СПОСОБ И СИСТЕМА ОЦЕНКИ ДАННЫХ ВЕСА, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ УСТАНОВКИ ДЛЯ РЕМОНТА СКВАЖИН Российский патент 2011 года по МПК E21B44/00 G06Q10/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение, в общем, относится к оборудованию, используемому для ремонта уже пробуренных скважин. Более конкретно, настоящее изобретение относится к анализу данных нагрузки установки для ремонта скважин, полученных из установки для ремонта скважин, для определения различных аспектов предоставляемой услуги.

Уровень техники

После того, как скважина будет пробурена, она должна быть завершена, прежде чем из нее можно будет эффективно добывать газ или нефть. После завершения различные события могут произойти в формации, в результате чего может потребоваться провести "ремонтные работы" на скважине и ее оборудовании. В настоящей заявке термины "ремонтные работы" и операции по "обслуживанию" применяют в их очень самом широком смысле для обозначения любых и всех действий, выполняемых на скважине или для скважины, для ремонта или реабилитации скважины, а также включают в себя действия по закрыванию скважины или глушению скважины. Обычно операции, связанные с ремонтными работами, включают в себя такие действия, как замена изношенных или поврежденных деталей (например, насосов, насосных штанг, трубы и уплотнительных прокладок пакеров), во время которых, помимо прочих, применяют вторичные или третичные методики восстановления, такие как химическая обработка или обработка горячей нефтью, цементирование ствола скважины, каротаж скважины. Операции, связанные с техническим обслуживанием, обычно выполняют с использованием мобильных установок для выполнения технического обслуживания или ремонта скважин (совместно ниже называемых "установками для ремонта скважин" или "установками для ремонта"), которые выполнены, помимо прочего, с возможностью вытягивания труб или штанг из скважины, а также спуска труб или штанг обратно в скважину. Обычно такие мобильные установки для ремонта скважин построены на основе автомобиля и имеют раздвижную самоподъемную стрелу подъемного крана, на которой установлены буровая лебедка и блок. В дополнение к обслуживанию или установке для ремонта скважины другие компании по обслуживанию и оборудованию могут быть дополнительно привлечены для выполнения специальных операций. Примеры такого специального обслуживания включают в себя: химический танкер, цементировочный агрегат или прицеп, каротажную станцию, агрегат для перфорации и агрегат или прицеп для очистки скважины горячей нефтью.

Обычно владелец скважины заключает контракт с компанией, проводящей обслуживание, для обеспечения всех или части необходимых операций, связанных с ремонтом. Например, владелец скважины или заказчик может заключить контракт с поставщиком установки для ремонта скважин, для вытягивания труб из определенной скважины, контракт с одним или больше провайдерами услуг для предоставления других специфических услуг, совместно с компанией, предоставляющей установки для ремонта скважин, что позволяет реабилитировать скважину в соответствии с указаниями владельца.

Как правило, владелец скважины получает отдельные счета-фактуры за предоставленные услуги от каждой компании, которая была привлечена к ремонтным работам. Например, если понадобилось тридцать часов работы портативной установки для ремонта скважин на буровой площадке, заказчик - владелец скважины получит счет для оплаты работы в течение тридцати часов установки по преобладающей почасовой ставке. Заказчик редко получает какую-либо подробную информацию в таком счете относительно того, когда различные другие отдельные операции начинались или заканчивались, какова была скорость выполнения операций, сколько материала использовалось, и возникли ли в скважине какие-либо проблемы. Иногда заказчик может получить рукописные заметки оператора установки для ремонта скважин, но такой случай представляет собой исключение, а не правило. Аналогично, заказчик получает счета-фактуры от других компаний, предоставляющих услуги, которые были привлечены к ремонтным работам на скважине. Заказчик часто получает очень немного каких-либо показателей или не получает информацию вообще о том, были ли операции по обслуживанию, за которые выставлен счет, выполнены правильно, и, в некоторых случаях, были ли они выполнены вообще. Кроме того, большинство владельцев скважин владеют более чем одной скважиной на данном месторождении, и в счетах различных компаний могут быть перепутаны названия скважин и предоставленные услуги. Кроме того, если на буровой площадке во время выполнения технического обслуживания произойдет несчастный случай или какое-либо другое заметное происшествие, может быть трудно определить первопричину или участников, поскольку очень редко составляется какая-либо документация о том, что фактически произошло на буровой площадке. Конечно, владелец скважины может обеспечить присутствие одного из своих агентов на буровой площадке для отслеживания операций, выполняемых по ремонту скважины, и отчета перед владельцем, но такие составляемые "вручную" отчеты часто оказываются слишком дорогостоящими.

Настоящее изобретение направлено на оценку данных нагрузки установки для ремонта скважин, предоставляемых в виде графика на дисплее, получаемых от датчиков на установке для ремонта скважин, для определения действий, выполняемых установкой для ремонта скважин, нагрузки на крюке, с помощью которого выполняют текущие действия на установке для ремонта скважин, и состояния скважины, оцениваемого путем просмотра данных нагрузки установки для ремонта скважин во время извлечения сегментов труб и насосных штанг из скважины или ствола скважины.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на улучшение установки для ремонта скважин таким образом, чтобы выполнялась регистрация и оценка данных, относящихся к действиям, и/или данных, относящихся ко времени выполнения действий на буровой установке. В изобретении подразумевается возможность передачи полученных данных в режиме, близком к режиму реального времени, или периодически по проводам, по беспроводным каналам связи, через спутник или с использованием физической передачи, например, когда модули памяти доставляют в центр обработки данных, предпочтительно, управляемый владельцем установки для ремонта скважин, но, в качестве альтернативы, управляемый владельцем скважины или другим лицом.

В одном аспекте настоящего изобретения способ определения действия, выполненного установкой для ремонта скважин на буровой площадке, может быть обеспечен путем анализа графика нагрузки установки для ремонта, содержащего данные нагрузки установки для ремонта. График нагрузки установки для ремонта может отображаться на мониторе или может быть представлен в виде распечатанного документа и может быть оценен оператором установки для ремонта, контролером, владельцем установки для ремонта, владельцем скважины или другой заинтересованной стороной. Группа данных нагрузки установки для ремонта может быть идентифицирована и определена как первое действие. Первое действие на графике данных нагрузки установки для ремонта может быть оценено для определения, каким действием является это действие. После определения действие может быть записано на компьютерном носителе информации, таком как жесткий диск, компактный диск, гибкий диск или другой носитель информации, известный специалисту в данной области техники.

В другом аспекте настоящего изобретения способ определения состояния ствола скважины может быть обеспечен путем анализа данных нагрузки установки для ремонта на графике данных нагрузки установки для ремонта. График нагрузки установки для ремонта может отображаться на мониторе или может быть представлен в виде распечатанного документа и может быть оценен оператором установки для ремонта, контролером, владельцем установки для ремонта, владельцем скважины или другой заинтересованной стороной. Группа данных нагрузки установки оценки первого действия на графике данных нагрузки установки для ремонта может быть идентифицирована и определена как первое действие. Можно провести для определения, что представляет собой это действие. Если первое действие определяется как извлечение, по меньшей мере, одной колонны насосно-компрессорных труб из ствола скважины, оценка может быть проведена для определения, имеются ли какие-либо точки данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта, которые являются ненормально большими. В одном примерном варианте воплощения определение, является ли значение данных нагрузки установки для ремонта ненормально большим, основано на определении, находится ли значение данных нагрузки установки для ремонта, по существу, выше среднего верхнего значения нагрузок установки для ремонта во время выполнения этого действия. Если ненормально большие нагрузки установки для ремонта отсутствуют, состояние ствола скважины можно обозначить как нормальное.

