МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
MOVEMENT MODELING

Ссылка на родственные заявки
По настоящей заявке испрашивается приоритет и преимущества Предварительной заявки на патент США №62/611,120 под названием «МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ», поданной 28 декабря 2017 г., раскрытие которой полностью включены в настоящий документ путем отсылки.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Буровые работы становятся все более дорогостоящими, поскольку существует необходимость производить бурение глубже, в более суровых природных условиях и через более сложные горные породы. Кроме того, обычным явлением стали испытания и оценка законченных и частично завершенных стволов скважин, например, для повышения продуктивности скважин и отдачи от инвестиций. Поэтому при работе с более глубокими и более сложными стволами скважин повышается вероятность того, что инструменты, комплекты скважинных инструментов и/или другое скважинное оборудование могут застрять в стволе скважины.
Для сдвига скважинного оборудования в случае его застревания может быть использован скважинный инструмент, который часто называют ясом. Яс могут включать в состав комплекта скважинных инструментов и спускать в ствол скважины вместе со скважинным оборудованием, либо яс могут спускать в ствол скважины для освобождения скважинного оборудования после его прихвата. К спущенному в скважину комплекту скважинных инструментов могут прикладывать усилие натяжения при помощи устройства перемещения для запуска яса и, тем самым, оказывать влияние, направленное на сдвиг застрявшего скважинного оборудования.
Краткое описание фигур
Для понимания настоящего изобретения служит следующее ниже подробное описание со ссылками на прилагаемые фигуры. Следует отметить, что согласно стандартной практике в отрасли, различные части изображают без соблюдения масштаба. На самом деле, для ясности изложения размеры различных частей могут быть произвольно увеличены или уменьшены.
На фиг. 1 показано схематическое представление по меньшей мере части примера осуществления устройства согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.
На фиг. 2 представлен вид в разрезе примера осуществления устройства, показанного на фиг. 1, согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.
На фиг. 3 представлен вид в разрезе части устройства, показанного на фиг. 2.
На фиг. 4 представлен вид снизу устройства, показанного на фиг. 3.
На фиг. 5 представлена блок-схема по меньшей мере части примера осуществления способа согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.
На фиг. 6 показано схематическое представление по меньшей мере части примера осуществления программы анализа перемещения согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.
На фиг. 7 представлена блок-схема по меньшей мере части примера осуществления способа согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.
На фиг. 8 показано схематическое представление по меньшей мере части примера осуществления устройства согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.
На фиг. с 9 по 12 показаны примеры пользовательского интерфейса согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
Следует понимать, что следующее ниже описание изобретения предусматривает множество различных вариантов осуществления или примеров реализации разных признаков различных вариантов осуществления. Для упрощения настоящего описания изобретения ниже описаны характерные примеры компонент и конструкций. Разумеется, они представляют собой просто примеры и не являются ограничениями. Кроме того, в различных примерах настоящего описания изобретения позиции и/или буквенные обозначения могут повторяться. Это повторение использовано для простоты и ясности, и само по себе оно не определяет взаимосвязь между различными вариантами осуществления и/или описанными конфигурациями. Кроме того, формирование первого признака поверх или на втором признаке в описании ниже может включать в себя варианты осуществления, в которых первый и второй признаки формируют в непосредственном контакте, и также может включать в себя варианты осуществления, в которых дополнительные признаки могут формировать как находящиеся между первым и вторым признаками, так что первый и второй признаки могут не находиться в непосредственном контакте.
На фиг. 1 показано схематическое представление по меньшей мере части системы 100 буровой площадки согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Система 100 буровой площадки может предусматривать комплект 110 скважинных инструментов, подвешенный в стволе 120 скважины, при этом ствол скважины имеет длину от поверхности 105 буровой площадки до одной или нескольких подземных толщ 130 горных пород. Ствол 120 скважины изображен как вариант осуществления обсаженного ствола, предусматривающий обсадную трубу 180, которая закреплена при помощи цемента 190. Однако один или несколько аспектов настоящего изобретения также пригодны или их легко приспособить для применения в вариантах осуществления с необсаженным стволом, где нет обсадной колонны 180 и цемента 190. Комплект 110 скважинных инструментов могут подвешивать в стволе 120 скважины при помощи устройства 160 перемещения, функционально соединенного с натяжным устройством 170 и/или другим наземным оборудованием 175, которое размещено на поверхности 105 буровой площадки, в том числе, системой 172 электропитания и управления. В комплекте 110 скважинных инструментов могут быть предусмотрены первая часть 140, вторая часть 150 и яс 200, подключенный между первой частью 140 и второй частью 150. В комплекте 110 скважинных инструментов может быть дополнительно предусмотрен датчик 500, подключенный между ясом 200 и второй частью 150. При этом, как описано ниже, датчик 500 может быть подключен в другом месте комплекта 110 скважинных инструментов, например, между ясом 200 и первой частью 140.
И яс 200, и датчик 500 реализованы как отдельные скважинные инструменты. С точки зрения настоящего изобретения «отдельный скважинный инструмент» может представлять собой инструмент, предусматривающий не более двух устройств подключения, которые могут быть функционально соединены или «связаны» с другими скважинными инструментами из комплекта 110 скважинных инструментов. Таким образом, подключение яса 200 к датчику 500 не дает «отдельный скважинный инструмент», поскольку такая сборка будет иметь четыре устройства подключения, которые могут быть подключены к другим скважинным инструментам для формирования комплекта 110 скважинных инструментов а именно, два устройства подключения яса 200 и два устройства подключения датчика 500. Соответственно, сборка яса 200 с датчиком 500 дает два скважинных инструмента, а не «отдельный скважинный инструмент».
Натяжное устройство 170 могут задействовать для приложения регулируемого усилия растяжения к комплекту 110 скважинных инструментов при помощи устройства 160 перемещения. Натяжное устройство 170 может предусматривать или представлять собой по меньшей мере часть крана, вспомогательной лебедки, буровой лебедки, верхнего привода и/или другого подъемного устройства, подключенного к комплекту 110 скважинных инструментов при помощи устройства 160 перемещения. Устройство 160 перемещения может представлять собой или предусматривать каротажный кабель, вспомогательный кабель, электрическую силовую линию, гибкую насосно-компрессорную трубу, бурильную трубу, эксплуатационную колонну и/или другое устройство перемещения, и может включать в себя и/или его могут задействовать в сочетании со средством связи между комплектом 110 скважинных инструментов, натяжным устройством 170 и/или одной или несколькими частями наземного оборудования 175, в том числе, системой 172 электропитания и управления. Устройство 160 перемещения может предусматривать многожильный кабель и/или другой электрический кабель (кабели), проложенный между комплектом 110 скважинных инструментов и наземным оборудованием 175. Система 172 электропитания и управления может включать в себя источник 176 электроэнергии, запоминающее устройство 177 и контроллер 178, которые задействуют для получения и обработки электрических сигналов от комплекта 110 скважинных инструментов и/или команд от оператора, находящегося на поверхности.
Каждая по отдельности первая и вторая части 140, 150 комплекта 110 скважинных инструментов могут представлять собой или предусматривать один или несколько скважинных инструментов, модулей и/или других устройств, которые задействуют в каротажном кабеле, при измерениях во время бурения, в гибкой насосно-компрессорной трубе, при заканчивании, добыче и/или в других вариантах осуществления. Первая часть 140 комплекта 110 скважинных инструментов может предусматривать по меньшей мере один электрический кабель 145, который находится в электрической связи по меньшей мере с одной компонентой наземного оборудования 175. Вторая часть 150 комплекта 110 скважинных инструментов также может предусматривать по меньшей мере один электрический кабель 155, при этом по меньшей мере один электрический кабель 145 и по меньшей мере один электрический кабель 155 могут находиться в электрической связи при помощи по меньшей мере одного или нескольких электрических кабелей 205, 505, соответственно, яса 200 и датчика 500. Один или несколько электрических кабелей 145, 155, 205, 505 могут быть соединены с устройством 160 перемещения и/или представлять собой его часть, и могут включать в себя различные электрические разъемы и/или устройства подключения вдоль такой цепи, в том числе, как описано ниже.
Каждый из электрических кабелей 145, 155, 205, 505 и/или других может предусматривать некоторое количество отдельных жил, например, они могут обеспечивать электрическую связь первой части 140 комплекта 110 скважинных инструментов, яса 200, датчика 500 и второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов по меньшей мере с одной компонентой наземного оборудования 175, например, системой 172 электропитания и управления. Так, устройство 160 перемещения и электрические кабели 145, 155, 205, 505 могут задействовать для передачи и/или получения электроэнергии, данных и/или управляющих сигналов между системой 172 электропитания и управления и одной или несколькими компонентами, среди которых первая часть 140, яс 200, датчик 500 и вторая часть 150. Электрические кабели 145, 155, 205, 505 могут дополнительно облегчать электрическую связь между двумя или несколькими компонентами, среди которых первая часть 140, яс 200, датчик 500 и вторая часть 150.
Яс 200 задействуют для сдвига части комплекта 110 скважинных инструментов, которая оказалась заклиненной или прихваченной в стволе 120 скважины, например, второй части 150. Таким образом, яс 200 и датчик 500 подключают к комплекту 110 скважинных инструментов прежде, чем комплект 110 скважинных инструментов спускают в ствол скважины.
На фиг. 2 представлен вид в разрезе примера осуществления яса 200 и датчика 500, показанных на фиг. 1, согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Как видно из фиг. 1 и 2 в совокупности, яс 200 предусматривает электрический кабель 205, находящийся в электрической связи с электрическим кабелем 145 первой части 140 комплекта 110 скважинных инструментов и в электрической связи с электрическим кабелем 505 датчика 500. Электрический кабель 505 датчика 500 находится в электрической связи с электрическим кабелем 155 второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов.
Так, яс 200 может предусматривать один или несколько электрических разъемов 215, находящихся выше по стволу скважины (в дальнейшем «верхних»), и один или несколько ниже по стволу скважины (в дальнейшем «нижних») электрических разъемов 217, находящихся в электрической связи с электрическим кабелем 205, который проложен между ними. Верхний электрический разъем 215 может находиться в электрическом соединении с соответствующим нижним электрическим разъемом (не показан) первой части 140 комплекта 110 скважинных инструментов, при этом нижний электрический разъем первой части 140 может находиться в электрическом соединении с электрическим кабелем 145. Датчик 500 может предусматривать верхнее устройство 510 подключения на верхнем конце датчика 500 и нижнее устройство 516 подключения на противоположном нижнем конце датчика 500. Верхнее устройство 510 подключения может предусматривать верхний электрический разъем 528 и верхнее устройство 512 механического крепления, и нижнее устройство 516 подключения может предусматривать нижний электрический разъем 546 и нижнее устройство 514 механического крепления. Верхний электрический разъем 528 и нижний электрический разъем 546 могут находиться в электрической связи посредством электрического кабеля 505, который проложен между ними. Нижний электрический разъем 217 яса 200 может быть электрически соединен с верхним электрическим разъемом 528, и нижний электрический разъем 546 может быть электрически соединен с соответствующим верхним электрическим разъемом (не показан) второй части 150, при этом верхний электрический разъем второй части 150 находится в электрическом соединении с электрическим кабелем 155. Соответственно, электрический кабель 145 первой части 140 комплекта 110 скважинных инструментов может находиться в электрической связи с электрическим кабелем 155 второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов посредством электрического кабеля 205 яса 200, электрического кабеля 505 датчика 500 и одного или нескольких электрических разъемов 215, 217, 528, 546. Следовательно, электрический кабель 145 первой части 140 комплекта 110 скважинных инструментов, электрический кабель 205 яса 200, электрический кабель 505 датчика 500 и электрический кабель 155 второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов, в том числе посредством одного или нескольких электрических разъемов 215, 217, 528, 546, могут находиться в электрической связи с наземным оборудованием 175, например, при помощи устройства 160 перемещения.
Яс 200 и/или связанное с ним устройство могут задействовать, чтобы определять электрическую характеристику электрического кабеля 205, передавать первое ударное воздействие на вторую часть 150 комплекта 110 скважинных инструментов, когда электрическая характеристика определена, и передавать второе ударное воздействие на вторую часть 150 комплекта 110 скважинных инструментов, когда электрическая характеристика не определена. Второе ударное воздействие может быть значительно больше, чем первое ударное воздействие, или может иным образом отличаться от него. Так, первое ударное воздействие может составлять приблизительно 3500 фунтов (или приблизительно 15,6 килоньютонов), тогда как второе ударное воздействие может составлять приблизительно 9000 фунтов (или приблизительно 40,0 килоньютонов). При этом другие величины также находятся в пределах объема настоящего изобретения. Так, первое ударное воздействие может находиться в диапазоне от приблизительно 1000 фунтов (или приблизительно 4,4 килоньютонов) до приблизительно 6000 фунтов (или приблизительно 26,7 килоньютонов), а второе ударное воздействие может находиться в диапазоне от приблизительно 6000 фунтов (или приблизительно 26,7 килоньютонов) до приблизительно 12000 фунтов (или приблизительно 53,4 килоньютонов). Разность между первым и вторым ударными воздействиями может находиться в диапазоне от приблизительно 1000 фунтов (или приблизительно 4,4 килоньютонов) до приблизительно 6000 фунтов (или 26,7 килоньютонов), хотя другие разности также находятся в пределах объема настоящего изобретения.
Электрическая характеристика, определенная ясом 200, может представлять собой существенно отличное от нуля напряжение и/или ток, например, в вариантах осуществления, в которых электрическая характеристика представляет собой напряжение существенно большее, чем приблизительно 0,01 вольта, и/или ток существенно больший, чем приблизительно 0,001 ампера. Так, электрическая характеристика может представлять собой напряжение существенно большее, чем приблизительно 0,1 вольта, и/или ток существенной больший, чем приблизительно 0,01 ампера. При этом другие значения также находятся в пределах объема настоящего изобретения.
