АДАПТИВНЫЙ ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2010 года по МПК G06F3/14 E21B44/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройству интерфейса пользователя в буровой установке горной породы или в ее блоке управления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Событие бурения горной породы содержит множество этапов, таких как установку в заданное положение стрелы-манипулятора, перемещение направляющей к породе, забуривание, линейное ускорение, бурение на полной мощности, окончательная обработка, реверс бура, обратное перемещение направляющей от породы. Эти этапы являются очень разными, и значительный объем различной информации представляется оператору несколькими измерительными устройствами. Управление потоком входящей информации не является простым для оператора, выполняющего контроль и управляющего событием бурения. Установка бурения горной породы может содержать совокупность манипуляторов, способных к одновременному бурению, то есть может выполняться несколько событий бурения. Даже если бурение можно соединить с автоматическим управлением, оператор все равно должен иметь возможность осуществлять контроль хода множества процессов бурения, если необходимо.

Соответственно, интерфейсы пользователя буровых установок содержат множество измерительных устройств, или источников информации, представленных другим способом, которые отображают текущую информацию о каждом событии бурения. Вместо обычных отдельных измерительных устройств имеются графические интерфейсы пользователя, в которых информация измерений отображается, например, в виде изображения измерительных приборов, на устройстве отображения данных. Публикация JP10306676 описывает автоматическую буровую установку, имеющую средство регистрации рабочего состояния буровой установки и автоматическое устройство управления для хранения данных буровой установки и управления операциями буровой установки на основе данных, полученных от средства регистрации и данных бурения. Устройство управления оснащается устройством ввода информации для ввода информации о забуриваемом участке.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является обеспечение нового и усовершенствованного интерфейса пользователя для буровых установок. Задача изобретения достигается с помощью устройства управления, буровой установки и компьютерного программного продукта, которые отличаются тем, что заявлено в формуле изобретения в независимых пунктах. Некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения описываются в зависимых пунктах формулы изобретения. Разработан адаптивный интерфейс пользователя, который адаптируется к ситуации бурения горной породы. Участок, по меньшей мере, некоторого устройства отображения данных буровой установки или блока управления может относиться к источникам информации, которые меняются согласно ситуации бурения горной породы и задание параметров, по меньшей мере, одного источника информации устанавливается специфично для ситуации бурения породы в устройстве управления, информацию, относящуюся к этому источнику, следует отображать в упомянутой ситуации бурения горной породы. Рабочая фаза события бурения проверяется, и выбирается источник информации, подходящий для упомянутой фазы на основе упомянутого задания параметра. На упомянутом участке устройства отображения данных во время выполнения фазы бурения горной породы отображается информация, относящаяся к упомянутому, по меньшей мере, одному выбранному источнику информации. Источник информации, по существу, относится к целостному объекту, обеспечивающему информацию для отображения на устройстве отображения данных буровой установки, например, процесс, обеспечивающий данные измерений от некоторого датчика буровой установки.

Согласно аспекту изобретения определение рабочей фазы и/или выбор источника информации может выполняться под действием индикации перехода в фазе бурения от управления процессом бурения.

Следовательно, для различных ситуаций бурения горной породы заданные параметры, специфические для фазы бурения горной породы, могут сохраняться, и на основе этой информации могут задаваться источники информации, подходящие для текущей ситуации для каждой фазы бурения горной породы. Оператор может обеспечиваться только информацией важной для фазы бурения, что существенно улучшает возможность использования. Вдобавок, внешний вид в устройстве отображения информации может подгоняться, чтобы лучше соответствовать упомянутому рабочему состоянию, может задаваться показ текущей важной информации, такой как план бурения, видоизмененный оператором, в основном окне. Соответственно, интерфейс пользователя адаптируется к оперативной ситуации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Некоторые варианты осуществления изобретения должны описываться более подробно с использованием прилагаемых чертежей, на которых:

Фиг. 1 показывает в виде схемы буровой установки;

Фиг. 2а и 2b показывают некоторые функциональные блоки системы управления для буровой установки;

Фиг. 3а и 3b показывают в виде схемы некоторые конфигурации устройства отображения данных;

Фиг. 4 показывает способ согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 5а и 5b показывают некоторые примеры интерфейсов пользователя.

На чертежах некоторые варианты осуществления изобретения для ясности показаны в упрощенной манере. На фигурах одинаковые части обозначаются одинаковыми цифрами.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 1 показана буровая установка. Следует заметить, что практическое применение изобретения не ограничивается какой-либо конкретной буровой установкой. Изобретение может применяться для дистанционно управляемых буровых установок, в которых часть средства управления буровой установкой размещается в отдельном помещении управления, например над землей. Поэтому, по меньшей мере, часть характерных особенностей изобретения может быть исполнена применительно к интерфейсу пользователя, находящемуся вне буровой установки. Буровая установка 1, показанная на Фиг. 1 может содержать передвижную ходовую часть 2, на которой установлены один или более манипуляторов 3. Манипулятор 3 может состоять из одной или более частей 3а, 3b стрелы, которые могут соединяться между собой и с ходовой частью 2 сочленениями 4, позволяющими манипулятору 3 свободно перемещаться в различных направлениях. Более того, свободный конец каждого манипулятора 3 может содержать бурильный блок 5, который может содержать направляющую 6, подающее устройство 7, секцию 8 бурильной машины и инструмент 9, наиболее удаленный конец которого содержит буровое долото 9а. Бурильная машина 8 выполнена с возможностью перемещения посредством подающего устройства 7 относительно направляющей 6 способом, предоставляющим возможность подавать инструмент 9 во время бурения в направлении породы 10. Бурильная машина 8 может содержать ударное устройство для подачи ударных импульсов на инструмент 9 и дополнительно вращающее устройство для вращения инструмента 9 вокруг его продольной оси. Буровая установка 1 бурения содержит систему 11 управления бурением для управления бурением. Система 11 управления бурением может давать команды приводам, перемещающим манипулятор 3 и другим приводам, влияющим на выполнение события бурения. Более того, один или более датчиков 12 могут быть выполнены в соединении с шарнирами 4 манипулятора 3 и один или более датчиков 13 могут быть выполнены в соединении с бурильным блоком 5. Данные измерений, полученные от датчиков 12, 13, могут передаваться на устройство 11 управления, которое может использовать данные измерений, чтобы определять положение и направление бурового блока 5 для целей управления. Система 11 управления бурением может быть выполнена с возможностью учета положения бурильного блока 5 как положения бурового долота 9а и направления продольной оси инструмента 9. Следует заметить, что система 11 управления бурением может быть составлена из множества подсистем и содержать множество блоков управления, как будет показано в следующих примерах.

