СПОСОБ ОБСЛУЖИВАНИЯ СКВАЖИН И ПЕРЕДВИЖНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ СКВАЖИН
WELL SERVICING METHOD AND MOVABLE TRANSPORT VEHICLE FOR WELL SERVICING

Предпосылки к созданию изобретения
Область применения изобретения
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к сбору данных, касающихся обслуживания углеводородных скважин, а более конкретно к измерительной, компьютеризованной установке для капитального ремонта скважины, приспособленной для записи и передачи данных, касающихся деятельности по обслуживанию скважины и обстановки на буровой площадке.
Известный уровень техники
После проведения бурения скважины должно быть проведено заканчивание скважины, перед тем как из нее можно будет добывать газ или нефть. После заканчивания, в пласте, скважине и в ее оборудовании могут происходить различные события, которые требуют проведения капремонта и операций по увеличению дебита скважины. В описании настоящего изобретения термины "капремонт" и "обслуживание" и операции по их проведению используют в самом широком смысле и понимают под ними любую и всякую деятельность, осуществляемую на скважине или для скважины, чтобы произвести ремонт и техническое обслуживание скважины или реабилитировать скважину, а также деятельность, связанную с закрыванием или глушением скважины. Как правило, операции капремонта и технического обслуживания включают в себя такие вещи, как замена изношенных или поврежденных деталей (например, насоса, насосных штанг, лифтовой колонны и набивных сальников), применение вторичных или третичных методов разработки месторождения, например с использованием химикатов или горячего масла, цементирование ствола скважины, и геофизические исследования (каротаж) в стволе скважины, если перечислять всего некоторые из них. Операции обслуживания обычно осуществляют с использованием передвижной установки для обслуживания и капитального ремонта скважины, которая приспособлена, среди прочего, для вытаскивания из скважины лифтовой колонны или насосных штанг, а также для введения назад (спуска) в скважину лифтовой колонны или штанг. Обычно эти передвижные установки для технического обслуживания и ремонта установлены на автомашине и имеют выдвижной, поднимаемый домкратом комплект деррик-крана с тягами и блоком. В дополнение к установке для капитального ремонта или технического обслуживания скважины в предоставление специализированных услуг могут быть вовлечены дополнительные обслуживающие компании и оборудование. В качестве примеров таких специализированных услуг можно привести: предоставление автоцистерны для химикатов, предоставление цементировочного агрегата или трейлера, самоходной каротажной станции, агрегата для перфорационных работ, а также агрегата или трейлера для горячей смазки.
Обычно владелец скважины заключает контракт с обслуживающей фирмой, которая проводит все операции или часть необходимых операций обслуживания и капремонта. Например, владелец скважины или заказчик может заключить контракт с провайдером установки для капитального ремонта скважины, чтобы вытащить лифтовую колонну из конкретной скважины, или заключить контракт с одним или несколькими поставщиками услуг, чтобы провести специфические виды обслуживания, связанные с использованием установки для капитального ремонта скважины, для того, чтобы реабилитировать скважину в соответствии с указаниями владельца скважины.
Обычно владелец скважины получает индивидуальные счета за предоставление услуг каждой фирмы, принимавшей участие в обслуживании и капремонте. Например, если передвижная установка для капитального ремонта скважины была использована в течение 30 часов на буровой площадке, заказчик или владелец скважины получит счет к оплате 30 часов работы установки по установленной почасовой ставке. Заказчик редко получает информацию о том, когда были начаты или закончены различные индивидуальные операции, или сколько материала было использовано. Иногда заказчик может получать записки от оператора установки, однако это скорее исключение, чем правило. Аналогично, заказчик может получать счета от других обслуживающих фирм, участвующих в капремонте скважины. Заказчик часто получает мало сведений (или совсем их не получает) о том, что операции обслуживания, за которые он заплатил, проведены должным образом, а в некоторых случаях и о том, что они вообще проведены. Более того, часто владельцу принадлежат несколько скважин в данном месторождении и в счетах от различных фирм может быть перепутано название скважины, на которой проведено соответствующее обслуживание. Кроме того, если произошла авария или некоторый другой существенный отказ техники на буровой площадке во время операции обслуживания, иногда сложно определить их основную причину или найти тех, кто был задействован, так как редко ведут документирование того, что в действительности происходит на буровой площадке. Само собой разумеется, что владелец скважины может иметь одного из своих агентов на буровой площадке, чтобы контролировать операции капремонта и докладывать владельцу, однако часто это является весьма дорогостоящим.
Настоящее изобретение направлено на решение этих и других проблем, связанных с операциями капремонта нефтяной скважины.