В еще одном аспекте настоящего изобретения способ определения нагрузки на крюке в установке для ремонта скважин может быть обеспечен путем анализа кривых данных нагрузки установки для ремонта на графике данных нагрузки установки для ремонта. График нагрузки установки для ремонта может отображаться на мониторе или может быть представлен в виде распечатанной копии документа, и его оценку может проводить оператор установки для ремонта, контролер, владелец установки для ремонта, владелец скважины или другая заинтересованная сторона. Первый уровень нагрузки установки для ремонта можно выбрать из точки данных, которая находится, по существу, рядом с пиком кривой данных нагрузки установки для ремонта на дисплее. Второй уровень нагрузки установки для ремонта можно выбрать по точке данных, которая находится, по существу, во впадине кривой данных нагрузки установки для ремонта, расположенной непосредственно перед или после пика, достигающего первого уровня нагрузки установки для ремонта. Нагрузка на крюке может быть затем рассчитана путем учета разности между первым уровнем нагрузки установки для ремонта и вторым уровнем нагрузки установки для ремонта.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания примерных вариантов воплощения настоящего изобретения и его преимуществ будет сделана ссылка на следующее описание, которое следует рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

на фиг.1 показан вид сбоку примерной мобильной установки для ремонта с выдвинутой стрелой крана в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.2 показан вид сбоку примерной мобильной установки для ремонта с убранной стрелой крана в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.3 показана электрическая схема цепи мониторинга в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.4 показан примерный вид с конца несбалансированной стрелы крана в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.5 иллюстрируется подъем и опускание внутренней колонны насосно-компрессорных труб с использованием примерной мобильной ремонтной установки в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.6 и 7 показаны примеры отображения графиков данных нагрузки установки для ремонта в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.8 показана блок-схема последовательности операций примерного способа идентификации действия на основе оценки графика нагрузки ремонтной установки в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.9 и 10 показаны примерные отображения графиков нагрузки ремонтной установки для определения нагрузки на крюке мобильной ремонтной установки в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.11 показана блок-схема последовательности операций примерного способа измерения нагрузки на крюке мобильной ремонтной установки путем оценки примерного электронного отображения показаний датчиков мобильной установки для ремонта скважин в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.12 представлено сравнительное отображение примерных графиков нагрузки установки для ремонта для оценки состояния ствола скважины в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.13 показана блок-схема последовательности операций примерного способа определения состояния ствола скважины путем оценки примерных графиков данных нагрузки установки для ремонта в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения; и установки для ремонта для оценки состояния ствола скважины в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Как показано на фиг.1, сворачиваемая автономная мобильная установка 20 для ремонта скважин показана как включающая в себя раму 22 грузового автомобиля, установленную на колесах 24, двигатель 26, гидравлический насос 28, воздушный компрессор 30, первую трансмиссию 32, вторую трансмиссию 34, подъемное устройство 36, работающее с переменной скоростью, блок 38, раздвижную стрелу 40 подъемного крана, первый гидравлический цилиндр 42, второй гидравлический цилиндр 44, первый преобразователь 46, монитор 48 и убираемую ногу 50.

Двигатель 26 избирательно подключается к колесам 24 и подъемнику 36 с помощью трансмиссий 34 и 32 соответственно. Двигатель 26 также приводит в движение гидравлический насос 28 через линию 29 и воздушный компрессор 30 через линию 31. Компрессор 30 приводит в действие пневматическую скользящую клиновую плашку (не показана), и насос приводит в действие набор гидравлических зажимов (не показаны). Насос 28 также приводит в действие цилиндры 42 и 44, которые, соответственно, выдвигают и поворачивают стрелу 40 подъемного крана для избирательного перевода стрелы 40 крана в рабочее положение, показанное на фигуре 1, и в свернутой положение, показанное на фигуре 2. В рабочем положении стрела 40 крана направлена вверх, но ее продольная центральная линия 54 смещена под некоторым углом от вертикали, как обозначено углом 56. Угловое смещение обеспечивает доступ блока 38 к стволу 58 скважины так, что ему не мешает точка 60 шарнирного поворота стрелы крана. При угловом смещении 56 рама стрелы крана не мешает обычно быстро выполняемой установке и извлечению различных сегментов внутренней трубы (известной как внутренняя колонна насосно-компрессорных труб, насосные штанги или трубы 62).

Отдельные сегменты труб (колонны 62) и насосные штанги свинчены между собой с использованием гидравлических зажимов. Термин "гидравлические зажимы", используемый здесь и ниже, относится к любому гидравлическому инструменту, который позволяет свинчивать вместе две трубы или насосные штанги. Пример может включать в себя зажимы, поставляемые компанией В.J. Hughes company of Houston, Тех. Во время работы насос 28 приводит в действие гидравлический двигатель (не показан) вперед и назад с использованием клапанов. Соответственно, двигатель приводит в движение зубчатые колеса, которые вращают элемент гаечного ключа относительно зажима.

Элемент и зажим захватывают плоские участки на взаимно соответствующих соединениях насосной штанги или внутренней колонны 62 насосно-компрессорных труб в одном рассматриваемом варианте воплощения изобретения. Однако в пределах объема настоящего изобретения находится также использование вращающихся зажимных губок или захватов, которые зажимают круглую трубу (например, не содержащую плоские участки) аналогично по принципу действия обычному трубному гаечному ключу, но с гидравлическим зажимом. Направление вращения двигателя определяет сборку или разборку соединения.

Хотя это явно не показано на чертежах, при установке сегментов 62 внутренней колонны насосно-компрессорных труб пневматическая скользящая клиновая плашка используется для удержания колонны 62 насосно-компрессорных труб, в то время как следующий сегмент колонны 62 насосно-компрессорных труб навинчивают на нее, используя зажимы. Компрессор 30 обеспечивает подачу воздуха под давлением через клапан для быстрого зажима и высвобождения скользящей клиновой плашки. Резервуар позволяет поддерживать постоянное давление воздуха. Переключатель давления передает в монитор 48 (фиг.3) сигнал, который косвенно обозначает работу установки 20 для ремонта.

Рассмотрим снова фиг.1, на которой можно видеть, что вес, приложенный к блоку 38, измеряется с помощью гидравлического башмака 92, который поддерживает вес стрелы 40 крана. Гидравлический башмак 92, в принципе, представляет собой поршень, находящийся внутри цилиндра (в качестве альтернативы диафрагму), такой, как поставляется компанией M.D. Totco company of Codar Park, Тех. Гидравлическое давление в башмаке 92 увеличивается при увеличении веса, приложенного к блоку 38. На фигуре 3 первый преобразователь 46 преобразует гидравлическое давление в сигнал 94 0-5 вольт постоянного тока, который передают в монитор 48. Монитор 48 преобразует сигнал 94 в цифровое значение, сохраняет его в запоминающем устройстве 96, ассоциирует его со штампом реального времени и в, конечном итоге, передает данные в удаленный компьютер 100, с использованием модема 98, линии T1, WiFi или другого устройства или способа передачи данных, известного специалистам в данной области техники.

В варианте воплощения, показанном на фиг.4, используют два башмака 92, соединенные с двумя преобразователями 46 и 102. Интегратор 104 разделяет башмаки 92 гидравлически. Каждая сторона штока поршней 106 и 108 имеет площадь, открытую для давления, которая составляет половину всей площади поверхности поршня 108. Таким образом, в камере 110 создается давление, которое представляет собой среднее значение давлений в башмаках 92. Интегратор 104 одного типа поставляется компанией M.D. Totco of Cedar Park, Тех. В одном варианте воплощения настоящего изобретения используется только один преобразователь 46, и он соединен с портом 112. В другом варианте воплощения настоящего изобретения используются два преобразователя 46 и 102, при этом преобразователь 102, расположенный с правой стороны установки 20 для ремонта, соединен с портом 114, и преобразователь 46, расположенный с левой стороны, соединен с портом 116. Такая компоновка позволяет идентифицировать несбалансированность между двумя башмаками 92.

Рассмотрим фиг.3, на которой показаны преобразователи 46 и 102, соединенные с монитором 48. Преобразователь 46 обозначает давление, приложенное к левому башмаку 92, и преобразователь 102 обозначает давление, приложенное к правому башмаку 92. Генератор 118, приводимый в движение двигателем 26, генерирует выходное напряжение, пропорциональное скорости двигателя. Это выходное напряжение прикладывают к делителю напряжения, состоящему из двух резисторов, для получения сигнала 0-5 В постоянного тока в точке 120, и затем передают через усилитель 122. Генератор 118 представляет только один из множества различных тахометров, которые обеспечивают сигнал обратной связи, пропорциональный скорости двигателя. Другой пример тахометра может быть построен на основе генератора переменного тока, приводимого в движение двигателем 26, и путем измерения его частоты. Преобразователь 80 передает сигнал, пропорциональный давлению гидравлического насоса 28 и, таким образом, пропорциональный крутящему моменту зажимов.

Схема 124, доступ к которой можно осуществлять по телефону, называемая "POCKET LOGGER" производства компании Расе Scientific, Inc. of Charlotte, N.C., включает в себя четыре входных канала 126, 128, 130 и 132; запоминающее устройство 96 и часы 134. Схема 124 периодически осуществляет выборку входных сигналов 126, 128, 130 и 132 с выбираемой пользователем частотой выборки, преобразует показания в цифровую форму, сохраняет эти цифровые значения и сохраняет время суток, когда была произведена выборка этих входных сигналов. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что при использовании соответствующей схемы можно выполнять выборку любого количества входных сигналов, и данные могут быть переданы мгновенно после их приема.