На Фиг. 2а показаны несколько функциональных блоков устройства управления буровой установкой 1, операционные блоки могут размещаться на буровой установке 1 или в отдельном помещении управления. Блок управления 200 может быть частью общей системы 11 управления бурением на Фиг. 1 или в отдельной системе управления интерфейса пользователя и быть предназначенным, по меньшей мере, для управления устройством 202 отображения данных. Таким образом, блок управления 200 управляет операциями, по меньшей мере, нескольких других функциональных блоков буровой установки 1 и является частью системы управления буровой установки 1. Интерфейс пользователя буровой установки 1 содержит устройство 204 ввода данных и устройство 202 отображения данных. Вдобавок, интерфейс пользователя может содержать другие части, такие как громкоговоритель. Устройство 204 ввода данных может быть любым устройством или комбинацией устройств, таких как компьютерная мышь, сферический контроллер, сенсорный экран или джойстик, принимающих ввод данных от пользователя. Устройство на Фиг. 2а также содержит блок 208 передачи данных, который предназначен для передачи данных между блоком управления и, по меньшей мере, одним внешним блоком передачи данных. Блок 208 передачи данных может предназначаться для приема данных измерений от датчиков 12, 13 и передачи данных управления, например, на бурильный блок 5. Внутреннее управление устройства может использовать любое подходящее техническое оснащение с шиной передачи данных. Связь с установкой 1 бурения горной породы может быть беспроводной, в этом случае устройство 1 содержит беспроводной приемопередатчик. Устройство 11 также содержит блок памяти 206, в котором могут храниться, например, код компьютерной программы для управления блоком управления 200 и/или различные настройки и данные, используемые для управления буровой установкой 1 бурения горной породы.

Коды компьютерных программ, исполняемых в процессорном блоке установки 1 бурения горной породы или во внешнем помещении управления, могут предписывать системе управления заставлять блок 200 управления выполнять действия, связанные в частности с управлением многофазным событием бурения породы, некоторые варианты осуществления которого описаны ниже и показаны на Фиг. 2b, 3а, 3b, 4, 5а и 5b. Эти функции могут выполняться, например, в конкретном применении, выполняющем выбор источников информации для устройства отображения данных и показа этой информации на устройстве отображения данных. Также возможно использовать решение, сформированное аппаратными средствами или комбинаций программных и аппаратных средств, для выполнения функций изобретения. Информация и код компьютерных программ, оказывающие влияние на операции буровой установки 1, могут сохраняться отдельным устройством памяти и, возможно, передаваться через сеть в блок памяти 206 для выполнения операций блока управления 200.

На Фиг. 2а показан блок 200 управления, который управляет операциями интерфейса пользователя и управляет, по меньшей мере, устройством 202 отображения данных. Блок 200 управления выполнен с возможностью исполнять другие функции управления. Следует заметить, что буровая установка 1 может содержать множество блоков управления разного назначения.

На Фиг. 2b показана конфигурация системы управления буровой установки 1, которая может составлять систему 11 управления бурением, показанную на Фиг.1. Система управления буровой установки 1 может содержать множество подсистем 270а, 270b, имеющих отдельные блоки управления. В примере системы управления на Фиг. 2b отдельный процесс 270а, 270b управления или агрегат управления, зависящий от отдельного бурильного блока, предусмотрен для каждого манипулятора или бурильного блока другого типа, возможно, таким способом, чтобы каждый манипулятор или бурильный блок другого типа находился под управлением и контролем отдельного устройства обработки данных. В системе на Фиг. 2b могут использоваться различные блоки управления с отдельными устройствами обработки данных. Каждый процесс 270а, 270b управления, зависящий от отдельного бурильного блока, может содержать блок 271а, 271b управления манипулятора отдельно для управления перемещением бурильного блока и блок 272а, 272b управления бурением для управления бурением, которое выполняется упомянутый бурильным блоком. Эти блоки 271, 271b, 272а, 272b управления дополнительно соединяются с подходящими датчиками и/или запорной арматурой (не показано на Фиг. 2b). Для управления системой имеется отдельный блок 260 управления системой, который может предназначаться, например, для управления, передачи и предоставления планов бурения и последовательности операций бурения. Блок 250 управления интерфейсом пользователя управляет интерфейсом пользователя и принимает данные ввода оператора от устройства ввода данных (не показано на Фиг. 2b). Блоком 250 управления интерфейса пользователя может являться блок 200 управления, показанный на Фиг. 2а, с которым соединены устройства 204 ввода данных оператора и устройство 202 отображения данных.