Краткое изложение изобретения
Настоящее изобретение имеет отношение к созданию дополнения к установке для обслуживания скважины, позволяющего регистрировать (записывать) данные на базе активности и/или данные по времени, происходящие на буровой площадке. В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено, что собранные данные могут передаваться практически в реальном времени или периодически по проводам, с использованием радиосвязи, спутника или за счет физического переноса, например в виде модуля памяти, в центр обработки данных, преимущественно контролируемый владельцем установки для капитального ремонта скважин, но, альтернативно, контролируемый владельцем скважины или другим лицом. Данные после этого могут быть переданы заказчику в различном виде, начиная от подробного счета и заканчивая поисковой, защищенной веб-базой данных. При наличии такой информации заказчик может составить график проведения других операций обслуживания на буровой площадке. Кроме того, заказчик получает доступ к подробным данным относительно действительно проведенного обслуживания и может проверить счета. Настоящее изобретение поощряет синергетические связи между заказчиком и обслуживающими компаниями, которые содействуют безопасным условиям эксплуатации за счет контролирования работы команды и скоростей оборудования, повышают производительность, снижают стоимость операций за счет использования улучшенных процессов работы и улучшают управление данными, а также снижают риск эксплуатационных отказов.
Краткое описание чертежей
На фиг.1А-В показан пример цикла активности при обслуживании скважины.
На фиг.2 показан вариант методологии сбора данных относительно активности, полученной в виде таблицы.
На фиг.3 показан пример интерфейса оператора.
На фиг.4 показан пример карты сбора данных активности в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.5 показан вид сбоку передвижного ремонтного блока с его выдвинутым деррик-краном.
На фиг.6 схематично показан пневматический слип в замкнутом положении.
На фиг.7 схематично показан пневматический слип в разомкнутом положении.
На фиг.8 схематично показан набор гидравлических ключей для труб (гидравлических трубных ключей).
На фиг.9 показан вид сбоку передвижного ремонтного блока с его убранным деррик-краном.
На фиг.10 показано поднимание и опускание внутренней лифтовой колонны.
На фиг.11 показана страница отчета с указанием особых ситуаций при проведении операции обслуживания единственной скважины, предназначенная для заказчика.
На фиг.12 показан пример данных имеющегося датчика, предназначенных для просмотра заказчиком.
Подробное описание изобретения
Так как передвижная установка для капитального ремонта скважины обычно является центром операций капремонта или обслуживания на буровой площадке, настоящее изобретение направлено на создание дополнения к установке для обслуживания, позволяющего регистрировать данные на базе активности и/или данные по времени, происходящие на буровой площадке. В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено, что собранные данные могут передаваться практически в реальном времени или периодически по проводам, с использованием радиосвязи, спутника или за счет физического переноса, например в виде модуля памяти, в центр обработки данных, преимущественно контролируемый владельцем установки для капитального ремонта скважин, но, альтернативно, контролируемый владельцем скважины или другим лицом. Данные после этого могут быть переданы заказчику в различном виде, начиная от подробного счета и заканчивая поисковой, защищенной веб-базой данных. Эта последняя реализация изобретения позволяет владельцу скважины или заказчику контролировать продвижение, в зависимости от скорости обновления данных, операций капремонта, проводимых на скважине. Как это обсуждается далее более подробно, за счет доступа к данным через регулярно обновляемый веб-портал, заказчик может определить, практически в реальном времени, например, что вытаскивание лифтовой колонны может быть завершено ориентировочно в течение 2 часов. При наличии такой информации заказчик может планировать проведение других операций обслуживания на буровой площадке. Кроме того, заказчик получает доступ к подробным данным относительно действительно проведенного обслуживания и может затем проверить свои счета.
Настоящее изобретение поощряет синергетические связи между заказчиком и обслуживающими компаниями, которые содействуют безопасным условиям эксплуатации за счет контролирования работы команды и скоростей оборудования, повышают производительность, снижают стоимость операций за счет использования улучшенных процессов работы и улучшают управление данными и снижают риск эксплуатационных отказов.
Внедрение изобретения на обычной установке для капитального ремонта скважины может быть осуществлено в двух основных аспектах: 1) сбор, протоколирование и передача данных преобразователя, таких как нагрузка на крюке, гидравлическое давление, скорость течения и т.п., и 2) сбор, протоколирование и передача данных активности на базе обслуживания, такой как "Монтаж установки", "Соединение штуцера противовыбросового превентора" и "Вытаскивание лифтовой колонны", среди прочего. Сбор данных физического преобразователя может быть произведен с использованием автоматических средств, таких как преобразователь, который преобразует давление в электрический сигнал, направляемый на аналого-цифровой преобразователь и затем на приемное средство, такое как жесткий диск в компьютере или память в микропроцессоре. Сбор данных активности на базе обслуживания может быть произведен оператором установки для обслуживания скважины путем ввода данных в систему на базе микропроцессора. Предусмотрено, что данные преобразователя и данные активности могут быть собраны и могут храниться в одной и той же или в различных системах, в зависимости от конструкции установки и требований к установке для капитального ремонта скважины.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения может быть желательно производить сбор и хранение данных на буровой площадке безопасным образом, так чтобы оператор установки для обслуживания скважины или другие представители обслуживающей фирмы не могли манипулировать данными или фальсифицировать данные. Один из вариантов осуществления настоящего изобретения не позволяет производить корректировку ошибки в поле. Другими словами, если оператор установки ошибочно вводит данные о том, что началось вытаскивание лифтовой колонны, когда на самом деле операцией является подключение штуцера (nipple up) противовыбросового превентора, оператор может немедленно ввести данные о том, что вытаскивание лифтовой колонны закончилось и ввести данные о том, что начался процесс подключения штуцера. Дополнительно или альтернативно, оператор может комментировать ввод данных активности, или же комментарии дает персонал центра обработки данных. Предусмотрено также, что оператор (или другое производящее ввод данных лицо) может редактировать данные (как данные преобразователя, так и данные активности), вводимые в систему хранения.