Контролер, работающий за компьютером 100, который расположен на удалении от рабочей площадки, на которой работает установка 20 для ремонта скважин, осуществляет доступ к данным, сохраненным в схеме 124, с использованием модема 98 на основе ПК (PC, персональный компьютер) и сотового телефона 136. Телефон 136 считывает данные, сохраненные в схеме 124 через линию 138 (стандарт телефонной промышленности RJ11), и передает эти данные в модем 98 через антенны 140 и 142. В альтернативном варианте воплощения данные передают через кабельный модем или систему WiFi (не показана). В одном примерном варианте воплощения настоящего изобретения телефон 136 включает в себя устройство CELLULAR CONNECTION.TM., поставляемое компанией Motorola Incorporated of Schaumburg, I11. (модель S1936C для сотовых приемопередатчиков серии II и модель S1688E для более старых сотовых приемопередатчиков).

Некоторые детали, о которых следует упомянуть, касающиеся монитора 48, состоят в том, что доступ к нему через модем делает монитор 48 относительно недоступным для персонала, находящегося на самой рабочей площадке. Однако система может быть легко модифицирована, что позволяет предоставить персоналу возможность редактировать или изменять передаваемые данные. Усилители 122, 144, 146 и 148 выполняют первичную обработку входных сигналов для получения соответствующих входных сигналов 126, 128, 130 и 132, имеющих соответствующий диапазон мощности и амплитуды. Достаточная мощность требуется для RC цепей 150, которые кратковременно (например, на 2-10 секунд) поддерживают амплитуду входных сигналов 126, 128, 130 и 132 даже после падения сигнала на выходах преобразователей 46, 102 и 80 и на выходе генератора 118. Это обеспечивает возможность измерения коротких выбросов без необходимости осуществления выборки и сохранения избыточного количества данных. Источник 152 питания постоянного тока обеспечивает чистое и точное напряжение возбуждения для преобразователей 46, 102 и 80, а также передает в схему 124 соответствующее напряжение через делитель 154 напряжения. Переключатель 90 давления включает источник 152 питания с помощью реле 156, контакты 158 которого замыкаются при подаче питания в катушку 160 от батареи 162. На фиг.5 представлен пример дисплея, представляющего установку 20 для ремонта скважин, опускающую внутреннюю колонну 62 насосно-компрессорных труб, как представлено стрелкой 174 на фиг.5.

Процессы примерных вариантов воплощения настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на фиг.8, 11 и 13. Определенные этапы описанных ниже процессов, естественно, должны предшествовать другим этапам, чтобы настоящее изобретение функционировало, как описано. Однако настоящее изобретение не ограничивается описанным порядком этапов, если такой порядок или последовательность не меняют понятным образом функции настоящего изобретения. Таким образом, следует понимать, что некоторые этапы могут быть выполнены до или после других этапов или параллельно с другими этапами, без выхода за пределы объема и сущности настоящего изобретения.

Рассмотрим фиг.6 и 7, на которых представлена иллюстрация примерных дисплеев 600 и 700 графиков данных нагрузки установки для ремонта в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения и которые описаны для условий примерной рабочей среды, показанной на фиг.3 и 5. Рассмотрим теперь фиг.3, 5, 6 и 7, на которых примерный дисплей 600 включает в себя график 600 данных нагрузки установки для ремонта. По оси Х графика 600 данных нагрузки установки для ремонта представлено время, и на оси Y представлена нагрузка установки для ремонта в фунтах. Нагрузка установки для ремонта может измеряться в нескольких местах на установке 20 для ремонта. Например, нагрузка установки для ремонта может измеряться в каждом отдельном башмаке 92 установки для ремонта, в точке размещения преобразователя или на датчике, на выходной стороне интегратора индикатора веса башмака (не показан), на тензометрическом датчике, размещенном на мачте установки 20 для ремонта, для измерения сжатия ноги стрелы подъемного крана, на неподвижном конце талевого каната, в точке размещения датчика линии, на диафрагме линии, на диафрагме или в цилиндре передачи (не показаны). Нагрузка установки для ремонта, отображаемая на графиках нагрузки установки для ремонта, основана на общем весе, приложенном к башмакам 92, а не на весе, приложенном к крюку 38.

На фиг.6 представлены общие структуры кривых данных нагрузки установки для ремонта во время выполнения действий по подъему насосных штанг и сегментов труб из скважины. Пример графика 600 нагрузки установки для ремонта включает в себя три действия 605-615. Во время первого действия 605 установка 20 для ремонта вытягивает насосные штанги из скважины 58. Во время этого действия линия 620 основания нагрузки установки для ремонта повышается. В одном примерном варианте воплощения действия, выполняемые установкой 20 для ремонта скважин и другим персоналом и машинами третьей стороны, включают, но не ограничиваются, действия, выбираемые из группы, состоящей из монтажных работ установки для ремонта скважин, извлечения насосных штанг, укладки насосных штанг, извлечения сегментов колонны насосно-компроссорных труб, укладки сегментов труб, подъема труб, спуска труб, подъема насосных штанг, спуска насосных штанг в скважину, демонтажа установки для капитального ремонта скважин, монтажа модуля вспомогательного обслуживания, демонтажа модуля вспомогательного обслуживания, длинного рабочего хода, среза парафина, монтажа блока противовыбросовых превенторов, демонтажа блока противовыбросовых превенторов, проведения ловильных работ в скважине, вибрационной обработки, свабирования, обратного притока, бурения, очистки, действий по управлению скважиной, глушения скважины, циркуляции флюидов внутри скважины, приподнимания насоса с места посадки, установки якоря насосно-компрессорной колонны, высвобождения якоря насосно-компрессорной колонны, установки пакера, изъятия пакера, подъема воротников бура, укладки воротников бура, подъема инструмента, укладки инструмента, монтажа оборудования для технического обслуживания третьей стороны, возбуждения притока в скважину, цементирования, каротажа, перфорирования, проверки скважины и перемещения к буровой площадке. Установка 20 для ремонта подвешивает насосные штанги 62 в корзине (не показана) установки 20 для ремонта скважин. Поскольку установка для ремонта установлена на башмаках 92, каждое извлекаемое звено насосных штанг 62 приводит к тому, что нагрузка, прикладываемая к стреле 40 крана, представляет увеличенную нагрузку установки для ремонта, как представлено линией 620 основания. Верхний уровень данных веса для первого действия 605 остается, по существу, постоянным..

При выполнении третьего действия установка 20 для ремонта вытягивает трубы 62 из скважины 58. Поскольку эти трубы не подвешивают, а вместо этого укладывают на настил или укладывают на грунт, извлечение труб не приводит к повышению линии 630 основания, как при выполнении первого действия 605. Каждое звено трубы вытягивают и укладывают таким образом, что мачтовая вышка теряет вес каждого звена после его извлечения из скважины 58. Верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта для третьего действия 615 постоянно уменьшается. Это связано с тем, что после удаления каждого звена колонны 62 насосно-компрессорных труб нагрузка на установку для ремонта становится меньшей на вес следующего звена.

Второе действие 610 представляет приподнимание с места посадки якоря насосно-компрессорной колонны ("ТАС", ЯНКТ). Приподнимание с места посадки ЯНКТ обычно возникает между вытягиванием насосных штанг из скважины 58 и вытягиванием труб из скважины 58. Это действие 610 обычно представляет данные на графике 600 нагрузки установки для ремонта, которые включают в себя нагрузку 625 установки для ремонта, представляющую линию основания, которая, по существу, остается постоянной, и верхний уровень нагрузки установки для ремонта, который является случайным по своей природе и не представляет непрерывное увеличение степени снижения.

На фиг.7 представлены общие структуры примерных кривых данных нагрузки установки для ремонта во время выполнения действий во время вставки насосных штанг и сегментов труб в скважину 58. Примерный график 700 нагрузки установки для ремонта включает в себя три действия 705-715. В первом действии 705 установка 20 для ремонта вставляет трубы 62 в скважину 58. Во время этого действия линия 725 основания нагрузки установки для ремонта остается, по существу, плоской, поскольку трубы 62 были уложены в штабель на землю. Верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта для первого действия 705 постоянно повышается в результате добавления каждого последующего звена труб 62, вставляемых в скважину 58, поскольку оно увеличивает общий вес, приложенный к башмакам 92.

При выполнении третьего действия установка 20 для ремонта вставляет насосные штанги 62 в скважину 58. Поскольку насосные штанги 62 были подвешены на стреле 40 крана, каждое звено насосных штанг 62, опускаемое в скважину 58, уменьшает общий вес, действующий на башмаки 92, что приводит к тому, что линия 720 основания постоянно понижается. Кроме того, при вставке насосных штанг 62 в скважину верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта для третьего действия 715 остается, по существу, постоянным.