Информация, заданная отдельным агрегатом управления и/или процессом 270а, 270b, передается на блок 250 управления интерфейса пользователя, который выполнен с возможностью отображать данные, принятые от этих разных блоков на устройстве 202 отображения данных. В частности, машина может поддерживаться в работе в состоянии рабочей фазы, для события бурения с возможностью выполнения, в процессе 270а, 270b управления, зависящем от отдельного бурильного блока, то есть рабочий цикл может задаваться на основании заданных заранее параметров рабочего цикла и/или команд, принятых от пользователя. Процесс 270а, 270b задает данные состояния в рабочей фазе, которые передаются на блок 250 управления интерфейса пользователя. С использованием функций, описываемых ниже, блок 250 управления имеет возможность использовать принятые данные состояния и предварительно сохраненные параметры, чтобы выбирать источники информации, информацию которых следует показывать на устройстве 202 отображения данных.

От каждого процесса 270а, 270b, зависящего от отдельного бурильного блока, данные нескольких различных частей, относящихся к бурильному блоку, передаются на блок 250 управления интерфейса пользователя, причем большая часть данных подлежит непрерывной передаче, чтобы осуществлять операции в режиме реального времени. Часть или часть целого, управляемая блоком управления, из которого данные передаются на блок управления интерфейса пользователя, могут образовывать источник информации с возможностью динамического выбора. Сущностью источника информации может быть подпроцесс, в котором собирается и задается непрерывная информация и выполняется в процессе 270а, 270b, зависящем от отдельного бурильного блока. Некоторые примеры включают в себя данные взаимного положения, полученные от блока 271а, 271b управления манипулятора, и различные параметры измерений от буровой установки 1. Другие части системы управления или части, поставляющие необходимую информацию на интерфейс пользователя буровой установки 1, могут образовывать источники информации с точки зрения блока 250 управления интерфейса пользователя. Например, блок 260 управления системы может передавать вид графика работы и/или управления системы на блок 250 управления интерфейса пользователя, который отображает вид как один источник информации, на устройстве 202 отображения данных с использованием режима с дополнительным окном. Блок 250 управления интерфейса пользователя способен выполнять установку в нужное положение и устанавливать размеры дополнительных окон, но внутренняя информация для дополнительного окна управляется блоком 260 управления системы. Блок 260 управления системы может также передавать другую обычную информацию по буровой установке 1 на блок 250 управления интерфейса пользователя.

Соответственно, отдельные блоки управления могут управляться с одного устройства 204 ввода данных, в этом случае блок 250 управления передает команды управления на подходящий отдельный агрегат 270а, 270b управления, например на устройство 271а, 271 b управления манипулятором, в настоящее время управляемое пользователем для установки манипулятора в заданное положение. В этом случае функции, связанные с устройством 204 ввода данных (и блоком управления), могут варьироваться на основе оперативной ситуации и/или объекта, который подлежит управлению. Блок 250 управления интерфейса пользователя обеспечивается информацией об объекте, который в данное время управляется, и о функциях, выбираемых устройством 204 ввода данных, или, по меньшей мере, о блоках управления, на которые подлежат отправке данные, поставляемые на устройство 204 ввода данных. Альтернативно для управления различными объектами используются различные устройства 204 ввода данных и/или другие блоки управления соединяются с устройством 204 ввода данных.

Блоки управления 250, 260, 271а, 271b, 272а, 272b соединены с шиной 280 передачи данных, например, с шиной на основе технологии CAN (Controller Area Network), сети зоны управления. На Фиг.2b также показан пунктирной линией 290 второй интерфейс передачи данных между блоком 260 управления системы и блоком 250 управления интерфейса пользователя, который может основываться, например, на передаче данных по локальной сети Ethernet.

Вместе с тем, более подробное описание блоков управления 260, 271а, 271b, 272а, 272b буровой установки 1 не требуется для понимания изобретения. Система управления, например блок 260 управления системы, может включать в себя подсистему сбора и представления данных, и отдельная программа представления данных может использоваться для отображения представляемых данных перед оператором. Ниже операции системы управления более подробно описываются со ссылками на Фиг.2а. Система управления и устройство управления, описанные выше, могут размещаться на буровой установке 1 (устройство 11 управления). Альтернативно, по меньшей мере, часть устройства управления размещается отдельно от установки 1 бурения горной породы. Например, устройство 202 отображения данных, один или больше блоков 200 управления и средство интерфейса пользователя для управления установкой 1 бурения горной породы могут выполняться в помещении управления, расположенном над землей.

Согласно варианту осуществления изобретения блок 200 управления выполнен с возможностью адаптивно выбирать источники информации, которые подлежат отображению на устройстве 202 отображения данных, и его внешний вид - согласно фазе бурения породы. Заданные параметры, специфичные для фаз бурения породы, для которых задается, по меньшей мере, один источник информации, относящаяся к которому информация подлежит отображению в упомянутой ситуации бурения породы, могут сохраняться в блоке 206 памяти буровой установки 1. Блок 200 управления выполнен с возможностью в ответ на начало процесса бурения или перехода к фазе бурения породы проверять, по меньшей мере, один заданный параметр, специфичный для фазы бурения породы. Блок 200 управления выполнен с возможностью выбирать источник информации, подходящий для упомянутой фазы на основе заданного параметра (заданных параметров), специфичных для фазы бурения породы и отображать информацию, относящуюся к этому на устройстве 202 отображения данных.