В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено, что данные преобразователя и/или данные активности от поставщиков услуг третьей стороны вводятся также в систему сбора данных установки для капитального ремонта скважин. Например, на транспортных средствах поставщиков услуг третьей стороны может быть использован маяк идентификации, который излучает сигнал, например, такой как электромагнитный сигнал, который принимается измерительной установкой для капитального ремонта скважины, и регистрирует время, когда специфическое сервисное транспортное средство прибыло на буровую площадку. Альтернативно, оператор установки может вручную вводить такую информацию или использовать другое средство, такое как магнитная карта. После прибытия на буровую площадку преобразователь данных, связанный с операцией обслуживания третьей стороной, такой как, например, преобразователь скорости течения или давления, может быть соединен с измерительной установкой при помощи проводов или при помощи каналов радиосвязи. Оператор установки может вводить данные активности третьей стороны аналогично данным активности, связанным с установкой. Указанным и другим аналогичным образом измерительная установка для капитального ремонта скважины в соответствии с настоящим изобретением может собирать, хранить и передавать все или практически все физические данные и данные относительно активности, которые получают при проведении работ на нефтяной скважине.
До того как обратиться к подробному описанию предпочтительного варианта настоящего изобретения, заявителями настоящего изобретения приведены в качестве ссылки следующие патенты и заявки на патенты: патент США No. 6079490, озаглавленный "Remotely Accessible Mobile Repair Unit for Wells", патент США No. 6209639, озаглавленный "Method of Ensuring That Well Tubing Was Properly Stretched", патент США No. 6212763, озаглавленный "Torque-Turn System юг Three-Element Sucker Rod Joint", патент США No. 6213207, озаглавленный "Method of Distinguishing Between Installing Different Sucker Rods", патент США No. 6241020, озаглавленный "Method of Recording Cross-Load on Mobile Repair Unit for a Well", патент США No. 6253849, озаглавленный "Method of Distinguishing Raising and Lowering of Tubing and Sucker Rods", патент США No. 6276449, озаглавленный "Engine Speed Control for Joist and Tongs", патент США No. 6374706, озаглавленный "Sucker Rod Tool", патент США No. 6377189, озаглавленный "Oil Well Servicing System", патент США No. 6578634, озаглавленный "Method of Monitoring Pump Operations of a Service Vehicle at a Well Site", заявка на патент США No. 10/437673, озаглавленная "Portable Memory Device for a Mobile Repair Unit", заявка на патент США No. 09/839444, озаглавленная "Method of Managing a Well File Record at a Well Site", заявка на патент США No. 09/838857, озаглавленная "Method of Monitoring Operations of Multiple Service Vehicles at a Well Site", заявка на патент США No. 60/428506, озаглавленная "Crown Out-Floor Out Device for a Well Service Rig", заявка на патент США No. 09/839411, озаглавленная "Method of Managing Workers at a Well Site", заявка на патент США No. 10/263630, озаглавленная "Engine Speed Limiter for a Hoist", заявка на патент США No. 09/839103, озаглавленная "Method of Managing Billing Information at a Well Site", заявка на патент США No. 10/113609, озаглавленная "Servicing System for Wells", заявка на патент США No. 10/440633, озаглавленная "Method of Monitoring Pumping Operations of a Service Vehicle at a Well Site", заявка на патент США No. 10/046688, озаглавленная "Tongs Monitor with Learning Mode", заявка на патент США No. 09/839080, озаглавленная "Method of Managing Work Orders at a Well Site", заявка на патент США No. 60/447342, озаглавленная "Warning Device to Prevent Clutch Burning on a Well Service Rig”, заявка на патент США No. 60/447343, озаглавленная "Ergonomics Safety Warning Device and a Method to Prevent Clutch Burning on a Well Service Rig", и заявка на патент США No. 60/441212, озаглавленная "Inventory Counter for Oil & Gas Wells."
Далее будет описан один из вариантов осуществления настоящего изобретения. Следует иметь в виду, что этот вариант представляет собой только один из вариантов осуществления настоящего изобретения. Следовательно, этот вариант не имеет ограничительного характера.
Сбор данных активности
Период времени, в течение которого установка для обслуживания скважины находится на буровой площадке, может быть разбит на промежутки времени дискретных активностей, с измерением времени начала и окончания активности. В качестве примера типичных серий операций обслуживания, которые могут быть осуществлены на скважине, можно привести перемещение на буровую площадку и монтаж (MTRU) установки для капитального ремонта, вытаскивание насосных штанг, подключение штуцера противовыбросового превентора (NUBOP), вытаскивание лифтовой колонны, другие специфические операции, спуск в скважину лифтовой колонны и интенсификацию дебита скважины. Каждая активность имеет идентифицируемую точку начала, которая связана с определенным моментом времени, и идентифицируемую точку конца, которая связана с другим определенным моментом времени, так что как заказчик, так и поставщик услуг могут убедиться, что работа действительно сделана и сделана вовремя.