Второе действие 710 представляет собой посадку ЯНКТ. Посадка ЯНКТ обычно происходит между вставкой сегментов труб в скважину 58 и вставкой насосных штанг в скважину 58. Это действие 710 обычно отображает данные на графике 700 нагрузки установки для ремонта, которые включают в себя нагрузку 730 установки для ремонта, представляющую линию основания, которая, по существу, остается постоянной, и верхний уровень нагрузки установки для ремонта, который является случайном по своей природе и не представляет постоянное увеличение степени снижения.

На фиг.8 показана логическая блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая примерный способ 800, предназначенный для идентификации действия установки 20 для ремонта скважин на основе оценок графика нагрузки установки для ремонта. Как показано на фиг.1, 3, 5, 6, 7 и 8, примерный способ 800 начинается на этапе НАЧАЛО и продолжается до этапа 802, на котором принимают запрос на отображение графика 600 нагрузки установки для ремонта на мониторе 48 компьютера 100. На этапе 804 график 600 нагрузки установки для ремонта отображается на мониторе 48. Оператор установки для ремонта или владелец установки для ремонта, владелец скважины или контролер (в общем, называются "контролер") оценивает данные на кривых данных графика 600 нагрузки установки для ремонта на мониторе 48 на этапе 806. В альтернативном варианте воплощения контролер оценивает данные графика 600 нагрузки установки для ремонта в форме распечатки, распечатанной на принтере, полученной с помощью копировального устройства, плоттера или другого печатного устройства или устройства отображения, известного специалистам в данной области техники.

На этапе 808 переменную Х счетчика устанавливают равной единице. В одном примерном варианте воплощения переменная Х счетчика представляет действие, выполненное установкой 20 для ремонта, причем в течение этого времени график 600 нагрузки установки для ремонта собирал и отображал данные на мониторе 48. Контролер идентифицирует первое действие графика 600 нагрузки установки для ремонта на этапе 810. В одном примерном варианте воплощения контролер идентифицирует действие путем просмотра данных графика 600 нагрузки установки для ремонта и определяет, как определенные участки этих данных могут, вероятно, представлять действие, выполняемое установкой 20 для ремонта.

На этапе 812 формируется запрос для определения, является ли верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта на графике 600 нагрузки установки для ремонта, по существу, плоским, для первого действия. На фиг.6 первое действие 605 имеет верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта, который, по существу, является плоским (нагрузка в фунтах, по существу, остается постоянной). Если верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта не является, по существу, плоским для первого действия, обработка следует по ответвлению "НЕТ" до этапа 820. В противном случае обработка следует по ответвлению "ДА" до этапа 814. На этапе 814 вырабатывается запрос для определения, повышается или понижается линия основания данных нагрузки установки для ремонта на графике 600 нагрузки установки для ремонта для первого действия 605. Возвращаясь к примеру, показанному на фиг.6, линия 620 основания для первого действия 605 повышается с течением времени. Если линия 620 основания понижается, обработка следует по ответвлению "Понижение" до этапа 816, на котором контролер идентифицирует и записывает действие как вставку насосных штанг в скважину 58. На фиг.7 представлен пример понижения 720 основания для третьего действия 715. С другой стороны, если линия 620 основания повышается, как при выполнении первого действия 605 на фиг.6, обработка следует по ответвлению "Повышение" до этапа 818, на котором контролер идентифицирует действие как извлечение насосных штанг из скважины 58 и записывает это действие в компьютере 100. Эта обработка затем продолжается с этапа 816 или 818 до этапа 838.

На этапе 820 вырабатывается запрос для определения, остается ли линия основания для данных нагрузки установки для ремонта на графике 600 нагрузки установки для ремонта, по существу, плоской для первого действия. На фиг.6 линия 625 основания для третьего действия 615 остается, по существу, плоской. На фиг.7 линия 725 основания для первого действия 705 также остается, по существу, плоской. Если линия 625 основания для данных нагрузки установки для ремонта не остается, по существу, плоской, обработка следует по ответвлению "НЕТ" до этапа 836, где действие не идентифицируется. В противном случае обработка следует по ответвлению "ДА" до этапа 822.

На этапе 822 вырабатывается запрос для определения, повышается ли с течением времени верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта для первого действия или понижается. Как показано на фиг.6, при выполнении третьего действия 615 верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта понижается с течением времени. С другой стороны, на фиг.7 для первого действия 705 верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта повышается с течением времени. Кроме того, для второго действия 610, 710 на обеих фиг.6 и 7 верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта случайным образом повышается и понижается. Если верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта повышается, обработка следует по ответвлению "Повышение" до этапа 824, где первое действие идентифицируется как спуск труб 62 в скважину 58 и записывается в компьютере 100. Если, с другой стороны, верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта понижается, обработка следует по ответвлению "Понижение" до этапа 826, где первое действие идентифицируют как извлечение труб 62 из скважины 58 и записывают в компьютер 100. Обработка продолжается с этапа 824 или 826 до этапа 838.

Если верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта на графике 600 нагрузки установки для ремонта не проявляет существенного повышения или понижения, обработка следует по ответвлению "НЕТ" до этапа 828. На этапе 828 вырабатывают запрос для определения, находится ли первое действие между действиями вытягивания насосных штанг и сегментов труб или вставки насосных штанг и сегментов труб. Как можно видеть на фиг.6, второе действие 610 имеет, по существу, плоскую линию основания, верхний уровень данных которой не повышается и не понижается (он, в основном, случайный) и располагается между первым действием 605 вытягивания насосных штанг 62 из скважины 58 и третьим действием 615 вытягивания труб 62 из скважины 58. Если при этом данные действия не выполняются, обработка следует по ответвлению "НЕТ" до этапа 836, где действие не идентифицируется. С другой стороны, обработка следует по ответвлению "ДА" до этапа 830.

На этапе 830 вырабатывается запрос для определения, является ли первое действие одним из пары действий по извлечению или вставке. Если первое действие является одним из действия вытягивания насосных штанг и труб, обработка следует по ответвлению "Вытягивание" до этапа 832, где действие идентифицируют как приподнимания с места посадки ЯНКТ и записывают в компьютере 100. Обработка затем продолжается с этапа 832 до этапа 838. Если первое действие является одним из действия вставки насосных штанг и труб в скважину 58, обработка следует по ответвлению "Вставка" до этапа 834, где контролер идентифицирует данное действие как посадку ЯНКТ и записывает его в компьютер 100. Обработка затем продолжается до этапа 838.

На этапе 838 вырабатывается запрос для определения, имеется ли другое действие, требующее оценки на графике 600 нагрузки установки для ремонта. Если это так, обработка следует по ответвлению "ДА" до этапа 840, где переменную Х счетчика увеличивают на единицу. Обработка затем возвращается с этапа 840 на этап 810. С другой стороны, если график 600 нагрузки установки для ремонта не содержит каких-либо дополнительных действий, обработка следует по ответвлению "НЕТ" до этапа КОНЕЦ.

На фиг.9 и 10 представлена иллюстрация примерных отображений 900 и 1000 графиков данных нагрузки установки для ремонта в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения, представленные и описанные в примерных рабочих условиях, показанных на фиг.3 и 5. Рассмотрим теперь фиг.3, 5, 9 и 10, на которых примерное отображение 900 включает в себя график 900 данных нагрузки установки для ремонта, когда данные нагрузки установки для ремонта были получены при вытягивании насосных штанг 62 из скважины 58. Первая точка 905 данных и третья точка 915 данных представляют нагрузку установки для ремонта, измеренную на башмаке 92, которая обычно включает в себя нагрузку на крюке, часть веса установки 20 для ремонта и нагрузку, обусловленную насосными штангами 62 висящими на стреле 40 крана.

Когда насосные штанги 62 уложены на подъемнике штанг, расположенном на устье скважины (не показано) во время выполнения операций вытягивания насосных штанг, нагрузка на крюк равна, по существу, нулю или обнуляется, поскольку в одном примерном варианте воплощения оператор обнуляет или смещает вес пустой стрелы крана таким образом, чтобы на графике было представлено значение, по существу, близкое к нулю, когда на стреле крана отсутствует нагрузка от насосной штанги или сегмента трубы. В это время при вытягивании насосной штанги получают линию 925 основания, представляющую нагрузку установки для ремонта для данного действия и, в общем, представленную частью впадин данных, таких как вторая точка 910 данных и четвертая точка 920 данных. Эти точки 910, 920 данных обычно включают в себя участок веса установки 20 для ремонта и нагрузку насосных штанг 62, подвешенных на стреле 40 крана. Таким образом, нагрузка на крюке может быть рассчитана путем вычитания второй точки 910 данных из первой точки 905 данных или четвертой точки 920 данных из третьей точки 915 данных.

