СИСТЕМА И СПОСОБ УЧЕТА БУРОВЫХ ТРУБ Российский патент 2017 года по МПК E21B47/04 E21B47/09 E21B19/10 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящей заявкой испрашивается приоритет в отношении предварительной патентной заявки США №61/640,294, поданной 30 апреля 2012 г., которая включена в данный документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В течение операций бурения с целью добычи углеводородов является целесообразным ведение учета состояния спуско-подъемных операций, в частности, поддерживая учет буровой колонны, ведя учет текущей длины буровой колонны и того, какие компоненты расположены в скважине. Учет буровых труб может быть выполнен одним или более человеком, работающим на буровой установке, который следит за чистой длиной трубы, которая прошла через пол буровой установки с момента спуска бурильной колонны. Однако зависимость от людей при ведении учета большого количества буровых труб, входящих и выходящих из пола буровой установки в зависимости от ситуации бурения, является затруднительной и подверженной ошибкам и искажениям в вычислениях.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0003] Для подробного описания вариантов исполнения изобретения приведены сопроводительные чертежи.

[0004] На фиг. 1 показана буровая система, содержащая беспроводные метки в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения.

[0005] На фиг. 2А показан перспективный поперечный разрез стола ротора, содержащего устройство запроса беспроводной метки в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения.

[0006] На фиг. 2В показан приведенный в качестве примера клиновой захват, предназначенный для приема беспроводной метки с целью идентификации клинового захвата в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения.

[0007] На фиг. 3 показана блок-схема беспроводной метки в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения.

[0008] На фиг. 4 показана блок-схема беспроводного устройства, опрашивающего метки в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения.

[0009] На фиг. 5 показана технологическая схема способа в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения.

[0010] На фиг. 6 показана принципиальная схема системы для поддержания учета буровых труб в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения.

ОБОЗНАЧЕНИЕ И ТЕРМИНОЛОГИЯ

[0011] В следующем обсуждении и в пунктах формулы, термины "включающий в себя" и "содержащий" используются в неограничивающей форме, и поэтому их следует интерпретировать как означающие "включающий в себя, но не ограничиваясь...." Также, термин "связывают" или "связывает" предназначен для передачи значения косвенного, прямого, оптического или беспроводного электрического подключения. Поэтому, если первое устройство связано со вторым устройством, то это соединение может проходить через прямое электрическое соединение, через непрямое электрическое соединение посредством других устройств и соединений, через оптическое электрическое соединение или через беспроводное электрическое соединение. Далее, термин "программное обеспечение" включает в себя любой исполняемый код, способный выполняться посредством процессора, независимо от носителя, используемого для хранения программного обеспечения. Таким образом, код, сохраненный в памяти (например, постоянной памяти)., и иногда упоминаемый как "встроенное программное обеспечение", включен в пределы определения программного обеспечения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ РАСКРЫТЫХ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012] Следующее обсуждение направлено на различные варианты исполнения изобретения. Раскрытые варианты исполнения не должны быть интерпретированы или использованы как ограничивающие объем раскрытия, включая пункты формулы. Кроме того, специалист в данном уровне техники может понять, что следующее описание имеет широкое применение, и обсуждение любого варианта исполнения изобретения подразумевается только в качестве примера такого варианта исполнения изобретения и не должно приводить к выводу, что объем раскрытия, включая пункты формулы, ограничивается до такого варианта исполнения изобретения.

[0013] Устройства беспроводной идентификации (т.е. метки), такой как метки радиочастотной идентификации (РЧИ) и подобные устройства могут быть прикреплены к объекту или встроены в него, чтобы дать возможность относительно простой и быстрой беспроводной идентификации объекта. Большинство беспроводных меток включают схему для хранения и обработки информации, относящейся к объекту, к которому метка присоединяется, и антенну для приема и передачи сигнала, несущего такую информацию. Информация, переданная беспроводной меткой, принимается системой опроса метки, которая может быть переносной или размещенной в фиксированном расположении. Для обмена данными беспроводные метки отвечают на запросы от опрашивающей системы, генерируя сигналы отклика, которые принимаются системой опроса. Сигналы ответа содержат информацию об объекте, к которому прикреплена беспроводная метка.

[0014] Для сокращения величины зависимости от учета регистрации человеком беспроводная метка может быть присоединена к каждой секции буровой трубы. Система запроса, такая как дистанционный сканер, может быть использована человеком около центра скважины для сканирования каждой трубы, которая входит и выходит из отверстия скважины. Однако этот способ учета буровых труб является неприятным для оператора сканера и все еще требует значительного вмешательства человека для ведения учета буровых труб.

[0015] В других методиках движение буровой лебедки может отслеживаться, чтобы определить количество буровых труб. Например, если имеется нагрузка на долото ("ННД") в то время как буровая лебедка движется, тогда можно допустить, что буровая колонна также движется, и таким образом количество движения буровой лебедки является эквивалентным длине буровой трубы, добавляемой к буровой колонне, и поэтому добавляется к общему учету буровых труб. Компьютер в отличие от человека может отслеживать движение и ННД буровой лебедки, уменьшая объем требуемого взаимодействия с человеком для поддержания учета буровых труб. Однако определенные ситуации могут все-таки вызвать менее точное, чем необходимо, вычисление учета буровых труб этим способом.

