ЕДИНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ БУРОВЫХ УСТАНОВОК Российский патент 2020 года по МПК E21B44/00 G05B19/418 G06F17/50 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 62/109,923, поданной 30 января 2015 года, и заявке на патент США № 14/788038, поданной 30 июня 2015 года, которые включены в данный документ в полном объеме посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к буровым установкам и, более конкретно, к единой системе управления для буровых установок.

[0003] Буровая установка может содержать ряд неинтегрированных систем для выполнения различных операций буровой установки. Например, буровые работы, насосные операции, спуско-подъемные и поворотные операции, а также другие операции могут выполняться с использованием различных отдельных систем. Для реализации операций каждая дискретная система может содержать различные компоненты, такие как контроллеры. Компоненты таких систем могут поставляться различными экономическими объектами (например, компаниями, операторами и т. д.). Более того, операции, проводимые на буровой установке, могут выполняться различными объектами, и каждый объект может иметь разную степень связи с другими объектами или системами, присутствующими на буровой установке (то есть, объект может не иметь доступа к системе других объектов или объект может не иметь возможности управлять системами других организаций). Дополнительно, управление буровой установкой может осуществляться несколькими объектами и возможность управления системами буровых установок может быть ограничена доступом к буровой установке на площадке.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Варианты осуществления изобретения могут обеспечивать способ для буровой установки. Способ включает прием, в контроллере буровой установки, данных от множества подсистем буровой установки и определение, в контроллере буровой установки, первой команды, основанной, по меньшей мере частично, на данных от множества подсистем буровой установки. Первая команда относится к рабочему параметру первого устройства первой из множества подсистем буровой установки. Способ также включает передачу первой команды первому контроллеру подсистемы первой из множества подсистем буровой установки. Первый контроллер подсистемы выполнен с возможностью управления первым устройством и реализации команды.

[0005] Варианты осуществления изобретения также могут обеспечивать способ для буровой установки. Способ включает прием, в системе управления, данных датчиков от множества подсистем, каждая из множества подсистем содержит контроллер подсистемы. Способ также включает определение, в системе управления, команды для устройства буровой установки на основании данных датчиков по меньшей мере от двух из множества подсистем. Устройство управляется контроллером подсистемы одной из множества подсистем. Способ также включает передачу данных, представляющих команду, контроллеру подсистемы одной из множества подсистем. Данные выполнены с возможностью принуждения контроллера подсистемы одной из множества подсистем реализовать регулировку параметров.

[0006] Варианты осуществления изобретения могут дополнительно обеспечивать систему для буровой установки. Система содержит среду вычислительных ресурсов, расположенную на буровой установке, среда вычислительных ресурсов содержит устройство управления. Система также содержит интерфейс человек-машина для приема первой команды от пользователя. Устройство управления выполнено с возможностью приема данных датчиков от множества подсистем буровой установки и предоставления команд управления множеству подсистем на основании данных датчиков и первой команды.

[0007] Вышеприведенная сущность изобретения представлена для определения подмножества признаков, описанных более подробно ниже. Таким образом, данная сущность не должна рассматриваться как исчерпывающая или ограничивающая раскрытые варианты осуществления или прилагаемую формулу изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0008] Различные аспекты данного изобретения могут стать понятнее благодаря приведенному ниже подробному описанию и ссылкам на графические материалы, на которых:

[0009] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее буровую установку и типовую единую систему управления в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

[0010] Фиг. 2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую типовую единую систему управления для буровой установки в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

[0011] Фиг. 3А и 3В представляют собой блок-схемы, иллюстрирующие типовые процессы управления посредством единой системы управления по фиг. 2 в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

[0012] Фиг. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую добавление типового внеплощадочного устройства пользователя в единую систему управления по фиг. 2 в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

[0013] Фиг. 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую типовые сети единой системы управления по фиг. 2 в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

[0014] Фиг. 6 представляет собой блок-схему типового процесса управления посредством типовой единой системы управления для буровой установки в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

[0015] Фиг. 7 представляет собой схему буровых бригад разделенной системы управления и единой системы управления в соответствии с вариантом осуществления изобретения; и

[0016] Фиг. 8 иллюстрирует схематический вид вычислительной системы в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0017] Далее приведено подробное раскрытие конкретных вариантов осуществления, проиллюстрированных на сопроводительных чертежах и фигурах. Для обеспечения полного понимания настоящего изобретения в нижеследующем подробном описании изложены многочисленные конкретные детали. Однако для специалиста в данной области техники будет очевидно, что изобретение может применяться на практике и без указанных конкретных деталей. В других примерах подробные данные известных способов, процедур, компонентов, схем и сетей не описываются, чтобы чрезмерно не затруднять понимание аспектов вариантов осуществления.

[0018] Также следует понимать, что, несмотря на то, что числительные «первый», «второй» и т.д. используются в настоящем документе для описания различных элементов, указанные элементы не ограничены этими числительными. Эти числительные использованы исключительно для того, чтобы отличить один элемент от другого. Например, первый объект может быть назван вторым объектом или этапом, и, аналогично, второй объект может быть назван первым объектом или этапом, без выхода за пределы объема настоящего изобретения.

[0019] Терминология, используемая в описании изобретения в данном документе, предназначена для описания конкретных вариантов осуществления и не имеет ограничительного характера. В описании изобретения и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают также формы множественного числа, если из контекста явно не следует иное. Также следует понимать, что используемое в настоящем документе сочетание «и/или» означает и охватывает любые и все возможные комбинации одного или более из соответствующих упомянутых элементов. Также следует понимать, что выражения «включает в себя», «включающий в себя», «содержит» и/или «содержащий» при их применении в данном описании указывают на наличие определенных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличие либо добавление одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и/или их групп. Кроме того, используемый в настоящем документе союз «если» может означать «когда» или «в случае», или «в случае определения», или «в случае обнаружения» в зависимости от контекста.

[0020] Фиг. 1 иллюстрирует концептуальный схематический вид системы 100 управления, предназначенной для буровой установки 102, в соответствии с вариантом осуществления. Система 100 управления может включать в себя среду 105 вычислительных ресурсов буровой установки, которая может располагаться на площадке на буровой установке 102, и, в некоторых вариантах осуществления, может содержать устройство 104 координированного управления. Система 100 управления также может содержать систему 107 диспетчерского управления. В некоторых вариантах осуществления система 100 управления может содержать удаленную среду 106 вычислительных ресурсов, которая может располагаться за пределами буровой установки 102.

[0021] Удаленная среда 106 вычислительных ресурсов может включать в себя вычислительные ресурсы, расположенные за пределами буровой установки 102 и доступные по сети. Одним из примеров удаленного вычислительного ресурса является «облачная» вычислительная среда. Облачная вычислительная среда может обмениваться данными со средой 105 вычислительных ресурсов буровой установки посредством сетевого соединения (например, соединения по глобальной вычислительной сети (WAN) или локальной вычислительной сети (LAN)). В некоторых вариантах осуществления удаленная среда 106 вычислительных ресурсов может по меньшей мере частично располагаться на площадке, например, позволяя управлять различными аспектами буровой установки 102 на площадке посредством удаленной среды 106 вычислительных ресурсов (например, посредством мобильных устройств). Соответственно, «удаленный» не должен ограничиваться каким-либо конкретным удалением от буровой установки 102.