Ввод физических активностей, которые имели место на буровой площадке, требует, чтобы оператор передвижной установки для обслуживания вводил данные о том, что происходит на буровой площадке. Введенные оператором данные используют для сбора данных и классификации активностей, которые имели место на буровой площадке, моментов времени, в которые активности имели место, для регистрации любых особых возникающих ситуаций, которые не допускают активность, ограничивают активность или отодвигают завершение активности, и для выяснения первичных причин появления особых ситуаций и ответственных за их появление. Оператор вводит данные активности в компьютер или микропроцессор, когда различные операции обслуживания имеют место, так что заказчик и поставщик услуг могут иметь точное описание того, что происходит на буровой площадке.
В соответствии с одним из вариантов оператор может просто печатать информацию об активности на компьютере, установленном на буровой площадке. В соответствии с другим вариантом оператор имеет компьютер (например, дисплей) с рядом уже запрограммированных в нем видов активности. Когда оператор начинает или прекращает активность, он может просто нажать кнопку, связанную с компьютером, для регистрации начала или конца предварительно идентифицированной сервисной активности. В соответствии с другим вариантом оператор имеет иерархию сервисных задач, из которой он может выбрать соответствующую активность. Преимущественно эта сервисная иерархия спроектирована таким образом, что является интуитивной для оператора, причем эта иерархия выложена таким образом, что она аналогична продвижению различных сервисных активностей на буровой площадке.
Сервисные активности на буровой площадке обычно могут быть разделены на три идентификатора активности: общие каждодневные (DIDO) активности обслуживания скважины, внутренние рутинные активности и внешние рутинные активности. DIDO активности представляют собой активности, которые случаются почти каждый день, когда подвижная установка для обслуживания скважины находится на буровой площадке. В случае передвижной установки для капитального ремонта скважин примеры DIDO активностей включают в себя монтаж установки для капитального ремонта скважин, вытаскивание и укладку насосных штанг, вытаскивание и укладку труб лифтовой колонны, захват и спуск в скважину лифтовой колонны, захват и спуск в скважину насосных штанг и демонтаж установки для капитального ремонта скважин. Внутренними рутинными активностями является активности, которые часто случаются во время активностей обслуживания скважины, но которые необязательно являются DIDO активностями. В качестве примера внутренних рутинных активностей можно привести монтаж или демонтаж вспомогательного сервисного блока, создание большого хода поршня (longstroke), удаление парафиновых отложений, подключение/отключение штуцера противовыбросового превентора, ловильные работы, освобождение прихваченных труб с помощью ясса, свабирование, создание обратного потока, бурение, очистку, активности по управлению скважиной, такие как глушение скважины или создание циркуляции флюида, приподнятие с места посадки насосов, установка/снятие якоря лифтовой колонны, установка/снятие пакера и захват/укладка утяжеленных бурильных труб и/или других инструментов. Наконец, внешние рутинные активности представляют собой рутинные активности, которые обычно осуществляются третьей стороной, такие как монтаж/демонтаж сервисного оборудования третьей стороны, интенсификация дебита скважины, цементирование, каротаж, простреливание или инспектирование скважины и решение других общих задач обслуживания.
На фиг.1А-1В показан один пример цикла активности обслуживания скважины. Работу начинают с типичных DIDO активностей, показанных на фиг.1А, а именно с монтажа блока (установки) для обслуживания, вытаскивания и укладки насосных штанг, вытаскивания и укладки труб лифтовой колонны, с соответствующими переходами между этими видами активности. После вытаскивания лифтовой колонны осуществляют другие виды сервисной активности, большинство из которых выбирают из списка внутренних рутинных активностей и внешних рутинных активностей, описанных выше и показанных на фиг.1В. После осуществления выбранных внутренних и внешних рутинных активностей установка завершает работу путем захвата и спуска в скважину лифтовой колонны и насосных штанг, после чего проводят демонтаж блока для обслуживания.
В соответствии с одним из вариантов оператор вводит идентификатор активности (то есть активностей каждодневного (DIDO) обслуживания скважины, внутренних рутинных активностей и внешних рутинных активностей) в компьютерную систему. После идентификации активности активность классифицируют на основании субъективной оценки оператора, связанной с тем, насколько близка к завершению активность. Нормально, активность по умолчанию классифицируют как "ON TASK: ROUTINE" (“выполняется рутинная задача”), когда работа идет по плану. Если по некоторым причинам работа продолжается, но не по плану, то оператор имеет две альтернативные классификации активности, позволяющие классифицировать происходящее на буровой площадке. Двумя такими классификациями являются соответственно "ON TASK: EXTEND" (“выполняется задача с возможным увеличением времени выполнения”), когда работа выполняется по плану, но в условиях, которые могут увеличить время выполнения выше нормального, и "ON TASK: RESEQUENCE" (“выполняется задача, но требуется повторная последовательность ее проведения”), когда предварительно запланированную рабочую последовательность прерывают, несмотря на то, что работа еще не прекращена, например переходят от монтажа вспомогательного сервисного блока к подключению штуцера противовыбросового превентора до завершения полного монтажа вспомогательного сервисного блока. Переклассификация одиночной активности может быть произведена в любое время осуществления активности. Например, когда передвижная сервисная установка начинает монтаж, идентификатор активности "монтаж" вероятнее всего будет классифицирован как "ON TASK: ROUTINE" (“выполняется рутинная задача”). Однако, если возникают проблемы, вызывающие увеличение времени монтажа свыше нормального времени монтажа, активность "монтаж" может быть переклассифицирована как "ON TASK: EXTEND" (“выполняется задача с возможным увеличением времени выполнения”).