[0016] Во-первых, в течение первоначальной фазы бурения может не быть достаточной ННД для срабатывания датчика на грузовой ячейке, чтобы индицировать, что там имеется действительно какой-либо груз, помещаемый на долоте. Грузовая ячейка требуется для измерений миллионов фунтов, и поэтому она может не иметь достаточную разрешающую способность, чтобы показывать, что там имеется какая-либо ННД, когда используются только первоначальные сегменты буровой трубы. В результате первые несколько длин буровой трубы могут быть не посчитаны для учета буровых труб осуществляющим мониторинг компьютером. Таким образом, взаимодействие с человеком опять требуется для исправления этого ошибочного расчета и, как выше указано, такое взаимодействие с человеком в определенных ситуациях может быть ненадежным.

[0017] Во-вторых, в течение бурения буровая колонна может периодически подвешиваться на полу буровой установки посредством использования клиновых захватов, которые захватывают буровую колонну и удерживают ее со стороны пола буровой установки, когда буровая колонна не поддерживается буровой лебедкой. В течение этих периодов буровая лебедка может быть использована, чтобы поднимать другие объекты. Благодаря весу определенных других объектов подъемная активность может быть записана осуществляющим мониторинг компьютером, как подсчет для учета буровых труб. Однако из-за того, что буровая труба является фактически подвешенной клиновыми захватами и не движется относительно отверстия скважины, учет буровых труб является фактически неменяющимся в течение этих периодов. Снова взаимодействие с человеком требуется для исправления этого ошибочного расчета и, как выше сказано, такое взаимодействие с человеком в определенных ситуациях может быть ненадежным. В результате в любой из вышеуказанных ситуаций, в которых буровой персонал должен вручную обновить учет буровых труб, в процесс вычисления в учете буровых труб введен потенциал для сбойного или ошибочного вычисления.

[0018] В соответствии с различными вариантами исполнения изобретения устройство опроса метки, такое как антенна для РЧИ, устанавливают ниже стола ротора, который поддерживается полом буровой установки. Устройство запроса метки может располагаться около подроторной воронки, если она присутствует, которая связывается с дном стола ротора, так что беспроводные метки, проходящие через стол ротора или будучи помещенными внутри стола ротора, определяются устройством запроса метки. В некоторых случаях, например, в которых верхний привод используется для привода буровой колонны, стол ротора может не потребоваться или присутствовать, и поэтому устройство запроса метки может быть поддержано другими конструкциями, которые расположены ниже пола буровой установки, так что беспроводная метка, проходящая через пол буровой установки (например, когда происходит подъем/опускание) определяется устройством запроса метки.

[0019] Как кратко разъяснено выше, клиновые захваты расположены вокруг буровой трубы и помещены в воронку, поддерживаемую столом ротора для предотвращения проскальзывания трубы в отверстие, когда труба не поддерживается буровой лебедкой (например, когда дополнительные секции буровых труб добавляются к буровой колонне так, чтобы продолжить бурение дальше). Таким образом, когда клиновые захваты входят в зацепление (т.е. захватывают буровую колонну и расположены на столе ротора), движение буровой лебедки не может способствовать учету буровых труб, поскольку буровая колонна является стационарной, когда клиновые захваты входят в зацепление.

[0020] В соответствии с различными вариантами исполнения изобретения беспроводная метка интегрируется в корпус клиновых захватов в месте, которое является ближайшим к устройству запроса метки под столом ротора, когда клиновые захваты входят в зацепление. В некоторых вариантах реализации изобретения клиновые захваты могут не проходить за стол ротора или до его конца; однако расположение беспроводной метки на клиновых захватах является таким, что обмен данными между устройством запроса метки и беспроводной меткой активируется, когда клиновые захваты входят в зацепление. Устройство запроса метки может постоянно (или прерывисто на очень большой скорости) опрашивать с целью определения присутствия беспроводной метки. Когда устройство запроса метки получает ответ от беспроводной метки, имеющей значение идентификационной метки, которая связана с клиновыми захватами (например, в базе данных или таблице значений идентификационных меток), система мониторинга не подсчитывает движение буровой лебедки для учета буровых труб. Наоборот, когда устройство запроса метки не получает ответ от беспроводной метки, которая связана с клиновыми захватами, система мониторинга считает движение буровой лебедки для учета буровых труб, поскольку клиновые захваты находятся не на месте и буровая лебедка, таким образом, поддерживает буровую колонну.

