导航到钻探系统显示中的故障的制作方法
【专利摘要】多个数据记录被存储在存储器中。数据记录包括关于井中的钻柱的数据。每一数据记录包括深度带，其中深度带包括井中一定范围的深度、此数据记录的深度带中的钻柱中的部件的描述以及故障标记，当被设置时，该故障标记表示此数据记录的深度带处的钻柱中的故障。可对存储器访问的处理器生成和传递钻柱的一部分的示意图以用于显示在图形用户界面上。处理器在图形用户界面上的钻柱的一部分的示意图上突出一强调的深度带的表示，其中对于该强调的深度带的数据记录中的故障标记被设置。
【专利说明】导航到钻探系统显示中的故障
【背景技术】
[0001]在一个实施例中，用于钻井以从地球回收烃类的设备被称为钻探系统。用于钻探操作的钻探控制系统和规划工具常常显示钻探系统的示意图以及描述钻探系统的操作的数据。导航到这种钻探系统显示中的故障的位置可以是一个挑战。
附图简述
[0002]图1示出了钻探系统的一个实施例。
[0003]图2示出了钻探控制系统的一个实施例。
[0004]图3-6示出了用于导航到钻探系统的显示中的故障的用户界面的一个实施例。
[0005]图7是流程图。
[0006]图8示出了钻探系统的环境的一个实施例。
详细描述
[0007]在一个实施例中，图1中所示的钻探系统100包括井架105，钻柱110从井架105悬挂在钻孔112中。图1被大为简化并且为了清楚起见，图1未示出被用在钻探过程中的许多元件。此外，尽管图1示出了陆基的钻探系统，然而本文中所描述的技术在海基的钻探系统中同样是有用的。在一个实施例中，围绕钻柱110的位于钻孔112内的体积被称为环114。在一个实施例中，钻柱包括钻头115、由元件120和125以及遥测部分130示意性地示出的多个致动器和传感器，通过该多个致动器和传感器，井下设备与表面遥测系统135进行通?目。
[0008]在一个实施例中，计算机140接收来自井下设备的数据并且通过表面遥测系统135将命令传送至井下设备。在一个实施例中，计算机140包括输入/输出设备、存储器、储存器以及包括连接至因特网所必需的设备的网络通信设备。
[0009]在一个实施例中，钻探系统100包括监视并控制钻探系统100的钻探控制系统145。在一个实施例中，钻探控制系统145监视用于检测钻探系统100的振动、钻压以及其它参数的传感器(未示出)，该钻探控制系统145可与通过表面遥测系统135从井下设备收集的数据(在一个实施例中，其从计算机140接收)一起被使用以分析钻探系统100故障模式，诸如疲劳、屈服应力、正弦屈曲、螺旋屈曲、锁定和扭矩故障。在一个实施例中，钻探控制系统145利用所收集的数据来估计这种故障已发生在钻探系统中的何处。
[0010]在一个实施例中，钻探控制系统145是计算机140的一部分。在一个实施例中，钻探控制系统145是在计算机140中运彳丁的进程。在一个实施例中，钻探控制系统145是与计算机140分离的计算机或处理器。
[0011]在一个实施例中，图2中所示，钻探控制系统145包括外壳202，该外壳202封围了均由总线210互连的处理器204、存储器206和输入/输出接口 208。处理器204通过总线210可访问存储器206和输入/输出接口 208。
[0012]存储器206储存多个数据记录212a-n (数据记录212b-n由省略号表示)。数据记录212a-n中的每一个包括深度带(depth zone)字段214、部件描述字段216、故障标记字段218以及由省略号220表示的其它字段。
[0013]在一个实施例中，深度带字段214包含表示深度带的数据，该深度带描述井中一定范围的深度。在一个实施例中，这些深度是测得的深度。在一个实施例中，深度带由上面的深度和下面的深度进行限定，并且深度的范围是上面的深度和下面的深度之间的深度。在一个实施例中，深度带由单一深度进行限定，并且深度的范围是在单一深度和偏移之间的深度的范围。在一个实施例中，偏移对于所有的数据记录是相同的。在一个实施例中，偏移对于数据记录组是相同的。例如，如果单一深度是3500英尺并且偏移是50英尺，则深度的范围是3500-3550英尺。
[0014]在一个实施例中，部件描述字段216包含用于表示数据记录的深度带中的钻柱中的部件的描述的数据。在一个实施例中，部件可以是钻柱中的部件中的任何一个，包括钻杆、钻具、钻头等。例如，如果深度带是4500-4530英尺并且在该深度处的钻柱部件是钻杆，则具有该深度的数据记录212a-n的部件描述字段将包含诸如字眼“钻杆(Drill Pipe) ”的表示钻杆的名称，诸如“DP”的钻杆的缩写或表示钻杆的代码。
[0015]在一个实施例中，故障标记字段218是一经检测到数据记录212a的深度带中的钻柱I1中的故障就被设置的标记。在一个实施例中，故障是可被钻探控制系统145检测到的故障模式中的一个(即，疲劳、屈服应力、正弦屈曲、螺旋屈曲、锁定和扭矩故障)。在一个实施例中，由省略号220表示的其它字段是针对可由钻探控制系统145检测的其它故障模式中的一个或多个的故障标记字段。