Примерное отображение 1000, показанное на фиг.10, включает в себя график 1000 данных нагрузки установки для ремонта, представленной данными нагрузки установки для ремонта, в то время как выполняется операция вытягивания насосных штанг 62 из скважины 58. Данные, представленные на графике 1000, иллюстрируют установку 20 для ремонта, вытягивающую насосные штанги 62 из скважины 58 и подвешивающую их на стреле 40 крана. Как можно видеть на фиг.10, линия 1015 основания данных нагрузки установки для ремонта постоянно повышается, по мере того как каждую насосную штангу 62 вытягивают из скважины 58. Количество пиков данных можно подсчитать для определения количества звеньев насосных штанг 62, извлеченных из скважины 58. В данном примерном варианте воплощения график 1000 нагрузки установки для ремонта включает в себя 52 пика данных, представляющих 52 звена насосных штанг 62, извлеченных из скважины 58. Дополнительная нагрузка, прикладываемая к установке 20 для ремонта, также может быть рассчитана путем вычета самой нижней точки 1005 данных линии основания из наивысшей точки 1010 данных линии основания, что в данном примере составляет приблизительно 59250 фунтов минус 52000 фунтов или 7250 фунтов веса насосных штанг 62, извлеченных из скважины 58.

На фиг.11 показана логическая блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая примерный способ 1100 измерения нагрузки на крюке установки 20 для ремонта скважин путем оценки графика 900 нагрузки установки для ремонта. Как показано на фиг.1, 3, 5, 9 и 11, примерный способ 1100 начинается на этапе НАЧАЛО и продолжается до этапа 1105, на котором принимают запрос на отображение графика 900 нагрузки установки для ремонта на мониторе 48 в компьютере 100. На этапе 1110 график 900 нагрузки установки для ремонта отображают на мониторе 48. Контролер оценивает данные на кривых данных графика 900 нагрузки установки для ремонта на мониторе 48, на этапе 1115. В альтернативном варианте воплощения контролер оценивает данные графика 900 нагрузки установки для ремонта в форме распечатки, распечатанной на принтере, копировальном устройстве, плоттере или в другом устройстве, предназначенном для печати или отображения, известном специалистам в данной области техники.

На этапе 1120 контролер определяет первое значение нагрузки установки для ремонта в некоторой точке данных на кривой данных. На фиг.9 первая нагрузка установки для ремонта может быть представлена первой точкой 905 данных или третьей точкой 915 данных на графике 900 нагрузки установки для ремонта. Контролер определяет второй уровень нагрузки в точке данных, находящейся в месте впадины кривой данных, которая непосредственно предшествует или непосредственно следует после выбранного первого уровня нагрузки. Возвращаясь к фиг.9, второй уровень нагрузки может быть представлен второй точкой 910 данных или четвертой точкой 920 данных графика 900 нагрузки установки для ремонта. На этапе 930 контролер определяет разницу между первым уровнем 905 нагрузки и вторым уровнем 910 нагрузки путем вычитания второго уровня 910 нагрузки из первого уровня 905 нагрузки. На фиг.9 нагрузка на крюке первой 905 и второй 910 точек данных составляет приблизительно 14500 фунтов, в то время как нагрузка на крюке для третьей 915 и четвертой 920 точек данных составляет приблизительно 13000 фунтов. Обработка продолжается от этапа 1130 до этапа КОНЕЦ.

На фиг.12 иллюстрируется сравнительное отображение трех примерных графиков 1205, 1210, 1215 нагрузки установки для ремонта для графиков данных нагрузки установки для ремонта, предназначенных для оценки трех состояний ствола скважины, в то время как выполняется извлечение колонны 62 насосно-компрессорных труб из скважины 58 в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения. Рассмотрим теперь фиг.3, 5 и 12, на которых представлено примерное отображение на мониторе 48, включающее в себя первый график 1205 данных нагрузки установки для ремонта. Первый график 1205 данных нагрузки установки для ремонта отображает данные нагрузки установки для ремонта для нормального или "беспроблемного" вытягивания труб 62 из скважины 58. Линия основания данных нагрузки установки для ремонта, по существу, остается постоянной, и верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта понижается, по существу, постоянно с течением времени. Когда линия среднего понижения 1220 уровня нагрузки располагается вдоль графика 1205 нагрузки установки для ремонта для значений нагрузки верхнего уровня во время вытягивания труб, ни одни из данных нагрузки установки для ремонта не находятся, по существу, выше среднего понижения 1220 уровня нагрузки.

На втором графике 1210 данных нагрузки установки для ремонта также отображаются данные нагрузки установки для ремонта во время извлечения труб 62 из скважины 58. Путем установки средней линии понижения 1230 уровня нагрузки на втором графике 1210 нагрузки установки для ремонта можно определить, что существует одиночная область 1235, в которой данные нагрузки установки для ремонта находятся, по существу, выше среднего понижения уровня нагрузки. Когда имеется одиночная область данных, представляющая, что уровень нагрузки является ненормальным, как данные в позиции 1235, проблему обычно диагностируют как плохое или узкое место заложения скважины 58. Для определения положения плохого или узкого места заложения скважины 58 контролер может считывать пики данных после ненормального пика 1235 на мониторе 48 до тех пор, пока колонна насосно-компрессорных труб не будет извлечена из скважины 58, и может умножить это количество на длину каждого звена колонны 62 труб для определения глубины плохого или узкого места заложения скважины 58.

На третьем графике 1215 данных нагрузки установки для ремонта также отображаются данные нагрузки установки для ремонта во время извлечения труб 62 из скважины 58. График 1215 дополнительно включает в себя линию среднего понижения 1240 уровня нагрузки. Вид данных нагрузки установки для ремонта на мониторе 48 в компьютере 100 предупреждает контролера о том, что имеется несколько точек данных, которые, по существу, расположены выше среднего понижения 1240 уровня нагрузки, включающие в себя точки 1245, 1250 и 1255 данных. Когда ненормальные выбросы данных нагрузки установки для ремонта происходят несколько раз через случайные интервалы, маловероятно, что скважина 58 имеет такое количество узких мест в обсадной трубе 186. Вместо этого действие, вызывающее данные такого типа, обычно выполняются, когда ЯНКТ не был правильно высвобожден, и оператор установки для ремонта тянет его из скважины 58, в то время как кулачки ЯНКТ не полностью убраны.

На фиг.14 иллюстрируется сравнительное отображение на мониторе 48 двух примерных графиков 1405, 1410 нагрузки установки для ремонта, представляющих данные нагрузки установки для ремонта для оценки состояния ствола скважины при вытягивании насосных штанг из скважины 58 в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения. Теперь рассмотрим фиг.3, 5 и 14, на которых примерное отображение включает в себя первый график 1405 данных нагрузки установки для ремонта. Первый график 1405 данных нагрузки установки для ремонта отображает данные нагрузки установки для ремонта для нормального или "беспроблемного" вытягивания насосных штанг 62 из скважины 58. Линия основания данных нагрузки установки для ремонта постоянно повышается, и верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта повышается с малой, но постоянной скоростью в связи с эффектом плавучести в системе скважины, поскольку вес насосных штанг уменьшается в скважинном флюиде из-за перемещения. Когда линия среднего повышения 1415 уровня нагрузки располагается вдоль графика 1405 нагрузки установки для ремонта для нагрузки верхнего уровня во время извлечения насосных штанг, ни одни из данных нагрузки установки для ремонта, по существу, не находятся выше среднего повышения 1415 уровня нагрузки.

На втором графике 1410 данных нагрузки установки для ремонта также отображаются данные нагрузки установки для ремонта во время извлечения насосных штанг 62 из скважины 58. График 1410 дополнительно включает в себя линию среднего повышения 1420 уровня нагрузки. Вид данных нагрузки установки для ремонта на мониторе 48 компьютера 100 предупреждает контролера о том, что имеется несколько точек данных, которые, по существу, находятся выше среднего понижения 1420 уровня нагрузки, включающего в себя точки 1425 данных. Такие данные нагрузки установки для ремонта обозначают, что насосные штанги 62 тянут внутри колонны 186 насосно-компрессорных труб. Когда ненормальные выбросы данных нагрузки установки для ремонта возникают на относительно малой площади и тесно сгруппированы между собой, как показано на втором графике 1410 данных нагрузки установки для ремонта, вероятно, что насос (не показан) протягивают через интервал парафинового нароста, в то время как трубы и насос действуют как сваб для устранения парафина.

Парафин является чувствительным к температуре и обычно остается в виде раствора до тех пор, пока нефть не остынет, по мере ее передвижения из скважины 58 на поверхность. При некоторой температуре, связанной с геотермальным градиентом, парафин выпадает в осадок и налипает на стенки труб 62. Контролер может определить местоположение парафина путем просмотра данных нагрузки установки для ремонта на мониторе 48 и путем подсчета количества пиков данных нагрузки установки для ремонта, которые возникают после ненормальных данных, связанных парафином, и с последующим умножением этого количества на длину звена насосных штанг 62.