На Фиг. 3а, согласно варианту осуществления изобретения, внешний вид на устройстве 202 отображения данных разделяется так, что первая часть 300 устройства отображения данных настроена, чтобы отображать по существу одинаковые источники информации, в то время как вторая часть 310 задается согласно фазе бурения породы. Блок 200 управления выполнен с возможностью динамически задавать источники информации, информация из которых подлежит отображению на второй части 310 устройства отображения данных в определенное время, согласно заданным параметрам осуществляя стыковку характеристик фазы бурения породы и источников информации. Те же окна могут всегда отображаться в первой части 300, например, некоторая базовая информация по буровой установке 1 или главное меню, включающее в себя необязательные функции с возможностью выбора пользователем. Следует также заметить, что содержание информации, отображаемой в первой части 300, может также обновляться согласно ситуации бурения, например, блок 200 управления может быть выполнен с возможностью всегда отображать индикатор рабочей фазы, показательный для текущей фазы работы, в первой части, в то время как индикатор, как графический символ, показательный для текущей рабочей фазы, обновляется.

Cогласно варианту осуществления изобретения вторая часть 310, которая динамически обновляется в отношении источников информации, дополнительно разделяется на две или более подсекций. Блок 200 управления может быть выполнен с возможностью отображать данные источника информации, который наиболее важен для текущей фазы работы, в первой подсекции 312, которая больше и лучше видна оператору. Более того, блок 200 управления может быть выполнен с возможностью отображать данные одного или больше источников информации, поддерживающих текущую фазу работы во второй подсекции 314.

Cогласно варианту осуществления изобретения блок 200 управления может быть выполнен с возможностью не только выбирать источники информации но также задавать для конкретной фазы работы макет и/или форму представления информации от информационных источников, информация которых подлежит выводу на устройство отображения данных. Особенно эффективным способом является выбор информации из источника информации для укрупненного отображения данных в первой подсекции 312, в этом случае информация легко отслеживается боковым зрением как один из факторов, которые подлежат отслеживанию и управлению. Более подробные примеры будут показаны в этом документе на Фиг. 5а и 5b, но, например, когда блок 200 управления регистрирует переход к фазе бурения на полной мощности, он выбирает план бурения для отображения в первой подсекции 312.

На Фиг. 3b дополнительно показано устройство 202 отображения данных, в котором блок 200 управления выполнен с возможностью отображать отдельные области устройства отображения данных для каждого манипулятора, на первых частях 300а-с может отображаться по существу одинаковая информация и конфигурация источников информации, также и на вторых частях 310а-с подлежит отображению, где конфигурация задается согласно фазе работы каждого манипулятора. На Фиг. 3а, по меньшей мере, одна вторая часть 310а-с может быть дополнительно разделена на подсекции 312а-с и 314а-с. В частности, во время управления множеством манипуляторов задание специфичных для рабочей фазы источников информации и областей отображения данных, согласно настоящему решению, дает особенное преимущество в том, что информация, которая является важной для оператора, всегда может быть выбрана для отображения для каждого манипулятора.

Блок 200 управления выполнен с возможностью адаптировать внешний вид в устройстве 202 отображения информации согласно манипуляторам, находящимся в работе, например, когда манипулятор не находится в работе, блок 200 управления освобождает относящуюся к нему область устройства отображения информации. Освобожденное пространство может использоваться для другой информации; согласно варианту осуществления изобретения блок 200 управления выполнен с возможностью перезадавать источники информации и/или отображать заданные параметры оставшихся манипуляторов, чтобы покрыть всю область устройства 202 отображения информации.

Следует заметить, что конфигурации устройств отображения информации, показанные на Фиг.3а и 3b, являются только одним вариантом осуществления разных частей устройства отображения информации. Размещение частей 300 и 310 и дополнительно 312 и 314 может выполняться множеством различных способов, отличных от этих примеров. Например, может применяться различное размещение, форма и/или размер частей 300, 310, 312, 314.

Фиг.4 показывает базовый процесс, относящийся к второй части 310 устройства отображения информации, подлежащий динамической организации согласно варианту осуществления изобретения и имеющий возможность реализации в блоке 200 управления. На этапе 400 задается рабочая фаза события бурения, на основе чего на этапе 402 выбираются источники информации, подлежащие отображению во второй части 310 устройства отображения информации. На этапе 400 может быть выполнено задание параметров рабочей фазы, в зависимости от реализации, во время перехода в рабочую фазу или на основании информации, показательной для перехода в рабочую фазу. Например, когда практически применяется система управления Фигуры 2b, блок 250 управления может задавать рабочую фазу на основании данных состояния, полученных от процессов 270а, 270b управления, специфичных для манипуляторов. Выбор источников информации этапа 402 может осуществляться с помощью проверки заданного параметра, специфичного для фазы бурения породы, связанного с данными рабочей фазы и извлеченными из блока 206 памяти, причем заданного параметра, определяющего идентификаторы источников информации, которые подлежат практическому применению. На основе этапа 402 блок 200 управления выполняет прием данных от выбранных источников информации. Показанный на Фиг. 2b блок 250 управления может передавать сигналы управления от процесса 270а, 270b управления, специфичного для манипулятора и/или блока 260 управления системой для приведения в действие передачи сигналов от выбранных источников информации.

