井下屈曲状态的估计和校准的制作方法
【专利说明】井下屈曲状态的估计和校准
[oow] 发明背景
[0002] 本公开一般设及地下钻探操作，且更具体而言，设及对钻柱的轴向力传递效率的 估计和校准。
[0003] 控类（诸如石油和天然气）通常从位于岸上或海上的地层获得。在移除来自地层 的控类中设及的地下操作及过程的发展是复杂的。通常，地下操作设及许多不同的步骤，诸 如，例如在期望井位钻探井眼，处理井眼W优化控类的生产，W及执行必要的步骤W产生并 处理来自地层的控类。
[0004] 在其中钻孔路径的弯曲的某些定向钻探应用中，钻柱路径可偏离钻孔轨道。取决 于钻柱的偏离量和压缩量，钻柱可呈现侧向或正弦屈曲模态。运也可被称为钻柱的"蛇形前 进"。当钻柱处于侧向屈曲模态时，钻柱的进一步压缩可造成钻柱进入螺旋屈曲模态。螺旋 屈曲模态也可被称为"螺旋形前进"。屈曲可导致钻探操作中的效率损失和一个或多个钻柱 组件的过早损坏。 阳0化]附图简述
[0006] 可通过部分地参考W下描述和附图来理解本公开的一些特定示例性实施方案。
[0007] 图1是根据本公开的方面的示例钻探系统的框图。
[000引图2是图示根据本公开的方面的示例信息处理系统的框图。
[0009] 图3至图6是根据本公开的示例过程的流程图。
[0010] 虽然本公开的实施方案已参考本公开的示例性实施方案进行描绘和描述并定义， 但是此类参考不意味着限制本公开，并且不推测出任何限制。所公开的主题能够进行相当 大的修改、变更、W及形式和功能上的等同物，如受益于本公开的本领域技术人员将想到 的。本公开的所描绘和描述的实施方案仅作为实例，且并非对本公开的范围进行穷尽说明。
【具体实施方式】
[0011] 本公开一般设及地下钻探操作，且更具体而言，设及对钻柱的轴向力传递效率的 估计和校准。
[0012] 本文详细描述了本公开的说明性实施方案。为了清楚起见，在本说明书中并非描 述实际实施方式的全部特征。当然，将理解，在任何此类实际实施方案的开发中，可做出许 多特定于实施方式的决定，W实现特定的实施目标，其将根据实施方式而会有所不同。此 夕F，将理解，此类开发努力可能是复杂且耗时的，但是此类努力对于本领域中具有本公开的 权益的普通技术人员而言不过是常规任务。
[0013] 为了促进更好地理解本发明，给出某些实施方案的W下实例。W下实例绝不应被 理解为限制或限定本公开的范围。本公开的实施方案可适用于任何类型的地层中的水平、 垂直、偏离或另外非线性的井眼。实施方案可适用于注水井W及生产井，包括控类井。可使 用被制成适用于沿地层的区段进行测试、恢复和取样的工具来实现实施方案。可使用例如 可通过管柱中的流道或使用电缆、钢丝、晓性油管、井下机械手等传送的工具来实现实施方 案。
[0014] 如本文中使用的术语"禪接（couple/couples)"意图指直接或间接连接。因此， 如果第一装置禪接到第二装置，则该连接可通过直接连接或通过经由其它装置或连接的间 接机械或电气连接。类似地，如本文使用的术语"通信地禪接"意图指直接或间接的通信连 接。此类连接可W是有线或无线连接，诸如，例如W太网或LAN。此类有线连接和无线连接 为本领域的普通技术人员所熟知，且因此将不在本文中进行详细讨论。因此，如果第一装置 通信地禪接到第二装置，则该连接可能通过直接连接或通过经由其它装置和连接的间接通 信连接。
[0015] 本公开一般设及地下钻探操作，且更具体而言，设及对钻柱的轴向力传递效率的 估计和校准。