[0021] Дополнительно в некоторых вариантах реализации изобретения долото или часть буровой колонны, ближайшая к долоту, также включает в себя беспроводную метку со значением идентификации метки, которое является другим, чем идентификационное значение метки клиновых захватов, и связано с долотом, как выше указано, в идентификационной базе данных идентификационных значений меток или таблице. Когда долото проходит через стол ротора, устройство запроса метки получает ответ от беспроводной метки, связанной с долотом, и может заставить систему мониторинга начать учет буровых труб (если опускание) или завершить учет буровых труб (если подъем). Как выше указано, учет буровых труб может быть сохранен посредством отслеживания движения буровой лебедки, когда беспроводная метка, связанная с клиновыми захватами не обнаруживается устройством запроса метки. Это предохраняет бурильщика от потребности вручную индицировать, когда начинается подъем, что уменьшает вероятность ошибки или ошибочного вычисления. В некоторых вариантах реализации изобретения устройство запроса метки и беспроводная метка оба выполняются, чтобы работать, используя низкочастотные РЧИ, что улучшает передачу около стола ротора и окружающих металлических конструкций. В других вариантах реализации изобретения устройства запроса метки и беспроводная метка оба выполняются, чтобы работать, используя высокочастотные РЧИ или РЧИ на поверхностной акустической волне (ПАВ).

[0022] На фиг. 1 показана буровая система в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения. Буровая платформа 2 поддерживает кран 4, имеющий подвижный блок 6 для подъема и опускания буровой колонны 8. Ведущая труба 10 поддерживает буровую колонну 8, когда она опускается через стол 12 ротора. Буровое долото 14 приводится скважинным двигателем и/или вращением буровой колонны 8. При вращении долота 14 оно создает буровое отверстие 16, которое проходит через различные скважинные формации. Насос 20 поддерживает циркуляцию буровой жидкости через питающую трубу 22 к ведущей трубе 10, буровой скважине через внутреннюю часть буровой колонны 8, через дроссели в буровом долоте 14, назад к поверхности через кольцевое отверстие вокруг буровой колонны 8, и в резервуар буровой жидкости 24, такой как бак бурового раствора или отстойный пруд. Буровой раствор перемещает продукты бурения из отверстия скважины в резервуар 24 и способствует поддержанию целостности полости скважины.

[0023] Буровая колонна 8, составленная из различных компонентов, включая буровую трубу 18 и компоненты в сборе отверстия днища (например, долото 14, забойный двигатель, утяжеленную буровую трубу, инструменты и т.д.). В вариантах реализации изобретения настоящего раскрытия некоторые компоненты буровой колонны, например буровая труба 18 и буровое долото 14 или секция буровой трубы 18, ближайшие к буровому долоту, включают беспроводную метку 26, которая может быть обнаружена устройством опроса метки (не показано на фиг. 1), расположенным около стола 12 ротора, и/или которая может измерять или записывать параметры окружения отверстия скважины и/или составных рабочих параметров буровой колонны. Беспроводная метка 26 может быть встроена в корпус, сформированный из политэфиркетона ("РЕЕК") или других термопластиков или материалов, пригодных для использования в среде забоя скважины.

[0024] На фиг. 2А показан вид в разрезе стола 12 ротора более подробно. Стол 12 ротора поддерживается настилом 202 буровой установки и балками 204 ротора. Вращающийся поддон 206 образует низ стола 12 ротора и позиционируется выше подроторной воронки 208. В соответствии с различными вариантами исполнения изобретения корпус 210 антенны связывается с поддоном 206 ротора под столом 12 ротора. Корпус 210 антенны вмещает устройство 212 опроса метки (считыватель метки), которое может состоять из петлевой антенны, ферритовой антенны или других антенн, сконфигурированных для взаимодействия с беспроводной меткой, таких как низкочастотная РЧИ или метка RuBee (например, беспроводная метка 26). В частности, считыватель 212 метки (или на очень большой скорости) опрашивает наличие присутствия беспроводной метки 26 и может идентифицировать беспроводные метки 26 на основе идентификационного значения связанной метки.

[0025] Обращаясь теперь к фиг. 2В, приведенный в качестве примера клиновой захват 250 показан в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения. Клиновой захват 250 показан как имеющий обработанный на станке паз 252, сконфигурированный для приема беспроводной метки 26, такой как низкочастотные метки РЧИ или метка RuBee. Паз 252 расположен так, что беспроводная метка 26, помещенная в пазу 252, обнаруживается считывателем 212 метки под столом 12 ротора, когда клиновые захваты 250 входят в зацепление. Обращаясь к фиг. 2А и 2В, хотя считыватель 212 метки показан расположенным под столом 12 ротора, он может быть расположен в месте на любом предварительно заданном расстоянии от стола 212 ротора или пола буровой установки 202 так, что возможен обмен данными между беспроводной меткой 26 в клиновых захватах 250 и считывателем 212 метки, когда клиновые захваты 250 входят в зацепление.

[0026] Подобно вышеуказанному беспроводная метка 26 может быть встроена в корпус, сформированный из РЕЕК или других термопластов или материалов, подходящих для использования в среде грубой поверхности. Беспроводная метка 26, помещенная в паз 252, содержит идентификационное значение метки, которое идентифицирует беспроводную метку 26, когда она связывается с клиновым захватом 250. Например, и как будет объяснено более подробно ниже, база данных или таблица значений идентификационных меток значений может обслуживаться системой мониторинга так, что когда считыватель 212 метки обнаруживает конкретное значение идентификационной метки от беспроводной метки 26, система мониторинга идентифицирует деталь оборудования, инструмент или тому подобное, связанное с обнаруженной беспроводной меткой 26.