[0016]在一个实施例中，钻探控制系统145包括通过输入/输出接口 208与处理器204进行通信的鼠标222、键盘224以及图形用户界面226。在一个实施例中，鼠标222是标准的计算机鼠标、图形输入板或类似的设备中的一个或多个。在一个实施例中，键盘224是标准的QWERTY键盘和键区中的一个或多个。在一个实施例中，图形用户界面226是监视器和电视机中的一个或多个。
[0017]在一个实施例中，钻探控制系统145包括通过输入/输出接口 208与处理器204进行通信的其它设备228。在一个实施例中，其它设备228包括标准的计算机外围设备，诸如光驱、打印机、调制解调器、网络接□、无线网络接□以及其它类似的设备。在一个实施例中，其它设备228包括以上描述的传感器，通过这些传感器，钻探控制系统145可识别钻探系统100故障模式。在一个实施例中，其它设备228包括表面遥测系统135。在一个实施例中，其它设备228包括计算机140。
[0018]在一个实施例中，钻探控制系统145包括数据存储230，诸如通过总线210可由处理器204访问的硬盘驱动器或类似的设备。在一个实施例中，数据存储230存储操作系统和程序以实现本专利申请中所描述的功能等。
[0019]在一个实施例中，处理器执行存储在数据存储230上的程序、从其它设备228收集数据、从键盘224和鼠标222接收进一步的输入、分析所收集的数据以及将结果显示在图形用户界面226上。在一个实施例中，这些结果被显示在井示意图可被显示在的井示意图显示区域232以及显示由钻探控制系统145所收集的数据的井数据显示区域234中。将理解，超出图2中所示的其它数据也可被显示在图形用户界面226上。
[0020]在图3-6所示的一个实施例中，井示意图显示区域232包括钻柱110的表示。在图3-6所示的实施例中，井示意图显示区域232包括井示意图，该井示意图包括井口 320的表示、钻杆304的多个表示(钻杆的仅一个部分被标记)、井管306的表示、套管靴(casingshoe) 308的表示以及井壁310的表示。
[0021]在图3-6所示的一个实施例中，井数据显示区域234包括井数据表314，该井数据表314包括用于测得的深度316的列、用于部件类型318的列以及用于钻探系统故障320的一个或多个列。在一个实施例中，如由用于钻探系统故障320的一个或多个列的顶部处的标签所指示的，用于钻探系统故障320的一个或多个列包括用于疲劳的列、用于90%屈服应力的列、用于100%屈服应力的列、用于正弦屈曲的列、用于螺旋屈曲的列、用于锁定的列以及用于扭矩故障的列。将理解图3-6中所示的钻柱故障仅仅是示例。其它实施例包括其它钻探系统故障。再其它的实施例显示较少的钻探系统故障。再其它的实施例显示较多的钻探系统故障。
[0022]在一个实施例中，井数据表314的一个或多个列被分成多个深度带行322。在一个实施例中，所得的单元格矩阵中的每一单元格的内容对应于钻探系统故障的存在或不存在，其中每一单元格为行和列的交叉，该钻探系统故障与在与交叉的行相关联的测得的深度带处的交叉的列相关联。在一个实施例中，空的或空白的单元格表明与相交在该单元格处的列相关联的钻探系统故障在与相交在该单元格处的行相关联的深度处不存在，并且诸如“X”的值的存在表明相应的故障已在相应的深度处发生。例如，在一个实施例中，单元格324表示在测得的深度4740-4770英尺(在示例中，每一行对应于测得的深度的30英尺的范围)处钻探系统故障“扭矩故障”的存在或不存在。单元格324是空的这一事实表明钻探系统100在测得的深度4740-4770英尺处未经历扭矩故障。如果单元格324包含一值，诸如“X”，则将表明钻探系统100在测得的深度4740-4770英尺处已经历了扭矩故障。
[0023]在一个实施例中，多个深度带行322中的每一行对应于包含在一个数据记录212a-n中的数据。在一个实施例中，测得的深度列316包含被包含在相应的数据记录212a-n的深度带字段214中的数据的表示。在一个实施例中，部件类型列318包含部件描述字段216的表示。在一个实施例中，钻探系统故障字段320包含被包含在故障标记字段218以及被包含在相应的数据记录212a-n的其它字段220中的其它故障标记字段中的数据的表示。
[0024]在一个实施例中，如果在钻探系统100中发生故障，则处理器204通过输入/输出接口 208从其它设备228接收数据并且解释数据以识别钻探系统100中的故障和故障的位置。在一个实施例中，处理器204将设置数据记录212a-n中对应于所识别的故障的故障标记字段218或其它字段220中的标记，该数据记录212a-n对应于所识别的故障的位置。例如，如果处理器204确定钻柱110正在测得的深度的4530英尺处经历正弦屈曲，则在一个实施例中，处理器204将设置数据记录212a-n中与正弦屈曲故障相关联的故障标记字段218或其它字段220，该数据记录212a-n具有包括4530英尺的深度带字段214。