В некоторых случаях работу полностью останавливают, при этом оператор может классифицировать активность как одну из особых ситуаций. Одним из типов классификации особой ситуации является "EXCEPTION: SUSPEND" (“особая ситуация: прекращение работы”), когда идущую рабочую активность прерывают по причине условий на рабочем месте и/или непродолжительного события, длительность которого вряд ли будет превышать заданный период времени, например 10 минут. Такие "EXCEPTION: SUSPEND" (“особая ситуация: прекращение работы”) условия обычно представляют собой не аварийные ситуации, которые включают в себя все, начиная от перерыва на обед до визита заказчика, чтобы обсудить операции по обслуживанию скважины. Другим типом классификации особой ситуации является "EXCEPTION: WAIT" (“особая ситуация: ожидание”), при которой предварительно запланированный рабочий процесс приостанавливают по причине отсутствия требуемого ресурса, например по причине отсутствия персонала, материала или по причине не предоставления услуг третьей стороны. Последним типом классификации особой ситуации является "EXCEPTION: DOWN" (“особая ситуация: простой”), при которой предварительно запланированный рабочий процесс прекращают по причине незапланированного события и/или условий на буровой площадке. Такими незапланированными событиями могут быть изменение объема сервисной активности, измененные условия на скважине, механическая неисправность, погода, опасные условия, события, связанные со здоровьем и безопасностью и другие незапланированные события.
В соответствии с одним из вариантов при любой классификации активности, отличающейся от "ON TASK: ROUTINE" (“выполняется рутинная задача”), при классификации активности назначают идентификатор вариации, связывающий причину нерутинной классификации с ее источником. Если классификацией активности является "ON TASK: EXTEND" (“выполняется задача с возможным увеличением времени выполнения”), "ON TASK: RESEQUENCE" (“выполняется задача, но требуется повторная последовательность ее проведения”) или "EXCEPTION SUSPEND" (“особая ситуация: прекращение работы”), то идентификатором вариации может быть любая из приведенных здесь выше причин для классификации особых ситуаций, такая как "SERVICE AVAILABILITY" (“наличие услуги”), "MATERIAL AVAILABILITY" (“наличие материала”), "PERSONNEL AVAILABILITY" (“наличие персонала”), "SCOPE CHANGE" (“изменение объема работы”), "WELL CONDITION CHANGE" (“изменение условий на скважине”), "MECHANICAL FAILURE" (“механическая неисправность”), "WEATHER, UNSAFE CONDITION" (“погода, опасные условия”), "HEALTH AND SAFETY EVENT" (“события, связанные со здоровьем и безопасностью”), "WORK BREAK" (“перерыв в работе”) или другие изменения рабочих условий. Как уже было упомянуто выше, если классификацией активности является "EXCEPTION: WAIT" (“особая ситуация: ожидание”), то идентификатор вариации выбирают из "SERVICE AVAILABILITY" (“наличие услуги”), "MATERIAL AVAILABILITY" (“наличие материала”) или "PERSONNEL AVAILABILITY" " (“наличие персонала”), так как "EXCEPTION: WAIT" (“особая ситуация: ожидание”) представляет собой классификацию активности, при которой предварительно запланированный рабочий процесс приостанавливают по причине отсутствия требуемого ресурса. Если классификацией активности является "EXCEPTION: DOWN" (“особая ситуация: простой”), то идентификатор вариации выбирают из группы, в которую входят "SCOPE CHANGE" (“изменение объема работы”), "WELL CONDITION CHANGE" (“изменение условий на скважине”), "MECHANICAL FAILURE" (“механическая неисправность”), "WEATHER, UNSAFE CONDITION" (“погода, опасные условия”), "HEALTH AND SAFETY EVENT" (“события, связанные со здоровьем и безопасностью”), "WORK BREAK" (“перерыв в работе”) или другие непредвиденные изменения рабочих условий. Таким образом, классификация активности "EXCEPTION: DOWN" (“особая ситуация: простой”) относится к особым ситуациям, при которых предварительно запланированный рабочий процесс прекращают по причине возникновения внеплановых событий и/или условий на буровой площадке.
