其它类型的输入装置。此外，系统1900可以包括一个或多个输出 装置1916,诸如屏幕（例如液晶屏（LCD)、等离子显示器、触摸屏、阴极射线管（CRT)显示 器、投影仪、2D显示器、3D显示器，或其它显示器装置）、打印机、外部存储器、或任意其它输 出装置。一个或多个输出装置1916可以与输入装置相同或不同。所述输入装置及输出装置 可以本地或远程（例如通过网络1904)连接到计算处理器1906、内存1910、存储装置1908 及GUI1912。存在有许多不同类型的系统，前述的输入和输出装置可以采用其它形式。
[0238] 此外，前述系统1900的一个或多个元件可以位于远程位置并与其它元件通过网 络504连接。此外，本发明的实施例可以在具有多个节点的分布式系统上执行，其中本发明 的各个部分可以设置在分布式系统中的不同节点上。在本发明的一个实施例中，节点对应 于不同的计算装置。可选择地，节点可对应于具有相关物理存储器的计算处理器。节点可 选择性地对应于具有共享存储器和/或源的计算处理器或微核计算处理器。
[0239] 用户（例如，工程师、设计者、操作者、员工，或任意其他人）可以使用一个或多个 输入装置1914来操作⑶I1912,并且⑶I1912可以被连接至计算装置1902的一个或多 个输出装置1916可视化。GUI1912可以包括一个或多个按钮（例如，单选按钮），数据区 (例如，输入区）、标题、菜单（例如，用户输入菜单）、框（例如，输入或输出文本框）、表（例 如，数据概览表）、段（例如，能够最小化/最大化的信息区域）、屏幕（例如，欢迎屏幕或主 屏幕）和/或用户选择菜单（例如，下拉菜单）。此外，GUI1912可以包括一个或多个单独 的界面并可以被用于网页浏览器中或用作独立应用程序。
[0240] 尽管输出装置1916被示为可通信地连接至计算装置1902,但是该输入装置1916 还可以是计算装置1902的一部件。
[0241] 在图19中，计算装置1902能够仿真BHA。用户可以从BHA既存库（未示出）中选 择待被仿真的BHA，或者用户可以使用计算装置1902的GUI1912来定制和/或修改BHA。 用户可以通过输入或选择多个钻头部件（例如，钻头类型、切削刃数量、钻头的材料性能或 本领域公知或本文公开的任意其它BHA或钻头参数）来定制所述BHA。
[0242] 此外，可以通过输入或选择多个井眼参数或钻井操作参数来定制化该仿真。为了 修改该BHA和/或定制该BHA或仿真，用户可以使用本领域公知的任意输入方式（例如，输 入装置1914)访问存储装置1908。存储装置1908能够将数据存储于其中，并可以包括例 如，岩石剖面、BHA参数及部件、和/或钻井操作参数等其它数据。一旦用户定制了BHA及 其它仿真参数，计算装置1902可以在计算处理器1906上执行指令，以基于定制的BHA及用 户选择或输入的参数执行仿真。
[0243] 此外，可以基于用户输入或选择的数据来选择用于仿真的BHA或修改BHA。用户 还可以基于特定的钻井操作参数、井眼参数或本领域公知或本文公开的任意其它条件来修 改BHA。例如，用户可以确定优选的W0B或R0P，并且可以考虑该优选的W0B和/或R0P来 相应地修改所述BHA，特别是使用所述⑶I1912。
[0244] -旦用户定制了所述BHA及其它仿真参数，所述计算装置1902可以在所述计算处 理器1906上执行指令，以基于该定制的BHA及用户选择或输入的参数来执行仿真。可以使 用上面提到的一个或多个方法来执行钻井仿真。执行该仿真产生一组性能数据。在一些情 况下，所产生的性能数据组可以依赖于用户选择或输入的数据，并可以包括指令来产生具 体的性能数据，如上所提及的。在其它实施例中，可以由所执行的仿真来选择和/或生成性 能标准。性能标准例如可以包括BHA套件的稳定性、鲁棒性、测量质量及可控性中的一个或 多个。本领域普通技术人员应该理解，可以选择和/或生成其它的性能标准。
[0245] 仿真之后，稳定性、鲁棒性、测量质量及可控性或其它性能因素可以然后被GUI 1912可视化于输出装置1916上。在一个实施例中，所述可视化输出可以包括一个或多个性 能参数的表格数据。此外，所述输出可以是图形形式，并可以百分比或比率表示。可以输出 井眼、钻头、刀体和/或切削刃的图形可视化。所述图形可视化（例如，2D，3D或4D)可以包 括一个配色方案。
[0246] 一旦呈现了性能因素，用户可以修改至少一个BHA参数、井眼参数和/或钻井操作 参数。修改可以包括从既有值中选择一参数或输入该参数，以获得一修改的BHA、井眼和/ 或钻井操作。所述既有值可以依赖于BHA部件的制造能力或几何形状，并可以依赖于给定 的性能标准。例如，用户可以选择一个或多个参数来优化或落入选定标准或期望性能的阈 值内。