[0027] На фиг. 3 показана блок-схема беспроводной метки 26 в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения. Вариант исполнения изобретения метки 26 включает антенну 320, передатчик 308, процессор 302, хранилище программ/данных 304 и источник питания (например, батарею 310). В некоторых вариантах реализации изобретения передатчик 308 работает в диапазоне длинных волн (<500 кГц), чтобы беспроводным образом обмениваться данными со считывателем 212 метки. Антенна 320 преобразует сигналы, предоставленные в направлении к передатчику 308 или от него между проводимыми формами и воздушно-волновыми формами.

[0028] Процессор 302 выполнен с возможностью исполнения инструкций, считанных с машиночитаемого носителя, и может, например, быть процессором общего назначения, цифровым процессором сигналов, микроконтроллером и т.д. Архитектуры процессора в общем случае включают исполнительные блоки (например, блоки операций с фиксированной точкой, плавающей точкой, целыми и т.д.), хранилище (например, регистры, память и т.д.), декодирование инструкций, периферийные устройства (например, контроллеры прерываний, таймеры, контроллеры прямого доступа к памяти и т.д.), системы ввода/вывода (например, порты последовательного обмена, параллельные порты и т.д.) и различные другие компоненты и подсистемы.

[0029] Хранилище 304 программ/данных 304 является машиночитаемым носителем, связанным с и доступным процессору 302. Хранилище 304 может включать энергозависимую и/или энергонезависимую полупроводниковую память (например, флэш-память, статическую и динамическую память с произвольным доступом, и т.д.), или другой соответствующий носитель, известный теперь или разработанный позднее.

[0030] Программная часть 312 обмена данными конфигурирует процессор 302 для исполнения протоколов, требуемых для обмена данными со считывателем 212 метки. Программная часть 312 обмена данными может также заставить процессор 302 предоставить сохраненную идентификационную информацию метки считывателю 212 метки.

[0031] Некоторые варианты исполнения изобретения беспроводной метки 26 могут включать систему электропитания, в которой нет батареи 310. Варианты исполнения изобретения без батареи 310 могут быть запитаны энергией, забранной от магнитных волн, сгенерированных считывателем 212 метки и обнаруживаются антенной 320. Информация (например, идентификационная информация метки 26) может быть сохранена в программе/хранилище 404 данных для передачи меткой 26, когда метка обменивается данными со считывателем 212 метки. Например, считыватель 212 метки может непрерывно или быстро выбрать любую метку в пределах диапазона для своей информации идентификации метки; когда беспроводная метка 26 получает такой запрос (например, через антенну 320), программная часть обмена данными 312 может заставить процессор 302 передать идентификационную информацию метки 26 через антенны 320 к считывателю 212 метки.

[0032] На фиг.4 показана блок-схема беспроводного считывателя 212 метки (считыватель метки) в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения. Вариант исполнения изобретения считывателя 212 метки включает антенну 416, передатчик 410, процессор 402, хранилище 404 программ/данных и систему 414 электропитания. Как разъяснено выше, передатчик 410 может работать в диапазоне длинных волн (<500 кГц), чтобы беспроводным образом обмениваться данными с беспроводной меткой 26. Антенна 416 преобразует сигналы, предоставленные в направлении к передатчику 410 или от него между формами проводимости и воздушными волновыми. Как разъяснено выше, антенна 416 может включать петлевую антенну, антенну на ферритовом стержне или другие антенны, сконфигурированные для взаимодействия с беспроводной меткой. Антенна 416 предпочтительно расположена под столом 12 ротора буровой установки так, что беспроводные метки 26, которые проходят через стол 12 ротора, определяются считывателем метки 212. Некоторые варианты исполнения изобретения считывателя метки 212 также включают подключенный проводами или беспроводной передатчик 412 (например, Ethernet, IEEE 802, IEEE 802.11, Блютус и т.д.) для связи считывателя метки 212 с системой мониторинга, например, для помощи в ведении учета буровых труб.

[0033] Процессор 402 конфигурируется для исполнения прочитанных инструкций с машиночитаемого носителя и может, например, быть процессором общего назначения, цифровым процессором сигналов, микроконтроллером и т.д. Архитектура процессоров в общем случае включает исполнительные блоки (например, блоки операций с фиксированной точкой, плавающей точкой, целыми и т.д.), хранилище (например, регистры, память и т.д.), декодирование инструкции, периферийные устройства (например, контроллеры прерываний, таймеры, контроллеры прямого доступа к памяти и т.д.), ввод/выходные системы (например, порты последовательного обмена, параллельные порты и т.д.) и различные другие компоненты и подсистемы.