После того как идентификатор вариации был выбран, необходимо надлежащим образом классифицировать вариацию, чтобы указать несущую ответственность сторону. Обычно несущей ответственность стороной является поставщик услуг для скважины, третья сторона или заказчик. В соответствии с одним из вариантов классификацию вариации выбирают из "WELL SERVICE PROVIDER" (“поставщик услуг для скважины”), "CUSTOMER" (“заказчик”) или "3-RD PARTY" (“третья сторона”). После того как произведен выбор классификации вариации, оператор вводит информацию в компьютер, пока текущая активность не закончится или не начнется следующая активность.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.2, на которой показан один из вариантов методологии получения данных относительно указанной активности, который выполнен в виде таблицы. Как это показано на фиг.2, оператор сначала выбирает идентификатор активности для поступающей задачи. Если он выбирает "GLOBAL" (“общая активность”), то, как это показано на фиг.1А, оператор должен выбирать между следующим: монтаж/демонтаж (установки), вытаскивание/опускание в скважину лифтовой колонны или насосных штанг или укладка/захват лифтовой колонны и насосных штанг (возможные варианты на фиг.2 не показаны). Если оператор выбирает "ROUTINE: INTERNAL" (“внутренняя рутинная активность”), то тогда он должен выбирать между следующим: монтаж или демонтаж вспомогательного сервисного блока, создание большого хода поршня, удаление парафиновых отложений, подключение/отключение штуцера противовыбросового превентора, ловильные работы, освобождение прихваченных труб с помощью ясса, свабирование, создание обратного потока, бурение, очистка, активности по управлению скважиной, такие как глушение скважины или создание циркуляции флюида, приподнятие с места посадки насосов, установка/снятие якоря лифтовой колонны, установка/снятие пакера, и захват/укладка утяжеленных бурильных труб и/или других инструментов, как это показано на фиг.1В. Наконец, если оператор выбирает "ROUTINE: EXTERNAL" (“внешняя рутинная активность”), то тогда он должен выбрать одну активность, которую осуществляет третья сторона, такую как монтаж/демонтаж сервисного оборудования третьей стороны, интенсификация дебита скважины, цементирование, каротаж, простреливание или инспектирование скважины, и решение других общих задач обслуживания третьей стороной, как это показано на фиг.1В. После идентификации активности, производят ее классификацию. Для всех видов классификации, кроме "ON TASK: ROUTINE" (“выполняется рутинная задача”), выбирают идентификатор вариации и затем проводят классификацию с использованием значений классификации вариации.
Как уже было упомянуто выше, все, что требуется от оператора, так это ввести данные активности в компьютер. Оператор может взаимодействовать с компьютером с использованием различных средств, в том числе производя набор на клавиатуре или используя сенсорный экран. В соответствии с одним из вариантов оператор пользуется экраном с предварительно запрограммированными кнопками (10), как это показано на фиг.3, что позволяет оператору просто выбирать активность из группы предварительно запрограммированных кнопок. Например, если оператор получает доступ к экрану, показанному на фиг.3, после прибытия на буровую площадку, то оператору следует сначала нажать кнопку "RIG UP" (“монтаж”). После этого оператор получает возможность выбора, например "SERVICE UNIT" (“сервисный блок”), "AUXILIARY SERVICE UNIT" (“вспомогательный сервисный блок”) или "THIRD PARTY" (“третья сторона”). Оператор затем должен выбрать выполняемую задачу или особую ситуацию, в соответствии с описанным здесь выше.
Пример карты сбора данных активности для операций вытаскивания показан на фиг.4. Если оператор выбрал "PULL" (“вытаскивание”) из верхнего экрана, то тогда он должен произвести выбор из следующего: "RODS" (“насосные штанги”), "TUBING" (“лифтовая колонна”), "DRILL COLLARS" (“утяжеленные бурильные трубы”) или "OTHER" (“другое”). Если оператор выбрал "RODS," то тогда он должен произвести выбор из следующего: "PUMP" (“насос”), "PART" (“узел”) "FISHING TOOL" (“инструмент для ловильных работ”) или "OTHER" (“другое”). Оператор должен уметь выбрать время начала и окончания для каждой активности, как это показано в последних справа колонках на фиг.4, так чтобы оператор мог соответствующим образом документировать длительность активности на буровой площадке. Каждый выбор имеет свою собственную подгруппу задач, как уже было упомянуто здесь выше, однако для облегчения понимания на фиг.4 показаны только задачи вытаскивания насосных штанг.
В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения данные активности накапливаются в компьютере вместе с технологическими данными от передвижной установки для обслуживания скважины, как это описано в патенте США No. 6079490. Обратимся к рассмотрению фиг.5, на которой показана втягивающаяся (выдвижная), автономная передвижная ремонтная установка 20, которая содержит раму тележки 22, поддерживаемую колесами 24, двигатель 26, гидравлический насос 28, воздушный компрессор 30, первую трансмиссию 32, вторую трансмиссию 34, подъемный механизм переменной скорости 36, блок 38, удлиняемый деррик-кран 40, первый гидравлический цилиндр 42, второй гидравлический цилиндр 44, первый преобразователь 46, монитор 48 и втяжные стойки 50. Монитор 48, который имеет особое значение для настоящего изобретения, получает, среди прочего, различные параметры, измеренные во время работы передвижной ремонтной установки.