На фиг. 2 по меньшей мере частично показано, что яс 200 может дополнительно предусматривать верхний корпус 242, который может включать в себя первую верхнюю часть 245 корпуса, вторую верхнюю часть 250 корпуса, подключенную к первой верхней части 245 корпуса, соединительный узел 255, подключенный ко второй верхней части 250 корпуса на противоположном конце от первой верхней части 245 корпуса, и третью верхнюю часть 260 корпуса, подключенную к соединительному узлу 255 на противоположном конце второй верхней части 250 корпуса. Несколько частей верхнего корпуса 242 предусматривают проложенный через них центральный 211 канал, например, его могут задействовать для того, чтобы поместить в него верхний электрический разъем 215 и другие компоненты, как описано ниже.
Яс 200 может дополнительно предусматривать нижний корпус 265, подключенный к датчику 500, и ствол 270, проложенный между нижним корпусом 265 и верхним корпусом 242. Ствол 270 может иметь жесткое соединение с нижним корпусом 265 и подвижное соединение с верхним корпусом 242, при этом ствол 270 и верхний корпус 242 подвижны относительно друг друга в осевом направлении. Ствол 270 проложен в третью верхнюю часть 260 корпуса, разъем 255 и вторую верхнюю часть 250 корпуса, и заканчивается у блокировочного механизма 240. Верхний конец 210 верхнего корпуса 242 включает в себя устройство подключения, предусматривающее верхнее механическое крепежное устройство 212 для соединения с соответствующим устройством подключения первой части 140 комплекта 110 скважинных инструментов. Нижний конец 216 нижнего корпуса 265 включает в себя устройство подключения, предусматривающее нижнее механическое крепежное устройство 218 для соединения с устройством подключения, предусматривающим верхнее механическое крепежное устройство 512 корпуса 502 датчика 500. Верхнее и нижнее механические крепежные устройства 212, 218 могут предусматривать внутреннюю или внешнюю резьбу, один или несколько крепежных элементов, муфтовых замковых соединений, другие монтажные соединения и/или устройства соединения типичные для нефтяных промыслов, и/или другие устройства, известные в данной области техники.
Блокировочный механизм 240 может предусматривать блокировочную часть 275 с внутренней нарезкой, блокировочную часть 280 с наружной нарезкой и блокирующий элемент 285. Блокировочная часть 275 с внутренней нарезкой может иметь подвижное соединение со второй верхней частью 250 корпуса между корпусом 290 детектора и по меньшей мере частью верхнего регулятора 295. Свободно вращающийся разделитель 305 могут помещать между блокировочной частью 275 с внутренней нарезкой и корпусом 290 детектора. В изображенном варианте осуществления разделитель 305 представляет собой тарельчатую пружину, удерживаемую между блокировочной частью 275 с внутренней нарезкой и кольцевым замком 310. Кольцевой замок 310 может находиться в резьбовом соединении с корпусом 290 детектора для удержания сопряженного зацепления соответствующих конических или другим способом скошенных сопряженных поверхностей 315, являющихся внешними по отношению к корпусу 290 детектора, с соответствующими коническими или другим способом скошенными сопряженными поверхностями 317, которые являются внутренними для первой верхней части 245 корпуса, что обеспечивает позиционную фиксацию корпуса 290 детектора относительно первой верхней части 245 корпуса.
Блокировочная часть 280 с наружной нарезкой предусматривает некоторое количество гибких элементов 320, которые все вместе задействуют для разъемного зацепления с блокировочной частью 275 с внутренней нарезкой. Несмотря на то, что на фигурах видны только два элемента, специалистам в данной области техники будет понятно, что блокирующий элемент 285 совместно окружают более двух гибких элементов 320. Блокировочную часть 280 с наружной нарезкой подключают к стволу 270 или иным способом перемещают вместе с ним, например, при помощи резьбового соединения, крепежных элементов, штифтов, посадки с натягом и/или другого соединения 272. Таким образом, блокировочную часть 275 с внутренней нарезкой перемещают вместе с верхним корпусом 242 или при его помощи и, тем самым, с первой или верхней частью 140 комплекта 110 скважинных инструментов, тогда как блокировочную часть 280 с наружной нарезкой перемещают вместе с нижним корпусом 265 или при его помощи и, тем самым, с датчиком 500 и второй или нижней частью 150 комплекта 110 скважинных инструментов. Разъемное зацепление блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой находится между внутренним профилем 325 блокировочной части 275 с внутренней нарезкой и наружным профилем 330 каждого из некоторого количества гибких элементов 320.
Блокирующий элемент 285 могут перемещать в пределах блокировочной части 280 с наружной нарезкой между первым положением, которое определяет первую конфигурацию блокировочного механизма 240, показанную на фиг. 2 и соответствующую тому, когда яс 200 определяет электрическую характеристику на электрическом кабеле 205, и вторым положением (не показано), которое определяет вторую конфигурацию блокировочного механизма 240, в которой наружный профиль 330 высвобожден из внутреннего профиля 325 и находится ниже него, что соответствует положению, когда яс 200 не определяет электрическую характеристику (или определяет ее отсутствие) на электрическом кабеле 205. Блокирующий элемент 285 предотвращает отклонение гибких элементов 320 внутрь в радиальном направлении и, тем самым, высвобождение блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой, когда усилие растяжения, приложенное к блокировочному механизму 240 существенно меньше, чем первое ударное воздействие, когда блокирующий элемент 285 находится в первом положении, и существенно меньше, чем второе ударное воздействие, когда блокирующий элемент 285 перемещен вниз во второе положение. Это более подробно описано ниже.
Верхний регулятор 295 находится в резьбовом соединении с блокировочной частью 275 с внутренней нарезкой, так что верхний регулятор 295 и блокировочная часть 275 с внутренней нарезкой свободно двигаются вдоль оси между, например, кольцевым замком 310 и внутренним упором 335 второй верхней части 250 корпуса, и так, что поворот блокировочной части 275 с внутренней нарезкой относительно верхнего регулятора 295 регулирует относительные положения блокировочной части 275 с внутренней нарезкой и верхнего регулятора вдоль оси. Яс 200 также предусматривает нижний регулятор 340, расположенный в пределах второй верхней части 250 корпуса и соединенный с разъемом 255 при помощи резьбового соединения, так что положение нижнего регулятора 340 вдоль оси можно регулировать в ответ на поворот нижнего регулятора 340 относительно разъема 255 и/или второй верхней части 250 корпуса. Яс 200 также предусматривает ползун 345, находящийся в подвижном соединении в пределах второй верхней части 250 корпуса, верхний пакет 350 пружин, подвижных в пределах кольцевого пространства, образованного внутри ползуна 345 стволом 270 и/или блокировочной частью 280 с наружной нарезкой, и нижний пакет 355 пружин, подвижный между ползуном 345 и нижним регулятором 340. Верхний и нижний пакеты 350, 355 пружин могут предусматривать одну или несколько тарельчатых пружин, волнистых пружин, нажимных пружин и/или других поджимных элементов, которые задействуют для противодействия сжатию в осевом направлении.
Нижний пакет 355 пружин поджимает ползун 345 в направлении от нижнего регулятора 340 вверх, в итоге подталкивая обращенный вверх упор 360 ползуна 345 к контакту с соответствующим обращенным вниз по стволу скважины внутренним упором 365 второй верхней части 250 корпуса. Верхний пакет 350 пружин отжимает верхний регулятор 295 от ползуна 345 (возможно, при помощи одного или нескольких контактных колец, упругих зажимных колец и/или любых кольцевых элементов 370), тем самым подталкивая внутренний профиль 325 блокировочной части 275 с внутренней нарезкой к контакту с наружным профилем 330 некоторого количества гибких элементов 320, когда блокирующий элемент 285 находится между концами гибких элементов 320. Верхний пакет 350 пружин также подталкивает блокировочную часть 275 с внутренней нарезкой (посредством регулятора 295) в направлении контакта с разделителем 305, когда это позволяет зацепление между собой блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой.
Таким образом, как более подробно изложено ниже: (1) нижний регулятор 340 располагают во второй верхней части 250 корпуса в местоположении вдоль оси, которое возможно регулировать относительно второй верхней части 250 корпуса в ответ на поворот нижнего регулятора 340 относительно второй верхней части 250 корпуса, (2) верхний пакет 350 пружин, который задействуют для противодействия относительному перемещению (и, тем самым, высвобождению) блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой, и (3) нижний пакет 355 пружин также задействуют для противодействия относительному перемещению (и, тем самым, высвобождению) блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой, при этом: (А) блокировочная часть 275 с внутренней нарезкой зафиксирована в осевом направлении относительно второй верхней части 250 корпуса, (В) блокировочная часть 280 с наружной нарезкой зафиксирована в осевом направлении относительно второй верхней части 250 корпуса, (С) разность между первой величиной первого ударного воздействия и второй величиной второго ударного воздействия возможно регулировать путем регулирования относительных местоположений блокировочной части 275 с внутренней нарезкой и верхнего регулятора 295 в ответ на относительный поворот блокировочной части 275 с внутренней нарезкой и верхнего регулятора 295, и (D) вторую величину второго ударного воздействия возможно регулировать в ответ на регулирование местоположения нижнего «статичного» конца нижнего пакета 355 пружин относительно второй верхней части 250 корпуса, чего достигают путем регулирования местоположения нижнего регулятора 340 посредством поворота относительно второй верхней части 250 корпуса и/или разъема 255.
Поворот блокировочной части 275 с внутренней нарезкой относительно второй верхней части 250 корпуса может происходить за счет доступа извне через верхнее окно 375 в боковой стенке второй верхней части 250 корпуса. Верхнее окно 375 во время работы может быть закрыто одним или несколькими способами: съемным элементом 380, имеющим размер, подходящий к размеру окна 375; и поворотной крышкой 385 с отверстием (без номера позиции), которое открывает окно 375, когда за счет поворота совмещено с ним, но которое также отворачивают от окна 375 так, что крышка 385 перекрывает доступ к окну 375. Крепежный элемент 390 может предотвращать поворот крышки 385 во время работ.
Поворот нижнего регулятора 340 относительно второй верхней части 250 корпуса может происходить посредством доступа извне через нижнее окно 395 в боковой стенке второй верхней части 250 корпуса. Нижнее окно 395 может быть закрыто во время работы одним или несколькими способами: съемным элементом 405, имеющим размер, подходящий к размеру окна 395; и поворотной крышкой 410 с отверстием (без номера позиции), которое открывает окно 395, когда за счет поворота совмещено с ним, но которое также отворачивают от окна 395 так, что крышка 410 перекрывает доступ к окну 395. Крепежный элемент 415 может предотвращать поворот крышки 410 во время работ.
Корпус 290 детектора содержит, например, детектор 420, который задействуют для определения электрической характеристики, на основании которой при помощи яса 200 передают большее или меньшее ударное воздействие на вторую часть 150 комплекта скважинных инструментов (посредством датчика 500). Так, согласно описанию выше, детектор 420 могут задействовать для определения присутствия тока и/или напряжения в электрическом кабеле 205, например, в вариантах осуществления, в которых детектор представляет собой и/или предусматривает трансформатор, датчик на основе эффекта Холла, датчик на основе эффекта Фарадея, магнитометр и/или другие устройства, которые задействуют для определения тока и/или напряжения. Детектор 420 могут закреплять внутри корпуса 290 детектора при помощи одного или нескольких резьбовых крепежных элементов, штифтов и/или других устройств 425.
Детектор 420 также представляет собой, предусматривает и/или работает совместно с соленоидом, преобразователем и/или приводным устройством другого типа, которое задействуют для перемещения блокирующего элемента 285 между первым положением (показано на фиг. 2) и вторым положением (не показано) ниже первого положения, на основании того, определил ли электрическую характеристику датчик электрической характеристики детектора 420. В примере осуществления, показанном на фиг. 2, такое приводное устройство предусматривает поршень 430, проходящий от детектора 420 и подключенный к сердечнику 435, который вместе с поршнем 430 подвижен в осевом направлении внутри корпуса 290 детектора. Поршень 430 и сердечник 435 могут подключать посредством одного или нескольких резьбовых крепежных элементов, штифтов и/или других устройств 440, которые могут быть подвижными в вырезе 292 боковой стенки корпуса 290 детектора. Сердечник 435 предусматривает выемку 445, в которой предохранительное кольцо и/или другое устройство 455 удерживает головку 450 блокирующего элемента 285. Пружина и/или другой поджимной элемент 460, расположенный в выемке 445, подталкивает головку 450 блокирующего элемента 285 к удерживающему устройству 455 и/или иным образом противодействует движению блокирующего элемента 285 вверх относительно сердечника 435.
И корпус 290 детектора, и сердечник 435 может предусматривать одно или несколько проходных отверстий 294, через которые могут прокладывать электрический кабель 205, и затем через блокирующий элемент 285 и ствол 270. Следовательно, электрический кабель 205 может находиться в электрической связи с электрическими кабелями 505, 155 датчика 500 и второй частью 150 комплекта скважинных инструментов, соответственно.
Блокирующий элемент 285 может предусматривать несколько участков разного диаметра. Так, головка 450 блокирующего элемента 285 может иметь диаметр, подходящий для входа в выемку 445 сердечника 435 и удержания в ней посредством удерживающего устройства 455. Так, блокирующий контур 465 блокирующего элемента 285 может иметь диаметр, подходящий для входа в блокировочную часть 280 с наружной нарезкой (например, в некоторое количество гибких элементов 320), так что блокирующий элемент 285 препятствует высвобождению блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой, когда блокирующий контур 465 расположен в блокировочной части 280 с наружной нарезкой. Так, блокирующий контур 465 блокирующего элемента 285 может иметь достаточные размеры и/или иную конфигурацию, чтобы при его нахождении между концами некоторого количества гибких элементов 320 гибкие элементы 320 не могли изгибаться внутрь в радиальном направлении в ответ на касание между внутренним профилем 325 блокировочной части 275 с внутренней нарезкой и наружным профилем 330 каждого из гибких элементов 320 блокировочной части 280 с наружной нарезкой.
