонне.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что формирование управляющего сигнала, основанное по меньшей мере частично на профиле траектории, значении момента сил трения и модели бурового снаряда, включает определение первого профиля движения для бурового долота, позволяющего избежать момента сил трения.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что формирование управляющего сигнала, основанное по меньшей мере частично на профиле траектории, значении момента сил трения и модели бурового снаряда, дополнительно включает
определение значения крутящего момента бурильной колонны, который обеспечивает первый профиль движения;
определение второго профиля движения для верхнего силового привода, который обеспечивает значение крутящего момента бурильной колонны; и
определение управляющего сигнала для верхнего силового привода, который обеспечивает второй профиль движения.
10. Устройство для устранения скачкообразных колебаний, содержащее:
процессор;
запоминающее устройство, соединенное с процессором, отличающееся тем, что запоминающее устройство содержит набор команд, выполнение которых с помощью процессора приводит к
приему команды, адресованной управляемому элементу бурового снаряда;
формированию плавного профиля траектории, основанному по меньшей мере частично на упомянутой команде;
определению значения момента сил трения для бурового долота бурового снаряда;
формированию управляющего сигнала, основанному по меньшей мере частично на профиле траектории, значении момента сил трения и модели бурового снаряда; и
передаче управляющего сигнала управляемому элементу.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что набор команд, который вызывает определение процессором значения момента сил трения, дополнительно вызывает определение процессором значения момента сил трения по меньшей мере частично на основании управляющего сигнала, значения измерения датчика внутри бурового снаряда и оценочного значения состояния ствола скважины для модели.
12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что набор команд дополнительно вызывает определение процессором оценочного значения состояния ствола скважины для модели по меньшей мере частично на основании
результата измерения датчика внутри бурового снаряда;
управляющего сигнала; и
значения момента сил трения.
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что набор команд, который вызывает определение процессором оценочного значения состояния ствола скважины для модели дополнительно вызывает адаптивный выбор процессором одного из следующих: фильтра Калмана и фильтра частиц.
14. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что
буровой снаряд содержит
бурильную колонну;
верхний силовой привод, соединенный с бурильной колонной; и
буровое долото, соединенное с бурильной колонной; а также
управляемый элемент, содержащий верхний силовой привод.
15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что набор команд, который вызывает формирование процессором управляющего сигнала дополнительно вызывает прием процессором
профиля траектории;
значения момента сил трения;
оценочного значения состояния ствола скважины; и
значения измерения датчика внутри бурового снаряда.
16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что модель включает модель бурового снаряда с сосредоточенными массами, причем массы соответствуют верхнему силовому приводу и буровому долоту, а торсионная пружина соответствует бурильной колонне.
17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что набор команд, который вызывает формирование процессором управляющего сигнала, основанное по меньшей мере частично на профиле траектории, значении момента сил трения и модели бурового снаряда, дополнительно вызывает определение процессором первого профиля движения для бурового долота, позволяющего избежать момента сил трения.
18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что набор команд, который вызывает формирование процессором управляющего сигнала, основанное по меньшей мере частично на профиле траектории, значении момента сил трения и модели бурового снаряда, дополнительно вызывает процессор:
определить значение крутящего момента бурильной колонны, который обеспечивает первый профиль движения;
определить второй профиль движения для верхнего силового привода, который обеспечивает значение крутящего момента бурильной колонны; и
определить управляющий сигнал для верхнего силового привода, формирующего второй профиль движения.
19. Система для устранения скачкообразных колебаний, содержащая:
буровой снаряд, содержащий
бурильную колонну;
верхний силовой привод, соединенный с бурильной колонной; и
буровое долото, соединенное с бурильной колонной; а также
систему обработки информации, комуникационно соединенную с верхним силовым приводом, которая содержит процессор и запоминающее устройство, соединенное с процессором набором команд, которые при выполнении процессором вызывают процессор к
принятию команды, адресованной верхнему силовому приводу;
формированию плавного профиля траектории, основанному по меньшей мере частично на упомянутой команде;
определению значения момента сил трения для бурового долота;
определению оценочного значения состояния ствола скважины;
формированию управляющего сигнала для верхнего силового привода, основанному по меньшей мере частично на профиле траектории, значении момента сил трения, оценочного значения состояния ствола скважины и модели бурового снаряда; и
передаче управляющего сигнала верхнему силовому приводу.
20. Система по п. 19, отличающаяся тем, что набор команд, который вызывает формирование процессором управляющего сигнала, основанное по меньшей мере частично на профиле траектории, значении момента сил трения, оценочном значении состояния ствола скважины и модели бурового снаряда, дополнительно вызывает процессор к
определению первого профиля движения для бурового долота, позволяющего устранить момент сил трения;
определению значения крутящего момента бурильной колонны, который обеспечивает первый профиль движения;
определению второго профиля движения для верхнего силового привода, который обеспечивает значение крутящего момента бурильной колонны; и
определению управляющего сигнала, который обеспечивает второй профиль движения.