Двигатель 26 избирательно подключается к колесам 24 и к подъемному механизму 36 при помощи трансмиссий 34 и 32 соответственно. Двигатель 26 также приводит в действие гидравлический насос 28 через магистраль 29, а также воздушный компрессор 30 через магистраль 31. Компрессор 30 приводит в действие пневматический слип 84 (фиг.6 и 7), а насос 28 приводит в действие набор гидравлических ключей 66 для труб (фиг.8). Насос 28 также приводит в действие цилиндры 42 и 44, которые удлиняются соответствующим образом и поворачивают деррик-кран 40 так, чтобы избирательно устанавливать деррик-кран 40 в рабочее положение (фиг.5) и во втянутое положение (фиг.9). В рабочем положении, деррик-кран 40 направлен вверх, но его продольная центральная линия (ось) 54 смещена от вертикали на угол 56. Это угловое смещение 56 позволяет блоку 38 иметь доступ в ствол скважины 58 без помех со стороны каркаса деррик-крана и позволяет производить быструю установку и извлечение внутренних трубных сегментов (таких как внутренние колонны труб 62) и насосных штанг (фиг.10).
Индивидуальные трубные сегменты (входящие в колонну труб 62) свинчивают вместе с использованием гидравлического ключа 66 для труб (фиг.8). Гидравлические ключи для труб известны сами по себе, причем этот термин относится к любому гидравлическому инструменту, который позволяет свинчивать вместе две трубы или насосные штанги, например к инструменту, поставляемому фирмой B.J. Hughes of Houston, Тех. Во время работы насос 28 приводит в действие гидравлический двигатель 68, в прямом или в обратном направлениях, с использованием клапана 70. Двигатель 68 приводит в действие шестерни 72, которые поворачивают ключевой элемент 74 относительно зажима 76. Ключевой элемент 74 и зажим 76 входят в контакт с фасками 81 на сопряженных соединениях 78 насосной штанги или внутренней трубной колонны. Однако следует иметь в виду, что вращательные кулачки или захваты, которые гидравлически зажимают круглую трубу (не имеющую фасок), также могут быть использованы вместо описанного ключевого элемента 74. Направление вращения двигателя 68 определяет, какая операция будет производиться (соединение или разъединение).
Преобразователь 80, показанный на фиг.8, при помощи обратной связи измеряет величину крутящего момента, используемого для соединения труб колонны 62 или насосных штанг 64, и создает аналоговый сигнал 82 (например, 0-5 В постоянного тока), несущий информацию о значении крутящего момента. Этот сигнал 82 поступает на монитор 48 и хранится в соответствии с описанным ниже вкратце.
Обратимся к рассмотрению фиг.6 и 7, на которых показано, что при установке сегментов внутренней колонны труб 62, используют пневматический слип 84 для удержания колонны труб 62, когда свинчивают следующий сегмент 62' с использованием ключа 66, как уже было описано здесь выше. Компрессор 30 подает сжатый воздух через клапан 86, чтобы быстро зажимать и отпускать слип 84, как это показано соответственно на фиг.6 и 7. Резервуар 88 помогает поддерживать относительно постоянное воздушное давление. Реле 90 давления, типа преобразователя, подает на монитор 48 сигнал, который косвенно указывает, что ремонтный блок 20 работает.
Вновь обратимся к рассмотрению фиг.5, на которой показано, что вес, приложенный к блоку 38, измеряют при помощи гидравлического башмака 92, который поддерживает вес деррик-крана 40. Обычно гидравлическим башмаком 92 является поршень в цилиндре, например выпускаемый фирмой М. D. Totco of Cedar Park, Тех, но это может быть и диафрагма. Гидравлическое давление в башмаке 92 возрастает при увеличении веса груза на блоке 38, и это давление можно контролировать для оценки веса груза на блоке. Таким образом, башмак 92 представляет собой другой тип преобразователя и также может передавать сигнал (не показан) на монитор 48.
Короче говоря, и как это хорошо известно, передвижной ремонтный блок содержит множество инструментов для выполнения различных ремонтных задач, причем большинство этих инструментов снабжено некоторым преобразователем для получения информации о проводимой работе. (Используемый здесь термин "преобразователь" следует понимать как детектор, датчик или измерительное устройство любого рода, создающий сигнал, несущий информацию о работе, выполняемой конкретным инструментом.) При использовании таких преобразователей, можно измерять или контролировать важные параметры, такие как нагрузка на крюке, крутящий момент гидравлического ключа для труб, скорость вращения двигателя, концентрация сероводорода, положение кодирующего устройства (датчика положения) блока, позволяющее определить, где движется блок, давление масла в двигателе, воздушное давление в муфте, общее состояние монитора системы, а также любые другие параметры, которые поставщик услуг для скважины считает необходимым контролировать.