[0022] Более того, буровая установка 102 может содержать различные системы с разнообразными датчиками и оборудованием для выполнения операций буровой установки 102, а контроль и управление буровой установкой может осуществляться при помощи системы 100 управления, например, средой 105 вычислительных ресурсов буровой установки. Кроме того, среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может обеспечивать возможность защищенного доступа к данным буровой установки для осуществления контроля буровой установки устройствами пользователя, расположенными на площадке и за ее пределами, передачи данных процессов управления на буровую установку и выполнения аналогичных операций.

[0023] Различные приведенные в качестве примера системы буровой установки 102 проиллюстрированы на фиг. 1. Например, буровая установка 102 может содержать скважинную систему 110, систему 112 текучей среды и центральную систему 114. В некоторых вариантах осуществления буровая установка 102 может содержать информационно-технологическую (ИТ) систему 116. Скважинная система 110 может содержать, например, узел низа бурильной колонны (УНБК), забойные двигатели, датчики и прочие компоненты, размещенные в бурильной колонне, и/или другое бурильное оборудование, выполненное с возможностью размещения в стволе скважины. Соответственно, скважинная система 110 может охватывать приспособления, расположенные в стволе скважины, например, представляющие собой часть бурильной колонны, используемой для бурения скважины.

[0024] Система 112 текучей среды может содержать, например, буровой раствор, насосы, клапаны, цемент, оборудование для подачи бурового раствора, оборудование для контроля параметров бурового раствора, оборудование для регулирования давления, сепараторы и другое оборудование для текучих сред. Соответственно, система 112 текучей среды может осуществлять операции буровой установки 102, связанные с текучей средой.

[0025] Центральная система 114 может содержать спуско-подъемную и поворотную платформу, верхние приводы, роторные столы, ведущие квадратные трубы, буровую лебедку, насосы, генераторы, оборудование подачи и укладки труб, буровые вышки, буровые мачты, фундаментные рамы и другое подходящее оборудование. Соответственно, центральная система 114 может осуществлять генерацию электроэнергии, спуско-подъемные операции и вращение компонентов буровой установки 102, выполнять функцию опорной платформы для бурильного оборудования и площадки для осуществления работ на буровой установке, таких как выполнение соединений и других операций. ИТ система 116 может содержать программное обеспечение, компьютеры и другое ИТ оборудование для осуществления ИТ операций на буровой установке 102.

[0026] Система 100 управления, например, с использованием устройства 104 координированного управления среды 105 вычислительных ресурсов буровой установки может осуществлять контроль датчиков различных систем буровой установки 102 и подавать команды управления на различные системы буровой установки 102 таким образом, что данные датчиков различных систем могут использоваться для подачи команд управления на различные системы буровой установки 102. Например, система 100 может выполнять сбор согласованных по времени и глубине данных наземного оборудования и скважинных данных, полученных от буровой установки 102, и хранить собранные данные для обеспечения доступа на площадке в месте размещения буровой установки 102 или за пределами площадки с использованием среды 105 вычислительных ресурсов буровой установки. Таким образом, система 100 может обеспечивать возможность текущего контроля. Кроме того, система 100 управления может содержать диспетчерское управление посредством системы 107 диспетчерского управления.

[0027] В некоторых вариантах осуществления одна или более из скважинной системы 110, системы 112 текучей среды и/или центральной системы 114 может быть изготовлена и/или находиться под управлением различных поставщиков. В таком варианте осуществления определенные системы могут не иметь возможности единого управления (например, вследствие использования различных протоколов, ограничений, касающихся разрешения на управление, проблем безопасности для разных систем управления и т.д.). Однако вариант осуществления системы 100 управления, которая является единой, может обеспечивать управление буровой установкой 102 и связанными с ней системами (например, скважинной системой 110, системой 112 текучей среды и/или центральной системой 114). Также, скважинная система 110 может содержать одну или множество скважинных систем. Аналогично, система 112 текучей среды и центральная система 114 могут содержать одну или множество систем текучей среды и центральных систем, соответственно.

[0028] Кроме того, устройство 104 координированного управления может взаимодействовать с устройством (устройствами) пользователя (например, с интерфейсом (интерфейсами) человек-машина) 118, 120. Например, устройство 104 координированного управления может принимать команды от устройств 118, 120 пользователя и может выполнять команды с использованием двух или более систем 110, 112, 114 буровой установки, например, так, что две или более систем 110, 112, 114 буровой установки работают согласовано и/или вне расчетных условий в системах 110, 112, 114 буровой установки.

[0029] Фиг. 2 иллюстрирует концептуальный схематический вид системы 100 управления в соответствии с вариантом осуществления. Среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может осуществлять обмен данными с внеплощадочными устройствами и системами с использованием сети 108 (например, глобальной вычислительной сети (WAN), такой как Интернет). Кроме того, среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может обмениваться данными с удаленной средой 106 вычислительных ресурсов через сеть 108. Фиг. 2 иллюстрирует также вышеуказанные приведенные в качестве примера системы буровой установки 102, такие как скважинная система 110, система 112 текучей среды, центральная система 114 и ИТ система 116. В некоторых вариантах осуществления одно или более устройств 118 пользователя, расположенных на площадке, также могут содержаться в оборудовании буровой установки 102. Устройства 118 пользователя, расположенные на площадке, могут взаимодействовать с ИТ системой 116. Устройства 118 пользователя, расположенные на площадке, могут содержать любое количество устройств пользователя, например, стационарных устройств пользователя, предназначенных для размещения на буровой установке 102, и/или портативных устройств пользователя. В некоторых вариантах осуществления, устройства 118 пользователя, расположенные на площадке, могут содержать настольный компьютер, ноутбук, смартфон, карманный персональный компьютер (КПК), планшетный элемент, носимый компьютер или другие подходящие устройства. В некоторых вариантах осуществления, устройства 118 пользователя, расположенные на площадке, могут обмениваться данными со средой 105 вычислительных ресурсов буровой установки 102, удаленной средой 106 вычислительных ресурсов или с ними обеими.

[0030] Одно или более внеплощадочных устройств 120 пользователя также могут быть включены в систему 100. Внеплощадочные устройства 120 пользователя могут содержать настольный компьютер, ноутбук, смартфон, карманный персональный компьютер (КПК), планшетный элемент, носимый компьютер или другие подходящие устройства. Внеплощадочные устройства 120 пользователя могут быть выполнены с возможностью приема и/или передачи информации (например, данных контроля функциональности) от буровой установки 102 и/или к ней через посредством обмена данными со средой 105 вычислительных ресурсов буровой установки. В некоторых вариантах осуществления внеплощадочные устройства 120 пользователя могут обеспечивать процессы управления для управления работой различных систем буровой установки 102. В некоторых вариантах осуществления внеплощадочные устройства 120 пользователя могут осуществлять обмен данными с удаленной средой 106 вычислительных ресурсов через сеть 108.