[0034] Хранилище 404 программ/данных является машиночитаемым носителем, связанным с и доступным процессору 402. Хранилище 404 может включать энергозависимую и/или энергонезависимую полупроводниковую память (например, флэш-память, статическую и динамическую память с произвольным доступом и т.д.) или другой соответствующий носитель, известный теперь или разработанный позднее. Различные исполняемые процессором 402 программы и структуры данных, которыми может манипулировать процессор 402, могут быть сохранены в хранилище 404.

[0035] Программная часть 406 в виде программного обеспечения для обмена данными, сохраняемого в хранилище 404, конфигурирует процессор 402 для исполнения протоколов, требуемых для обнаружения присутствия беспроводной метки 26, установки сеанса связи с обнаруженной меткой 26 и беспроводного извлечения информации, включая идентификационную информацию метки от метки 26.

[0036] Информация (например, идентификационная информация), извлеченная из беспроводной метки 26, может быть сохранена в хранилище 404 и сравнена с записями в идентификационной базе 408 данных меток для определения инструмента или детали оборудования, связанной с меткой 26. В некоторых вариантах реализации изобретения программная часть 406 связного программного обеспечения конфигурирует процессор 402 для передачи информации идентификационной метки к поверхностному объекту (не показан) через передатчик 412. В некоторых вариантах реализации изобретения идентификационная информация метки используется системой мониторинга для помощи в ведении учета буровых труб.

[0037] Система 414 электропитания может включать преобразователи, которые преобразуют напряжения, поданные на считыватель 212 метки через силовые проводники к напряжениям, необходимым для запитки компонентов считывателя 212 метки. В некоторых вариантах реализации изобретения система 414 электропитания включает батарею и преобразователи, которые преобразуют напряжения, обеспечиваемые батареей в напряжения, необходимые для питания компонентов считывателя 212 метки.

[0038] В соответствии с различными вариантами исполнения изобретения на фиг. 5 показана технологическая схема для способа 500 для поддержания учета буровых труб на основе считывателя 212 меток, который расположен ниже стола 12 ротора или пола буровой установки 202, обнаруживающего беспроводную метку 26, связанную с набором клиновых захватов. Хотя они изображены последовательно как вопрос удобства, по меньшей мере, некоторые из показанных действий могут быть выполнены в другом порядке и/или выполнены параллельно. Кроме того, в некоторых вариантах исполнения изобретения могут быть выполнены только некоторые показанные действия. В некоторых вариантах реализации изобретения операции фиг. 5, также как другие операции, описанные здесь, могут быть осуществлены поскольку инструкции сохранены на машиночитаемом носителе (например, хранилище 304, 404) и исполняются одним или более процессорами (например, процессор 302, 402).

[0039] Обращаясь к фиг. 5, способ начинается на блоке 502 с обнаружением, что буровое долото 14 опущено через пол 202 буровой установки или стол 12 ротора. В некоторых случаях буровой оператор может сигнализировать системе мониторинга, что буровое долото 14 прошло через пол 202 буровой установки или стол 12 ротора. В других вариантах реализации изобретения, однако, буровое долото 14 может включать беспроводную метку 26, содержащую информацию идентификации метки, которая индицирует ее связь с буровым долотом 14. Считыватель 212 меток, расположенный под полом буровой установки 202 или стола 12 ротора, выполнен с возможностью считывания идентификационной информации метки, который может заставить считыватель 212 метки информировать систему мониторинга, что буровое долото 14 прошло через пол 202 буровой установки или стол 12 ротора. В ответ на обнаружение беспроводной метки 26, связанной с буровым долотом 14, система мониторинга может начать поддерживать учет буровых труб (если происходит опускание) или прекратит учет буровых труб (если происходит подъем).

[0040] Система мониторинга может поддерживать учет буровых труб, отслеживая движение буровой лебедки, которая поддерживает буровую колонну 14 и длину буровой трубы, прикрепленной к буровому долоту 14, как показано на блоке 504. Количество движения буровой лебедки может быть достигнуто через использование датчиков положения, связанных с подвижным блоком 16 или датчиками, которые определяют, как много проволоки было выпущено наружу или забрано внутрь от барабана буровой лебедки, и другими такими технологиями и датчиками.

[0041] Способ 500 продолжается на блоке 506 и определяет, были ли обнаружены клиновые захваты на месте. Как разъяснено выше, клиновые захваты 250 могут включать беспроводную метку 26, содержащую идентификационную информацию метки, которая указывает на ее связь с клиновыми захватами 250. Беспроводная метка 26 расположена в пределах или вдоль клиновых захватов 250 так, что считыватель 212 метки определяет наличие беспроводной метки 26, связанной с клиновыми захватами 250, когда клиновые захваты 250 расположены на столе 12 ротора для поддержки буровой колонны 8. Когда клиновые захваты 250 находятся на месте, буровая колонна 8 поддерживается клиновыми захватами 250, и таким образом любое движение буровой лебедки не соответствует движению буровой колонны 8 в отверстии скважины 16. Наоборот, когда клиновые захваты 250 находятся не на месте на столе ротора, буровая колонна 8 поддерживается буровой лебедкой и таким образом любое движение буровой лебедки соответствует движению буровой колонны 8 в отверстии скважины 16.