Как уже было упомянуто выше, сигналы, вырабатываемые различными преобразователями и связанные с работой различных инструментов, посылают на монитор 48 сбора данных. Первичной задачей монитора 48 является сбор данных об обслуживании скважины и хранение их в таком виде, чтобы их можно было перенести и затем анализировать в другом месте, а не в местоположении передвижного ремонтного блока, например в центральном офисе. Монитор 48 обычно установлен в легко доступном месте на передвижном ремонтном блоке. Например, монитор 48 может быть установлен на передвижном ремонтном блоке вне кабины, чтобы обеспечить легкий доступ к нему операторов, которые могут подойти к передвижному ремонтному блоку для взаимодействия с системой и для ввода данных. Кроме хранения данных измерения от инструментов монитор 48 может также иметь экран для индикации данных.
Сигналы, полученные при помощи различных преобразователей, связанных с инструментами, могут быть посланы на тот же самый компьютер, на котором оператор вводит данные активности на скважине, или на другой компьютер. Компьютер накапливает данные об обслуживании скважины и сохраняет их в памяти таким образом, что может быть осуществлена их корреляция с данными активности, введенными оператором. В соответствии с одним из вариантов технологические данные индицируются на экране, так что операторы могут их анализировать. В соответствии с другим вариантом данные активности и технологические данные передают в другое местоположение, удаленное от передвижного ремонтного блока, такое как центральный офис, и затем анализируют в этом местоположении. В соответствии с одним из вариантов данные активности и технологические данные активности передают в другое местоположение с использованием модема и сотового телефона, как это описано в патенте США No. 6079490. В соответствии с другими вариантами данные передают с использованием других типов радиосвязи, например с использованием спутника. Данные могут быть также перенесены с использованием жесткого диска, при этом данные накапливают на дискете, компакт-диске или другом запоминающем устройстве и физически переносят в центральный офис. Следует иметь в виду, что существует множество средств передачи данных с буровой площадки в центральный офис, которые хорошо известны сами по себе.
Если решено посылать данные в центральный офис, то поставщик услуг для скважины в этом случае будет иметь мгновенный доступ к данным и к информации активности, имеющим отношение к проводимым операциям по обслуживанию скважины. В соответствии с одним из вариантов поставщик услуг для скважины может мгновенно получать информацию по Интернету, которую также получает заказчик. Например, на фиг.11 показано, что поставщик услуг для скважины может получать информацию по Интернету в виде веб-страниц различного формата, в том числе, например может получать страницу с заключением, страницу с информацией относительно активности и страницу с технологическими данными. Заказчик может произвести выбор информации относительно скважины и может получить страницу с особыми ситуациями, такую как показанная на фиг.11, на которой выделены точки данных активности, введенных оператором на буровой площадке.
Как это показано на странице с особыми ситуациями на фиг.11, большинство видов активности в этом случае относятся к случаю "ON TASK: ROUTINE" (“выполняется рутинная задача”), с двумя особыми ситуациями. Особые ситуации не приводят к прекращению работы, так как каждую из них классифицируют как "ON TASK:EXTEND" (“выполняется задача с возможным увеличением времени выполнения”), однако при этом заказчик информирован о том, что одна из активностей продолжается дольше, чем обычно, по причине механической неисправности.
Это позволяет снабдить как поставщика услуг для скважины, так и заказчика ценными данными о том, какая активность протекает на буровой площадке. В соответствии с некоторыми вариантами к веб-странице добавляют пояснения относительно некоторых особых ситуаций. Как это показано на фиг.11, одна особая ситуация имеет пояснение, добавленное к веб-странице, уточняющее, что особой ситуацией является "Механическая неисправность: (47 мин)." В соответствии с некоторыми вариантами оператор может вводить пояснения в журнал данных активности на буровой площадке.
Наконец, как это показано в верхней части на фиг.11 и более подробно на фиг.12, веб-пользователь может выбирать некоторые данные преобразователя для просмотра на веб-странице. Например, на фиг.12 показаны нагрузка на крюке в фунтах, давление гидравлического ключа в фунтах на квадратный дюйм и скорость двигателя (об./мин), в функции времени работы установки для ремонта. В соответствии с некоторыми вариантами поставщик услуг для скважины и заказчик могут использовать эти данные совместно с информацией относительно активности, чтобы определить эффективность и правильность выполнения операций по обслуживанию скважины. Это является весьма ценным для повышения эффективности и производительности операций по обслуживанию скважины, а также снабжает заказчика информацией о том, что поставщик услуг позволяет ему зарабатывать деньги.
Несмотря на то, что были описаны различные варианты осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят однако за рамки приведенной далее формулы изобретения. Например, многие из приведенных со ссылкой на чертежи вариантов основаны на примере данных активности, полученных с использованием предварительно запрограммированной иерархии активностей, в соответствии с которой оператор производит ввод в компьютер. Однако следует иметь в виду, что, как уже было упомянуто выше, это является всего только одним примером сбора информации относительно активности на буровой площадке. Оператор может просто печатать данные активности на компьютере, или же может быть развита совершенно другая иерархия активностей. Специалисты легко поймут, как при обслуживании скважины эффективно производить сбор данных активности на буровой площадке; главное заключается в том, чтобы действительно производить сбор данных активности.