[0031] Устройства 118 и/или 120 пользователя могут быть примерами интерфейса человек-машина. Такие устройства 118, 120 могут отображать обратную связь от различных подсистем буровой установки и разрешать пользователю вводить команды. В различных вариантах осуществления такие интерфейсы человек-машина могут располагаться на площадке или за ее пределами, или и там и там.

[0032] Системы буровой установки 102 могут содержать различные датчики, исполнительные механизмы и контроллеры (например, программируемые логические контроллеры (ПЛК)), которые могут обеспечивать обратную связь для использования в среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки. Например, скважинная система 110 может содержать датчики 122, исполнительные механизмы 124 и контроллеры 126. Система 112 текучей среды может содержать датчики 128, исполнительные механизмы 130 и контроллеры 132. Также, центральная система 114 может содержать датчики 134, исполнительные механизмы 136 и контроллеры 138. Датчики 122, 128 и 134 могут включать любые подходящие датчики для работы буровой установки 102. В некоторых вариантах осуществления датчики 122, 128 и 134 могут содержать камеру, датчик давления, датчик температуры, датчик расхода, датчик вибрации, датчик тока, датчик напряжения, датчик сопротивления, датчик или устройство распознавания жестов, устройство или датчик, приводимые в действие голосом или выполненные с возможностью распознавания речи, или другие подходящие датчики.

[0033] Описанные выше датчики могут обеспечивать обратную передачу данных датчиков среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки (например, устройству 104 координированного управления). Например, датчики 122 скважинной системы могут передавать данные 140 датчиков, датчики 128 системы текучей среды могут передавать данные 142 датчиков, а датчики 134 центральной системы могут передавать данные 144 датчиков. Данные 140, 142 и 144 датчиков могут содержать, например, данные рабочего состояния оборудования (например, включено или выключено, находится вверху или внизу, приведено в рабочее или нерабочее состояние и т.д.), параметры бурения (например, глубина, нагрузка на крюк, крутящий момент и т.д.), вспомогательные параметры (например, данные о вибрации насоса) и другие подходящие данные. В некоторых вариантах осуществления полученные данные датчиков могут содержать отметку времени (например, дату, время или и то и другое), указывающую, когда были получены данные датчиков, или могут быть связаны с ней. Кроме того, данные датчиков могут быть поставлены в соответствие с глубиной или другим параметром бурения.

[0034] Сбор данных датчиков устройством 104 координированного управления может способствовать измерению одинаковых физических характеристик на различных участках буровой установки 102. В некоторых вариантах осуществления, измерение одинаковых физических характеристик может использоваться для достижения избыточности данных измерений с целью обеспечения возможности непрерывной работы скважины. В еще одном варианте осуществления, измерения одинаковых физических характеристик на различных участках могут использоваться для обнаружения состояний оборудования среди различных физических участков. В еще одном варианте осуществления, измерения одинаковых физических характеристик с использованием разных датчиков могут предоставлять информацию об относительном качестве каждого измерения, что приводит к «более высокому» качеству измерения, используемого для управления буровой установкой, а также для технологических применений. Изменение в измерениях на различных участках в зависимости от времени может использоваться для определения производительности оборудования, производительности системы, сроков выполнения планового технического обслуживания и т.п. Более того, накопление данных датчиков от каждой подсистемы в централизованную среду может улучшить процесс и эффективность бурения. Например, данные состояния плашек (например, зажаты или отведены) могут быть получены от датчиков и переданы в среду 105 вычислительных ресурсов буровой установки, которая может использоваться, чтобы определять состояние буровой установки для автоматического управления. В другом примере, получение образцов текучей среды может быть определено датчиком и сопоставлено с глубиной долота и временем, измеренными другими датчиками. Получение данных от датчика с камерой может способствовать определению поступления и/или монтажа материалов или оборудования в буровой установке 102. Время поступления и/или монтажа материалов или оборудования может использоваться для оценки степени ухудшения характеристик материала, сроков планового технического обслуживания оборудования и выполнения других оценок.

[0035] Устройство 104 координированного управления может облегчать управление отдельными системами (например, центральной системой 114, скважинной системой или системой 112 текучей среды и т.д.) на уровне каждой отдельной системы. Например, в системе 112 текучей среды данные 128 датчиков могут подаваться на контроллер 132, который может использовать эти данные для управления исполнительными механизмами 130. Однако в случае управления операциями, в которых задействовано множество систем, координация управления может осуществляться при помощи устройства 104 координированного управления. Примеры таких операций с координированным управлением включают регулирование давления в скважине во время спуско-подъемных операций. На давление в скважине может влиять как система 112 текучей среды (например, расход насоса и положение штуцера), так и центральная система 114 (например, скорость спуско-подъемных операций). При необходимости поддержания определенного давления в скважине во время спуско-подъемных операций, устройство 104 координированного управления может использоваться для направления подходящих команд управления. Более того, в случае наличия контроллеров на основе моделей, которые используют сложные вычисления для достижения управляющего заданного значения, и которые обычно не реализованы в ПЛК-контроллерах подсистемы из-за сложности и высоких требований к вычислительной мощности, устройство 104 координированного управления может обеспечить подходящую вычислительную среду для реализации этих контроллеров.

[0036] В некоторых вариантах осуществления управление различными системами буровой установки 102 может выполняться посредством многоуровневой (например, трехуровневой) системы управления, которая содержит первый уровень контроллеров 126, 132 и 138, второй уровень устройства 104 координированного управления и третий уровень системы 107 диспетчерского управления. Первый уровень контроллеров может отвечать за критически важные для безопасности операции управления или за обратную связью с быстродействующим контуром управления. Второй уровень контроллеров может отвечать за координированное управление множественным оборудованием или подсистемами и/или отвечать за контроллеры на основе сложных моделей. Третий уровень контроллеров может отвечать за планирование задач высокого уровня, например, управляющих системой буровой установки таким образом, чтобы она поддерживала определенное давление в скважине. В других вариантах осуществления координированное управление может обеспечиваться одним или более контроллерами одной или более систем 110, 112 и 114 буровой установки без использования устройства 104 координированного управления. В таких вариантах осуществления среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может предоставлять процессы управления непосредственно этим контроллерам для координированного управления. Например, в некоторых вариантах осуществления контроллеры 126 и контроллеры 132 могут использоваться для координированного управления несколькими системами буровой установки 102.

[0037] Данные 140, 142 и 144 датчиков могут приниматься устройством 104 координированного управления и использоваться для управления буровой установкой 102 и системами 110, 112 и 114 буровой установки. В некоторых вариантах осуществления данные 140, 142 и 144 датчиков могут шифроваться для создания зашифрованных данных 146 датчиков. Например, в некоторых вариантах осуществления среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может шифровать данные датчиков от различных типов датчиков и систем для создания набора зашифрованных данных 146 датчиков. Таким образом, зашифрованные данные 146 датчиков будут недоступными для просмотра неавторизованными устройствами пользователя (устройствами пользователя, расположенными как вне площадки, так и на площадке), если такие устройства получают доступ к одной или более сетям буровой установки 102. Как было описано выше, данные 140, 142, 144 датчиков могут содержать отметку времени и соответствующий по времени параметр бурения (например, глубину). Зашифрованные данные 146 датчиков могут быть отправлены в удаленную среду 106 вычислительных ресурсов через сеть 108 и храниться в виде зашифрованных данных 148 датчиков.