[0042] Если клиновые захваты 250 находятся не на месте, как определено на блоке 506, способ 500 продолжается в блоке 508 со счетом движения буровой лебедки для учета буровых труб. Как указано выше, считыватель 212 метки конфигурируется для считывания идентификационной информации метки от беспроводной метки 26. Если имело место опускание и нет указания на то, что клиновые захваты 250 входят в зацепление на столе 12 ротора, считыватель 212 метки информирует систему мониторинга, что клиновые захваты 250 не присутствуют. В ответ на сигнал, что клиновые захваты 250 не присутствуют, система мониторинга считает отслеживаемое движение буровой лебедки для учета буровых труб.

[0043] Однако если клиновые захваты 250 находятся на месте, как определено на блоке 506, способ 500 продолжается в блоке 510 без счета движения буровой лебедки для учета буровых труб. Как указано выше, считыватель 212 метки конфигурируется для считывания идентификационной информации метки от беспроводной метки 26. Если считыватель 212 метки через опрос беспроводной метки 26 определяет, что клиновые захваты присутствуют на столе 12 ротора, считыватель 212 метки информирует систему мониторинга, что клиновые захваты 250 присутствуют. В ответ на сигнал, что клиновые захваты 250 присутствуют, система мониторинга не считает отслеживаемое движение буровой лебедки для буровых труб, поскольку буровая колонна 8 поддерживается клиновыми захватами 250 и таким образом недвижущимися в ответ на движение буровой лебедки.

[0044] Способ 500 непрерывно отслеживает движение буровой лебедки как на блоке 504 и считыватель 212 метки непрерывно опрашивается для присутствия беспроводной метки 26. Таким образом, при обнаружении клиновых захватов 250 движение буровой лебедки не считается для учета буровых труб, но когда клиновые захваты 250 удаляются буровым рабочим, считыватель 212 метки более не обнаруживает присутствия клиновых захватов 250, и таким образом движение буровой лебедки начинается для подсчета для учета буровых труб. Как результат, никакого взаимодействия с человеком (в стороне от вставки и удаления клиновых захватов 250) не требуется, чтобы поддержать точный учет буровых труб, уменьшая возможности ошибочного вычисления или человеческой ошибки. Дополнительно буровая лебедка может быть использована, чтобы поднять любое число позиций, в то время как клиновые захваты 250 находятся на месте без заботы о подсчете такого движения для учета буровых труб. Далее, в вариантах реализации изобретения, где буровое долото 14 включает беспроводную метку 26, указание на начало движения может быть точно сгенерировано без учета того, когда ННД превышает порог, необходимый для указания на начало бурения или т.п.

[0045] На фиг. 6 показана блок-схема системы 600 для обработки информации, относящейся к поддержанию учета буровых труб в соответствии с различными вариантами исполнения изобретения. Система включает считыватель 212 меток, сеть 602 и систему 604 мониторинга. Считыватель 212 метки может быть расположен под столом 12 ротора буровой платформы 2 или еще где-либо ниже пола буровой установки 202. Считыватель 212 метки может прочитать информацию от беспроводных меток 26, такую как информация идентификационной метки, которая связана с конкретным типом инструмента или деталью оборудования в идентификационной базе 606 данных меток системы 604 мониторинга. В другом варианте считыватель 212 метки может хранить каждую такую базу данных и вместо того, чтобы передавать сырую информацию идентификационной метки к системе 604 мониторинга, он может передавать указание на тип инструмента или деталь оборудования, связанную с обнаруженной беспроводной меткой 26.

[0046] Обращаясь еще к фиг. 6, считыватель 212 метки может передать информацию через сеть 602. Сеть 602 может включать любую имеющуюся компьютерную сетевую компоновку, например любой один или в сочетании с локальной сетью ("ЛВС"), глобальной вычислительной сети ("ГВС"), городской сети ("ГС"), интернет и т.д., или может включать собственную сеть фирмы. Далее, сеть 602 может включать какую-либо из ряда сетевых технологий, например, проводную, беспроводную или могут быть использованы оптические способы. Соответственно компоненты системы 600 не ограничены любым конкретным расположением или близости к считывателю 212 метке.

[0047] Система 604 мониторинга может в дополнение к другим функциям поддерживать учет буровых труб на основе, по меньшей мере, частично полученной информации от считывателя 212 метки. Как разъяснено выше, движение буровой лебедки может быть отслежено системой 604 мониторинга и посчитано для учета буровых труб в определенных ситуациях.