На этапе 404 задается размещение и/или форма представления выбранных источников информации. Это может быть выполнено на основании настроек, хранящихся в блоке 206 памяти. Следует заметить, что также и другие рабочие фазы вместо текущей рабочей фазы могут рассматриваться на этапах 402 и/или 404.

На этапе 406 блок управления управляет заданным окном, специфичным для рабочей фазы, чтобы оно отображалось на устройстве 202 отображения информации. В связи с этапом 402 или после него блок 200 управления выполнен с возможностью принимать информацию, относящуюся к выбранным источникам информации. Содержание информации на элементах устройства отображения информации и в первой части 300, и во второй части 310 обновляется на этапе 408 на основании принятой информации. Данные, которые обновляются на этапе 408, обычно принимаются от других частей системы, такой как буровая установка 1. Содержание информации может также обновляться на основании ввода данных, принятых от пользователя.

На этапе 410 выполняется проверка, чтобы увидеть, произошло ли изменение рабочей фазы или требуется ли изменение рабочей фазы. Блок управления 200, 250 может выполнять этап 406 на основании информации или команд, принятых от другой части системы, например, на основании информации состояния или другой информации, принятой от второго процесса 270а, 270b управления Фиг. 2b. Этот этап может быть выполнен как часть общего обновления экрана или, возможно, под действием ввода данных (не показано на Фиг. 4), принятых в блоке 200 управления, например, ввода данных, принятого от устройства 204 ввода данных. Если проверка 410 показывает, что произошло изменение рабочей фазы, то необходимо перезадать вторую часть устройства отображения информации, или, по меньшей мере, проверить, следует ли его менять, и в примере на Фиг. 4, процесс продолжается к этапу 400. Если изменение рабочей фазы уже известно, можно прямо входить в этап 402. Альтернативно, после проверки 410, осуществляется вход в этап 408 для обновления содержания информации, которая отображается на экране, или если в варианте осуществления изобретения Фиг. 4 выполняется добавочный этап.

На этапе 412 выполняется проверка, чтобы увидеть, принят ли ввод данных для смены источников информации второй части устройства отображения информации, более конкретно, есть ли необходимость изменения источников информации, если даже рабочая фаза не изменилась.

Cогласно варианту осуществления изобретения на этапе 412 блок 200 управления выполнен с возможностью изменять источники информации и/или представления (форму представления и/или размещения), подлежащие отображению на второй части 310 на основе информации, принятой от процесса бурения, сообщающей, что рабочая фаза не изменилась.

Cогласно варианту осуществления изобретения на этапе 412 блок 200 управления выполнен с возможностью изменять источники информации и/или представление информации, которые подлежат отображению на второй части 310 на основе информации, принятой от оператора. Оператору может предоставляться необязательная возможность видоизменять внешний вид в устройстве отображения информации согласно потребностям оператора. Адаптация на основании ввода данных пользователем может выполняться различными способами, примеры которых следующие: пользователю может быть представлено меню, из которого пользователь может выбирать одно из множества предварительно установленных конфигураций представления; пользователь может использовать подвижный курсор, чтобы выбрать источник информации из второй части 310, после чего вторая часть обновляется так, чтобы показывать дополнительную информацию, относящуюся к выбранному источнику информации и, возможно, также меняется способ отображения второго источника информации (например, выполняется увеличение).

Cогласно варианту осуществления изобретения настройки, относящиеся к конфигурации устройстве 202 отображения информации, хранятся в блоке 206 памяти для последующего использования. Например, профили, специфичные для оператора, могут задаваться для различных операторов, при этом сохраняются настройки для операторов, согласно которым блок 200 управления задает окно на этапе 402 и/или 404. Эти профили могут храниться и извлекаться на основании идентификатора пользователя, индивидуального для оператора.

Cогласно варианту осуществления изобретения с одним или больше источниками информации связываются пороговые величины и инициируется изменение в устройстве 202 отображения информации, если эти величины превосходятся или не достигаются. Например, предел подачи тревоги может быть связан с показанием измерения, которое контролирует блок 200 управления. Если блок 200 управления регистрирует превышение предела тревоги, он управляет устройством 202 отображения информации, чтобы изменить цвет или вызвать мигание элемента устройства отображения информации источника информации. Cогласно варианту осуществления изобретения превышение пороговой величины может служить как ввод данных, в результате чего происходит вход на этап 402 проверки этапа 412.

Фиг. 4 является упрощенной и не показывает, например, начало и конец процесса, но на основе описания другие этапы могут быть также добавлены к этому основному процессу. Например, отдельные этапы проверки могут существовать для ввода данных пользователем, достигающие или регистрирующие переход в фазе работы и информации, принятой от процесса 270а, 270b управления системой.

Бурение включает в себя множество этапов, и индикатор 300 фазы работы может использоваться, чтобы показать цикл фазы работы пользователю лучше, чем ранее. Например, по меньшей мере, несколько из следующих фаз могут отделяться от события бурения: выполнение установки манипуляторов в нужное место; перемещение направляющей в сторону породы, забуривание, линейное ускорение, бурение на полной мощности, окончательная обработка, задний ход бура, обратное перемещение направляющей от породы. Для одной или больше упомянутых выше фаз заданные параметры, специфичные для фазы бурения породы, могут устанавливаться и практически применяться. Переход из одной рабочей фазы в другую осуществляется по решению на изменения рабочей фазы процессом управления (например, процессом 270а, 270b Фиг.2b) и/или вводом данных оператором. Например, часть рабочего цикла может выполняться автоматически, тогда как переход на заданную рабочую фазу требует ввода данных оператором. Источники информации могут быть заранее заданными для фаз работы и/или могут динамически задаваться в соединении с этапом 402. Однако следует заметить, что рабочие фазы, показанные индикатором рабочих фаз, не ограничиваются этими, но любой цикл рабочей фазы может регистрироваться с надлежащими подробностями.