[0038] Среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может предоставлять зашифрованные данные 148 датчиков, доступные для внеплощадочного просмотра и обработки, например, через внеплощадочные устройства 120 пользователя. Доступ к зашифрованным данным 148 датчиков может быть ограничен посредством управления доступом, реализованного в среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки. В некоторых вариантах осуществления зашифрованные данные 148 датчиков могут предоставляться в режиме реального времени внеплощадочным устройствам 120 пользователя таким образом, что персонал за пределами площадки может просматривать данные о состоянии буровой установки 102 в реальном времени и реагировать с учетом данных датчиков в реальном времени. Например, различные сегменты зашифрованных данных 146 датчиков могут отправляться внеплощадочным устройствам 120 пользователя. В некоторых вариантах осуществления зашифрованные данные датчиков могут расшифровываться средой 105 вычислительных ресурсов буровой установки перед передачей, или расшифровываться на внеплощадочном устройстве пользователя после получения зашифрованных данных датчиков.

[0039] Внеплощадочное устройство 120 пользователя может включать в себя клиентское устройство (например, тонкий клиент), выполненное с возможностью отображения данных, полученных от среды 105 вычислительных ресурсов буровой установки и/или удаленной среды 106 вычислительных ресурсов. Например, для выполнения определенных функций или для просмотра различных данных датчиков могут использоваться несколько типов тонких клиентов (например, устройства с возможностью отображения и минимальной возможностью обработки).

[0040] Среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может содержать различные вычислительные ресурсы, используемые для контроля и управления операциями, такие как один или более компьютеров, содержащих процессор и запоминающее устройство. Например, устройство 104 координированного управления может содержать компьютер, содержащий процессор и запоминающее устройство для обработки данных датчиков, хранения данных датчиков и генерации команд управления в ответ на данные датчиков. Как указано выше, устройство 104 координированного управления может управлять различными операциями различных систем буровой установки 102 посредством анализа данных датчиков от одной или более систем буровой установки (например, систем 110, 112, 114), чтобы обеспечить координированное управление между каждой системой буровой установки 102. Устройство 104 координированного управления может выполнять команды 150 управления для управления различными системами буровой установки 102 (например, системами 110, 112, 114 буровой установки). Устройство 104 координированного управления может направлять данные управления, определенные выполнением команд 150 управления, одной или более системам буровой установки 102. Например, данные 152 управления могут передаваться на скважинную систему 110, данные 154 управления могут передаваться на систему 112 текучей среды, а данные 154 управления могут передаваться на центральную систему 114. Данные управления могут содержать, например, команды оператора (например, включить или отключить насос, включить или отключить клапан, обновить заданное значение физической характеристики и т.д.). В некоторых вариантах осуществления устройство 104 координированного управления может содержать быстродействующий контур управления, который непосредственно получает данные 140, 142 и 144 датчиков и выполняет, например, алгоритм управления. В некоторых вариантах осуществления устройство 104 координированного управления может содержать медленнодействующий контур управления, который получает данные через среду 105 вычислительных ресурсов буровой установки для генерации команд управления.

[0041] В некоторых вариантах осуществления устройство 104 координированного управления может находиться между системой 107 диспетчерского управления и контроллерами 126, 132 и 138 систем 110, 112 и 114. Например, в таких вариантах осуществления система 107 диспетчерского управления может использоваться для управления системами буровой установки 102. Система 107 диспетчерского управления может содержать, например, устройства для ввода команд управления с целью осуществления операций системами буровой установки 102. В некоторых вариантах осуществления устройство 104 координированного управления может принимать команды от системы 107 диспетчерского управления, обрабатывать команды в соответствии с определенным правилом (например, алгоритмом, основанным на законах физики для операций бурения) и/или принимать данные процессов управления, полученные от среды 105 вычислительных ресурсов буровой установки, и предоставлять данные управления одной или более системам буровой установки 102. В некоторых вариантах осуществления система 107 диспетчерского управления может предоставляться и/или может управляться сторонней организацией. В таких вариантах осуществления устройство 104 координированного управления может координировать функции управления между системами дискретного диспетчерского управления и системами 110, 112 и 114, используя команды управления, которые могут оптимизироваться с учетом данных датчиков, полученных от систем 110, 112 и 114, и анализироваться с использованием среды 105 вычислительных ресурсов буровой установки.

[0042] Среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может содержать процесс 141 контроля, который может использовать данные датчиков для получения информации о буровой установке 102. Например, в некоторых вариантах осуществления процесс 141 контроля может определять состояние процесса бурения, исправность оборудования, исправность систем, график технического обслуживания или любое их сочетание. Кроме того, процесс 141 контроля может отслеживать данные датчиков и определять качество одного или множества данных датчиков. В некоторых вариантах осуществления среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может содержать процессы 143 управления, которые могут использовать данные 146 датчиков для оптимизации бурильных операций, например, управления бурильным оборудованием для повышения эффективности бурения, надежности оборудования и аналогичных целей. Например, в некоторых вариантах осуществления полученные данные датчиков могут использоваться для определения схемы подавления помех с целью улучшения обработки сигналов электромагнитной и гидроимпульсной телеметрии. Процессы 143 управления могут быть реализованы с использованием, например, алгоритма управления, компьютерной программы, встроенного программного обеспечения или другого подходящего аппаратного обеспечения и/или программного обеспечения. В некоторых вариантах осуществления удаленная среда 106 вычислительных ресурсов может содержать процесс 145 управления, который может быть предоставлен среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки.

[0043] Среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может содержать различные вычислительные ресурсы, такие как, например, один компьютер или несколько компьютеров. В некоторых вариантах осуществления среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может содержать виртуальную компьютерную систему и виртуальную базу данных или другую виртуальную структуру для собранных данных. Виртуальная компьютерная система и виртуальная база данных могут содержать один или более интерфейсов ресурса (например, веб-интерфейсы), которые позволяют отправлять вызовы через интерфейс программирования приложений (API) к различным ресурсам посредством запроса. Дополнительно, каждый из ресурсов может включать в себя один или более интерфейсов ресурса, которые обеспечивают возможность доступа ресурсов друг к другу (например, для обеспечения возможности хранения данных виртуальной компьютерной системой среды вычислительных ресурсов в базе данных или другой структуре для собранных данных, или извлечения данных из нее).

[0044] Виртуальная компьютерная система может содержать совокупность вычислительных ресурсов, выполненных с возможностью создания экземпляров виртуальных машин. Виртуальная вычислительная система и/или компьютеры могут обеспечивать интерфейс человек-машина, посредством которого пользователь может взаимодействовать с виртуальной компьютерной системой через внеплощадочное устройство пользователя или, в некоторых вариантах осуществления, устройство пользователя, расположенное на площадке. В некоторых вариантах осуществления в среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки могут использоваться другие компьютерные системы или службы компьютерной системы, такие как компьютерная система или служба компьютерной системы, предоставляющая вычислительные ресурсы на выделенных или совместно используемых компьютерах/серверах и/или других физических устройствах. В некоторых вариантах осуществления среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может содержать один сервер (в дискретном аппаратном компоненте или в виде виртуального сервера) или несколько серверов (например, веб-серверы, серверы приложений или другие серверы). Серверы могут представлять собой, например, компьютеры, выполненные в любой физической и/или виртуальной конфигурации.