[0247] 修改后，计算装置1902可以执行第二仿真。所述第二仿真可以包括待被仿真的所 述修改的参数。所述仿真可以由所述计算装置1902使用处理器1906来执行，以生成第二 组性能数据。可以使用上面提出的一个或多个方法来执行所述钻井仿真。一旦生成后，可 以使用⑶I1912及输出装置1916来呈现初始组数据及该第二组数据。这些组的数据可以 被呈现给用户用于比较，并可以被分别呈现或组合。可以使用本领域公知的任意工具来呈 现或可视化这些组的数据，例如，曲线图、图形、图表及记录。
[0248] 此外，第二仿真可以与第一仿真同时进行。例如，工程师可以选择多个BHA在特定 的井眼及钻井操作条件下运行。工程师然后可以对所述多个BHA运行仿真，以便将一个BHA 与另一个BHA相比较。
[0249] 在执行期间，可以在现场获得和/或测量数据。所获得的数据可以然后被用于将 现场获得/测量的一个或多个参数与仿真生成的一个或多个参数相比较。此外，所获得的 数据可以被用作仿真用的输入，以便由仿真基于所获得的数据生成一个或多个性能参数。 此后，可以对输入参数（例如BHA或钻井操作参数）进行修改，以便优化BHA套件。
[0250] 虽然上文仅描述了几个示例性的实施例，所属领域技术人员应该容易理解，在实 质上不脱离本发明的范围的情况下，可以对示例性的实施例进行多种变型。相应地，所有这 样的变型应当被包含于权利要求所限定的本发明的范围内。在权利要求中，装置加功能的 语句旨在覆盖在此描述的执行所述功能的结构，且不仅限于在结构上的等同，还包括等效 的结构。因此，尽管钉子和螺钉可能在结构上不等同，因为钉子具有圆柱形表面，以便紧固 木质零件，而螺钉具有螺旋形表面，然而在坚固木质零件的环境下，钉子和螺钉可以是等效 的结构。申请人的明确意图是不为本文的任何权利要求的任何限制援引35U.S.C. § 112第 6段，除了权利要求明确使用词语"用于…的装置"和相关联的功能之外。
【主权项】
1. 一种用于选择井底钻具组件的方法，包括： 选择钻井标准； 对包括至少一个钻头、测量传感器和扶正器的第一井底钻具组件执行动态仿真； 输出预测所述第一井底钻具组件的性能的结果，所述结果表示所述测量传感器的测量 质量。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括： 将所述第一井底钻具组件的测量质量与第二井底钻具组件相比较。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述比较包括考查与钻铤偏转角和在所 述测量传感器位置处的侧向位移中的至少一个相关的输出。4. 一种用于选择井底钻具组件的方法，包括： 选择钻井标准； 对包括至少一个钻头的第一井底钻具组件执行动态仿真，其中所述动态仿真包括动态 输入；以及 输出预测所述第一井底钻具组件的性能的结果。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述动态输入包括所述井底钻具组件的 每分钟转数。6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述动态输入包括钻压。7. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述动态输入包括钻进速度。8. -种用于选择井底钻具组件的方法，包括： 对第一井底钻具组件执行第一动态仿真； 对所述第一井底钻具组件执行至少第二动态仿真，其中所述至少第二动态仿真包括与 所述第一动态仿真不同的约束；以及 输出所述第一动态仿真和所述至少第二动态仿真的结果，其中所述结果包括表示性能 的至少一个输出，所述性能为沿所述井底钻具组件的位置的函数。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括为所述第一井底钻具组件计 算粘滑系数。10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括： 对至少第二井底钻具组件执行所述第一动态仿真； 对所述至少第二井底钻具组件执行所述至少第二动态仿真； 输出所述至少第二井底钻具组件的结果；以及 将所述第一井底钻具组件与所述至少第二井底钻具组件的所述第一动态仿真的结果 和所述至少第二动态仿真的结果相比较；以及 基于所述比较而选择井底钻具组件。11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述结果的所述比较包括自动地生成 预选的一系列报告，所述报告指示所述第一井底钻具组件和所述至少第二井底钻具组件的 性能。12. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述结果的所述比较包括考查所述第 一井底钻具组件和所述至少第二井底钻具组件的粘滑系数。13. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述比较包括考查所述第一井底钻具 组件及所述至少第二井底钻具组件的可控性、鲁棒性、测量质量和稳定性中的至少一个。14. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二动态仿真包括选自高摩擦力、 RPM随钻上升、当钻头不钻探时RPM上升、夹层、不均匀地层、偏心井底钻具组件以及定向钻 井的组中的场景。15. -种用于选择井底钻具组件（BHA)的系统，包括： 包括计算处理器的计算装置，所述计算处理器执行指令以执行： 对包括至少一个钻头、测量传感器和扶正器的第一BHA执行第一仿真，所述第一仿真 生成第一组性能数据，以及 所述计算装置包括在所述计算处理器上执行的图形用户界面，执行以下功能： 输入选择的钻井标准， 在所述图形用户界面上呈现来自所述第一仿真的所述第一组性能数据，以及 基于所述第一组性能数据与所述选择的钻井标准的比较，选择BHA。16. 根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述计算装置进一步包括所述计算处 理器，所述计算处理器执行指令以执行： 对包括至少一个钻头、测量传感器和扶正器的第二BHA执行第二仿真，所述第二仿真 生成第二组性能数据，以及 其中所述计算装置进一步包括在所述计算处理器上执行的所述图形用户界面，执行以 下功能： 基于所述第一组性能数据，修改选自包括BHA参数、井眼参数、钻井操作参数的组中的 至少一个参数，其中修改包括改变所述至少一个参数的值以获得被修改的参数， 在所述图形用户界面上呈现来自所述第二仿真的所述第二组性能数据，所述第二组仿 真基于所述被修改的参数，以及 基于所述第一组性能数据、第二组性能数据及所选择的钻井标准，选择BHA。17. 根据权利要求16所述的系统，其特征在于，呈现进一步包括： 在所述图形用户界面上可视化选自包括所述第一组性能数据和所述第二组性能数据 的组中的至少一个。18. 根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述第一组性能数据及所述第二组性 能数据包括所述第一BHA的性能结果，所述结果指示选自包括测量传感器的测量质量、BHA 的可控性、BHA的稳定性和BHA的鲁棒性的组中的至少一个。19. 根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述BHA的可控性包括选自包括造斜率 和狗腿严重度的组中的至少一个。20. 根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述BHA的稳定性包括选自包括轴向振 动、侧向振动及旋转振动的组中的至少一个。21. 根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述BHA的鲁棒性包括选自包括弯矩、 扭矩、轴向力、应力、振动、接触力及瓢曲的组中的至少一个。22. -种非暂时性计算机可读介质，包括选择BHA的可执行指令，所述可执行指令包括 以下功能： 使用图形用户界面输入选择的钻井标准； 对包括至少一个钻头、测量传感器和扶正器的第一井底钻具组件执行动态仿真；以及 在所述图形用户界面上输出预测所述第一井底钻具组件的性能的结果，该结果指示所 述测量传感器的测量质量。23. -种非暂时性计算机可读介质，包括选择BHA的可执行指令，所述可执行指令包括 以下功能： 使用图形用户界面输入选择的钻井标准； 对包括至少一个钻头的第一井底钻具组件执行动态仿真，其中所述动态仿真包括动态 输入；以及 在所述图形用户界面上输出预测所述第一井底钻具组件的性能的结果。24. -种非暂时性计算机可读介质，包括选择BHA的可执行指令，所述可执行指令包括 以下功能： 对第一井底钻具组件执行动态仿真； 对所述第一井底钻具组件执行至少第二动态仿真，其中所述至少第二动态仿真包括与 所述第一动态仿真不同的约束；以及 在所述图形用户界面上输出所述第一动态仿真及所述第二动态仿真的结果，其中所述 结果包括表示性能的至少一个输出，所述性能为沿所述井底钻具组件的位置的函数。
【专利摘要】一种用于选择井底钻具组件的方法，包括对第一井底钻具组件执行第一动态仿真，对该第一井底钻具组件执行至少第二动态仿真，其中所述至少第二动态仿真包括与第一动态仿真不同的约束，并且输出所述第一动态仿真和第二动态仿真的结果，其中所述结果包括表示性能的至少一个输出，所述性能为沿井底钻具组件的位置的函数。
【IPC分类】G05B19/02, E21B44/00
【公开号】CN105189920
【申请号】CN201480020646
【发明人】W·陈, Y·董, R·哈默, Y·沈, S·黄
【申请人】史密斯国际有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年4月14日
【公告号】US20140309978, WO2014169291A1