[0048] Резюмируя, в некоторых вариантах реализации изобретения способ учета буровых труб включает обнаружение того, что буровая колонна опускается через пол буровой установки, и мониторинг движения буровой лебедки, которая поддерживает буровое долото и длину буровой трубы, присоединенной к долоту. Если устройство опроса метки не обнаруживает наличия беспроводной метки, связанной с набором клиновых захватов, способ включает счет движения буровой лебедки для учета буровых труб. Если устройство опроса метки определяет наличие беспроводной метки, связанной с набором клиновых захватов, способ включает отсутствие счета движения буровой лебедки для учета буровых труб. Устройство запроса метки размещено на предварительно определенном расстоянии от пола буровой установки так, что активируется обмен данными между беспроводной меткой, связанной с набором клиновых захватов и устройством запроса метки, когда набор клиновых захватов входит в зацепление. Устройство запроса метки размещено ниже пола буровой установки в типовом показанном варианте исполнения изобретения.

[0049] В других вариантах реализации изобретения система учета буровых труб включает набор клиновых захватов, включающих метку, сконфигурированную для беспроводного обмена данными, устройство опроса метки, выполненное с возможностью беспроводным образом обмениваться данными с меткой и обнаружения беспроводной метки, связанной с набором клиновых захватов, и систему мониторинга, соединенную с возможностью обмена данными с устройством запроса метки. Система мониторинга конфигурируется для мониторинга движения буровой лебедки, которая поддерживает буровую колонну и длину буровой трубы, счета движения буровой лебедки для учета буровых труб, когда устройство запроса метки не обнаруживают беспроводной метки, связанной с набором клиновых захватов, и не считает движения буровой лебедки для учета буровых труб, когда устройство запроса метки определяет наличие беспроводной метки, связанной с набором клиновых захватов. Устройство запроса метки размещено на предварительно определенном расстоянии от пола буровой установки так, что обмен данными активируется между беспроводной меткой, связанной с набором клиновых захватов, и устройством запроса метки, когда набор клиновых захватов входит в зацепление. Устройство запроса метки размещено ниже пола буровой установки в типовом показанном варианте исполнения изобретения.

[0050] В других вариантах реализации изобретения энергонезависимый машиночитаемый носитель содержит инструкции, которые, когда исполнены процессором, заставляют процессор обнаружить, что буровая колонна опускается через пол буровой установки, и отслеживать движение буровой лебедки, которая поддерживает буровое долото и длину буровой трубы. Если устройство опроса метки не определяет наличие беспроводной метки, связанной с набором клиновых захватов, инструкции, когда они исполнены, заставляют процессор считать движение буровой лебедки для учета буровых труб. Если устройство опроса метки определяет наличие беспроводной метки, связанной с набором клиновых захватов, инструкции, когда они исполнены, заставляют процессор не подсчитывать движение буровой лебедки для учета буровых труб. Устройство запроса метки размещено на предварительно определенном расстоянии от пола буровой установки так, что обмен данными активируется между беспроводной меткой, связанной с набором клиновых захватов, и устройством запроса метки, когда набор клиновых захватов входит в зацепление. Устройство запроса метки размещено ниже пола буровой установки в типовом показанном варианте исполнения изобретения.

[0051] Вышеприведенное раскрытие является иллюстрацией различных вариантов исполнения изобретения. Многочисленные вариации и модификации станут очевидными специалистам в данном уровне техники, когда вышеупомянутое раскрытие оценивается в полной мере. Например, хотя считыватель метки описывается как расположенный ниже пола буровой установки, считыватель метки может быть расположен в любом фиксированном расположении относительно пола буровой установки так, что возможно обнаружение зацепления клиновых захватов в полу буровой установки. Подобным образом в некоторых вариантах реализации изобретения место считывателя метки является таким, что возможно обнаружение буровой колонки на известном расстоянии относительно пола буровой установки. Оно предназначено, чтобы следующие пункты формулы были интерпретированы для охвата всех таких вариаций и модификаций.

Изобретение относится к учету состояния спуско-подъемных операций, в частности к учету буровых труб. Техническим результатом является исключение ошибок и искажений в вычислениях. Способ учета буровых труб включает обнаружение того, что буровая колонна опускается через пол буровой установки, и мониторинг движения буровой лебедки, которая поддерживает буровое долото, и длины буровой трубы. Если устройство запроса метки не обнаруживает беспроводной метки, связанной с набором клиновых захватов, способ включает подсчет движения буровой лебедки для учета буровых труб. Если устройство запроса метки обнаруживает беспроводную метку, связанную с набором клиновых захватов, способ включает отсутствие учета движения буровой лебедки для учета буровых труб. Устройство запроса метки позиционируется в фиксированном расположении относительно пола буровой установки. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ учета буровых труб, включающий:

обнаружение того, что буровая колонна опущена через пол буровой установки;

мониторинг движения буровой лебедки, которая поддерживает буровое долото, и длины буровой трубы, соединенной с буровым долотом;

подсчет движения буровой лебедки для учета буровых труб, если устройство запроса метки не обнаруживает беспроводной метки; и

не выполнение подсчета движения буровой лебедки для учета буровых труб, если устройство запроса метки обнаруживает беспроводную метку;

причем устройство запроса метки расположено на предварительно определенном расстоянии от пола буровой установки, так что обеспечена возможность обмена данными между беспроводной меткой и устройством запроса метки.