[0025]在另一实施例中，数据记录212a_n由规划工具236(见图2)进行填充，并且可能不与实时钻探操作相关联。在一个实施例中，规划工具236是由处理器204执行的存储在数据存储230上的软件(连同其它软件238 —起)。在一个实施例中，规划工具236的输出被显示在图形用户界面226上，并且其输入是通过鼠标222和键盘224来提供的。在一个实施例中，规划工具236允许用户改变被建模的钻探系统100的钻探系统参数，诸如流体、旋转速度、钻压等。规划工具236将预测在那些情况下的钻探系统故障的类型和位置。在一个实施例中，规划工具236设置数据记录212a-n中对应于所识别的故障的故障标记字段218或其它字段220中的标记，该数据记录212a-n对应于所识别的故障的位置。例如，如果规划工具236预测钻柱110将在测得的深度的4530英尺处经历正弦屈曲，则在一个实施例中，规划工具236将设置数据记录212a-n中与正弦屈曲故障相关联的故障标记字段218或其它字段220，该数据记录212a-n具有包括4530英尺的深度带字段214。
[0026]在一个实施例中，处理器接着使发生该故障的(即，故障标记字段218或其它故障字段220已被设置在的)图形用户界面226的井示意图显示区域232的那部分如图4所示被阴影化。在一个实施例中，处理器使警报图标(诸如具有重叠的感叹号的三角形)和指示故障的类型和故障发生在的深度的详情的文本被显示在邻近于阴影区域的图形用户界面226上。例如，在图4中所示的实施例中，表示4530-4830,4830-5160和7200-16550英尺的深度带已被阴影化。此外，警报图标和文本“正弦屈曲4530-4830ft”邻近于4530-4830英尺阴影区域而显示，警报图标和文本“螺旋屈曲4830-5160ft”邻近于4830-5160英尺阴影区域而显示，并且警报图标和文本“正弦屈曲7200-16550ft”邻近于7200-16550英尺阴影区域而显示。进一步，对于井数据表314中深度范围4530到4740的表示“正弦屈曲”的单元格显示“X”，这表明正弦屈曲正在该深度范围中发生。正发生正弦屈曲的深度范围延伸出页面的底部。
[0027]在图5所示的一个实施例中，移动鼠标222从而使得其指针出现在已发生误差的井示意图显示区域232中的一个带上或在与误差相关联的文本上，其指针被处理器204检测到并且处理器204使突出显示出现在图形用户界面226上。例如，在一个实施例中，将鼠标移动到井示意图显示区域232中的7200-16550英尺带上的位置502或描述已针对该带进行报告的误差的文本上的位置504使得那些区域通过例如改变7200-16550英尺带的颜色或改变与现有的阴影相关联的透明度以及在警报图标和文本上增加附加的阴影506而被突出显示。
[0028]在图6所示的一个实施例中，当其在图5中所示的位置502和504之一中时点击鼠标222被处理器204检测到并且处理器使得井数据表314在图形用户设备226上滚动直到与所选择的带相关联的数据被显示。在图6所示的示例中，在一个实施例中，井数据表314已从图5中所示的位置滚动到图6中所示的位置，其中来自从7200到7590英尺的测得的深度的数据被显示。
[0029]在使用中，在一个实施例中，如图7所示，钻探控制系统145将多个数据记录212a-n存储在存储器206中(框702)。在一个实施例中，数据记录包括关于井钻孔112中的钻柱110的数据。在一个实施例中，每一个数据记录包括深度带，其中深度带包括井中一定范围的深度。在一个实施例中，每一个数据记录包括此数据记录的深度带中的钻柱中的部件的描述。在一个实施例中，每一个数据记录包括故障标记，当被设置时，该故障标记表示此数据记录的深度带处的钻柱中的故障。
[0030]在一个实施例中，钻探控制系统145利用可对存储器206访问的处理器204来生成和传递钻柱110的一部分的示意图以用于显示在图形用户界面226上(框704)。在一个实施例中，示意图被显示在图形用户界面226的井示意图显示区域232中。
[0031]在一个实施例中，钻探控制系统145利用处理器204来在图形用户界面226上的钻柱的一部分的示意图上突出一强调的深度带的表示，其中对于该强调的深度带的数据记录212a-n中的故障标记被设置(框706)。在一个实施例中，故障标记被存储在数据记录212a-n中的故障标记字段218中。