На фиг.13 показана логическая блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая примерный способ 1300 определения состояния ствола скважины путем оценки примерных графиков данных нагрузки установки для ремонта. На фиг.1, 3, 5, 12, 13 и 14 представлен примерный способ 1300, который начинается на этапе НАЧАЛО и продолжается до этапа 1302, на котором принимают запрос на отображение графика нагрузки установки для ремонта на мониторе 48 в компьютере 100. На этапе 1304 график нагрузки установки для ремонта отображается на мониторе 48. Контролер оценивает данные на кривых данных графиков нагрузки установки для ремонта на мониторе 48 в компьютере 100, на этапе 1306. В альтернативном варианте воплощения контролер оценивает данные графика нагрузки установки для ремонта в форме распечатки, распечатанной на принтере, копировальном устройстве, плоттере или в другом устройстве для печати или представленной в устройстве дисплея, как известно специалистам в данной области техники.

На этапе 1308 переменную Х счетчика устанавливают равной единице. В одном примерном варианте воплощения переменная Х счетчика представляет действие, выполненное установкой 20 для ремонта скважин. На этапе 1310 контролер просматривает монитор 48 и идентифицирует действие на графике нагрузки установки для ремонта. В одном примерном варианте воплощения контролер идентифицирует действие на графике таким образом, как описано выше со ссылкой на фиг.6-8. На этапе 1312 выполняется запрос для определения, представляет ли собой первое действие извлечение насосных штанг или сегментов труб из скважины 58. Если трубы вытягивают из скважины 58, обработка следует по ответвлению "Трубы" до этапа 1314, на котором контролер оценивает данные на мониторе 48 и определяет среднюю скорость уменьшения нагрузки вдоль наклона данных нагрузки в пике на графике нагрузки установки для ремонта. Например, на фиг.12 представлена средняя скорость уменьшения нагрузки линиями 1220, 1230 и 1240 на графиках 1205, 1210 и 1215 нагрузки установки для ремонта соответственно. Хотя в примерном варианте воплощения представлена фактическая линия, отображаемая на графиках 1205-1215 нагрузки установки для ремонта, специалистам в данной области техники будет понятно, что оператор или контролер может просматривать данные нагрузки на мониторе 48 и "визуально контролировать", где могла бы проходить средняя линия 1220, 1230, 1240 понижения нагрузки без фактического размещения ее на графике.

На этапе 1316 контролер подает запрос для определения, имеются ли какие-либо точки данных на графике 1205-1215, которые представляют ненормальные уровни нагрузки, которые находятся, по существу, выше среднего понижения 1220, 1230, 1240 нагрузки. Если это не так, обработка следует по ответвлению "НЕТ" до этапа 1316, для продолжения поиска ненормальных уровней нагрузки установки для ремонта. В противном случае обработка следует по ответвлению "ДА" до этапа 1318. В примере, показанном на фиг.12, график 1210 нагрузки установки для ремонта представляет ненормальный уровень нагрузки в точке 1235 данных. Кроме того, график 1215 нагрузки установки для ремонта представляет ненормальные уровни нагрузки в нескольких точках данных, включающих в себя точки данных, обозначенные 1245-1255.

На этапе 1318 контролер осуществляет запрос для определения, имеется ли несколько пиков данных, превышающих среднее понижение нагрузки. На фиг.12 график 1215 нагрузки установки для ремонта представляет несколько пиков 1245-1250 данных, которые превышают среднее понижение 1240 нагрузки, в то время как график 1210 нагрузки установки для ремонта имеет только один выброс 1235 данных, превышающий среднее понижение 1230 нагрузки, и график 1205 нагрузки установки для ремонта не имеет каких-либо выбросов данных, превышающих среднее понижение 1220 нагрузки. В одном примерном варианте воплощения при оценке, имеется ли несколько выбросов, контролер обычно оценивает, представляют ли несколько разных звеньев труб 62 более высокие, чем нормальные уровни нагрузки, но не в случае, если при одиночном вытягивании колонны 62 насосно-компрессорных труб отображается множество точек данных, превышающих средние уровни понижения нагрузки. Если не имеется несколько выбросов, превышающих среднее понижение нагрузки, обработка следует по ответвлению "НЕТ" до этапа 1320, где контролер идентифицирует проблему как плохое место или место сужения ствола скважины 58.

На этапе 1322 контролер определяет местоположение плохого места или места сужения ствола скважины. В одном примерном варианте воплощения контролер выполняет оценку по монитору 48 для определения места расположения путем подсчета количества пиков на графике 1210, которые возникли после ненормально высокого выброса 1235 данных нагрузки установки для ремонта до тех пор, пока вся колонна насосно-компрессорных труб не будет извлечена из скважины 58. Контролер затем умножает это количество на длину сегментов трубы 62, извлеченных из скважины 58, для определения места, в котором располагается плохое место или место сужения ствола скважины. На этапе 1324 контролер записывает плохое место или место сужения ствола скважины 58 и, если оно ранее не было идентифицировано, планирует ремонтные работы для этой секции скважины 58.

На этапе 1318, если имеется несколько выбросов данных, превышающих среднее понижение нагрузки, обработка следует по ответвлению "ДА" до этапа 1326. На этапе 1326 контролер вырабатывает запрос для определения, возникают ли ненормальные выбросы нагрузки через случайные интервалы времени. Как показано на графике 1215 нагрузки установки для ремонта, представленном на фиг.12, выбросы 1245-1255 ненормальной нагрузки в данном примерном графике 1215 возникают через случайные интервалы. Если выбросы не возникают через случайные интервалы, обработка следует по ответвлению "НЕТ" до этапа 1342. В противном случае обработка следует по ответвлению "ДА" до этапа 1328, где контролер идентифицирует проблему как неправильное приподнимание с места посадки ЯНКТ и протяжку его в скважине 58 при вытягивании колонны насосно-компрессорных труб 62 и записывает проблемы в компьютер 100. Обработка продолжается с этапа 1328 до этапа 1342.

Возвращаясь к этапу 1312, если контролер определит действие как извлечение насосных штанг, обработка следует по ответвлению "Насосные штанги" до этапа 1330, для определения среднего верхнего уровня нагрузки для данных нагрузки, представленных на графике. Например, на фиг.14 первый график 1405 нагрузки установки для ремонта имеет средний верхний уровень нагрузки, представленный линией 1415, в то время как второй график 1410 нагрузки установки для ремонта имеет средний верхний уровень нагрузки, представленный линией 1420. На этапе 1332 выполняется запрос для определения, имеются ли какие-либо данные нагрузки установки для ремонта, находящиеся на уровне, по существу, превышающем средний уровень нагрузки. Если нет, обработка следует по ответвлению "НЕТ" обратно до этапа 1332 для продолжения поиска ненормальных уровней нагрузки установки для ремонта на мониторе 48. В противном случае обработка следует по ответвлению "ДА" до этапа 1334.

На этапе 1334 вырабатывают запрос для определения, заключены ли, в общем, ненормально высокие уровни нагрузки в одной области данных, относящихся к извлечению насосных штанг. Как показано на фигуре 14, примерный график 1410 нагрузки установки для ремонта представляет данные 1425 ненормально большой нагрузки установки для ремонта, которые, в общем, расположены на малом участке времени выполнения действия, связанного с извлечением насосных штанг, в то время как остальные данные располагаются, в общем, ниже среднего уровня 1420 нагрузки. Если ненормально большие уровни нагрузки будут, в общем, заключены в одной области данных вытягивания насосной штанги на графике нагрузки установки для ремонта, тогда обработка следует по ответвлению "ДА" до этапа 1336, на котором контролер идентифицирует проблему как уровень парафина в колонне насосно-компрессорных труб и записывает эту проблему в компьютер 100.

На этапе 1338 контролер просматривает монитор 48 и подсчитывает оставшееся количество пиков нагрузки для этого действия, которые следуют после ненормально высоких пиков нагрузки, связанных с парафином 1425. На этапе 1340 контролер рассчитывает уровень парафина путем умножения количества пиков нагрузки, следующих после этих пиков, связанных с уровнем 1425 парафина, на длину насосной штанги 62, извлеченной из скважины 58. На этапе 1342 вырабатывается запрос для определения, имеется ли другое действие для анализа на графике нагрузки установки для ремонта. Если это так, обработка следует по ответвлению "ДА" до этапа 1344, на котором переменную Х счетчика увеличивают на единицу. Обработка возвращается с этапа 1344 на этап 1310 для идентификации следующего действия. Если график нагрузки установки для ремонта не содержит каких-либо дополнительных действий, требующих анализа, обработка следует по ответвлению "НЕТ" до этапа КОНЕЦ.