Детектор 420, поршень 430, сердечник 435 и поджимной элемент 460 могут оказывать совместное действие для смещения блокирующего элемента 285 вдоль оси между его первым и вторым положениями, описанными выше. Так, в примере осуществления и на стадии работ, представленных на фиг. 2, блокирующий контур 465 блокирующего элемента 285 находится в первом положении, в том числе внутри гибких элементов 320 блокировочной части 280 с наружной нарезкой, так что блокирующий контур 465 блокирующего элемента 285 препятствует отклонению гибких элементов 320 внутрь в радиальном направлении и, тем самым, препятствует высвобождению блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой до тех пор, пока приложенное к ясу 200 усилие растяжения существенно не превысит поджимающее усилие (усилия) верхнего и/или нижнего пакета 350, 355 пружин. Таким образом, для высвобождения блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой, прилагаемое к ясу 200 усилие растяжения повышают на величину, которая достаточна, чтобы вызвать перемещение блокирующего контура 465 блокирующего элемента 285 и блокировочной части 280 с наружной нарезкой по меньшей мере на расстояние 470, достаточное для выхода блокирующего контура 465 блокирующего элемента 285 из концов гибких элементов 320 блокировочной части 280 с наружной нарезкой, что допускает отклонение концов гибких элементов 320 внутрь в радиальном направлении и, тем самым, высвобождение из блокировочной части 275 с внутренней нарезкой.
В примере осуществления, показанном на фиг. 2, расстояние 470 составляет приблизительно 0,5 дюйма (или приблизительно 1,3 сантиметра). При этом, в пределах объема настоящего изобретения, расстояние 470 могут изменять от приблизительно 0,2 дюймов (или приблизительно 0,8 сантиметра) до приблизительно 2,0 дюймов (или приблизительно 5,1 сантиметра) и также оно может выходить за пределы этого диапазона, тем не менее оставаясь в пределах объема настоящего изобретения.
Согласно другому варианту осуществления и/или стадии работ, детектор 420, поршень 430, сердечник 435 и/или поджимной элемент 460 могут совместно смещать блокирующий элемент 285 в его второе положение, например, в ответ на определение детектором 420 тока, напряжения и/или другой электрической характеристики электрического кабеля 205. Следовательно, блокирующий контур 465 блокирующего элемента 285 могут располагать дальше внутрь (то есть, дальше вниз) блокировочной части 280 с наружной нарезкой по сравнению с первой конфигурацией, изображенной в варианте осуществления/стадии работы на фиг. 2. Соответственно, расстояние 470 могут увеличивать из-за относительного перемещения вдоль оси между блокирующим контуром 465 и концами гибких элементов 320 блокировочной части 280 с наружной нарезкой. Например, расстояние 470 могут увеличивать приблизительно до 0,8 дюйма (или приблизительно 2,0 сантиметров). При этом, в пределах объема настоящего изобретения, увеличенное расстояние 470 могут изменять от приблизительно 0,3 дюймов (или приблизительно 0,8 сантиметра) до приблизительно 4,0 дюймов (или приблизительно 10,1 сантиметра) и оно также может выходить за пределы этого диапазона, тем не менее оставаясь в пределах объема настоящего изобретения.
Как описано выше, детектор 420, поршень 430, сердечник 435 и/или поджимной элемент 460 могут совместно задействовать для перемещения блокирующего контура 465 блокирующего элемента 285 из первого положения во второе положение (или по меньшей мере в его направлении). При этом детектор 420, поршень 430, сердечник 435 и/или поджимной элемент 460 могут также совместно задействовать для возвращения блокирующего контура 465 блокирующего элемента 285 из второго положения в первое положение (или по меньшей мере в его направлении). Для облегчения такого перемещения блокирующий элемент 285 может также предусматривать центрирующий контур 480, диаметр которого по меньшей мере достаточно мал, чтобы обеспечить достаточное отклонение концов гибких элементов 320 внутрь в радиальном направлении, например, чтобы в дальнейшем было возможно высвободить блокировочные части 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой. Длину центрирующего контура 480 могут изменять в пределах объема настоящего изобретения, но как правило она может быть достаточно большой, чтобы во время работы яса 200 конец 485 блокирующего элемента 285 оставался внутри блокировочной части 280 с наружной нарезкой и/или ствола 270.
Детектор 420, поршень 430, сердечник 435 и/или поджимной элемент 460 могут также совместно задействовать для перемещения блокирующего контура 465 блокирующего элемента 285 в третье положение между первым положением и вторым положением. Так, детектор 420 могут задействовать для измерения количественного значения электрической характеристики электрического кабеля 205, а не только (или кроме того) определять наличие или отсутствие электрической характеристики. Следовательно, степень, до которой детектор 420, поршень 430, сердечник 435 и/или поджимной элемент 460 совместно действуют для перемещения блокирующего контура 465, может быть основана на измеренном количественном значении электрической характеристики электрического кабеля 205. Так, детектор 420, поршень 430, сердечник 435 и/или поджимной элемент 460 могут совместно задействовать для размещения блокирующего контура 465 блокирующего элемента 285: (1) в первом положении, когда электрическая характеристика электрического кабеля 205, измеренная детектором 420, превышает первый заданный уровень (например, первый заданный ток и/или напряжение), (2) во втором положении, когда электрическая характеристика электрического кабеля 205, измеренная детектором 420, равна нулю или меньше, чем второй заданный уровень (например, второй заданный ток и/или напряжение), и (3) в третьем положении между первым и вторым положениями. Третье положение может представлять собой одно заданное положение между первым и вторым положениями или может представлять собой одно из нескольких заданных положений, каждое из которых соответствует количественному интервалу между первым и вторым заданными уровнями.
Детектор 420, поршень 430, сердечник 435 и/или поджимной элемент 460 могут также или вместо этого применять совместно для размещения блокирующего контура 465 блокирующего элемента 285 в третьем положении между первым и вторым положениями со сдвигом на величину, пропорциональную разности между измеренной электрической характеристикой и первым и вторым заданными уровнями. Так, если первый заданный уровень равен 10 (десяти) единицам (например, вольтам или амперам), второй заданный уровень равен 0 (нулю) единиц, измеренная электрическая характеристика составляет 3 (три) единицы, и расстояние между первым и вторым положениями составляет приблизительно 10 (десять) сантиметров, тогда третье положение может находиться приблизительно в 3 (трех) сантиметрах от второго положения, а также приблизительно в 7 (семи) сантиметрах от первого положения.
На фиг. 2 также показан свободный поршень 262, расположенный в кольцевом пространстве 264, которое образовано наружным профилем ствола 270 и внутренним профилем третьей верхней части 260 корпуса. Свободный поршень 262 может обеспечивать гидравлическую изоляцию нижней части кольцевого пространства 264, которая находится ниже свободного поршня 262, от верхней части кольцевого пространства 264. Таким образом, по меньшей мере часть кольцевого пространства 264 могут использовать для компенсации давления скважинного флюида и/или рабочей жидкости, которая содержится в гидравлической системе яса 200.
На фиг. 3 представлен вид в разрезе примера осуществления датчика 500, показанного на фиг. 1 и 2, согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. На фиг. 4 представлен вид снизу датчика 500, показанного на фиг. 3. Для простоты и ясности на фиг. 4 не показан нижний электрический разъем 546, чтобы лучше было видно некоторые части датчика 500.
Как видно из совокупности фиг. 1-4, корпус 502 датчика 500 по существу может иметь форму трубы. Корпус 502 может предусматривать первую внутреннюю поверхность 508, вторую внутреннюю поверхность 509 и третью внутреннюю поверхность 511, в совокупности они определяют по существу цилиндрический канал 504 (или несколько смежных каналов), проложенный в продольном направлений через корпус 502 вдоль главной оси 506 датчика 500. Вторая внутренняя поверхность 509 может предусматривать внутренний диаметр, который больше, чем внутренний диаметр первой внутренней поверхности 508, и третья внутренняя поверхность 511 может предусматривать внутренний диаметр, который больше, чем внутренний диаметр второй внутренней поверхности 509. Корпус 502 может дополнительно предусматривать первый упор 518 на переходе между первой внутренней поверхностью 508 и второй внутренней поверхностью 509, и второй упор 519 на переходе между второй внутренней поверхностью 509 и третьей внутренней поверхностью 511. Первый упор 518 может выступать от второй внутренней поверхности 509 в радиальном направлении в канал 504 и проходить по окружности между первой и второй внутренними поверхностями 508, 509. Второй упор 519 может выступать от третьей внутренней поверхности 511 в радиальном направлении в канал 504 и проходить по окружности между второй и третьей внутренними поверхностями 509, 511.
Верхнее механическое крепежное устройство 512, расположенное на верхнем устройстве подключения корпуса 502, могут задействовать для соединения датчика 500 с нижним механическим крепежным устройством 218 нижнего устройства подключения нижнего корпуса 265 яса 200 или с другой частью комплекта 110 скважинных инструментов. Несмотря на то, что верхнее механическое крепежное устройство 512 показано как наружная резьба для соединения нижнего механического крепежного устройства 218 яса 200, другие варианты осуществления верхнего механического крепежного устройства 512 могут включать в себя один или несколько крепежных элементов, замковых соединений, другие монтажные соединения и/или устройства соединения типичные для нефтяных промыслов, и/или другие устройства механического крепления и/или другие устройства подключения, известные в данной области техники. Нижнее механическое крепежное устройство 514, расположенное на нижнем устройстве подключения корпуса 502, могут задействовать для соединения датчика 500 со второй частью 150 комплекта 110 скважинных инструментов или с другой частью комплекта 110 скважинных инструментов. Несмотря на то, что нижнее механическое крепежное устройство 514 показано как внутренняя резьба, которую задействуют для резьбового соединения при помощи соответствующей наружной резьбы (не показана), другие варианты осуществления нижнего механического крепежного устройства 514 могут включать в себя один или несколько крепежных элементов, замковых соединений, другие монтажные соединения и/или устройства соединения типичные для нефтяных промыслов, и/или другие устройства механического крепления и/или другие устройства подключения, известные в данной области техники.
Датчик 500 дополнительно предусматривает внутренний каркас или опорную конструкцию, которую в настоящем документе называют аппаратным блоком 520 и которая служит для опоры или удержания одной или нескольких электронных плат 522, источника 524 электропитания, акселерометра 526 и верхнего электрического разъема 528 в соответствующих заданных положениях внутри канала 504 корпуса 502. Так, верхний конец аппаратного блока 520 может предусматривать опорный элемент 530, который может способствовать удержанию по меньшей мере части аппаратного блока 520, расположенного по центру в центральном канале 504 корпуса 502. Опорный элемент 530 может также выполнять функцию монтажной скобы или поверхности, например, может удерживать верхний электрический разъем 528 в заданном положении на верхнем устройстве подключения датчика 500 или рядом с ним. Опорный элемент 530 может предусматривать пластину или другой элемент, имеющий по существу цилиндрическую форму или иным образом изогнутую наружную поверхность, при этом элемент может способствовать контакту с соответственно изогнутой первой внутренней поверхностью 508 корпуса 502. Опорный элемент 530 может предусматривать наружный диаметр, который существенно меньше, чем внутренний диаметр первой внутренней поверхности 508, так что допускает перемещение опорного элемента 530 внутри соответствующей части канала 504 в осевом направлении, при этом сводя к минимуму движение в радиальном направлении в соответствующей части канала 504. Опорный элемент 530 может предусматривать один или несколько резьбовых отверстий 531 для входа одного или нескольких болтов 532 с резьбой с тем, чтобы жестко соединять верхний электрический разъем 528 с опорным элементом 530 и, таким образом, в заданном положении относительно верхнего механического крепежного устройства 512 верхнего устройства подключения.
Верхний электрический разъем 528 может предусматривать некоторое количество гнезд 534, находящихся в электрическом соединении с некоторым количеством отдельных жил электрического кабеля 505. В некоторое количество гнезд 535 могут вставлять некоторое количество штырей от верхнего или нижнего электрических разъемов 212, 217 яса 200 или от другой части комплекта 110 скважинных инструментов. Несмотря на то, что показан один вариант осуществления верхнего электрического разъема 528, верхний электрический разъем 528 может представлять собой или предусматривать другие электрические разъемы, известные в данной области техники, например, такие как могут задействовать для стыковки или иного способа электрического соединения с электрическими разъемами 215, 217 яса 200, нижним электрическим разъемом (не показан) первой части 140, или электрическим разъемом другой части комплекта 110 скважинных инструментов. Согласно другому варианту осуществления датчика 500, верхний электрический разъем 528 может быть не предусмотрен, при этом отдельные жилы электрического кабеля 505 могут сращивать или другим способом соединять с отдельными жилами электрического кабеля 205 яса 200 или другого электрического кабеля.
Нижний конец аппаратного блока 520 может предусматривать приемную часть 540, которая определяет открытую область или полость 538, содержащую источник 524 электропитания и/или контейнер 542, содержащий источник 524 электропитания. Полость 538 может иметь по существу цилиндрическую форму, чтобы обеспечить возможность вставлять или другим способом помещать источник 524 электропитания и/или контейнер 542 в полость 538. Приемная часть 540 может иметь по существу цилиндрическую форму и наружный диаметр, который существенно меньше, чем наружный диаметр второй внутренней поверхности 509 корпуса 502, так чтобы позволить перемещение приемной части 540 в осевом направлении в соответствующей части канала 504, при этом сводя к минимуму движение в радиальном направлении в соответствующей части канала 504. Верхний конец приемной части 540 может предусматривать кромку или упор 570, например, может касаться первого упора 518 корпуса 502. Источник 524 электропитания может предусматривать один или несколько аккумуляторов, например, литий-ионных аккумуляторов, и/или других устройств, известных в данной области техники, например, таких как могут задействовать для хранения электроэнергии для питания компонент, подключенных к электронным платам 522, акселерометра 526 и/или других электрических компонент.