[0032]在图8所示的一个实施例中，钻探控制系统145由软件控制，该软件以计算机可读介质805 (诸如CD、DVD、便携式硬盘驱动器或其它便携式存储器)上的计算机程序为形式。在一个实施例中，处理器810，其可与处理器204相同或被包括在处理器204中，通过输入/输出设备815从计算机可读介质805读取计算机程序并将其存储在存储器820中，在那里程序通过编译和链接被准备执行(如果需要的话)，并且然后被执行。在一个实施例中，此系统通过诸如键盘或键区之类的输入/输出设备815接收输入，并通过诸如监视器或打印机之类的输入/输出设备815提供输出。在一个实施例中，此系统将计算结果存储在存储器820中或修改已经存在于存储器820中的这样的计算。
[0033]在一个实施例中，通过网络825使得位于存储器820中的计算结果对于远程实时操作中心830是可用的。在一个实施例中，远程实时操作中心830通过网络835使得计算结果可用以帮助油井840的规划或油井840的钻探。
[0034]本文中的词语“耦合的”意为直接连接或间接连接。
[0035]上面的文本描述了宽泛的发明的一个或多个具体实施例。本发明还在各种可选实施例中执行且因此不限于这里所描述的那些实施例。已给出本发明的实施例的上述描述用于说明和描述的目的。这不旨在排他性或将本发明限制于所公开的精确形式。根据上面的教导，很多修改和变型是可能的。本发明的范围不旨在由该详细描述限定，而是由所附的权利要求书限定。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 将多个数据记录存储在存储器中，其中所述多个数据记录包括关于井中的钻柱的数据，并且其中每一个数据记录包括: 深度带，其中所述深度带包括所述井中一定范围的深度， 此数据记录的深度带中的所述钻柱中的部件的描述，以及 故障标记，当被设置时所述故障标记表示此数据记录的深度带处的所述钻柱中的故障； 利用可对所述存储器访问的处理器来生成和传递所述钻柱的一部分的示意图以用于显示在图形用户界面上；以及 利用所述处理器来在所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上突出一强调的深度带的表示，其中对于所述强调的深度带的数据记录中的故障标记被设置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当突出所述强调的深度带的表示时，所述处理器阴影化所述图形用户界面上的所述强调的深度带的表示。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当突出所述强调的深度带的表示时，所述处理器邻近于所述图形用户界面上的所述强调的深度带的表示而显示文本，所述文本指示故障的类型和所述钻柱中的故障发生的深度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括: 所述处理器检测在所述图形用户界面上的指示所述故障的类型的文本之上的指针的移动；以及，作为结果: 所述处理器突出显示所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括: 所述处理器检测在所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示之上的指针的移动；以及，作为结果: 所述处理器突出显示所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括: 所述处理器检测所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示的选择；以及，作为结果: 所述处理器在所述图形用户界面上显示来自所述强调的深度带的数据记录的数据。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括: 所述处理器检测所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示的选择；以及，作为结果: 所述处理器在所述图形用户界面上显示来自所述强调的深度带的数据记录的数据以及邻近于所述强调的深度带的深度带的数据。
8.一种存储在非瞬态的计算机可读存储介质中的计算机程序，所述计算机程序包括可执行指令，所述可执行指令使处理器: 将多个数据记录存储在存储器中，其中所述多个数据记录包括关于井中的钻柱的数据，并且其中每一个数据记录包括: 深度带，其中所述深度带包括所述井中一定范围的深度， 此数据记录的深度带中的所述钻柱中的部件的描述，以及 故障标记，当被设置时，所述故障标记表示此数据记录的深度带处的所述钻柱中的故障； 生成和传递所述钻柱的一部分的示意图以用于显示在图形用户界面上；以及 在所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上突出一强调的深度带的表示，其中对于所述强调的深度带的数据记录中的故障标记被设置。
