СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МОДЕЛИ СКВАЖИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ЭЛЕКТРОННЫЙ КОНТРОЛЛЕР И СКВАЖИННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

1. Способ управляемого компьютером определения рабочих параметров вычислительной модели скважинного оборудования для бурения скважины в формации;
при этом скважинное оборудование содержит вращательную приводную систему, бурильную колонну, имеющую компоновку низа бурильной колонны, содержащую буровое долото и верхний конец, соединенный с указанной вращательной приводной системой, и регулятор скорости для регулирования скорости вращения привода указанной приводной системы; причем способ включает в себя шаги, согласно которым:
управляют указанной приводной системой таким образом, что крутящий момент, обеспечиваемый указанной приводной системой во время привода ею указанной бурильной колонны, изменяется в течение определенного периода времени,
получают скорость вращения привода верхнего конца указанной бурильной колонны в течение указанного периода времени,
на основе указанного переменного крутящего момента и указанной полученной скорости вращения привода верхнего конца вычисляют оценочную функцию преобразования крутящий момент-скорость,
сравнивают указанную оценочную функцию преобразования крутящий момент-скорость и функцию преобразования крутящий момент-скорость, вычисленную на основе указанной вычислительной модели указанного скважинного оборудования, и
- определяют указанные рабочие параметры на основе подвергнутых сравнению указанной оценочной функции преобразования крутящий момент-скорость и указанной вычисленной функции преобразования крутящий момент-скорость.
2. Способ по п. 1, в котором регулятор скорости обеспечивает сигнал регулирования крутящего момента для указанной приводной системы, и в котором изменяют указанный крутящий момент, обеспечиваемый указанной приводной системой, путем подачи сигнала регулирования крутящего момента, имеющего изменяющуюся во времени частоту сигнала.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором регулятор скорости подает установленный сигнал регулирования крутящего момента на указанную приводную систему, и в котором изменяют указанный крутящий момент, обеспечиваемый указанной приводной системой, путем наложения сигнала регулирования крутящего момента, имеющего изменяющуюся во времени частоту, на указанный установленный сигнал регулирования крутящего момента.
4. Способ по п. 1 или 2, в котором сигнал регулирования крутящего момента имеет частоту, экспоненциально изменяющуюся в течение установленного временного интервала.
5. Способ п. 1 или 2, в котором сигнал регулирования крутящего момента представляет собой результат наложения множества сигналов в течение установленного временного интервала, причем каждый из этих сигналов имеет отличную от других изменяющуюся во времени частоту в течение указанного временного интервала.
6. Способ п. 1 или 2, в котором сравнение включает в себя сравнение амплитуды и фазы указанных оценочной и эквивалентной функций преобразования крутящий момент-скорость.
7. Способ п. 1 или 2, в котором определяют указанные рабочие параметры в случае, если указанный прикладываемый переменный крутящий момент и указанная измеренная скорость привода верхнего конца достигли предварительно заданной степени когерентности.
8. Способ по п. 7, в котором в случае, если переменный крутящий момент и скорость привода верхнего конца не достигли предварительно заданной степени когерентности, повторяют указанные шаги регулирования, измерения, вычисления и сравнения, и в результате этого повторения определяют указанные рабочие параметры.
9. Способ по п. 1, 2 или 8, в котором крутящий момент, прикладываемый указанной приводной системой, изменяют в течение указанного периода времени для обеспечения ограниченного изменения указанной скорости вращения привода верхнего конца указанной бурильной колонны.
10. Способ по п. 1, 2 или 8, в котором скважинное оборудование приводят в действие при нахождении указанной компоновки низа бурильной колонны над забоем.
11. Способ по п. 1, 2 или 8, в котором вычислительная модель включает в себя представление реальной формации, в которой пробуривается указанная скважина.
12. Способ по п. 1, 2 или 8, в котором демпфирование, испытываемое указанной бурильной колонной, определяют на основе повергнутых сравнению указанной оценочной функции преобразования крутящий момент-скорость и указанной вычисленной функции преобразования крутящий момент-скорость.
13. Способ по п. 1, 2 или 8, в котором определение указанных рабочих параметров повторяют после того, как часть указанной бурильной колонны была модифицирована.