Один или несколько амортизирующих элементов 548 могут размещать в полости 538 между приемной частью 540 и источником 524 электропитания и/или контейнером 542, что может способствовать амортизации и/или иным образом ослаблять удар, передаваемый источнику 524 электроэнергии во время работы ясом и других операций. Амортизирующие элементы 548 могут содержать в себе резину, полиэфирэфиркетон (РЕЕК) и/или другой амортизирующий материал.
Источник 524 электрического питания, контейнер 542 и амортизирующие элементы 548 могут фиксировать в полости 538 при помощи крепежного элемента 550, который задействуют для зацепления с приемной частью 540. Крепежный элемент 550 может представлять собой или предусматривать стопорное кольцо с наружной резьбой, которое задействуют для соединения с соответствующей внутренней резьбой приемной части 540 и, тем самым, предотвращения выхода источника 524 электропитания, контейнера 542 и амортизационных элементов 548 из полости 538. Одна или несколько приемных частей 540, контейнер 542, амортизационные элементы 548 и крепежный элемент 550 могут предусматривать одно или несколько отверстий 552, проходящих через них и позволяющих пропускать выводы, провода и/или другие электрические кабели 525 от источника 524 электропитания и передавать электроэнергию по меньшей мере на одну из электронных плат 522, акселерометр 526, и/или электрический кабель 505 (например, чтобы заряжать аккумуляторы источника 524 электропитания).
Части аппаратного блока 520 могут дополнительно предусматривать вырезанные части или каналы 544, проложенные вдоль главной оси 506. Такие элементы 544 могут, например, допускать прокладку электрического кабеля 505 через канал 504 между корпусом 502 и аппаратным блоком 520 от верхнего электрического разъема 528 до нижнего электрического разъема 546.
Помимо (или вместо) использования источника 524 электропитания в качестве источника электроэнергии для датчика 500, электроэнергию могут подавать с поверхности 105 буровой площадки к датчику 500 при помощи устройства 160 перемещения и электрических кабелей 145, 205, 505. Согласно таким вариантам осуществления, датчик 500 может дополнительно предусматривать электрический кабель 580, проложенный между электрическим кабелем 505 и устройством 581 подключения с системой связи и электропитания по меньшей мере одной из электронных плат 522. Так, отдельные провода электрического кабеля 580 могут сращивать или другим способом соединять с избранными отдельными жилами электрического кабеля 505 в избранных электрических гнездах 534 или на них. Электроэнергию, которую передают через устройство 160 перемещения и электрические кабели 145, 205, 505, 580, могут использовать для управления электрическими компонентами датчика 500 и/или для хранения (или, возможно, даже повторной зарядки) энергии источника 524 электропитания. Согласно аналогичным вариантам осуществления, источник 524 электропитания может быть не предусмотрен, при этом электрические компоненты датчика 500 могут запитывать только с поверхности 105 буровой площадки при помощи устройства 160 перемещения и электрических кабелей 145, 205, 505, 580.
Аппаратный блок 520 может дополнительно предусматривать одну или несколько монтажных плат 536, расположенных в продольном направлении в канале 504 между опорным элементом 530 и приемной частью 540. Монтажные платы 536 могут предусматривать одну или несколько по существу плоских поверхностей, на которые могут крепить или опирать одну или несколько электронных плат 522. Монтажные платы 536 могут иметь толщину и/или прочность достаточную для предотвращения или сведения к минимуму изгибания во время работы ясом и других операций, что может способствовать предотвращению или сведению к минимуму физического повреждения электронных плат 522.
Монтажные платы 536 аппаратного блока 520 могут предусматривать одно или несколько отверстий (не показаны) для пропускания через них одного или нескольких крепежных элементов 554, которые задействуют для жесткого соединения электронных плат 522 с монтажными платами 536. Электронные платы 522 могут предусматривать подключенный к ним процессор 556, запоминающее устройство 558 и некоторое количество датчиков, например, температурный датчик 560, датчик 562 давления и/или датчик 564 угла наклона. Электронные платы 522 могут обеспечивать монтаж датчиков 560, 562, 564 на аппаратный блок 520 и связь между датчиками 560, 562, 564, процессором 556 и запоминающим устройством 558. Один или несколько датчиков 560, 562, 564 могут действовать как датчик для определения качества рабочей среды датчика 500, которое может оказывать влияние на измерение воздействия, переданного ясом 200 во время его работы. Так, во время, до или после работы ясом датчики 560, 562, 564 могут генерировать выходные электрические сигналы, характеризующие качество рабочей среды, например, температуру, давление и угол наклона датчика 500. Выходные сигналы могут передавать на процессор 556, и выходные сигналы или данные, сгенерированные процессором, могут хранить в запоминающем устройстве 558. Эту информацию могут использовать для калибровки измерений воздействия, полученных при помощи акселерометра 526.
Датчик 500 может дополнительно предусматривать датчик 568 нагрузки или другой тензометрический датчик, соединенный со второй внутренней поверхностью 509 корпуса 502. Датчик 568 нагрузки могут задействовать для измерения напряжения в корпусе 502 во время работы ясом и других операций. Данные о напряжениях, сгенерированные датчиком 568 нагрузки, могут использовать для расчета сил, приложенных к датчику 500 и, следовательно, ко второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов во время работы ясом и других операций.
Акселерометр 526 могут монтировать на корпус 502, одну из электронных плат 522 или аппаратный блок 520, в том числе, на монтажные платы 536 и приемную часть 540. Акселерометр 526 может предусматривать одно-, дву- или трехосный акселерометр, который задействуют для измерения ускорения/замедления корпуса 502 датчика 500 вдоль главной оси 506 датчика 500 и/или вдоль осей, перпендикулярных к главной оси 506. Главная ось 506 может по существу совпадать с продольной осью ствола 120 скважины. Акселерометр 526 задействуют для измерения ускорения в диапазоне от приблизительно 2000 g до приблизительно 5000 g. То есть, акселерометр 526 не измеряет ударную нагрузку и/или ускорение во время нормальной работы датчика 500 и работы комплекта 110 скважинных инструментов без участия яса, величина которых, как правило, не превышает приблизительно 1000 g. То есть, акселерометр 526 не измеряет ударную нагрузку и/или ускорение во время нормальной работы датчика 500 и работы комплекта 110 скважинных инструментов без участия яса, величина которых, как правило, не превышает приблизительно 1000 g. Варианты осуществления, находящиеся в пределах объема настоящего изобретения, могут также предусматривать несколько экземпляров акселерометра 526, в том числе, варианты осуществления, в которых каждый акселерометр 526 способен определять собственный диапазон ускорений. Данные ускорений, сгенерированные акселерометром 526, могут использовать для расчета силы воздействия, передаваемого на датчик 500 и, следовательно, на другие части комплекта 110 скважинных инструментов, во время работы ясом.
При помощи электрического или другого способа соединения акселерометр 526 и датчик 568 нагрузки могут подключать к одной или нескольким электронным платам 522 при помощи выводов, проводов и/или других электрических кабелей 565, соединенных с другим устройством 566 подключения с системой связи и электропитания электронных плат 522. Акселерометр 526 и датчик 568 нагрузки могут генерировать выходные электрические сигналы, характеризующие количество или параметры, например, ускорение и напряжение, которые испытывает датчик 500 во время работы ясом. Выходные сигналы могут передавать на электронные платы 522, обрабатывать процессором 556 и хранить в запоминающем устройстве 558.
Выходные электрические сигналы от акселерометра 526 и/или датчиков 560, 562, 564, 568 могут не хранить на запоминающем устройстве 558, а в режиме реального времени передавать на поверхность 105 буровой площадки посредством электрических кабелей 580, 505, 205, 145 и устройства 160 перемещения. Так, сгенерированные акселерометром и датчиками выходные сигналы, описанные в настоящем документе, могут получать на электронные платы 522, обрабатывать, усиливать и передавать на поверхность 105 буровой площадки при помощи электрических кабелей 580, 505, 205, 145 и устройства 160 перемещения. Затем выходные сигналы могут анализировать на поверхности 105 буровой площадки и/или регистрировать при помощи наземного запоминающего устройства 177. Выходные электрические сигналы могут также регистрировать скважинным запоминающим устройством 558 и одновременно передавать на поверхность 105 буровой площадки, например, для регистрации наземным запоминающим устройством 177. Данные, которые хранят на запоминающем устройстве 558, передают на поверхность 105 буровой площадки и/или хранят на наземном запоминающем устройстве 177, могут включать в себя первичные данные с акселерометра (акселерометров) 526 и/или датчиков 560, 562, 564, 568 или обработанные данные, полученные с использованием первичных данных, например, как в вариантах осуществления, в которых данные с акселерометра (акселерометров) 526 калибруют для учета возможной экстремальной температуры, давления, напряжения и/или других факторов рабочей среды в стволе скважины во время работы ясом.
При сборке датчика 500 перед включением его в комплект 110 скважинных инструментов, первая и вторая внутренние поверхности 508, 509 корпуса 502 могут быть по существу ровными и/или могут иным способом допускать, чтобы аппаратный блок 520 вставляли и перемещали в продольном направлении вдоль канала 504 до соприкосновения упора 570 аппаратного блока 520 с первым упором 518 корпуса 502. После того, как аппаратный блок 520 полностью вставлен в канал 504, его могут удерживать в канале 504 при помощи крепежного элемента 572, который задействуют для зацепления аппаратного блока 520 с корпусом 502. Крепежный элемент 572 может представлять собой или предусматривать стопорное кольцо с наружной резьбой, которое задействуют для соединения с соответствующей внутренней резьбой корпуса 502 и, тем самым, предотвращения выхода аппаратного блока 520 из канала 504. Кроме того, крепежный элемент 572 может предусматривать отверстие 574, которое проложено через него таким образом, что допускает прохождение через него электрических кабелей 505, 525 и электрическое соединение с нижним электрическим разъемом 546.
Несмотря на то, что на фиг. 3 аппаратный блок 520 показан как отдельный, обособленный элемент, аппаратный блок 520 могут также составлять из двух или более отдельных и отличных элементов. Так, опорный элемент 530, монтажные платы 536 и приемная часть 540 могут быть отдельными и отличными частями, соединенными вместе посредством резьбового соединения, крепежных элементов, посадки с натягом и/или других крепежных устройств.
Как видно из фиг. 3, нижний электрический разъем 546 могут задействовать для электрического соединения датчика 500 со второй частью 150 комплекта 110 скважинных инструментов. Нижний электрический разъем 546 может предусматривать по существу цилиндрический корпус, и его могут располагать в центральном канале 504 около нижнего устройства подключения датчика 500 или рядом с ним. Нижний электрический разъем 546 могут располагать у третьей внутренней поверхности 511 корпуса 502 и в контакте со вторым упором 519, выступающим в радиальном направлении в канал 504, так чтобы поддерживать нижний электрический разъем 546 в заданном положении по отношению к нижнему механическому крепежному устройству 514 нижнего устройства подключения. Нижний электрический разъем 546 может предусматривать некоторое количество штифтов 578, выходящих из него и находящихся в электрическом соединении с некоторым количеством отдельных жил электрического кабеля 505. Некоторое количество штифтов 578 может входить в зацепление с некоторым количеством гнезд соответствующего электрического разъема (не показан) верхнего устройства подключения второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов. Несмотря на то, что представлен один вариант осуществления нижнего электрического разъема 546, нижний электрический разъем 546 может представлять собой или предусматривать другие электрические разъемы, известные в данной области техники, например, такие как могут задействовать для стыковки или иного способа электрического соединения с соответствующим электрическим разъемом верхнего устройства подключения второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов. Нижний электрический разъем 546 также может быть не предусмотрен, например, в вариантах осуществления, в которых отдельные жилы электрического кабеля 505 могут сращивать или другим способом соединять с отдельными жилами электрического кабеля 155 второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов или с другим электрическим кабелем.
В дополнение к варианту осуществления, представленному на фиг. 1 и 2, в котором датчик 500 подключен ниже яса 200 (между ясом 200 и второй частью 150 комплекта 110 скважинных инструментов), датчик 500 могут подключать выше яса 200, например, между ясом 200 и первой частью 140 комплекта 110 скважинных инструментов. Датчик 500 могут также подключать между противоположными частями первой части 140 комплекта 110 скважинных инструментов, между противоположными частями второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов, выше первой части 140 комплекта 110 скважинных инструментов или ниже второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов. Несколько экземпляров датчика 500 могут также включать в состав комплекта 110 скважинных инструментов в нескольких местоположениях, например, первый экземпляр подключают между первой частью 140 комплекта 110 скважинных инструментов и ясом 200 и второй экземпляр подключают между ясом 200 и второй частью 150 комплекта 110 скважинных инструментов.
Во время работы комплекта 110 скважинных инструментов, комплект 110 скважинных инструментов с ясом 200 и датчиком 500 могут перемещать в стволе 120 скважины, который пробурен в подземной толще 130 горных пород. 1. Во время такого перемещения яс 200 может находиться в первой конфигурации, как показано на фиг. 2, в которой детектор 420 определяет электрическую характеристику (например, ток и/или напряжение) электрического проводника 205, такую как может быть получена посредством электронной связи с наземным оборудованием 175 при помощи электронного кабеля 145 первой части 140 комплекта скважинных инструментов и устройства 160 перемещения. При этом яс 200 может также находиться во второй конфигурации, описанной выше (не показана), в которой детектор 420 не определяет электрическую характеристику (или определяет отсутствие электрической характеристики) в электрическом кабеле 205. Работа ясом 200 может предусматривать активную настройку или регулировку яса 200 между первой и второй конфигурациями, например, путем управления наземным оборудованием 175 для установления электрической характеристики, определяемой детектором 420. Во время последующих операций вторая часть 150 комплекта скважинных инструментов может оказаться прихваченной или заклиненной в стволе 120 скважины. Поэтому яс 200 может выполнять рабочий ход, когда яс 200 находится либо в первой, либо во второй конфигурации.