[0045] В некоторых вариантах осуществления среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может содержать базу данных, которая может являться совокупностью вычислительных ресурсов, обрабатывающих один или более наборов данных. Использование и управление такими наборами данных может осуществляться посредством вызовов API. Наборы данных, такие как данные датчиков, могут быть доступны другим ресурсам в среде вычислительных ресурсов буровой установки или устройствам пользователя (например, устройству 118 пользователя, расположенному на площадке, и/или внеплощадочному устройству 120 пользователя), обращающимся к среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки. В некоторых вариантах осуществления удаленная среда 106 вычислительных ресурсов может содержать вычислительные ресурсы, подобные описанным выше, такие как один компьютер или несколько компьютеров (в дискретных аппаратных компонентах или виртуальных компьютерных системах).

[0046] В некоторых вариантах осуществления процесс управления буровой установкой 102 может быть определен за пределами площадки и предоставлен буровой установке 102 через единую систему 100 управления. На фиг. 3А и фиг. 3В показан типовой процесс управления буровой установкой 102 посредством единой системы 100 управления в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Кроме того, хотя фиг. 3А и фиг. 3В описаны со ссылкой на типовые процессы управления, способы, проиллюстрированные на фигурах и описанные в настоящем документе, также применимы к другим подходящим процессам управления.

[0047] Как показано на фиг. 3А и фиг. 3В, пользователь 162 может, с помощью внеплощадочного устройства пользователя, получить доступ к зашифрованным данным 148 датчиков, хранящимся в среде вычислительных ресурсов буровой установки. Например, среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может предоставить доступ к приложению 164 состояния буровой установки, доступному через интерфейс 165 состояния буровой установки, предусмотренный на внеплощадочном устройстве 120 пользователя. На основании анализа зашифрованных данных датчиков, за пределами площадки можно определить процесс 166 управления. Процесс 166 управления может быть отправлен в среду 105 вычислительных ресурсов буровой установки через глобальную вычислительную сеть 108 и использоваться для управления одной или более системами буровой установки 102, например, посредством команд, подающихся от устройства 104 координированного управления.

[0048] Как показано на фиг. 3В, среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может принимать процесс 166 управления. В некоторых вариантах осуществления процесс 166 управления может быть процессом диспетчерского управления, используемым системой 107 диспетчерского управления. Процесс 166 управления может быть отправлен в среду вычислительных ресурсов буровой установки через сеть (например, глобальную вычислительную сеть 108). После приема процесса 166 управления среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может, например, посредством устройства 104 координированного управления, выдавать команду 167 управления для управления одной или более системами буровой установки 102. Например, как показано на фиг. 3В, данные 168 управления могут передаваться в скважинную систему 110, а данные 170 управления могут передаваться в систему 112 текучей среды. Как отмечено выше, в некоторых вариантах осуществления процесс 166 управления может обеспечиваться посредством системы 107 диспетчерского управления.

[0049] Устройство 104 координированного управления также может содержать детектор событий или анализатор состояния бурения. На основании данных датчиков, собранных из различных систем, детектор событий или анализатор состояния бурения может определять состояние бурения (например, бурение, спуско-подъемная операция и т.д.) и/или события процесса бурения (например, резкое повышение давления при бурении, потеря и т. д.). Эта информация может передаваться системе автоматизированного принятия решений, например, с использованием устройства 104 координированного управления, и/или системе принятия решений пользователем через устройства 118, 120 пользователя.

[0050] В некоторых вариантах осуществления дополнительные устройства пользователя, такие как внеплощадочные устройства пользователя, которые имеют надлежащие учетные данные безопасности, могут иметь доступ к данным из буровой установки 102 через среду 105 вычислительных ресурсов буровой установки. На фиг. 4 показан пример добавления другого типового внеплощадочного устройства 120 пользователя в систему 100 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Внеплощадочное устройство 120 пользователя может осуществлять доступ к некоторым или всем зашифрованным данным 148 датчиков с использованием интерфейса 172 состояния буровой установки для доступа к приложению 164 состояния буровой установки, описанному выше.

[0051] В некоторых вариантах осуществления среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может содержать один или более брандмауэров, серверов проверки подлинности или других устройств, которые обеспечивают доступ к внеплощадочному устройству 120 пользователя. Например, внеплощадочным устройствам пользователя могут предоставляться различные уровни доступа к различным типам данных датчиков (например, посредством учетных записей пользователей, связанных с пользователем внеплощадочного устройства пользователя, токена, предоставленного внеплощадочным устройством пользователя, или других подходящих способов аутентификации или их сочетания). В некоторых вариантах осуществления пользователю может быть предоставлен доступ к данным датчиков от конкретной системы буровой установки 102 и может быть отказано в доступе к данным датчиков от другой системы буровой установки 102. Например, пользователь может быть связан с конкретной системой буровой установки 102, такой как скважинная система 110. В таких вариантах осуществления пользователь может использовать внеплощадочное устройство 120 пользователя для доступа к данным 140 датчиков, полученным от скважинной системы 110 и сохраненным в среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки (или, в некоторых вариантах осуществления, удаленной среде 106 вычислительных ресурсов). В таких вариантах осуществления пользователь 162 может не иметь доступа к данным датчиков, полученным от других систем 112, 114 и 116 буровой установки 102.

[0052] Вышеупомянутые компоненты системы 100, такие как датчики, исполнительные механизмы и контроллеры, могут разделяться на разные сети связи (например, посредством брандмауэра) так, что компоненты из одной сети могут не иметь доступа к компонентам и/или данным из другой сети, если это явно не разрешено пользователем (например, администратором) системы 100. На фиг. 5 показан пример различных типовых сетей системы 100 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. На фиг. 5 показана среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки, связанная через разные сети связи с системами буровой установки 102, такими как скважинная система 110, система 112 текучей среды, центральная система 114 и ИТ система 116.

[0053] В некоторых вариантах осуществления различные компоненты систем буровой установки и/или сами системы могут разделяться на разные сети связи. Например, как показано на фиг. 5, датчики 122 скважинной системы 110, датчики 128 системы 116 текучей среды и датчики 134 центральной системы 114 могут обмениваться данными с использованием сети 180 датчиков. Контроллеры 126 и исполнительные механизмы 124 скважинной системы 110, контроллеры 132 и исполнительные механизмы 130 системы 132 текучей среды, а также контроллеры 138 и исполнительные механизмы 136 центральной системы 114 могут обмениваться данными с использованием сети 182 операций. Сеть 182 операций также может использоваться для передачи данных автоматизации, данных управления процессом и других данных.

[0054] Устройства, использующие ИТ систему 116, такие как клиентские устройства 118, расположенные на площадке, могут обмениваться данными с использованием ИТ сети 184. Наконец, в системе 100 могут использоваться другие сети 184. В некоторых вариантах осуществления другие сети 184 могут включать в себя гостевую сеть, имеющую ограниченный доступ к ограниченному набору сетей, и могут использоваться для гостей на площадке в месте размещения буровой установки 102. В некоторых вариантах осуществления другие сети 184 могут включать в себя локальную вычислительную сеть (LAN) компании для сотрудников компании, выполняющей операции на буровой установке 102.