14. Способ по п. 1, 2 или 8, в котором определение указанных рабочих параметров периодически повторяют.
15. Способ по п. 1, 2 или 8, в котором вычислительная модель представляет собой по меньшей мере одну из следующих: модель в пространстве состояний, модель на основе эквивалентной электрической цепи, модель на основе эквивалентной механической торсионной пружины и инерции, сегментированная модель, модель с непрерывным временем, модель с дискретным временем, частотная модель и модель распространения волны, в том числе модели линии передачи механического и электрического типа.
16. Способ по п. 1, 2 или 8, осуществляемый в компьютерной системе, отдельной от указанного скважинного оборудования.
17. Способ по п. 1, 2 или 8, в котором обеспечивают параметры настройки для указанного регулятора скорости на основе определенных рабочих параметров.
18. Устройство для управляемого компьютером определения рабочих параметров вычислительной модели скважинного оборудования для бурения скважины в формации;
при этом скважинное оборудование содержит вращательную приводную систему, бурильную колонну, имеющую компоновку низа бурильной колонны, содержащую буровое долото и верхний конец, соединенный с указанной вращательной приводной системой, и регулятор скорости для регулирования скорости вращения привода указанной приводной системы; причем устройство содержит управляемую компьютером систему регулирования рабочих параметров, выполненную для:
управления указанной приводной системой таким образом, что крутящий момент, обеспечиваемый указанной приводной системой во время работы указанной бурильной колонны, изменяется в течение определенного периода времени;
поучения скорости вращения привода верхнего конца указанной бурильной колонны в течение указанного периода времени,
вычисления, на основе указанного переменного крутящего момента и указанной полученной скорости вращения привода верхнего конца, оценочной функции преобразования крутящий момент-скорость,
сравнения указанной оценочной функции преобразования крутящий момент-скорость и функции крутящий момент-скорость, вычисленной на основе указанной вычислительной модели указанного скважинного оборудования, и
определения указанных рабочих параметров на основе повергнутых сравнению указанной оценочной функции преобразования крутящий момент-скорость и указанной вычисленной функции крутящий момент-скорость.
19. Устройство по п. 18, в котором система регулирования рабочих параметров выполнена для определения указанных рабочих параметров в соответствии со способом согласно любому из пп. 2-16.
20. Устройство по п. 18 или 19, в котором система регулирования рабочих параметров функционально соединена с указанным регулятором скорости и выполнена для обеспечения параметров настройки для указанного регулятора скорости на основе полученных рабочих параметров.
21. Устройство по п. 18 или 19, в котором система регулирования рабочих параметров содержит модуль генератора сигналов, выполненный для генерирования сигнала с изменяющейся во времени частотой для изменения крутящего момента, обеспечиваемого указанной приводной системой в течение определенного периода времени.
22. Электронный контроллер для регулирования скорости вращения привода вращательной приводной системы скважинного оборудования для бурения скважины в формации;
при этом скважинное оборудование содержит бурильную колонну, имеющую компоновку низа бурильной колонны, содержащую буровое долото и верхний конец, соединенный с указанной вращательной приводной системой, и регулятор скорости для регулирования скорости вращения привода указанной приводной системы;
причем электронный контроллер содержит вход данных для приема данных для обеспечения сигнала регулирования крутящего момента с изменяющейся во времени частотой и вход/выход данных для приема параметров настройки, полученных на основе рабочих параметров, определенных в соответствии со способом согласно любому из пп. 1-16.
23. Электронный контроллер по п. 22, содержащий модуль генератора сигналов для обеспечения указанного сигнала регулирования крутящего момента с изменяющейся во времени частотой.
24. Скважинное оборудование для бурения скважины в формации; содержащее:
вращательную приводную систему,
бурильную колонну, имеющую компоновку низа бурильной колонны, содержащую буровое долото и верхний конец, соединенный с указанной вращательной приводной системой,
регулятор скорости для регулирования скорости вращения привода указанной приводной системы, и
устройство для управляемого компьютером определения рабочих параметров, функциональное соединенное с указанным регулятором скорости для обеспечения параметров настройки для указанного регулятора скорости, согласно любому из пп. 18-21.