2. Способ по п. 1, в котором обнаружение того, что буровое долото опущено через пол буровой установки, включает обнаружение того, что беспроводная метка, связанная с буровым долотом, прошла через пол буровой установки.

3. Способ по п. 1, в котором мониторинг движения буровой лебедки включает мониторинг положения подвижного блока или мониторинг количества проволоки, выданной с барабана буровой лебедки.

4. Способ по п. 1, в котором устройство запроса метки размещено в корпусе, связанном с поддоном ротора ниже стола ротора.

5. Способ по п. 4, в котором устройство запроса метки расположено выше подроторной воронки, расположенной ниже стола ротора.

6. Способ по п. 1, в котором устройство запроса метки расположено ниже пола буровой установки.

7. Способ по п. 1, в котором беспроводная метка связана с набором клиновых захватов, а устройство запроса метки расположено на предварительно определенном расстоянии от пола буровой установки, так что обеспечена возможность обмена данными между беспроводной меткой, связанной с набором клиновых захватов, и устройством запроса метки, когда клиновые захваты введены в зацепление.

8. Система учета буровых труб, содержащая:

метку, выполненную с возможностью беспроводного обмена данными;

устройство запроса метки, выполненное с возможностью беспроводного обмена данными с указанной меткой и обнаружения указанной беспроводной метки; и

систему мониторинга, соединенную с возможностью обмена данными с устройством запроса метки и выполненную с возможностью

мониторинга движения буровой лебедки, которая поддерживает буровое долото, и длины буровой трубы;

подсчета движения буровой лебедки для учета буровых труб, если устройство запроса метки не обнаруживает беспроводной метки; и

не выполнения подсчета движения буровой лебедки для учета буровых труб, если устройство запроса метки обнаруживает беспроводную метку;

причем устройство запроса метки расположено на заранее определенном расстоянии от пола буровой установки, так что обеспечена возможность обмена данными между беспроводной меткой и устройством запроса метки.

9. Система по п. 8, в которой система мониторинга также выполнена с возможностью обнаружения того, что буровая колонна опущена через пол буровой установки.

10. Система по п. 9, в которой устройство запроса метки также выполнено с возможностью обнаружения беспроводной метки, связанной с буровым долотом, которое заставляет систему мониторинга определить, что буровое долото прошло через пол буровой установки.

11. Система по п. 8, в которой система мониторинга выполнена с возможностью мониторинга положения подвижного блока или количества проволоки, выданной с барабана буровой лебедки, для мониторинга движения буровой лебедки.

12. Система по п. 8, дополнительно включающая в себя корпус для устройства запроса метки, который связан с поддоном ротора ниже стола ротора.

13. Система по п. 12, в которой устройство запроса метки расположено выше подроторной воронки, расположенной ниже стола ротора.

14. Система по п. 8, дополнительно содержащая набор клиновых захватов, содержащих метку, выполненную с возможностью беспроводного обмена данными,

причем устройство запроса метки расположено на предварительно определенном расстоянии от пола буровой установки, так что обеспечена возможность обмена данными между беспроводной меткой, связанной с набором клиновых захватов, и устройством запроса метки, когда клиновые захваты введены в зацепление.

15. Система по п. 14, в которой система мониторинга включает в себя базу данных идентификационных меток, которая связывает одно или более значений идентификационных меток с клиновыми захватами или буровым долотом, причем устройство запроса метки выполнено с возможностью:

получения значения идентификационной метки от беспроводной метки; и

передачи значения идентификационной метки в систему мониторинга.

16. Система по п. 8, в которой устройство запроса метки расположено ниже пола буровой установки.

17. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных, содержащий инструкции, которые при исполнении процессором заставляют процессор:

обнаруживать, что буровая колонна опущена через пол буровой установки;

отслеживать движение буровой лебедки, которая поддерживает буровое долото, и длину буровой трубы;

считать движение буровой лебедки для учета буровых труб, если устройство запроса метки не обнаруживает беспроводную метку; и

не считать движение буровой лебедки для учета буровых труб, если устройство запроса метки обнаруживает беспроводную метку;

причем устройство запроса метки расположено на предварительно определенном расстоянии от пола буровой установки, так что обеспечена возможность обмена данными между беспроводной меткой и устройством запроса метки.

18. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по п. 17, в котором инструкции, когда они исполнены процессором, далее заставляют процессор получить указание на то, что устройство запроса метки обнаруживает, что беспроводная метка, связанная с буровым долотом, прошла через пол буровой установки.

19. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по п. 17, в котором инструкции, когда они исполнены процессором, далее заставляют процессор отслеживать положение подвижного блока или отслеживать количество проволоки, выданной с барабана буровой лебедки, чтобы определить движение буровой лебедки.

20. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по п. 17, в котором беспроводная метка связана с набором клиновых захватов, а устройство запроса метки расположено на предварительно определенном расстоянии от пола буровой установки, так что обеспечена возможность обмена данными между беспроводной меткой, связанной с набором клиновых захватов, и устройством запроса метки, когда клиновые захваты введены в зацепление.