9.如权利要求8所述的计算机程序，其特征在于，当突出所述强调的深度带的表示时，所述处理器阴影化所述图形用户界面上的所述强调的深度带的表示。
10.如权利要求8所述的计算机程序，其特征在于，当突出所述强调的深度带的表示时，所述处理器邻近于所述图形用户界面上的所述强调的深度带的表示而显示文本，所述文本指示故障的类型和所述钻柱中的故障发生的深度。
11.如权利要求10所述的计算机程序，其特征在于，进一步包括使所述处理器执行下列操作的可执行指令: 检测在所述图形用户界面上的指示所述故障的类型的文本之上的指针的移动；以及，作为结果: 突出显示所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示。
12.如权利要求10所述的计算机程序，其特征在于，进一步包括使所述处理器执行下列操作的可执行指令: 检测在所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示之上的指针的移动；以及，作为结果: 突出显示所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示。
13.如权利要求10所述的计算机程序，其特征在于，进一步包括使所述处理器执行下列操作的可执行指令: 检测所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示的选择；以及，作为结果: 在所述图形用户界面上显示来自所述强调的深度带的数据记录的数据。
14.如权利要求10所述的计算机程序，其特征在于，进一步包括使所述处理器执行下列操作的可执行指令: 检测所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示的选择；以及，作为结果: 在所述图形用户界面上显示来自所述强调的深度带的数据记录的数据以及邻近于所述强调的深度带的深度带的数据。
15.—种系统，包括: 可操作以存储多个数据记录的存储器，其中所述多个数据记录包括关于井中的钻柱的数据，并且其中每一个数据记录包括: 深度带，其中所述深度带包括所述井中一定范围的深度， 此数据记录的深度带中的所述钻柱中的部件的描述，以及 故障标记，当被设置时，所述故障标记表示此数据记录的深度带处的所述钻柱中的故障； 可对所述存储器访问的处理器，所述处理器可操作以: 生成和传递所述钻柱的一部分的示意图以用于显示在图形用户界面上；以及在所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上突出一强调的深度带的表示，其中对于所述强调的深度带的数据记录中的故障标记被设置。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，当突出所述强调的深度带的表示时，所述处理器可操作以阴影化所述图形用户界面上的所述强调的深度带的表示。
17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，当突出所述强调的深度带的表示时，所述处理器可操作以邻近于所述图形用户界面上的所述强调的深度带的表示而显示文本，所述文本指示故障的类型和所述钻柱中的故障发生的深度。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述处理器可操作以: 检测在所述图形用户界面上的指示所述故障的类型的文本之上的指针的移动；以及，作为结果: 突出显示所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述处理器可操作以: 检测在所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示之上的指针的移动；以及，作为结果: 突出显示所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示。
20.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述处理器可操作以: 检测所述图形用户界面上的所述钻柱的一部分的示意图上的所述强调的深度带的表示的选择；以及，作为结果: 在所述图形用户界面上显示来自所述强调的深度带的数据记录的数据。
【文档编号】E21B44/00GK104508240SQ201280075010
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2012年8月10日 优先权日:2012年8月10日
【发明者】A·J·惠利 申请人:界标制图有限公司