На фиг.15 представлен примерный способ 1500 определения скорости извлечения сегментов труб или насосных штанг из скважины на основе оценки графика данных нагрузки установки для ремонта в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения. Теперь, как показано на фиг.1, 10 и 15, примерный способ 1500 начинается на этапе НАЧАЛО и продолжается до этапа 1505, на котором выбирают период 1020 времени на графике, представленном на дисплее 1000. В одном примерном варианте воплощения на фиг.10 показан выбор периода 1020 длительностью приблизительно двадцать шесть минут от 8:58 до 9:24. На этапе 1510 определяют сумму пиков 1025 данных (и других, не специально выбранных пиков) на дисплее 1000 в течение этого периода 1020 времени. В одном примерном варианте воплощения количество пиков 1025 данных определяют с помощью удаленного компьютера 100; однако другие способы, известные специалистам в данной области техники, включают в себя подсчет оператором количества пиков 1025 данных в пределах выбранного периода 1020 времени, находятся в пределах объема настоящего изобретения.

На этапе 1515 сумму пиков 1025 данных на дисплее 1000 в течение периода 1020 времени делят на количество минут, выбранных в период 1020 времени. В примерном варианте воплощения, показанном на фиг.10, количество пиков данных (пятьдесят пять) делят на количество минут в течение периода 1020 времени (двадцать шесть минут) для получения скорости извлечения насосных штанг, составляющей приблизительно 2,1 звена в минуту. Специалистам в данной области техники будет понятно, что способ, описанный со ссылкой на фиг.15, также можно использовать для определения скорости погружения насосных штанг, а также спуска сегментов труб и скорости их извлечения путем анализа графиков, представляющих эти действия. Кроме того, для специалистов в данной области техники будет понятно, что способ, описанный со ссылкой на фиг.15, может быть модифицирован для суммирования впадин на кривой данных веса установки для ремонта, вместо пиков данных, на этапе 1510, для определения скорости извлечения или скорости спуска насосных штанг или сегментов труб. Процесс продолжается с этапа 1515 до этапа КОНЕЦ.

Хотя изобретение было описано со ссылкой на предпочтительный вариант его воплощения, для специалистов в данной области техники будет понятно, что различные его модификации находятся в пределах объема изобретения. Поэтому объем изобретения требуется определять со ссылкой на следующую формулу изобретения. Из предыдущего описания будет понятно, что вариант воплощения настоящего изобретения преодолевает ограничения предшествующего уровня техники. Для специалиста в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение не ограничивается каким-либо специально описанным вариантом применения и что варианты выполнения, описанные здесь, являются иллюстративными и неограничительными. Из описания примерных вариантов воплощения для специалиста в данной области техники будут понятны эквиваленты элементов, представленных здесь, и способы построения других вариантов воплощения настоящего изобретения будут очевидны для человека - практика в данной области техники. Поэтому объем настоящего изобретения должен быть ограничен только следующей формулой изобретения.

Изобретение относится к оборудованию, используемому для ремонта уже пробуренных скважин. Более конкретно, настоящее изобретение относится к анализу данных нагрузки установки для ремонта скважин, полученных из установки для ремонта скважин, для определения различных аспектов предоставляемой услуги. Техническим результатом является оценка данных нагрузки установки для ремонта скважин на буровой площадке путем оценки графиков данных датчиков, полученных от датчиков, установленных на или соединенных с установкой для ремонта скважин. График данных нагрузки установки для ремонта можно просматривать, и действия, выполненные установкой для ремонта, можно идентифицировать на основе кривых данных на графике данных нагрузки установки для ремонта. Кроме того, нагрузка на крюке, которую несет установка для ремонта скважин, может быть определена путем оценки графиков данных нагрузки на крюке установки для ремонта по данным датчиков. Кроме того, состояние ствола скважины и труб в скважине можно анализировать на основе данных нагрузки установки для ремонта по графикам данных нагрузки установки для ремонта, в то время как трубы и насосные штанги вытягивают из скважины или из ствола скважины. 5 н. и 32 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Способ определения действия, выполненного установкой для ремонта скважин на буровой площадке, путем анализа графика нагрузки установки для ремонта, содержащего данные нагрузки установки для ремонта, содержащий следующие этапы:
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта, полученных из установки для ремонта скважин, на графике нагрузки установки для ремонта;
идентифицируют множество данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта как первое действие;
определяют первое действие путем оценки множества данных нагрузки установки для ремонта; и
записывают первое действие на компьютерный носитель информации.

2. Способ по п.1, в котором определение первого действия путем оценки множества данных нагрузки установки для ремонта содержит следующие этапы:
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта для определения, является ли верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта во множестве данных нагрузки установки для ремонта, по существу, плоским;
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта для определения, повышается ли линия основания для данных нагрузки установки для ремонта на основе, по существу, положительного результата определения, что верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта является, по существу, плоским; и
идентифицируют первое действие как извлечение насосных штанг из скважины, на основе положительного результата определения, что линия основания для данных нагрузки установки для ремонта, по существу, повышается.

3. Способ по п.2, дополнительно содержащий следующие этапы:
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта для определения, понижается ли, по существу, линия основания для данных нагрузки установки для ремонта на основе положительного результата определения, что верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта является, по существу, плоским; и
идентифицируют первое действие как вставку насосных штанг в скважину, на основе положительного результата определения, что линия основания данных нагрузки установки для ремонта, по существу, понижается.

4. Способ по п.1, в котором определение первого действия путем оценки множества данных нагрузки установки для ремонта содержит следующие этапы:
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта для определения, является ли линия основания данных нагрузки установки для ремонта множества данных нагрузки установки для ремонта, по существу, плоской;
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта для определения, повышается ли, по существу, верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта на основе положительного результата определения, что линия основания данных нагрузки установки для ремонта является, по существу, плоской; и
идентифицируют первое действие как спуск труб в скважину на основе положительного результата определения, что верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта повышается.

5. Способ по п.4, дополнительно содержащий следующие этапы:
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта для определения, понижается ли, по существу, верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта на основе положительного результата определения, что линия основания данных нагрузки установки для ремонта является, по существу, плоской; и
идентифицируют первое действие как извлечение труб из скважины на основе положительного результата определения, что верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта, по существу, понижается.

6. Способ по п.4, дополнительно содержащий следующие этапы:
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта для определения, что верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта, ни, по существу, повышается, ни, по существу, понижается, на основе положительного результата определения, что линия основания данных нагрузки установки для ремонта является, по существу, плоской; и определяют, располагается ли первое действие между вторым действием, предшествующим первому действию и третьим действием, следующим после первого действия, в котором второе действие идентифицировано как извлечение насосных штанг из скважины, и третье действие идентифицировано как извлечение труб из скважины, на основе положительного результата определения, что верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта, ни, по существу, повышается, ни, по существу, понижается; и
идентифицируют первое действие как приподнимание с места посадки якоря насосно-компрессорной колонны в скважине, на основе положительного результата определения, что первое действие располагается между вторым действием, которое предшествует первому действию, и третьим действием, которое следует после первого действия, в котором второе действие идентифицируют как извлечение насосных штанг из скважины, и третье действие идентифицируют как извлечение труб из скважины.

7. Способ по п.6, дополнительно содержащий следующие этапы:
определяют, расположено ли первое действие между вторым действием, предшествующим первому действию, и третьим действием, следующим после первого действия, в котором второе действие идентифицировано как вставка труб в скважину, и третье действие идентифицировано как вставка насосных штанг в скважину, на основе положительного результата определения, что верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта ни, по существу, повышается, ни, по существу, понижается; и
идентифицируют первое действие как посадку якоря насосно-компрессорной колонны в скважине на основе положительного результата определения, что первое действие расположено между вторым действием, предшествующим первому действию, и третьим действием, следующим за первым действием, в котором, второе действие идентифицировано как вставка насосных штанг в скважину, и третье действие идентифицировано как вставка труб в скважину.

8. Способ по п.1, в котором график нагрузки установки для ремонта представляют на мониторе.

9. Способ по п.1, в котором первое действие выбирают из группы, состоящей из монтажных работ установки для ремонта скважин, извлечения насосных штанг, укладки насосных штанг, извлечения колонны насосно-компроссорных труб, укладки сегментов труб, подъема труб, спуска труб, подъема насосных штанг, спуска насосных штанг, демонтажа установки для капитального ремонта скважин, монтажа модуля вспомогательного обслуживания, демонтажа модуля вспомогательного обслуживания, длинного хода, среза парафина, монтажа блока противовыбросовых превенторов, демонтажа блока противовыбросовых превенторов, проведения ловильных работ в скважине, вибрационной обработки, свабирования, обратного притока, бурения, очистки, действий по управлению скважиной, глушения скважины, циркуляции флюидов внутри скважины, приподнимания насоса с места посадки, установки якоря насосно-компрессорной колонны, высвобождения якоря насосно-компрессорной колонны, установки пакера, изъятия пакера, подъема воротников бура, укладки воротников бура, подъема инструмента, укладки инструмента, монтажа оборудования для технического обслуживания третьей стороны, возбуждения притока в скважину, цементирования, каротажа, перфорирования, проверки скважины и перемещения к буровой установке.