[0001] Каждая из типовых сетей 180, 182, 184 и 186 может быть реализована с использованием любой подходящей сетевой технологии и сетевых технических средств. Кроме того, сети 180, 182, 184 и 186 могут включать в себя проводную сеть, беспроводную сеть или и то, и другое. Также, следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления компоненты буровой установки 102 могут связываться по разным сетям отдельно и одновременно.

[0055] Каждая из типовых сетей 180, 182, 184 и 186, изображенных на фиг. 5, может быть отделена друг от друга (например, посредством брандмауэра). Среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может принимать и отправлять данные по каждой из сетей 180, 182, 184 и 186. Например, как описано выше, среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может принимать данные от датчиков 122, 128 и 134 через сеть 180 датчиков. В другом примере, среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может отправлять команды различным системам 110, 112 и 114 через сеть 182 операций. В некоторых вариантах осуществления, например, среда вычислительных ресурсов буровой установки может предоставлять доступ к данным (например, через приложение состояния буровой установки) устройствам 118 пользователя, расположенным на площадке, через ИТ сеть 184. В некоторых вариантах осуществления среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может выполнять контроль и управление сетями 180, 182, 184 и 186.

[0056] В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 5, среда 105 вычислительных ресурсов буровой установки может содержать систему 188 сетевой безопасности. В других вариантах осуществления система 188 сетевой безопасности может отличаться от среды 105 вычислительных ресурсов буровой установки. Система 188 сетевой безопасности может обеспечивать устройствам (например, устройствам пользователя, расположенным на площадке, внеплощадочным устройствам пользователя и т. д.) единую точку 190 входа для доступа к данным и приложениям, предоставляемым средой 105 вычислительных ресурсов буровой установки. Таким образом, в таких вариантах осуществления сети 180, 182, 184 и 186, а также системы и компоненты буровой установки 102 могут быть доступны только посредством подключения через единую точку 190 входа. В некоторых вариантах осуществления система 188 сетевой безопасности может, в зависимости от конкретных уровней доступа, предоставлять доступ к сетям 180, 182, 184 и 186 буровой установки 102. Система 188 сетевой безопасности может обеспечивать проверку подлинности пользователя, проверку подлинности устройства пользователя и другие проверки подлинности для определения и предоставления различных уровней доступа различным пользователям или устройствам пользователя. Например, если внеплощадочное устройство пользователя подключается к среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки через единую точку 190 входа, внеплощадочное устройство пользователя может иметь доступ к ИТ сети 184, но ему может быть запрещен доступ к сети 180 датчиков и непосредственное соединение с датчиками 122, 128 и 134. Тем не менее, в зависимости от уровня доступа, внеплощадочное устройство пользователя может иметь доступ к данным датчиков через приложение, предоставленное средой 105 вычислительных ресурсов буровой установки. В другом примере, в зависимости от уровня доступа, устройство пользователя может выдавать команды управления одному или более контроллерам 126, 132 и 138 через среду 105 вычислительных ресурсов буровой установки. На фиг. 6 показан типовой процесс 200 управления для использования единой системы 100 управления в соответствии с вариантом осуществления изобретения. На фиг. 6 показан первый столбец 202, соответствующий устройству 104 координированного управления среды 105 вычислительных ресурсов буровой установки, второй столбец 204, соответствующий среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки, и третий столбец 206, соответствующий внеплощадочному устройству пользователя. Данные датчиков могут собираться устройством координированного управления (этап 208), например, из различных датчиков разных систем буровой установки 102. Например, в некоторых вариантах осуществления данные датчиков могут передаваться через сеть датчиков, такую как проиллюстрированная на фиг. 5 и описанная выше. Полученные данные датчиков могут приниматься устройством среды вычислительных ресурсов буровой установки (этап 212). Например, в некоторых вариантах осуществления данные датчиков могут передаваться по сети датчиков (например, в реальном времени) в среду вычислительных ресурсов буровой установки. Как отмечено выше, в некоторых вариантах осуществления принятые данные датчиков могут содержать отметку времени и могут быть поставлены в соответствие с одним или более параметрами бурения (например, глубиной) перед их шифрованием средой 105 вычислительных ресурсов буровой установки.

[0057] Данные датчиков в среде вычислительных ресурсов буровой установки могут передаваться внеплощадочным устройствам пользователя (этап 214). Например, в некоторых вариантах осуществления данные датчиков могут передаваться по глобальной вычислительной сети (например, Интернет) в ответ на запрос от внеплощадочного устройства пользователя, имеющего соответствующий уровень доступа, определенный системой сетевой безопасности среды вычислительных ресурсов буровой установки. В некоторых вариантах осуществления данные датчиков могут передаваться через приложение, выполняющееся на стороне сервера на устройстве управления и контроля буровой установки, на стороне клиента на внеплощадочном устройстве пользователя или в распределенном приложении, имеющем компоненты как на стороне сервера, так и на стороне клиента. Данные датчиков, отправленные средой вычислительных ресурсов буровой установки, могут приниматься на внеплощадочным устройстве пользователя (этап 216). В некоторых вариантах осуществления данные датчиков могут анализироваться посредством внеплощадочного устройства пользователя (этап 218). В некоторых вариантах осуществления анализ может выполняться с использованием возможностей обработки внеплощадочного устройства пользователя. В некоторых вариантах осуществления анализ данных датчиков может выполняться с помощью других устройств, связанных с внеплощадочным устройством пользователя.

[0058] После анализа данных датчиков может быть определен процесс управления (например, новый или измененный процесс управления) (этап 220). В некоторых вариантах осуществления процесс управления может включать новые или измененные команды управления компонентами систем буровой установки 102. Процесс управления может отправляться в среду 106 вычислительных ресурсов буровой установки (этап 222) через сеть (например, глобальную вычислительную сеть, такую как Интернет). Процесс управления может приниматься в среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки (этап 224). В некоторых вариантах осуществления в процессе управления может выполняться дополнительная обработка, такая как декодирование, расшифровка или другие процессы. Затем процесс управления может быть отправлен на устройство координированного управления (этап 226). В некоторых вариантах осуществления, например, процесс управления, подходящий для одной или более систем буровой установки, может определяться средой вычислительных ресурсов буровой установки из принятого процесса управления. В некоторых вариантах осуществления процесс управления, принятый в среде 105 вычислительных ресурсов буровой установки, может быть процессом диспетчерского управления.

[0059] Процесс управления может приниматься устройством координированного управления (этап 228). С помощью процесса управления устройство координированного управления может выдавать команды управления компонентам систем буровой установки (этап 230). Таким образом, данные датчиков, полученные в буровой установке, могут в режиме реального времени отправляться на внеплощадочные устройства пользователя для анализа и определения процессов управления.