Обычно одна буровая установка выполняет один последовательный рабочий цикл, но рабочий цикл может включать в себя фазу, с которой начинается новый рабочий цикл, как подпроцесс. Новый рабочий цикл может быть вспомогательной функцией, такой как последовательность рабочих фаз, относящихся к обработке штанг, и необязательно выполняется, когда продолжается основной рабочий цикл. Новую рабочую фазу может быть нужным начать в аварийных условиях, например, когда прихвачено буровое долото. Cогласно варианту осуществления изобретения блок 200 управления выполнен с возможностью обновлять вторую секцию 310 устройства отображения данных под воздействием начала подпроцесса, например, перемещением на этап 402 под воздействием начала подпроцесса.

Определение формы представления информации от источника информации на этапе 404 может быть выполнено множеством способов. Например, элементы информации устройства отображения данных конкретных фаз бурения породы могут сохраняться в блоке 206 памяти, а блок 200 управления извлекает элементы, подлежащие отображению на устройстве 202 отображения данных согласно текущей рабочей фазе, для источников информации, выбранных на этапе 402. Элементы информации устройства отображения данных, описанные по информации источников информации, могут отображаться, например, с использованием графических символов, текстов, виртуальных измерительных устройств, испытательных таблиц, в виде полос, графических регистрирующих устройств или их сочетаний. Блок 200 управления может задавать расположение и размер информации источников информации, работающих на конкретной фазе, но другие определения для форм представления могут также задаваться на этапе 404. На этапе 404 элементы информации устройства отображения данных, описанные по информации источников информации, могут также задаваться, чтобы быть выделенными различными способами, такими как использование различных цветов, контраста, миганием информационных элементов и т.п.

Источник информации, информация которого может быть выбрана для отображения, является приложением, которое генерирует данные измерений, которое генерирует данные измерений от датчиков, например, 12, 13 на Фиг. 1. Обычно данные измерений представляются набором измерительных устройств и виртуальные измерительные устройства являются способом представления настоящего решения. Примеры информации, которая подлежит отображению на наборе измерительных устройств, включают в себя: ударное усилие, подачу, скорость вращения, промывку, скорость проходки и глубину отверстия.

Cогласно варианту осуществления изобретения блок 200 управления реализует набор измерительных устройств, которые предназначаются для выбора (набор измерительных устройств на виду/не на виду), расположение и форму набора измерительных устройств во второй части 310 устройства отображения данных. Такой набор измерительных устройств может связываться с локальным практическим применением, которое управляет иной информацией, подлежащей отображению на устройстве 202 отображения данных. Набор измерительных устройств может быть задействован, например, в связи с этапом 404 для замены измерительных устройств. Система, связанная с управлением интерфейса пользователя, может также включать в себя одно или больше удаленных приложений для управления, по меньшей мере, некоторыми функциями, описанными выше.

Cогласно варианту осуществления изобретения буровая установка 1 включает в себя несколько операционных режимов, согласно которым выполняется переход между различными рабочими состояниями. Как упоминалось, буровая установка 1 может иметь режим ручного управления, при котором рабочие состояния меняются вводом данных от пользователя или режим автоматического управления, при котором рабочие состояния меняются без ввода данных от пользователя в конце предшествующей рабочей фазы. Другие, более детализированные, операционные режимы также могут использоваться. В этом варианте осуществления изобретения блок 200 управления выполнен с возможностью выбирать элементы информации для второй части 310 устройства отображения данных согласно операционному режиму, и задание второй части устройства отображения данных выполняется на основе операционного режима и может дополнять функции, показанные на Фиг. 4. Операционный режим может также влиять на размещение и/или форму представления источников информации. Более того, этот вариант осуществления изобретения варьирует возможность адаптации интерфейса пользователя. Интерфейс пользователя также создает необязательную возможность менять операционные режимы.

На Фиг. 5а и 5b показаны примеры интерфейса пользователя для выполнения виртуальных измерительных устройств, которые меняются согласно ситуации в бурении. На Фиг. 5а показано состояние интерфейса пользователя, в котором блок 200 управления управляет конкретными для манипуляторов секциями устройства отображения данных для трех разных манипуляторов, в котором нижняя часть 310а секции устройства отображения данных, относящаяся к первому манипулятору, по существу зарезервирована для тех же источников информации, среди прочих атрибутов, нижний край индикатора рабочего состояния, показывающий состояние бурения (графический символ для предшествующей, текущей и следующей рабочей фазы).

Как показано на Фиг. 5b, блок 200 управления может быть выполнен с возможностью отображать не только отдельные части, специфичные для манипулятора, но также окно общей информации, в этом примере план бурения, во второй части 310 с возможностью обновления устройства отображения данных. На Фиг. 5b также практически применяется разделение на две подсекции; план бурения размещается в первой подсекции 312, а измерительная информация в форме столбиков во второй подсекции 314. Информация второй подсекции 314 может быть, например, из тех же источников информации, что на Фиг. 5а, в которой информация отображалась в форме измерительных устройств. Фактически блок 200 управления может быть выполнен с возможностью менять способ представления информации на основе рабочего состояния и/или ввода данных пользователем. Например, поднабор ряда измерительных устройств (ударное усилие, подача, скорость вращения, промывка, скорость проходки и глубина ствола) манипулятора каждой буровой установки может выполняться как отдельное окно, которое меняется согласно ситуации бурения. Расположение и размер измерительных устройств на устройстве отображения данных зависит, например, от операционной ситуации упомянутого интерфейса пользователя и/или устройства.