Во время рабочего хода натяжное устройство 170 наземного оборудования 175 увеличивает натяжение, приложенное к комплекту 110 скважинных инструментов за счет того, что тянет устройство 160 перемещения. Когда натяжение увеличивается, зацепление между блокировочными частями 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой задействуют для преодоления поджимающего усилия верхнего и/или нижнего пакета 350, 355 пружин, это вызывает смещение верхнего корпуса 242 в осевом направлении от нижнего корпуса 265. Таким способом натяжение еще больше увеличивают на величину, достаточную для того, чтобы вывести блокирующий контур 465 блокирующего элемента 285 за пределы концов гибких элементов 320 блокировочной части 280 с наружной нарезкой, в результате чего происходит удар.
Выше указано, что такое воздействие могут возбуждать в первой конфигурации или конфигурации «с низкой нагрузкой» яса 200, когда детектор 240 определяет электрическую характеристику посредством электрического кабеля 205, или во второй конфигурации или конфигурации «с высокой нагрузкой» яса 200, когда детектор 240 не определяет электрическую характеристику (или определяет ее отсутствие). Возникающую силу воздействия передают на нижнюю часть 150 комплекта скважинных инструментов, например, вдоль направления от ударных элементов 495 к нижней части 150 комплекта скважинных инструментов через нижний корпус 265 и корпус 502 датчика 500.
В первой конфигурации или конфигурации «с низкой нагрузкой» детектор 420, поршень 430, сердечник 435 и/или поджимной элемент 460 могут использовать совместно для перемещения блокирующего контура 465 блокирующего элемента 285 в направлении вверх для сокращения расстояния 470, на которое верхний и/или нижний пакет 350, 355 пружин могут сжимать, чтобы изогнуть гибкие полоски 320 внутрь в радиальном направлении и высвободить из блокировочной части 275 с внутренней нарезкой. В результате верхние концы гибких элементов 320 блокировочной части 280 с наружной нарезкой способны изгибаться внутрь в радиальном направлении, тем самым допуская высвобождение блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой, так что верхний корпус 242 быстро сдвигается от нижнего корпуса 265 до тех пор, пока один или несколько упоров, выступов, ободков и/или других ударных элементов 490, соединенных со стволом 270, не столкнутся с соответствующим одним или несколькими упорами, выступами, ободками и/или другими ударными элементами 495, соединенными с третьей верхней частью 260 корпуса. Во время работы ясом один или несколько датчиков, среди которых температурный датчик 560, датчик 562 давления, датчик 564 угла наклона, датчик 568 нагрузки и акселерометр 526, могут генерировать один или несколько выходных сигналов, связанных с воздействием или характеризующих воздействие, которое передано ясом 200 и/или текущей рабочей средой датчика 500, как описано выше. Выходные сигналы могут записывать на скважинное запоминающее устройство 558 и/или передавать на поверхность 105 буровой площадки, например, для записи на наземное запоминающее устройство 177.
Работа яса 200 может предусматривать несколько повторов рабочего хода «с низкой нагрузкой» и повторное зацепление блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой, пока сила воздействия, повторно приложенного ко второй части 150 комплекта скважинных инструментов не будет достаточной для сдвига второй части 150 комплекта скважинных инструментов. При этом сила воздействия, приложенного ясом 200 ко второй части 150 комплекта скважинных инструментов во время работы ясом 200 в первой конфигурации, может быть недостаточной для сдвига второй части 150 комплекта скважинных инструментов. В таких ситуациях, чтобы добиться рабочего хода «с высокой нагрузкой», яс 200 могут путем настройки или регулирования переводить во вторую конфигурацию или конфигурацию «с высокой нагрузкой», как описано выше, в которой детектор 420 не определяет электрическую характеристику (или определяет отсутствие электрической характеристики) в электрическом кабеле 205. Во второй конфигурации яс 200 и/или комплект 110 скважинных инструментов могут быть «выключены», так что детектор 240 не определяет электрическую характеристику, и это вызывает перемещение блокирующего контура 465 блокирующего элемента 285 дальше вниз в блокировочную часть 280 и, следовательно, увеличение расстояния 470. Затем при помощи натяжного устройства 170 к средству 160 перемещения могут прикладывать большее натяжение для сжатия верхнего и/или нижнего пакета 350, 355 пружин на большее расстояние 470, чтобы изогнуть гибкие полоски 320 внутрь в радиальном направлении и высвободить их из блокировочной части 275 с внутренней нарезкой, создавая тем самым воздействие «с высокой нагрузкой». Затем работа яса 200 может предусматривать несколько повторов рабочего хода «с высокой нагрузкой» и повторное зацепление блокировочных частей 275, 280 с внутренней и наружной нарезкой, пока сила воздействия, повторно приложенного к нижней части 150 комплекта скважинных инструментов не будет достаточной для сдвига нижней части 150 комплекта скважинных инструментов.
На фиг. 5 представлена блок-схема по меньшей мере части примера осуществления способа 600 согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Способ 600 могут применять для эксплуатации яса и датчика, например, по меньшей мере части яса 200 и датчика 500, показанных на одном или нескольких из фиг. 1-4. Таким образом, дальнейшее описание относится к совокупности фигур с 1 по 5.
Способ 600 может предусматривать перемещение 605 комплекта 110 скважинных инструментов, предусматривающего яс 200 и датчик 500, в стволе 120 скважины и приложение усилия 610 натяжения к комплекту 110 скважинных инструментов и, в конечном счете, запуск 615 яса 200 для передачи воздействия на комплект 110 скважинных инструментов. Как описано выше, яс 200 может предусматривать корпус и ствол 270. Корпус может предусматривать верхний корпус 242 и нижний корпус 265, которые находятся в подвижном соединении посредством ствола 270, и запуск 615 яса 200 для передачи воздействия на комплект 110 скважинных инструментов может предусматривать запуск яса 200 таким образом, что верхний корпус 242 быстро движется вверх относительно нижнего корпуса 265 до тех пор, пока верхний и нижний корпуса 242, 265 не столкнутся, тем самым оказывая воздействие, которое передается на комплект 110 скважинных инструментов.
Как описано выше, датчик 500 может предусматривать один или несколько акселерометров 526, один или несколько датчиков 560, 562, 564, 568 параметров среды и запоминающее устройство 558. Способ 600 также предусматривает определение 620 ускорения во время воздействия, для чего применяют акселерометр (акселерометры) 526, и сохранение 625 на запоминающее устройство 558 данных ускорения воздействия, сгенерированных акселерометром (акселерометрами) 526. Данные, которые определяют 620 и сохраняют 625, могут также включать в себя данные от одного или нескольких датчиков 560, 562, 564, 568 параметров среды.
Способ 600 может дополнительно предусматривать соединение 630 датчика 500 с ясом 200 перед перемещением 605 комплекта 110 скважинных инструментов в стволе 120 скважины. Так, нижнее механическое крепежное устройство 218 яса 200 могут соединять с верхним механическим крепежным устройством 512 датчика 500, и один или несколько нижних электрических разъемов 217 яса 200 могут соединять с одним или несколькими верхними электрическими разъемами 528 датчика 500. Один или несколько нижних электрических разъемов 217 яса 200 могут соединять с одним или несколькими верхними электрическими разъемами 528 датчика 500 перед соединением нижнего механического крепежного устройства 218 яса 200 с верхним механическим крепежным устройством 512 датчика 500, или соединение нижнего механического крепежного устройства 218 яса 200 с верхним механическим крепежным устройством 512 датчика 500 может одновременно соединять один или несколько нижних электрических разъемов 217 яса 200 с одним или несколькими электрическими разъемами 528 датчика 500.
Способ может дополнительно предусматривать включение 632 соединенных 630 яса и датчика 200, 500 в состав комплекта 110 скважинных инструментов. Так, верхнее механическое крепежное устройство 212 яса 200 могут соединять с соответствующим устройством подключения первой части 140 комплекта 110 скважинных инструментов, и нижнее механическое крепежное устройство 514 датчика 500 могут соединять с соответствующим устройством подключения второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов. Такое подключение 632 может дополнительно предусматривать соединение одного или нескольких верхних электрических разъемов 215 яса 200 с соответствующим нижним электрическим разъемом первой части 140 комплекта 110 скважинных инструментов, и соединение одного или нескольких электрических разъемов 546 датчика 500 с соответствующим верхним электрическим разъемом второй части 150 комплекта 110 скважинных инструментов. Как упомянуто выше, электрическое соединение может быть предшествовать механическому соединению или механическое соединение может одновременно представлять собой и электрическое соединение.
Способ 600 может дополнительно предусматривать замену 635 блока 524 аккумуляторов путем отсоединения и удаления блока 524 аккумуляторов из аппаратного блока 520 и помещения запасного блока 524 аккумуляторов в аппаратный блок 520 и подсоединения к нему. Такую замену 635 будут выполнять перед подключением 632 соединенных яса и датчика 200, 500 к комплекту 110 скважинных инструментов.
Способ 600 может также предусматривать определение 640 того, сдвинута ли прихваченная часть комплекта 110 скважинных инструментов или освобождена. Если определено 640, что прихваченная часть комплекта 110 скважинных инструментов сдвинута, способ 600 может предусматривать извлечение 645 комплекта 110 скважинных инструментов на поверхность 105 буровой площадки. Затем способ 600 может предусматривать электрическое соединение 650 наземного запоминающего устройства 177 с датчиком 500, извлечение 655 данных ускорения воздействия из скважинного запоминающего устройства 558 и сохранение 660 данных ускорения воздействия на наземном запоминающем устройстве 177.
Если определено 640, что прихваченная часть комплекта 110 скважинных инструментов не сдвинута, способ 600 может предусматривать оценку 665 риска повреждения комплекта 110 скважинных инструментов силами ускорения воздействия, например, путем сопоставления ускорения, вызванного воздействием, с заданным уровнем ускорения, которое комплект 110 скважинных инструментов может выдерживать при работе. Если определено 665, что ускорение, вызванное воздействием, находится на заданном уровне или близко к нему, воздействие могут повторить, снова прикладывая 610 усилие натяжение к комплекту 110 скважинных инструментов, в том числе, в конечном счете снова запуская 615 яс, чтобы передать воздействие на комплект 110 скважинных инструментов. При этом, если определено 665, что ускорение, вызванное воздействием, существенно меньше заданного уровня (например, по меньшей мере, приблизительно на двадцать процентов), тогда к комплекту 110 скважинных инструментов могут прикладывать 670 второе усилие натяжения, которое больше первого усилия натяжения (например, приблизительно на десять процентов), в том числе, в конечном счете снова запуская 675 яс, чтобы передать второе, большее воздействие на комплект 110 скважинных инструментов. В таких случаях способ 600 может также предусматривать определение 680 при помощи акселерометра (акселерометров) 526 большего ускорения во время второго, большего воздействия, и сохранение 685 данных ускорения воздействия, сгенерированных акселерометром (акселерометрами) 526, на запоминающее устройство 558. Определенные 680 и сохраненные 685 данные могут также включать в себя данные от одного или нескольких датчиков 560, 562, 564, 568 параметров среды.
Как описано выше, комплект 110 скважинных инструментов может дополнительно предусматривать один или несколько электрических кабелей 145, 205, 505, 155, проложенных между ясом 200, датчиком 500 и поверхностью 105 буровой площадки. Способ 600 может дополнительно предусматривать передачу 690 данных ускорения воздействия от датчика 500 на поверхность 105 буровой площадки по одному или нескольким электрическим кабелям 145, 205, 505, 155 и сохранение 660 данных ускорения на наземном запоминающем устройстве 177 после генерирования 615, 675 одного или нескольких воздействий, будь то вместо или дополнительно к соединению 650 наземного запоминающего устройства 177 с датчиком 500 и извлечению 655 данных ускорения воздействия из скважинного запоминающего устройства 558.
На фиг. 6 показана блок-схема по меньшей мере части примера осуществления программы 700 анализа перемещения согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Программа 700 предусматривает модель 710 перемещения, в которой входные данные 720 используют для создания выходных данных 730. В примере осуществления, показанном на фиг. 6, входные данные 720 содержат входные данные 722 о каротажном кабеле, входные данные 724 о комплекте скважинных инструментов, входные данные 726 о скважине и входные данные 728 о перемещениях.
Входные данные 722 о каротажном кабеле, могут содержать (1) наружный диаметр (OD) каротажного кабеля, (2) вес (например, на единицу длины) каротажного кабеля (например, в воздухе), (3) различные параметры, описывающие каротажный кабель (например, продольную деформацию, модуль упругости, модуль сдвига, модуль объемного сжатия, коэффициент Пуассона, тепловое расширение и пр.), (4) прочность каротажного кабеля на разрыв, (5) местоположение (местоположения) калиброванных механических соединений, разрывающихся при определенном натяжении кабеля, и (6) информацию об устройствах уменьшения трения каротажного кабеля (например, покрытиях, муфтах, отклонителях, скользящих роликах и пр.). Входные данные 724 о комплекте скважинных инструментов могут относиться ко всему комплекту скважинных инструментов, если он находится в сборе, и/или к отдельным инструментам, модулям и/или другим компонентам комплекта скважинных инструментов, и могут содержать (1) длину, (2) наружный диаметр (например, максимальный наружный диаметр, изменения наружного диаметра (например, наружный профиль) и пр.), (3) вес (например, в воздухе), (4) информацию об устройствах уменьшения трения каротажного кабеля (например, покрытиях, муфтах, отклонителях, скользящих роликах и пр.), (5) нормальную силу (действующую перпендикулярно осевой линии скважины), (6) предел прочности на растяжение, и (7) длину хода (например, воздействия ясом, привода линейного перемещения и пр.). Входные данные 726 о скважине могут относиться ко всей скважине и/или к отдельным участкам вдоль оси скважины, и могут содержать (1) длину, (2) внутренний диаметр (ID) скважины (например, минимальный внутренний диаметр, изменения внутреннего диаметра (например, внутренний профиль) и пр.), (3) информацию о состоянии скважины (например, необсаженная или обсаженная, состояние глинистой корки (например, толщина) и пр.), (4) информацию о флюиде (в том числе, газе) в скважине (например, состав, давление, температура, плотность, вязкость и пр.), (5) давление и/или температуру на устье и/или на забое скважины, (6) информацию о притоке в скважину из вскрытого пласта-коллектора (вскрытых пластов-коллекторов) / формации (формаций) и/или о закачке из скважины во вскрытый пласт-коллектор (вскрытые пласты-коллекторы) / формацию (формации) (например, о составе, давлении, температуре, плотности, вязкости, расходе и пр. флюида (в том числе, газа)), и (7) информацию о вскрытом скважиной пласте-коллекторе (пластах-коллекторах) / формации (формациях) (например, о глубинах границ, давлении, температуре, скин-факторе, проницаемости и пр.). Данные 728 о перемещениях могут содержать рабочую скорость, трение регулятора давления и информацию о добыче из скважины на наземное оборудование и/или закачку с наземного оборудования в скважину (например, состав, давление, температура, плотность, вязкость, расход и пр. флюида (в том числе, газа)).