[0060] Фиг. 7 представляет собой схему, иллюстрирующую типовую буровую бригаду для разделенной системы управления и типовую буровую бригаду для единой системы управления (например, единой системы 100 управления), описанной в настоящем документе. В левом столбце 700 фиг. 7 показана буровая бригада для разделенных систем управления, а в правом столбце 702 фиг. 7 показана буровая бригада для единой системы управления. Как показано на фиг. 7, буровая бригада для разделенной системы управления может включать 28 или более человек. В таких случаях, например, дневная бригада 704 может включать 15 или более человек, ночная бригада 706 может включать 12 или более человек, группа 708 по установке обсадных труб может включать 6 или более человек, а группа 710 по цементированию может включать 9 или более человек.

[0061] В отличие от разделенных систем управления буровая бригада для единой системы управления, описанной в настоящем документе, может включать меньшее количество персонала. Например, как показано на фиг. 7, в некоторых вариантах осуществления буровая бригада для единой системы управления может включать 16 или более человек. Буровая бригада для единой системы управления может контролировать несколько систем, например, системы 110, 112 и 114, используя единую систему управления без наличия отдельных групп для каждой системы или для операций, выполняемых с использованием каждой системы.

[0062] Как показано на фиг. 7, буровая бригада для единой системы управления может включать в себя, например, руководителя 712 строительства скважины, инженера 714 по строительству скважины (также называемого «бурильщиком»), инженера 716 по скважине, инженера 718 по текучим средам, управляющего 720 по системам обработки данных и несколько многопрофильных специалистов 722, которые могут работать в две 12-часовые смены. Кроме того, буровая бригада для единой системы управления может использоваться в иерархическом порядке для дальнейшего сокращения персонала бригады и руководителей. Например, как показано на фиг. 7, инженер 714 по строительству скважины, инженер 716 по скважине, инженер 718 по текучим средам и управляющий 720 по системам обработки данных могут находиться под руководством руководителя 712 строительства скважины. Многопрофильные специалисты 722 могут находиться под руководством инженера 714 по строительству скважины.

[0063] Соответственно, следует понимать, что единая система 100 управления, раскрытая в настоящем документе, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления может обеспечить улучшенные рабочие процессы, что позволит сократить количество работников на буровой установке. Например, различные стадии строительства скважины могут выполняться единой или общей буровой бригадой, а не узкоспециализированными бригадами для каждой подсистемы (например, бригадой по текучим средам, бригадой по бурению с управляемым давлением, бригадой по цементированию, бригадой по установке обсадных труб и т. д.). Кроме того, варианты осуществления настоящего изобретения могут облегчать делегирование операции управления подсистемой буровой установки, технического обслуживания и т. д. различному персоналу на буровой установке, например, обеспечивая предоставление данных на основе ролей устройствам 118, 120 пользователя, а также другими способами. Более того, например, используя удаленную вычислительную среду, система 100 может облегчать управление или контроль работы буровой установки и/или различных подсистем из одного или множества единых интерфейсов человек-машина, например, с помощью надлежащих учетных данных пользователя, которые могут принудительно устанавливаться устройством 104 управления.

[0064] В некоторых вариантах осуществления способы по настоящему изобретению могут выполняться вычислительной системой. Фиг. 8 иллюстрирует пример такой вычислительной системы 800 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Вычислительная система 800 может содержать компьютер или компьютерную систему 801A, которая может представлять собой отдельную компьютерную систему 801A или структуру распределенных компьютерных систем. Компьютерная система 801A содержит один или более модулей 802 анализа, выполненных с возможностью выполнения различных задач в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, такими как один или более способов, описанных в настоящем документе. Для выполнения указанных различных задач модуль 802 анализа осуществляет операции независимо или совместно с одним или более процессорами 804, которые соединены с одним или более носителями 806 данных. Процессор (процессоры) 804 также соединяется с сетевым интерфейсом 807, обеспечивающим компьютерной системе 801A возможность обмена данными по сети 809 передачи данных с одной или более дополнительными компьютерными системами и/или вычислительными системами, такими как системы 801B, 801C и/или 801D (следует отметить, что компьютерные системы 801B, 801C и/или 801D могут иметь архитектуру, аналогичную архитектуре компьютерной системы 801A, или могут иметь другую архитектуру, и могут располагаться в различных физических местоположениях, например, компьютерные системы 801A и 801B могут располагаться на производственной площадке и осуществлять обмен данными с одной или более компьютерными системами, такими как 801C и/или 801D, которые располагаются в одном или более центрах обработки данных и/или находятся в различных странах на разных континентах).

[0065] Процессор может включать в себя микропроцессор, микроконтроллер, процессорный модуль или подсистему, программируемую интегральную схему, программируемую логическую матрицу или другое устройство управления или вычислительное устройство.

[0066] Носитель 806 данных может быть реализован в виде одного или более читаемых компьютером или машиночитаемых носителей данных. Следует отметить, что, хотя в типовом варианте осуществления по фиг. 6 носитель 806 данных изображен как находящийся внутри компьютерной системы 801A, в некоторых вариантах осуществления носитель 806 данных может быть распределен внутри и/или по нескольким внутренним и/или внешним корпусам вычислительной системы 801A и/или дополнительных вычислительных систем. Носитель 806 данных может содержать один или более различных видов памяти, в том числе полупроводниковые запоминающие устройства, такие как динамические или статические оперативные запоминающие устройства (ДОЗУ или СОЗУ), стираемые и программируемые постоянные запоминающие устройства (СППЗУ), электрически-стираемые программируемые постоянные запоминающие устройства (ЭСППЗУ), флэш-память, магнитные диски, например, жесткие, гибкие и съемные диски, другие магнитные носители данных, в том числе носители на магнитной ленте, оптические носители данных, такие как компакт-диски (CD) или цифровые видеодиски (DVD), диски BLURAY^® или другие типы оптических носителей данных либо другие типы запоминающих устройств. Следует отметить, что описанные выше команды могут быть предоставлены на одном читаемом компьютером или машиночитаемом носителе данных, или, в качестве альтернативы, они могут быть предоставлены на нескольких читаемых компьютером или машиночитаемых носителях данных, распределенных в большой системе, возможно, содержащей несколько узлов. Такой читаемый компьютером или машиночитаемый носитель или носители данных считается (считаются) частью продукта (или готового изделия). Продукт или готовое изделие может представлять собой любой готовый отдельный компонент или несколько компонентов. Носитель или носители данных могут быть размещены в компьютере, выполняющем машиночитаемые команды, или могут находиться в удаленном пункте, из которого машиночитаемые команды могут загружаться по сети для выполнения.

[0067] В некоторых вариантах осуществления вычислительная система 800 содержит один или более модулей 808 управления буровой установкой. В примере вычислительной системы 800 компьютерная система 801A содержит модуль 808 управления буровой установкой. В некоторых вариантах осуществления один модуль управления буровой установкой может использоваться для выполнения некоторых или всех аспектов одного или более вариантов осуществления способов, описанных в настоящем документе. В альтернативных вариантах осуществления для выполнения некоторых или всех аспектов способов, описанных в настоящем документе, может использоваться множество модулей управления буровой установкой.