10. Способ по п.1, в котором данные нагрузки установки для ремонта получают из гидравлического башмака на установке для ремонта скважин.

11. Способ определения состояния ствола скважины путем анализа графика нагрузки установки для ремонта, содержащего данные нагрузки установки для ремонта, содержащий следующие этапы:
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта, полученных из установки для ремонта скважин на графике нагрузки установки для ремонта;
идентифицируют первое действие путем оценки множества данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта;
определяют, является ли первое действие вытягиванием, по меньшей мере, одной колонны насосно-компрессорных труб из ствола скважины;
определяют, имеется ли, по меньшей мере, одна ненормально высокая точка данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта на основе положительного результата определения, что первое действие представляет собой вытягивание, по меньшей мере, одной колонны насосно-компрессорных труб из ствола скважины, в котором ненормально высокая точка данных нагрузки установки для ремонта располагается, по существу, выше среднего понижения нагрузки для данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта; и
идентифицируют состояние ствола скважины как нормальное на основе отрицательного результата определения, что имеется, по меньшей мере, одна ненормально высокая точка данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта.

12. Способ по п.11, дополнительно содержащий следующие этапы:
определяют, имеется ли несколько ненормально высоких точек данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта на основе положительного результата определения, что имеется, по меньшей мере, одна ненормально высокая точка данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта; и
идентифицируют состояние ствола скважины как имеющее якорь насосно-компрессорной колонны, неправильно высвобожденный и протягиваемый в стволе скважины, на основе положительного результата определения, что имеется несколько ненормально высоких точек данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта.

13. Способ по п.12, дополнительно содержащий этап идентификации состояния ствола скважины, как содержащего место сужения ствола скважины, на основе отрицательного результата определения, что имеется несколько ненормально высоких точек данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта.

14. Способ по п.13, дополнительно содержащий этап расчета положения места сужения ствола скважины.

15. Способ по п.14, в котором расчет положения места сужения ствола скважины содержит следующие этапы:
рассчитывают сумму количества пиков данных нагрузки установки для ремонта, следующих после ненормально высоких точек данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта; и
определяют произведение суммы количества пиков и длины звена насосно-компрессорных труб.

16. Способ по п.11, дополнительно содержащий следующие этапы:
определяют, представляет ли собой первое действие извлечение, по меньшей мере, одного звена насосных штанг из ствола скважины;
определяют, имеется ли множество последовательных ненормально высоких точек данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта, на основе положительного результата определения, что первое действие представляет собой вытягивание, по меньшей мере, одного звена насосных штанг из ствола скважины, в котором ненормальной высокая точка данных нагрузки установки для ремонта, по существу, расположена выше среднего верхнего уровня нагрузки для данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта; и
идентифицируют состояние ствола скважины, как уровень парафина в стволе скважины, на основе положительного результата определения, что имеется множество последовательных ненормально высоких точек данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта.

17. Способ по п.16, дополнительно содержащий этап расчета положения уровня парафина в стволе скважины.

18. Способ по п.17, в котором расчет положения уровня парафина в стволе скважины содержит следующие этапы:
рассчитывают сумму количества пиков данных нагрузки установки для ремонта, следующих, по меньшей мере, последовательно после последней ненормально высокой точки данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта; и
определяют произведение суммы количества пиков и длины звена насосных штанг.

19. Способ по п.11, в котором идентификация первого действия путем оценки множества данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта содержит следующие этапы:
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта для первого действия для определения, является ли верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта среди множества данных нагрузки установки для ремонта, по существу, плоским;
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта, для определения, повышается ли, по существу, линия основания данных нагрузки установки для ремонта, на основе положительного результата определения, что верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта остается, по существу, плоским; и
идентифицируют первое действие как вытягивание насосных штанг из ствола скважины на основе положительного результата определения, что линия основания для данных нагрузки установки для ремонта, по существу, повышается.

20. Способ по п.11, в котором идентификация первого действия, путем оценки множества данных нагрузки установки для ремонта на графике нагрузки установки для ремонта содержит следующие этапы:
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта для первого действия для определения, является ли линия основания данных нагрузки установки для ремонта среди множества данных нагрузки установки для ремонта, по существу, плоской;
выполняют оценку отображения данных нагрузки установки для ремонта для определения, повышается ли, по существу, верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта, на основе положительного результата определения, что линия основания данных нагрузки установки для ремонта является, по существу, плоской; и
идентифицируют первое действия как извлечение труб из ствола скважины, на основе положительного результата определения, что верхний уровень данных нагрузки установки для ремонта, по существу, понижается.

21. Способ по п.11, в котором график нагрузки установки для ремонта представляют на мониторе.

22. Способ по п.11, в котором данные нагрузки установки для ремонта получают из гидравлического башмака установки для ремонта скважин.

23. Способ по п.11, дополнительно содержащий этап записи первого действия на компьютерном носителе информации.

24. Способ определения нагрузки на крюке установки для ремонта скважин на буровой площадке путем анализа графика нагрузки установки для ремонта, содержащего кривую данных нагрузки установки для ремонта, содержащий следующие этапы:
выполняют оценку отображения установки данных нагрузки для ремонта, полученных из установки для ремонта скважин, на графике нагрузки установки для ремонта;
выбирают первый уровень нагрузки установки для ремонта на кривой данных нагрузки установки для ремонта по отображению, на котором первый уровень нагрузки установки для ремонта расположен, по существу, вдоль пика на кривой данных нагрузки установки для ремонта;
выбирают второй уровень нагрузки установки для ремонта на кривой данных нагрузки установки для ремонта по отображению, на котором второй уровень нагрузки установки для ремонта расположен, по существу, во впадине вдоль кривой данных нагрузки установки для ремонта; и
рассчитывают разность между первым уровнем нагрузки установки для ремонта и вторым уровнем нагрузки установки для ремонта.

25. Способ по п.24, в котором второй уровень нагрузки установки для ремонта расположен, по существу, во впадине, непосредственно предшествующей пику первого уровня нагрузки установки для ремонта вдоль кривой данных нагрузки установки для ремонта.

26. Способ по п.24, в котором второй уровень нагрузки установки для ремонта расположен, по существу, во впадине, непосредственно следующей после пика первого уровня нагрузки установки для ремонта вдоль кривой данных нагрузки установки для ремонта.

27. Способ по п.24, в котором график нагрузки установки для ремонта представляют на мониторе.

28. Способ по п.24, в котором данные нагрузки установки для ремонта получают из гидравлического башмака установки для ремонта скважин.

29. Способ по п.24, дополнительно содержащий этап записи нагрузки на крюке установки для ремонта скважин на компьютерном носителе записи.

30. Способ определения скорости труб, содержащий скорость вставки или скорость извлечения труб из ствола скважины путем оценки отображения данных нагрузки, содержащий следующие этапы:
принимают множество точек данных нагрузки на крюке, содержащих кривую данных нагрузки, на дисплее, причем кривая данных нагрузки содержит множество пиков данных;
выбирают период времени на дисплее, при этом период времени содержит, по меньшей мере, один из множества пиков данных;
определяют общее количество пиков данных, принятых на дисплее, в течение одинакового периода времени; и
рассчитывают скорость труб путем деления общего количества пиков данных на количество времени в периоде времени.

31. Способ по п.30, в котором отображение содержит график, представляемый на визуальном устройстве отображения.

32. Способ по п.30, в котором отображение содержит плоттер.

33. Способ по п.30, в котором данные нагрузки содержат данные нагрузки установки для ремонта, полученные из установки для ремонта скважин.

34. Способ определения скорости труб, содержащей скорость вставки или скорость извлечения труб из ствола скважины, путем оценки отображения данных нагрузки, содержащий следующие этапы:
принимают множество точек данных нагрузки, содержащих кривую данных нагрузки на дисплее, причем кривая данных нагрузки содержит множество впадин данных;
выбирают период времени на дисплее, причем этот период времени содержит, по меньшей мере, одну из множества впадин данных;
определяют общее количество впадин данных, принимаемых на дисплее в течение определенного периода времени; и
рассчитывают скорость труб путем деления общего количества впадин данных на количество времени в периоде времени.

35. Способ по п.34, в котором отображение содержит график на устройстве визуального отображения.

36. Способ по п.34, в котором дисплей содержит плоттер.

37. Способ по п.34, в котором данные нагрузки содержат данные нагрузки установки для ремонта, полученные из установки для ремонта скважин.