Входные данные 720 могут быть отличными от варианта осуществления, показанного на фиг. 6. Так, входные данные 720 могут также содержать информацию, полученную при помощи одного или нескольких датчиков, которые описаны выше, либо в дополнение к одному или нескольким входным данным 720, показанным на фиг. 6, либо вместо них. Входные данные 720 могут также содержать информацию, полученную из человеческого опыта, например, эмпирические результаты, полученные во время испытаний (например, лабораторных испытаний) и/или реальных работ, выполненных в скважине и/или других скважинах. Входные данные 720 могут содержать описанные выше данные и/или входные данные об ударе (ускорение - высокая и/или низкая частота), натяжении и/или сжатии (высокая и/или низкая частота), угле наклона, давлении, температуре, радиальной ориентации, трении, скорости, крутящем моменте, вибрации, параметрах флюида (вязкости, массе, давлении, температуре, плотности, давлении насыщения, температуре насыщения, точке росы и пр.), геометрии ствола скважины (например, кавернометрии), глубине и/или других измеренных (и/или полученных другим способом) входных данных, которые, таким образом, считаются также находящимися в пределах объема настоящего изобретения.
Программа 700 может также использовать промежуточные данные 740, определенные, рассчитанные или другим образом полученные исходя из входных данных 720. Промежуточные данные 740 могут определять при помощи модели 710 перемещения, другой части программы 700 анализа перемещения, человека-оператора и/или другим способом. Так, промежуточные данные 740 могут содержать коэффициент трения скважины, отнесенный к каждому участку скважины. Коэффициент трения скважины может быть основан на входных данных 726 о скважине, в том числе, на информации о состоянии скважины/участка и флюида/газа в ней и/или на другой информации. Промежуточные данные 740 могут содержать информацию о плавучести, например, о весе комплекта скважинных инструментов и каротажного кабеля в заполненной жидкостью скважине, полученных исходя из данных 724 о комплекте скважинных инструментов, данных 726 о скважине (например, о флюиде/газе в скважине), информации о давлении и/или регулировании давления в скважине и/или другой информации. Промежуточные данные 740 могут содержать оценку или прогноз веса в наземных условиях в отсутствие трения, например, они могут быть получены путем разложения сил, действующих в скважине, в том числе, веса комплекта скважинных инструментов и каротажного кабеля в заполненной жидкостью скважине, и умножения на глубину при отклонении. Промежуточные данные 740 могут содержать сопротивление трения (например, механическое и/или от флюида в скважине) на комплекте скважинных инструментов и различных используемых устройствах перемещения (например, каротажном кабеле, кабельных подъемниках, скользящих роликах, отклонителях и пр.). Так, сопротивление трения может содержать механическое сопротивление, которое рассчитано, определено или иным образом исходит из вертикальной силы, умноженной на коэффициент трения (например, трения движения), и/или трение в зависимости от флюида, исходя из сопротивления давлению флюида, сопротивление формы и/или сопротивление деформации. Промежуточные данные 740 могут содержать силы дифференциального прихвата, например, основанные на разности давлений (между пластом-коллектором и скважиной), коэффициент глинистой корки и площадь контакта комплекта скважинных инструментов с боковой стенкой ствола скважины. Промежуточные данные 740 могут содержать информацию о воздействии яса, например, размер и хода яса, включенного в состав комплекта скважинных инструментов, коэффициенты гашения колебаний и/или другую информацию.
Объединение определений дифференциального прихвата и воздействия ясом может давать преимущества в бесчисленном множестве вариантов осуществления, находящихся в объеме настоящего изобретения. Так, это позволяет вывести или иным способом определить результат работы ясом в зависимости от расстояния и количество воздействий ясом для освобождения от прихвата. При этом преимущества и варианты осуществления также находятся в пределах объема настоящего изобретения.
Исходя из одного или нескольких входных данных 720 или одного или нескольких промежуточных данных 740, выходные данные 730 модели 710 перемещения могут содержать график и/или другие данные, описывающие как рассчитанный, спрогнозированный или другим способом полученный вес в наземных условиях (например, вес комплекта скважинных инструментов согласно измерению наземным оборудованием) изменяется в зависимости от глубины комплекта скважинных инструментов (например, на нижнем конце, кабельном наконечнике, в средней точке и/или других компонентах или местоположениях в пределах комплекта скважинных инструментов). Так, информация о весе в наземных условиях в зависимости от глубины может представлять собой результат с нулевым трением +/- механическое сопротивление +/- сопротивление флюида. Информация о весе в наземных условиях в зависимости от глубины может содержать или ее могут применять для определения (1) глубины, на которой комплект скважинных инструментов встретил препятствие (возможно, со скользящими роликами и без них, отклонителями и/или другими устройствами, уменьшающими трение), (2) веса на поверхности, который необходим для запуска воздействия ясом, включенным в состав комплекта скважинных инструментов, (3) силы кабельного подъемника, которая требуется для того, чтобы вытянуть комплект скважинных инструментов на требуемую глубину в скважине, (4) максимального допустимого уровня отбора, (5) максимального исходного веса на подъеме, требуемого для преодоления прихвата/проскальзывания, (6) влияния скользящих роликов, отклонителей и других устройств в комплекте скважинных инструментов, уменьшающих трение, на прихват/проскальзывание, и/или другой информации.
Выходные данные 730 модели 710 перемещения могут также (или вместо этого) содержать зависимость натяжения на кабельном наконечнике от глубины в скважине, например, разность между результирующей силой вытягивания комплекта скважинных инструментов в скважине и сопротивлением устройства перемещения. Информация о зависимости натяжения на кабельном наконечнике от глубины может содержать или ее могут применять для определения (1) количественных различий, возникающих в результате добавления в состав комплекта скважинных инструментов скользящих роликов, отклонителей и/или других устройств, уменьшающих трение, (2) настроек оптимального воздействия ясом, (3) максимально допустимого темпа закачки, и/или другой информации.
Выходные данные 730 модели 710 перемещения могут также (или вместо этого) содержать силу работы ясом и/или других воздействий на комплект скважинных инструментов, как, например, произведение (или другая производная от) настроек яса и коэффициента воздействия. Эта информация о работе ясом может содержать расчет, прогноз и/или другим способом определенное расстояние перемещения ясом (и/или другими частями комплекта скважинных инструментов) во время каждого срабатывания яса и, возможно, количество воздействий ясом для преодоления дифференциального прихвата по меньшей мере части комплекта скважинных инструментов и/или устройства перемещения.
На фиг. 7 представлена блок-схема по меньшей мере части примера осуществления способа 800 согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Способ 800 могут применять совместно по меньшей мере с частью устройства, представленного на одной или нескольких фиг. с 1 по 4, по меньшей мере с частью способа, представленного на фиг. 5, с программой 700 и/или моделью 710, представленными на фиг. 6, и/или другими аспектами, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения.
Способ 800 может предусматривать обращение 810 к данным за прошедший период. Данные 810, к которым происходит обращение, могут содержать несколько массивов входных данных 720, представленных на фиг. 6, и/или других данных, описанных в настоящем документе, при этом каждый массив соответствует одной или нескольким операциям в одной или нескольких скважинах. Каждая такая операция может содержать спуск комплекта скважинных инструментов в скважину на требуемую глубину (RIH), подъем комплекта скважинных инструментов из скважины (РООН), части RTH или РООН, или комбинации таких перемещений комплекта скважинных инструментов в скважине.
Способ 800 может также предусматривать обращение 815 к промежуточным данным, например, к таким, которые могут содержать множество массивов промежуточных данных 740, изображенных на фиг. 6, и/или других данных, описанных в настоящем документе, при этом каждый массив соответствует тем же операциям/скважинам за прошедший период, к данным которых выполняли обращение 810. Обращение 815 к промежуточным данным может также или вместо этого предусматривать создание одного или нескольких таких массивов промежуточных данных 740 с применением данных за прошедший период, к которым выполняли обращение 810.
Способ 800 может также предусматривать создание 820 модели перемещения. Созданная 820 модель перемещения может представлять собой или содержать экземпляр модели 740 перемещения, созданной при помощи программы 700, показанной на фиг. 6. При этом другие способы могут также или вместо этого использовать для создания 820 модели перемещения.
Создание 820 модели перемещения может предусматривать предварительную обработку данных за прошедший период/промежуточных данных, к которым выполняли обращение 810/815. Так, данные за прошедший период/промежуточные данные, к которым выполняли обращение 810/815, могут фильтровать путем выбора массивов данных, которые соответствуют одному или нескольким параметрам скважин (например, типам, состояниям, размерам и пр. скважин), комплектов скважинных инструментов и/или операциям, например, массивам данных, к которым выполняли обращение 810/815 и в которых одно или несколько входных данных 720/740 имеют значения, находящиеся в заданных диапазонах и/или удовлетворяют другим условиям. Таким образом, путем фильтрации могут выбрать массивы данных, в которых значения для одного или нескольких параметров, к числу которых относят наружный диаметр, массу, коэффициент (коэффициенты), прочность на разрыв, калиброванные механические соединения, разрывающиеся при определенном натяжении кабеля, уменьшение трения и/или другие параметры, относящиеся к каротажному кабелю, один или несколько параметров, к которым относят длину, наружный диаметр, массу, уменьшение массы, нормальную силу, предел прочности на растяжение, длину хода и/или другие параметры, относящиеся к скважине, и/или один или несколько параметров, к числу которых относят рабочую скорость, трение регулятора давления, добычу/закачку и/или другие параметры, относящиеся к перемещению, каждый из которых попадает в диапазон между максимальным и минимальным пороговыми значениями. Максимальное и минимальное пороговые значения, которые применяют для такой фильтрации, могут задавать заранее или вводить в режиме реального времени, их могут также определять исходя из различных типов подходящего каротажного кабеля, комплекта скважинных инструментов, скважинного и/или другого оборудования и/или для разных сценариев перемещения, компаний-операторов, географических местоположений и/или других переменных.
Предварительная обработка может также или вместо этого предусматривать субдискретизацию. Так, подобная субдискретизация может предусматривать случайный или иной выбор части данных за прошедший период/промежуточных данных, к которым выполняли обращение 810/815. Подобная субдискретизация может способствовать удалению помех из данных за прошедший период/промежуточных данных, к которым выполняли обращение 810/815, и/или установлению трендов в данных за прошедший период/промежуточных данных, к которым выполняли обращение 810/815, до и/или после предварительной обработки.
Предварительная обработка может также или вместо этого предусматривать согласование данных во времени относительно друг друга. Такое согласование могут применять для совмещения известных и/или прогнозных особенностей данных (например, пиковые значения, впадины, плато, склоны, кривые и пр. в данных или в производных, интегралах и/или других математических операциях над данными) по времени и/или для учета различных частот дискретизации в данных за прошедший период/промежуточных данных, к которым выполняли обращение 810/815. Согласование по времени и/или другой аспект предварительной обработки может в ином случае обеспечивать общее форматирование для приведения данных к виду, в котором их могут подавать, например, в алгоритм машинного обучения.
Способ 800 предусматривает обращение 830 к входным данным реальных работ. Входные данные о работах, к которым выполнено обращение 830, могут содержать одно или несколько входных данных (например, входные данные 720, показанные на фиг. 6), промежуточные данные (например, промежуточные данные 740, показанные на фиг. 6), измерения датчиков и/или другие переменные, описанные выше. Входные данные о работах, к которым выполнено обращение 830, затем используют в созданной 820 модели с целью прогнозирования 840 данных о рабочих перемещениях. Прогнозные 840 данные о рабочих перемещениях могут содержать одно или несколько входных данных (например, входные данные 720, показанные на фиг. 6), промежуточные данные (например, промежуточные данные 740, показанные на фиг. 6), измерения датчиков, выходные данные (например, выходные данные 730, показанные на фиг. 6) и/или другие переменные, описанные выше. Так, данные за прошедший период/промежуточные данные, к которым выполняли обращение 810/815, могут содержать данные, которые характеризуют первый параметр, и некоторое количество вторых параметров работы, для которой прогнозируют 840 данные перемещения. Данные за прошедший период/промежуточные данные, к которым выполняли обращение 810/815, могут содержать значения первого и второго параметров прошлых работ и модель перемещения, созданную 820 с данными за прошедший период/промежуточными данных, к которым выполняли обращение 810/815, могут использовать для прогнозирования значения (значений) первого параметра, исходя из значения для вторых параметров во входных данных о работах, к которым выполнено обращение 830. Таким образом, при прогнозировании 840 данных о рабочих перемещениях значения вторых параметров во входных данных о работах, к которым выполнено обращение 830, могут использовать как входные данные к созданной 820 модели перемещения, которая затем прогнозирует значение (значения) первого параметра (параметров), отсутствующее во входных данных о работах, к которым выполнено обращение 830.