[0068] Следует понимать, что вычислительная система 800 является только одним из примеров вычислительной системы и что вычислительная система 800 может содержать больше или меньше компонентов, чем проиллюстрировано, может объединять дополнительные компоненты, не показанные в типовом варианте осуществления по фиг. 8, и/или вычислительная система 800 может иметь другую конфигурацию или структуру компонентов, проиллюстрированных на фиг. 8. Различные компоненты, изображенные на фиг. 8, могут быть реализованы в виде аппаратного обеспечения, программного обеспечения или в виде сочетания аппаратного и программного обеспечения, содержащего одну или более интегральных схем для обработки сигналов и/или специализированных интегральных схем.

[0069] Также, этапы способов обработки, описанных в настоящем документе, могут быть реализованы посредством выполнения одного или более функциональных модулей устройства обработки информации, такого как процессор общего назначения или специализированная микросхема, например, специализированная интегральная схема (СИС), программируемая логическая матрица (ПЛМ), программируемое логическое устройство (ПЛУ) или другие соответствующие устройства. Эти модули, комбинации указанных моделей и/или их комбинации с универсальным аппаратным обеспечением находятся в пределах защищаемого объема настоящего изобретения.

[0070] Условные конструкции, такие как, в том числе, «можно», «могут», «может быть» или «может», если специально не указано иное или иное не подразумевается из контекста, обычно предназначены для обозначения того, что некоторые реализации могут включать в себя некоторые признаки, элементы и/или операции, при этом другие реализации не включают их. Таким образом, такие условные конструкции обычно не подразумевают, что признаки, элементы и/или операции каким-либо образом используются для одной или более реализаций или что одна или более реализаций обязательно содержит логику для определения того, с использованием или без использования ввода или запроса пользователя, содержаться ли эти признаки, элементы и/или операции или должны ли они выполняться в любой конкретной реализации.

[0071] Различные модификации и другие реализации изобретения, изложенные в настоящем документе, будут очевидны благодаря идеям, представленным в приведенном выше описании и на соответствующих графических материалах. Поэтому следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться конкретными описанными реализациями и что модификации и другие реализации предназначены для включения в объем прилагаемой формулы изобретения. Хотя в настоящем документе употребляются конкретные термины, они используются в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.

Изобретение относится к буровым установкам и, более конкретно, к единой системе управления для буровых установок. Техническим результатом является управление буровой установкой несколькими объектами. Способ включает прием в контроллере буровой установки данных от множества подсистем буровой установки, определение в контроллере буровой установки первой команды, основанной, по меньшей мере частично, на данных от множества подсистем буровой установки, причем первая команда относится к рабочему параметру первого устройства первой из множества подсистем буровой установки, и передачу первой команды первому контроллеру подсистемы первой из множества подсистем буровой установки, причем первый контроллер подсистемы выполнен с возможностью управления первым устройством и реализации указанной команды. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ для буровой установки, включающий:

прием в контроллере буровой установки данных от множества подсистем буровой установки;

определение в контроллере буровой установки первой команды, основанной по меньшей мере частично на данных от множества подсистем буровой установки, причем первая команда относится к рабочему параметру первого устройства первой из множества подсистем буровой установки; и

передачу первой команды первому контроллеру подсистемы первой из множества подсистем буровой установки, причем первый контроллер подсистемы выполнен с возможностью управления первым устройством и реализации указанной команды.

2. Способ по п. 1, в котором множество подсистем буровой установки содержит скважинную подсистему и центральную подсистему.

3. Способ по п. 1, также включающий передачу по меньшей мере некоторых данных от множества подсистем буровой установки на интерфейс человек-машина.

4. Способ по п. 3, также включающий:

определение роли пользователя интерфейса человек-машина;

определение подмножества данных по меньшей мере от одной из множества подсистем буровой установки на основании роли пользователя и

передачу подмножества данных на интерфейс человек-машина.

5. Способ по п. 3, также включающий прием в контроллере буровой установки команды пользователя от интерфейса человек-машина, причем определение первой команды по меньшей мере частично основано на команде пользователя.

6. Способ по п. 1, также включающий:

прием в контроллере буровой установки команды от интерфейса человек-машина и

передачу из контроллера буровой установки на множество контроллеров подсистем множества подсистем буровой установки команды от интерфейса человек-машина.

7. Способ по п. 1, определяющий роль пользователя интерфейса человек-машина, в котором роль пользователя связана с двумя или более из множества подсистем буровой установки.

8. Способ по п. 1, в котором прием данных по меньшей мере от одной из множества подсистем буровой установки включает прием данных датчиков, собранных одним или более датчиками множества подсистем буровой установки.

9. Способ по п. 1, также включающий:

определение второй команды на основании данных, полученных по меньшей мере от одной из множества подсистем буровой установки, причем вторая команда относится к рабочему параметру второго устройства второй из множества подсистем буровой установки, при этом первая и вторая команды координируются; и

передачу второй команды второму контроллеру подсистемы второй из множества подсистем буровой установки, причем второй контроллер подсистемы выполнен с возможностью управления вторым устройством для реализации второй команды.

10. Способ для буровой установки, включающий:

прием в системе управления данных датчиков от множества подсистем, причем каждая из множества подсистем содержит контроллер подсистемы;

определение в системе управления команды для устройства буровой установки на основании данных датчиков по меньшей мере от двух из множества подсистем, причем устройство управляется контроллером подсистемы одной из множества подсистем; и

передачу данных, представляющих команду, контроллеру подсистемы одной из множества подсистем, причем данные выполнены с возможностью вызывать реализацию регулировки параметров контроллером подсистемы одной из множества подсистем.

11. Способ по п. 10, также включающий применение отметок времени к данным датчиков от множества подсистем, причем отметка времени обеспечивается тактовым генератором.

12. Способ по п. 11, также включающий хранение данных датчиков вместе с отметками времени.

13. Способ по п. 12, также включающий:

определение измерения глубины, соответствующее тому, когда данные датчиков были собраны или приняты; и

хранение данных датчиков вместе с измерением глубины.

14. Способ по п. 10, также включающий:

прием второй команды в системе управления от интерфейса человек-машина и

определение на основании указанной команды множества регулировок для множества устройств, соответственно, по меньшей мере двух из множества подсистем.

15. Способ по п. 14, в котором система управления представляет собой систему управления, которая является локальной для буровой установки, причем способ также включает передачу по меньшей мере некоторых данных датчиков из системы управления в систему удаленного управления, при этом команда принимается от системы удаленного управления.

16. Способ по п. 10, в котором множество подсистем содержит по меньшей мере одну из центральной подсистемы, скважинной подсистемы или подсистемы текучей среды.

17. Способ по п. 10, в котором множество подсистем содержит по меньшей мере одну из:

центральную подсистему, содержащую буровую лебедку;

скважинную подсистему, содержащую узел низа бурильной колонны; или

подсистему текучей среды, содержащую буровой насос.

18. Способ по п. 10, также включающий:

шифрование данных датчиков с использованием вычислительного ресурса буровой установки и

хранение зашифрованных данных датчиков так, что доступ к данным датчиков управляется системой управления.

19. Способ по п. 10, также включающий:

анализ данных датчиков с использованием устройства управления и

передачу результата анализа на удаленное устройство, выполненное с возможностью обеспечения визуализации результата, данных датчиков или и того и другого.