Ниже представлен пример использования посредством Фиг. 5b. Оператор выполняет бурение, используя автоматическое бурение, блок 200 управления выполнен с возможностью отображать источники информации, показанные на устройстве отображения данных Фиг. 5а, то есть виртуальные измерительные устройства в различных формах, ясно видные на правой стороне плана бурения как графики в форме четырех столбиков, чтобы позволить оператору легко отслеживать операции устройства. Оператор видоизменяет план бурения в то же время, когда, по меньшей мере, выполняется бурение на некоторых манипуляторах. Виртуальные измерительные устройства бурильных манипуляторов ясно видны, но они меньше, чтобы оставить достаточную площадь устройства отображения данных для редактирования плана бурения. Такой же принцип может практически применяться, когда оператор устанавливает манипулятор в заданное положение, например, вручную. На основе ввода данных оператором положение виртуальных измерительных устройств может перемещаться в другие положения на устройстве отображения данных 202 так, чтобы освободить область концентрации внимания оператора.

Другие примеры вариантов использования представлены ниже:

• Идет бурение на основе диаграммы, при котором блок 200 управления осуществляет управление, чтобы план бурения отображался как можно крупнее, с измерительными устройствами, помещенными вне диаграммы.

• Идет автоматическое бурение и редактирование плана бурения (не в активном использовании): блок 200 управления осуществляет управление, чтобы отображалась диаграмма, как при бурении на основе диаграммы, а также измерительные устройства, поскольку важно отслеживание ситуации бурения.

• Ручная коррекция автоматического бурения ручным устройством (204) ввода данных, таким как джойстик или ручной старт бурения: блок 200 управления осуществляет управление, чтобы диаграмма отображалась крупно во время ручного управления.

• Использование функций вспомогательной системы (например, передача файлов или отчетности) во время автоматического бурения: блок 200 управления осуществляет управление, чтобы малые измерительные устройства отображались на области, не содержащей другой информации, или чтобы их фон был прозрачным, чтобы отображения, связанные со вспомогательными функциями, были видны снизу.

• Оператор особенно хочет отслеживать бурение, вместо общей ситуации: блок 200 управления может управлять приведением в действие и восстановлением малых измерительных устройств под влиянием ввода данных оператором.

Однако следует заметить, что характеристики, показанные выше, могут быть практически применены в различных типах ситуаций, и система управления может быть оптимизирована, чтобы обеспечить адаптивный интерфейс пользователя стараясь снабжать оператора только существенной информацией в каждой частной операционной ситуации.

• В некоторых случаях характерные особенности, раскрытые в настоящей заявке могут использоваться именно так, независимо от других отличий. С другой стороны, характерные особенности, раскрытые в настоящей заявке могут сочетаться для создания различных комбинаций, если требуется. Чертежи и описания направлены только на то, чтобы показать идею изобретения. Детали изобретения могут варьироваться в пределах объема формулы изобретения.

Изобретение относится с способу управления потоком входящей информации, в частности к управлению многофазным событием бурения породы, которое осуществляется буровой установкой. На устройстве отображения данных буровой установки первая часть имеет возможность настройки на источники информации, по существу без возможности варьирования, а вторая часть - на источники информации, подлежащие изменению согласно ситуации бурения породы, и специфически для ситуации бурения породы устанавливается заданный параметр в устройстве управления для, по меньшей мере, одного источника информации, информация связанная с которым подлежит отображению в упомянутой ситуации бурения породы. Рабочая фаза события бурения породы проверяется и источник информации, подходящий к упомянутой фазе, выбирается на основе упомянутого заданного параметра. Информация, относящаяся, по меньшей мере, к одному выбранному источнику информации отображается на упомянутой части устройства отображения данных во время выполнения фазы бурения породы. Техническим результатом изобретения является усовершенствование интерфейса пользователя для буровых установок. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство управления для управления многофазным событием бурения породы, которое осуществляется буровой установкой (1), причем устройство управления содержит устройство (202) отображения данных, устройство (204) ввода данных для приема входных данных пользователя, блок (200) управления для управления информацией, подлежащей отображению на устройстве (202) отображения данных, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть устройства (202) отображения данных является зарезервированной для источников информации, подлежащих изменению согласно ситуации бурения породы во время события бурения породы, и устанавливаются заданные параметры, специфические для фазы бурения породы в устройстве управления, через блок памяти (206) или через компьютерную сеть для выполнения операций блока управления (200), причем для каждой фазы бурения задается, по меньшей мере, один источник информации, который подлежит отображению в упомянутой ситуации бурения породы,
блок (200) управления выполнен с возможностью проверять заданный параметр, специфический для фазы бурения породы, в ответ на начало события бурения породы или перехода фазы бурения породы,
блок (200) управления выполнен с возможностью выбирать (402), по меньшей мере, один источник информации, подходящий для упомянутой фазы на основе упомянутого проверенного заданного параметра, и
блок (200) управления выполнен с возможность отображать (406) информацию, относящуюся, по меньшей мере, к одному выбранному источнику информации на упомянутой части (310) устройства отображения данных во время выполнения фазы бурения породы.

2. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что первая часть (300) устройства (202) отображения данных имеет возможность настройки, по существу, на неизменные источники информации, а вторая часть (310) на источники информации, которые варьируются согласно ситуации бурения породы.

3. Устройство управления по п.1 или 2, отличающееся тем, что устройство управления выполнено с возможностью привести в действие сбор данных, по меньшей мере, от одного выбранного источника информации и выполнять передачу данных от источника информации на блок (200) управления, и
блок (200) управления выполнен с возможностью принимать данные от выбранного источника информации и обновлять упомянутую часть (310) так, чтобы отображать принятые данные.

4. Устройство управления по п.1 или 2, отличающееся тем, что первая подсекция и вторая подсекция имеют возможность разделения из упомянутой части (310) устройства отображения данных, и
блок (200) управления выполнен с возможностью определять для каждого отображенного источника информации на упомянутой части (310) устройства отображения данных, подлежит ли информация источника информации отображению в первой подсекции или второй подсекции, и
блок (200) управления выполнен с возможностью отображать информацию источников информации в подсекциях на основе упомянутого этапа определения.

5. Устройство управления по п.1 или 2, отличающееся тем, что в устройстве управления установлены различные операционные режимы с возможностью выбора, и согласно этим режимам задается переход между различными рабочими состояниями, и
блок (200) управления выполнен с возможностью выбирать источник информации согласно используемому операционному режиму.

6. Устройство управления по п.1 или 2, отличающееся тем, что
блок (200) управления выполнен с возможностью отображать специфическую область с возможностью обновления для каждого бурильного блока на устройстве (202) отображения данных, и
блок (200) управления выполнен с возможностью выбирать источник информации, подлежащий отображению на каждой области, специфической для бурильного блока, на основе текущей фазы бурения породы, и
блок (200) управления выполнен с возможностью отображать выбранные источники информации, специфические для бурильного блока, в соответствующих областях, специфических для бурильного блока.

7. Устройство управления по п.1 или 2, отличающееся тем, что
блок (200) управления выполнен с возможностью задавать (404) размещение и/или форму представления информации, по меньшей мере, одного выбранного источника информации на основе заранее заданных установок, и
блок (200) управления выполнен с возможностью отображать информацию, относящуюся к, по меньшей мере, одному источнику информации в размещении и форме, представления информации в указанной части (310) устройства отображения данных во время выполнения фазы бурения породы.

8. Устройство управления по п.1 или 2, отличающееся тем, что заданные параметры, специфические для фазы бурения породы, сохраняются в памяти устройства управления, и они совмещают идентификаторы рабочей фазы с идентификаторами источника информации,
блок (200) управления выполнен с возможностью выбирать, по меньшей мере, один источник информации на основе заданных параметров, специфических для фазы бурения породы, и информации состояния или идентификатора, регистрирующего текущую фазу.

9. Устройство управления по п.1 или 2, отличающееся тем, что, оно дополнительно содержит, по меньшей мере, один дополнительный блок управления бурением, выполненный с возможностью сохранять состояние машины по событию бурения, причем
блок управления бурением, выполнен с возможностью передавать информацию состояния на упомянутый блок (200) управления, управляющий устройством отображения данных, для индикации, по меньшей мере, текущей рабочей фазы, и
блок (200) управления выполнен с возможностью задавать потребность начала события бурения породы или перехода к следующей фазе бурения породы и выбирать, по меньшей мере, один источник информации на основе информации состояния, принятой от блока управления бурением.

10. Буровая установка (1), которая содержит средство для выполнения многофазного события бурения породы, отличающееся тем, что, буровая установка содержит устройство управления по любому одному из пп.1-9.

11. Устройство памяти, имеющее сохраненные на нем коды компьютерных программ для управления, по меньшей мере, одним устройством обработки данных устройства управления буровой установки (1), отличающееся тем, что коды компьютерных программ при выполнении в процессоре устройства обработки данных управляют системой управления, чтобы:
проверять заданный параметр, специфический для фазы бурения, в ответ на начало события бурения породы или перехода в фазу бурения породы в событии бурения породы, причем для каждой фазы бурения задается, по меньшей мере, один источник информации, который подлежит отображению в упомянутой ситуации бурения породы,
выбирать (402), по меньшей мере, один источник информации, подходящий к упомянутой фазе на основе упомянутого проверенного заданного параметра, и
отображать (406) информацию, относящуюся, по меньшей мере, к одному выбранному источнику информации в секции (310) устройства отображения данных системы управления, причем секция устанавливается для источников информации, которые подлежат изменению согласно ситуации бурения породы, во время выполнения фазы бурения породы.

12. Устройство памяти по п.11, отличающееся тем, что коды компьютерных программ управляют системой управления, чтобы привести в действие сбор данных, по меньшей мере, из одного выбранного источника информации и чтобы организовать передачу данных из источника информации, и
принимать данные из выбранного источника информации и обновлять упомянутую секцию (310) устройства отображения данных так, чтобы отображать принятые данные.

13. Устройство памяти по п.11 или 12, отличающееся тем, что коды компьютерных программ управляют системой управления, чтобы задавать (404) размещение и форму представления информации от, по меньшей мере, одного источника информации на основе заранее заданных установок, и
отображать информацию, относящуюся, по меньшей мере, к одному выбранному источнику информации на месте и в форме заданного представления в упомянутой секции (310) устройства отображения данных во время выполнения фазы бурения породы.