Созданная 820 модель перемещения может содержать различные модели, используемые для различных аспектов операций перемещения в работе. Так, среди прочих примеров, которые, таким образом, считаются также находящимися в пределах объема настоящего изобретения, для спуска инструмента в скважину и подъема инструмента из скважины, обсаженного ствола скважины и необсаженного ствола скважины, разных сервисных компаний, и/или включения или исключения скользящих роликов, отклонителей и/или других устройств, уменьшающих трение, могут применять разные модели. Для разных участков скважины могут использовать несколько прогнозирующих моделей.
Создание 820 модели перемещения может предусматривать аналитическое определение корреляций между рабочими параметрами, доступными из ранее проанализированных работ по перемещению, при этом параметры доступны в виде данных за прошедший период/промежуточных данных, к которым выполняли обращение 810/815. Создание 820 модели перемещения может затем предусматривать регулирование настроечных параметров модели (например, итеративным способом) для использования корреляций между каждым из первых и вторых рабочих параметров в данных за прошедший период/промежуточных данных, к которым выполняли обращение 810/815, с целью оптимизации эффективности прогнозирования модели перемещения.
Так, данные за прошедший период/промежуточные данные, к которым выполняли обращение 810/815, могут использовать для создания нескольких моделей выделения признаков, каждая из которых прогнозирует один из имеющихся рабочих параметров, используя другие доступные параметры. Таким образом, если в обучающих данных доступно двадцать рабочих параметров, тогда можно создать двадцать моделей выделения признаков. Первый и второй рабочие параметры могут выбирать исходя из корреляции, которую демонстрируют модели выделения признаков. То есть, могут выбирать одну (или несколько) из созданных моделей выделения признаков, которые демонстрируют самую тесную корреляцию между параметрами. Выбор первого и второго рабочих параметров может также исходить из физических допущений, основанных на наблюдениях человека за предшествующими работами на месторождении и/или предшествующими работами по техническому обслуживанию.
Однако выбор первого и второго рабочих параметров исходя из корреляции в созданных моделях выделения признаков, может сначала предусматривать выбор первых рабочих параметров (рабочего параметра, для которого будут прогнозировать 840 данные), и затем выбор параметра среди остальных рабочих параметров в качестве входных данных для модели. Для моделирования прогнозных выходных данных возможно использовать каждое из имеющихся входных данных. При этом возможна ситуация, в которой очень немногие входные данные вносят вклад в большую часть изменчивости выходных данных. За счет удаления входных данных, которые независимы от требуемых выходных данных и/или имеют слабые корреляции, моделирование могут выполнять быстрее и эффективнее, и с меньшими помехами, которые могут осложнять результаты анализа. Кроме того, два или несколько входных данных могут комбинировать с целью создания новых параметров (например, промежуточных данных), которые могут улучшить результаты.
При этом другие способы могут также или вместо этого использовать для создания 820 прогнозирующей модели перемещения. Такие способы могут предусматривать статистические инструменты и/или инструменты, основанные на физических законах, которые могут воспринимать выбранные первые рабочие параметры данных за прошедший период/промежуточные данные и затем обеспечивать прогнозирование выходных данных. Моделирование на основе физических законов может использовать традиционные физические уравнения, основанные на первых принципах, для описания характеристик данной системы, и может обеспечивать представление о физических характеристиках системы и о том, как эта система дает сбой. При этом в большинстве сложных систем с многомерными данными модели первого принципа не были сформулированы, и установление взаимосвязей между определенными выходными данными и большим количеством входных параметров может быть невыполнимой задачей. В таких случаях технические решения на основе данных, машинного обучения и/или других статистических методов моделирования могут использовать с данными за прошедший период/промежуточными данными, к которым выполняли обращение 810/815, для обучения модели путем ввода данных алгоритма и последующего итеративного регулирования набора параметров модели с целью сведения к минимуму ошибки модели по сравнению с данными за прошедший период/промежуточными данными, к которым выполняли обращение 810/815. Такие способы могут улучшать результаты работы за счет нахождения корреляций между входными данными и определенными выходными данными и последующего использования степени корреляции для назначения весов входным параметрам. Создание 820 модели перемещения может также предусматривать нормирование данных за прошедший период/промежуточных данных, к которым выполняли обращение 810/815, по нескольким измерениям с целью повышения качества модели.
Способ 800 может также предусматривать обращение 850 к данным реальных рабочих перемещений. Данные о рабочих перемещениях, к которым выполняли обращение 850, могут использовать для уточнения 860 ранее созданной 820 модели перемещения. Так, разности между прогнозными 840 данными рабочих перемещений и данными о реальных рабочих перемещениях, к которым выполняли обращение 850, могут использовать для корректировки коэффициентов, условий, взаимосвязей, формул, алгоритмов и/или других аспектов созданной 820 модели перемещения. Данные о рабочих перемещениях, к которым выполняли обращение 850, могут также или вместо этого использовать для уточнения 870 коэффициентов, условий, взаимосвязей, формул, алгоритмов и/или других аспектов промежуточных данных, к которым выполняли обращение 815, причем эти данные впоследствии могут использовать для уточнения 860 модели перемещения. Уточненную 860 модель перемещения впоследствии могут использовать с входными рабочими данными, к которым ранее или недавно выполняли обращение, для прогнозирования данных перемещения в той же или другой работе по перемещению.
Разные аспекты способа 800 могут осуществлять разные субъекты (например, разные люди, разные компьютеры, разные компании и пр.). Так, первая компания может обратиться 810/815 к данным за прошедший период/промежуточным данным и создать 820 модель перемещения, вторая компания может обратиться 830 к входным рабочим данным и спрогнозировать 840 данные о рабочих перемещениях, третья компания может обратиться 850 к данным реальных рабочих перемещений, и четвертая компания может обновить 855/860 промежуточные данные и/или модель перемещения. Согласно другому варианту, одна компания или некоторая другая комбинация компаний может осуществлять весь способ 800 или его части.
На фиг. 8 представлена блок-схема по меньшей мере части примера осуществления системы 900 обработки согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Один или несколько экземпляров системы 900 обработки могут находиться в проводной или беспроводной связи с датчиками, компонентами и/или другими устройствами, показанными на одной или нескольких фиг. с 1 по 4, и/или одним или несколькими устройствами, находящимися в пределах объема настоящего изобретения, независимо от того находится ли система 900 обработки на буровой площадке или на удалении от нее. Один или несколько экземпляров системы 900 могут задействовать для исполнения машиночитаемых команд с целью реализации по меньшей части способа 600, показанного на фиг. 6, программы 700, показанной на фиг. 6, способа 800, показанного на фиг. 7, и/или других способов, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения. Один или несколько экземпляров системы 900 могут задействовать для осуществления по меньшей мере части одного или нескольких экземпляров устройства, описанного в настоящем документе. Система 900 обработки может представлять собой или предусматривать, например, один или несколько процессоров, специальных вычислительных устройств, серверов, персональных компьютеров, переносных компьютеров, планшетных компьютеров, персональных цифровых устройств (PDA), смартфонов, устройств для подключения к интернету, и/или вычислительные устройства других типов.
Система 900 обработки может предусматривать процессор 912, например, общего или специального назначения, программируемый процессор. Процессор 912 может предусматривать локальное запоминающее устройство 914 и может исполнять закодированные команды 932, находящиеся в локальном запоминающем устройстве 914 и/или другом запоминающем устройстве системы 900 обработки. В качестве неограничивающих примеров, процессор 912 может представлять собой, предусматривать, или быть реализован в виде одного или нескольких процессоров разных типов, подходящих к локальной среде приложения, и может содержать один или несколько процессоров или компьютеров общего назначения, процессоров или компьютеров специального назначения, микропроцессоров, процессоров для цифровой обработки сигналов (DSP), логических матриц, программируемых пользователем (FPGA), интегральных схем прикладной ориентации (ASIC) и процессоров на основе многоядерной архитектуры. Разумеется, также допустимы другие процессоры из других семейств.
Процессор 912 может быть связан с оперативной памятью 917, например, он может предусматривать энергозависимое запоминающее устройство 918 и энергонезависимое запоминающее устройство 920, возможно, при помощи шины 922 и/или других устройств связи. Энергозависимое запоминающее устройство 918 может представлять собой или может быть реализовано как оперативная память (RAM), статическая оперативная память (SRAM), синхронная динамическая оперативная память (SDRAM), динамическая оперативная память (DRAM), усовершенствованная динамическая память компании Rambus (RDRAM), флеш-память и/или запоминающие устройства других типов. Энергонезависимое запоминающее устройство 920 может представлять собой, предусматривать или может быть реализовано как постоянное запоминающее устройство, флеш-память и/или запоминающие устройства других типов. Один или несколько контроллеров (не показаны) могут управлять доступом к энергозависимому запоминающему устройству 918, энергонезависимому запоминающему устройству 920 и/или другим частям или компонентам оперативной памяти 917. Систему 900 обработки могут задействовать для хранения или регистрации (например, в накопительном устройстве 917) информации, которую вводят люди-операторы и/или генерируют датчики системы буровой площадки и/или другие системы, находящихся в пределах объема настоящего изобретения.
Система 900 обработки может также предусматривать схему 924 интерфейса. В числе других примеров, схема 924 интерфейса может представлять собой, предусматривать или быть реализована как стандартные интерфейсы, например, интерфейс Ethernet, универсальная последовательная шина (USB), интерфейс ввода/вывода третьего поколения (ЗОЮ), беспроводной интерфейс, сотовый интерфейс и/или спутниковый интерфейс. Схема 924 интерфейса может также предусматривать модем, плату сетевого интерфейса и/или другие устройства связи для облегчения обмена данными со внешними вычислительными устройствами посредством одной или нескольких сетей (например, Ethernet-соединения, абонентской сетевой линии (DSL), телефонной линии, коаксиального кабеля, системы сотовой связи, спутниковой и пр.). Так, согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения, датчики и/или другие компоненты системы могут соединять с системой 900 обработки посредством схемы 924 интерфейса.
Одно или несколько устройств 926 ввода могут также соединять со схемой 924 интерфейса. Устройства 926 ввода могут позволять людям-операторам вводить в систему 900 обработки закодированные команды 932, заданные рабочие величины и/или другие данные. Помимо других примеров, каждое из устройств 926 ввода может представлять собой, предусматривать или быть реализовано как клавиатура, мышь, сенсорный экран, трекпад, трекбол, камера, система распознавания голоса и/или устройство аудио и/или видео регистрации.
Одно или несколько устройств 928 вывода могут также соединять со схемой 924 интерфейса. Помимо других примеров, каждое из устройств 928 вывода может представлять собой, предусматривать или быть реализовано как устройство визуализации (например, светодиодный дисплей (LED), жидкокристаллический дисплей (LCD) или дисплей с электронно-лучевой трубкой (CRT)), принтер и/или динамик.
Систему 900 обработки могут также соединять с одним или несколькими запоминающими устройствами 930 и/или съемным носителем 934 данных или она может предусматривать их наличие. Помимо других примеров, каждое запоминающее устройство 930 и/или съемный носитель 934 данных может представлять собой, предусматривать или быть реализован по меньшей мере как часть (например, сектор) дисковода для гибких дисков, накопителя на жестком диске, дисковода для компакт-диска (CD), цифрового многофункционального диска (DVD) и/или USB и/или другого флеш-накопителя.
Закодированные команды 932, заданные рабочие величины и/или другие данные могут хранить в запоминающем устройстве 930, энергозависимом запоминающем устройстве 918, энергонезависимом запоминающем устройстве 920, локальном запоминающем устройстве 914 и/или на съемном носителе 934. Таким образом, компоненты системы 900 обработки могут быть реализованы в соответствии с аппаратными средствами (возможно, реализованы в виде одного или нескольких чипов, содержащих интегральную схему, например, ASIC), или могут быть реализованы как программное обеспечение или встроенное программное обеспечение для исполнения процессором 912. В случае программного обеспечения или встроенного программного обеспечения, реализация может предусматривать программный продукт, который содержит энергонезависимый машиночитаемый носитель, в состав которого входит компьютерный программный код (например, программное обеспечение или встроенное программное обеспечение), предназначенный для исполнения процессором 912.
Пример модели перемещения как продукта описан ниже. При этом следует понимать, что изложенное ниже представляет собой просто пример, и что варианты следующего примера также находятся в пределах объема настоящего изобретения.
Пример продукта содержит работающую через интернет модель силы и сопротивления, которая предусматривает, по меньшей мере, основные гидравлические характеристики. Модель может предусматривать возможность прогнозирования, оценки, определения и/или получения иным способом (в дальнейшем, в собирательном значении, «получения») максимально достижимой глубины инструмента, спускаемого в скважину на кабеле/комплекта скважинных инструментов, с применением или без применения скользящих роликов (и/или других штатных устройств уменьшения трения). Помимо или вместо этого модель может предусматривать возможность получения одной или нескольких настроек оптимального воздействия ясом. Помимо или вместо этого модель может предусматривать возможность получения силы кабельного подъемника, которая необходима для того, чтобы вытянуть комплект скважинных инструментов на требуемую глубину (например, общую глубину или проектную глубину), например, для сценариев, в которых этой глубины невозможно достигнуть только под действием силы тяжести. Помимо или вместо этого модель может предусматривать возможность получения по меньшей мере основной силы дифференциального прихвата для независимых проницаемых интервалов, например, в сценариях для необсаженного ствола скважины. Помимо или вместо этого модель может предусматривать возможность получения темпов добычи, которые способны поднять инструмент/комплект скважинных инструментов, когда инструмент/комплект скважинных инструментов неподвижен, и/или темпов добычи, которые способны предотвратить спуски в ствол скважины. Помимо или вместо этого модель может предусматривать возможность получения диапазона темпов закачки, которые можно было бы успешно использовать для закачки инструмента/комплекта скважинных инструментов на требуемую глубину (например, проектную глубину), но без разрушения калиброванного механического соединения, разрывающегося при определенном натяжении кабеля / 50% прочности на разрыв.
Один или несколько таких результатов могут выводить в виде графика веса в наземных условиях от поверхности до требуемой глубины (например, проектной глубины) спуска и подъема, возможно, включая уровень, на котором находится препятствие. График может также содержать кривую, представляющую 50% прочности на разрыв, и/или кривую, представляющую силу срабатывания яса. Один или несколько таких результатов могут также или вместо этого выводить в виде графика натяжения на кабельном наконечнике от поверхности до требуемой глубины (например, проектной глубины) спуска и подъема. Один или несколько таких результатов могут также или вместо этого выводить в виде профиля продольной деформации от поверхности до требуемой глубины (например, проектной глубины) спуска и подъема. Такие выходные данные могут также сопровождать обобщением входных данных для моделирования/модели.
Модель может обеспечивать пользователю возможность изменять трение инструмента/ комплекта скважинных инструментов независимо от трения скважины. Помимо или вместо этого модель может обеспечивать пользователю возможность изменять трение каротажного кабеля независимо от трения инструмента/ комплекта скважинных инструментов и/или трения скважины. Помимо или вместо этого модель может обеспечивать пользователю возможность выбирать вывод на дисплей (или иной способ вывода) сравнительных результатов для разных входных данных на одних и тех же графических выводах (и/или других типов вывода). Помимо или вместо этого модель может обеспечивать пользователю возможность вводить несколько глубин и давлений «проницаемых интервалов», например, для сценариев с необсаженным стволом скважины. Помимо или вместо этого модель может обеспечивать пользователю возможность выбирать из ограниченного числа флюидов, находящихся в скважине, например, это газ, нефть, вода, пластовая вода, буровой раствор на основе нефти или воды, рабочая жидкость гидроразрыва, жидкость для ремонта скважин и/или других примеров.
Человек-оператор может применять модель при помощи одного или нескольких конечных пользовательских интерфейсов, которые позволяют использовать входные данные, как описано выше. Такие входные данные могут содержать, например: (1) входные данные по скважинам, например, помимо прочего, внутренние диаметры на разных глубинах, среду в скважине (возможно, в том числе, давление и/или температуру на устье и/или забое скважины) и/или состояние скважины; (2) входные данные по инструментам/комплекту скважинных инструментов, например, помимо прочего, наружные диаметры, длины, веса, устройства уменьшения трения и/или центрирования в скважине; и/или (3) входные данные о каротажном кабеле, например, помимо прочего, наружный диаметр, вес в воздухе, продольную деформацию и/или прочность на разрыв. Одно или несколько из этих и/или других примеров входных данных могут вводить каждый раз при запуске моделирования или их могут получать при помощи библиотек (и/или соответствующих интерфейсов для связи с базами данных). Входные данные могут регистрировать в базе данных с целью извлечения впоследствии, например, хранить по номеру работы/проекта, идентификатору пользователя, названию работы/проекта, дополнительному (например, пользовательскому) номеру работы/проекта, и/или другим параметрам, например, в вариантах осуществления, допускающих последующий анализ.
Этот пример продукта может задействовать пользовательский интерфейс, например (или аналогичный), пример пользовательского интерфейса, показанный на фиг. 9-12. Показанный пример пользовательского интерфейса предусматривает область 1000 изображения, область 1040 входных данных о скважине, область 1060 входных данных о комплекте скважинных инструментов и область 1080 входных данных о каротажном кабеле.
На фиг. 9 области 1040, 1060, 1080 входных данных показаны свернутыми, и каждую область входных данных могут разворачивать при помощи щелчка мышью, прикосновения или другого способа выбора требуемой области. Например, на фиг. 10 показана область 1040 входных данных о скважине после того, как она была развернута, так что пользователь может вводить текст, определяющий участки скважины вдоль оси, например, между полем 1042 глубин «From» (от) и полем 1044 глубин «То» (до), а также внутренний диаметр каждого участка вдоль оси в поле 1046 «ID». Входные данные о скважине могут также содержать выпадающее меню 1048 «Condition» (состояние) для выбора одного из заранее заданных списков состояний скважины (например, новая, хорошее, среднее, проблемы, плохое, необсаженная и пр.) на каждом участке вдоль оси и, возможно, выпадающее меню сред (не показано) для выбора одного из заранее заданных списков сред/флюидов, в основном заполняющих каждый участок вдоль оси. Область 1040 ввода данных по скважине может также предусматривать изображение 1050, схематически представляющее профиль скважины, и, возможно, поля ввода текста (не показаны) выше и/или ниже изображения скважины для входных данных о давлении и/или температуре. В области 1040 ввода данных по скважине могут также отображать идентификатор 1054 профиля скважины. Изображение 1050 профиля и идентификатор 1054 могут быть видны, если область 1040 ввода данных по скважине свернута, как показано на фиг. 9. Выпадающие меню могут содержать или быть связаны с пояснительными всплывающими окнами подсказки, и могут быть связаны с матрицей коэффициентов, на которую указывает перекрестная ссылка при выборе среды, например, как в таблице ниже.
Знаки плюс/минус и/или другие значки 1052, которые можно выбирать, могут использовать для добавления/удаления участков скважины.
При добавлении участка могут быть восстановлены и показаны выбранные ранее участки, например, чтобы свести к минимуму ввод данных, необходимых для заполнения профиля скважины.
Там, где на определенных глубинах выбран необсаженный ствол, пользователю может быть предъявлен дополнительный список (не показан) для ввода нескольких интервалов пласта-коллектора и давлений в них. Эту информацию могут использовать для определения силы дифференциального прихвата по перепаду гидростатического давления в средней точке этого интервала.
Импорт данных об исследовании скважины может представлять собой стандартное действие «поиск файла», возможно, с дополнительной функциональностью для сканирования выбранного документа. Это может позволить модели находить столбцы с данными глубины по стволу, угла наклона и азимута, и заполнять скрытую таблицу инклинометрии.
На фиг. 11 показана область 1060 ввода данных по комплекту скважинных инструментов после ее развертывания, так что пользователь может вводить текст, определяющий участки комплекта скважинных инструментов вдоль оси, например, между полем 1062 глубин «From» (от) и полем 1064 глубин «То» (до), а также наружный диаметр каждого участка вдоль оси в поле 1066 «ID». Входные данные по комплекту скважинных инструментов могут также содержать текстовое поле со значением веса (не показано) и выпадающее меню 1068 с величиной трения для каждого участка комплекта скважинных инструментов. Выпадающее меню 1068 с величиной трения может допускать выбор из списка заранее заданных коэффициентов трения, например, помимо прочего, коэффициентов ослабления трения в диапазоне от 10% до 100% с интервалами 10%. Когда внутренние диаметры интервалов выше и ниже одного участка больше, для меньшего участка коэффициент трения может быть автоматически установлен на 10% (или в некоторое другое состояние максимального ослабления трения), но он может быть также введен пользователем. Эту функцию могут расширять для автоматизации ослабления трения на любом уровне и/или для любых инструментов, и она может быть основана на данных предшествующих операций и/или испытаний, например, физических испытаний изгиба для разных длин, наружных диаметров, типов инструмента и типов соединений между более крупными инструментами различных размеров. Эта автоматизация может также добавлять промежуточные вычисления и/или результаты, как описано в другом месте настоящего документа.
Знаки плюс/минус и/или другие значки 1070, которые можно выбирать, могут использовать для добавления/удаления участков комплекта скважинных инструментов. При добавлении участка могут быть восстановлены и показаны выбранные ранее участки, например, чтобы свести к минимуму ввод данных, необходимых для заполнения профиля комплекта скважинных инструментов. В области 1060 ввода данных о комплекте скважинных инструментов могут также отображать идентификатор 1072 комплекта скважинных инструментов.
Несмотря на то, что на фиг. 11 это не показано, область 1060 ввода данных о комплекте скважинных инструментов может содержать флажок или некоторый другой способ указания на то, что конкретный участок комплекта скважинных инструментов представляет собой или содержит воздействующий яс, кабельный подъемник, скользящий ролик, отклонитель, центратор и/или другое вспомогательное устройство перемещения. Такие указания могут применять для того, чтобы передать в модель данные для выполнения дополнительных вычислений, связанных с такими устройствами, с целью отображения их в результатах.
На фиг. 12 показана область 1080 ввода данных о каротажном кабеле после ее развертывания, так что пользователь может вводить текст в поле 1082 для наружного диаметра, поле 1084 для веса, поле 1086 для продольной деформации, поле 1088 для прочности на разрыв и выпадающее меню 1090 для ослабления трения. Область 1080 ввода данных по каротажному кабелю также содержит идентификатор 1092 каротажного кабеля.
Идентификатор 1054 профиля скважины, идентификатор 1072 комплекта скважинных инструментов и/или идентификатор 1092 каротажного кабеля могут использовать для поиска соответствующих наборов входных данных в соответствующих библиотеках. Такие способы могут также сводить к минимуму время на ввод входных данных.
Если одна из областей 1040, 1060, 1080 ввода данных развернута, а другая из областей ввода данных выбрана для развертывания, текущая развернутая область ввода данных может быть автоматически свернута. Выбор развернутой области ввода данных может свернуть эту область ввода. Область 1000 изображения может оставаться видимой независимо от того, открыты ли какие-либо из областей 1040, 1060, 1080 ввода данных, и ее могут обновлять после каждого ввода или изменения элемента данных. Таким образом, область 1000 изображения может быть видимой при создании и/или оптимизации проекта. При помощи выпадающего меню, переключателя, ползунка, кнопки и/или другого средства выбора на изображении могут визуализировать либо вес на поверхности, либо натяжение на кабельном наконечнике (или что-то другое).
В примере, представленном на фиг. 9-12, область 1000 изображения демонстрирует график зависимости веса на поверхности от глубины. Кривые содержат кривую 1002, которая изображает начальный набор входных данных, кривую 1004, которая изображает первое изменение входных данных, и кривую 1006, которая изображает второе изменение входных данных. Другая кривая 1008 представляет продольную деформацию для спуска в скважину, а кривая 1010 представляет продольную деформацию для подъема из скважины. Другая кривая 1012 представляет силу срабатывания яса.
Вывод может быть итеративным, поскольку пользователь может корректировать входные данные, чтобы видеть изменения в результатах. Результаты могут быть автоматически прикреплены к изображению в их местоположении до тех пор, пока пользователь не выберет и не удалит их, для того чтобы можно было сопоставить два варианта (типов комплекта скважинных инструментов, средств, способствующих перемещению и пр.). По мере того, как изменяют входные данные и добавляют новые результаты, у кривой, изображающей предыдущие результаты, могут изменить, например, цвет, толщину, тип линии (сплошная-пунктирная-точечная) и пр.
Когда в комплекте скважинных инструментов указан кабельный подъемник, сила, которая необходима для достижения глубины, может быть получена автоматически, и эту силу могут применять к заранее заданной глубине скважины для спуска в скважину, например, от 30 метров перед глубиной, на которой комплект скважинных инструментов встретил препятствие, до проектной глубины. Когда в комплекте скважинных инструментов указан яс, будут получены оптимальные настройки для яса (например, исходя из расчета в электронной таблице или иным способом) с использованием входных данных, уже имеющихся в модели, и линию срабатывания могут автоматически отображать на графике веса на поверхности, возможно, с +/- допусками, определенными ранее в модели и/или другими способами.
Проектной глубиной могут считать конец скважины. Если комплект скважинных инструментов не может достигнуть конца скважины, проектную глубину могут автоматически корректировать до глубины, на которой комплект скважинных инструментов встретил препятствие, но ее могут сбрасывать всякий раз как изменяют входные данные.
Выходные данные могут представлять собой снимки экрана, возможно, с минимальными входными данными, изображенными для справки, как показано на фиг. 9-12.
Пользовательские входные данные и варианты выбора из меню могут сохранять в базе данных для последующего извлечения и повторного запуска моделирования. Если продукт работает через интернет, для целей доступа и ведения записей, а также для целей личных или общедоступных библиотек могут использовать имена пользователей (например, адрес электронной почты) и/или пароли. Каждый проект могут сохранять в общей базе данных под этим именем пользователя/паролем, и все пользователи могут иметь доступ ко всем проектам, профилям скважин, профилям комплекта скважинных инструментов и профилям каротажного кабеля, добавленным другими пользователями, возможно, по ссылке на имя проекта и/или идентификатор того, кто их создал.
Учитывая описанную выше функциональность базы данных, предварять пользовательский интерфейс будет экран авторизации. После указания зарегистрированного имени пользователя и/или пароля, пользователю может быть предложено ввести название нового проекта или выбрать существующий проект, чтобы извлечь его из базы данных. Если был выбран и изменен существующий проект, при закрытии проекта пользователю может быть предложено сохранить его или сохранить с другим именем.
Варианты осуществления описанного выше примера могут также поддерживать многоэтапные сценарии, в большей степени и полностью автоматизированный анализ и/или другие варианты, явно не описанные выше.
Вышеизложенное описывает особенности нескольких вариантов осуществления, чтобы специалисту в данной области техники были лучше понятны аспекты настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники поймут, что они без труда могут использовать настоящее описание в качестве основы для проектирования или внесения поправок в другие способы и устройства для выполнения тех же функций и/или достижения тех же преимуществ, что имеют представленные в настоящем документе варианты осуществления. Специалистам в данной области техники также будет понятно, что такие эквивалентные конструкции не выходят за пределы существа и объема настоящего изобретения, и что они могут вносить в него различные изменения и осуществлять замены и модификации, не выходящие за пределы существа и объема настоящего изобретения.
Реферат в конце настоящего документа приведен для того, чтобы читатель мог быстро установить характер технического раскрытия изобретения. Он представлен с пониманием того, что его не будут использовать для толкования или ограничения объема или смысла формулы изобретения.