[0016] 如在图1中示出，油井钻探设备100(为了便于理解而被简化）可包括井架105、 钻台110、绞车115(由钻井绳和移动块示意性地表示）、大钩120、转环125、方钻杆接合件 130、转台135、钻杆140、一个或多个钻环145、一个或多个MWD/LWD工具150、一个或多个接 头155和钻头160。钻液由泥浆累190通过钻液供应管线195注入转环125,其可包括立管 196和方钻杆软管197。钻液行进通过方钻杆接合件130、钻杆140、钻环145和接头155， 并通过钻头160中的喷射口或喷嘴退出。然后，钻液向上流动到钻杆140与钻孔165的壁 之间的环腔。钻孔165的一个或多个部分可包括裸眼，并且可包裹钻孔165的一个或多个 部分。钻杆140可由多个钻杆接合件组成。钻杆140可具有单个标称直径和重量（即，磅 /英尺）或可包括具有两个或多个不同标称直径和重量的接合件的间隔。例如，可在用于 水平钻探或其它应用的具有较少重量的钻杆接合件上方使用厚重的钻杆接合件的间隔。钻 杆140可任选地包括分布在钻杆接合件中的一个或多个接头155。如果包括一个或多个接 头155,则接头155中的一个或多个可包括传感设备（例如，传感器），通信设备、数据处理 设备或其它设备。钻杆接合件可具有任何合适的尺寸（例如，30英尺长）。钻液回流管线 170将钻液从钻孔165返回且使其循环到钻液坑（未示出），然后，钻液经由泥浆累190最 终再循环回到钻液供应管线195。钻环145、MWD/LWD工具150和钻头160的组合被称为井 底组件（或"BHA")。BHA、钻杆140和任何包括的接头155的组合被称为钻柱。在旋转钻 探中，转台135可旋转钻柱，或替代地钻柱可经由顶部驱动组件进行旋转。
[0017] 处理器180可用于收集和分析来自一个或多个传感器的数据，并控制一个或多个 钻探操作的操作。处理器180可替代地位于地面下方，例如，位于钻柱内。处理器180可W 足够用于钻探过程中的速度进行操作。处理器180可包括终端185或与其介接。终端185 可允许操作员与处理器180交互。
[0018] 在示出的实施方案中，处理器180可包括信息处理系统。如在本文中使用，信息处 理系统可包括任何工具或工具的集合体，其可操作来计算、分类、处理、传输、接收、恢复、引 起、切换、存储、显示、表明、检测、记录、复制、处理或利用任何形式的信息、智能或数据W用 于商业、科学、控制或其它目的。例如，信息处理系统可W是个人计算机、网络存储装置或任 何其它合适的装置，且可在大小、形状、性能、功能和价格上各不相同。信息处理系统可包括 随机存取存储器（RAM)、一个或多个处理资源，诸如中央处理单元（CPU)或硬件或软件控制 逻辑、只读存储器（ROM)和/或其它类型的非易失性存储器。信息处理系统的额外组件可 包括一个或多个磁盘驱动、用于与外部装置W及各种输入和输出（I/O)装置（诸如键盘、鼠 标和视频显示器）通信的一个或多个网络端口。信息处理系统还可包括一个或多个总线， 其可操作W在各种硬件组件之间传输通信。
[0019] 图2是示出根据本公开的方面的示例信息处理系统200的框图。信息处理系统 200可用作（例如）用于钻探组件的控制系统或单元的部分。例如，钻探操作员可与信息处 理系统200交互，W更改钻探参数或向通信地禪接到信息处理系统200的钻探设备发布控 制信号。信息处理系统200可包括与存储器控制器集线器或北桥202通信地禪接的处理器 或CPU 201。存储器控制器集线器202可包括存储器控制器，其用于引导到达（或来自）信 息处理系统内的存储器组件（诸如RAM 203、存储元件206和硬盘驱动器207)的信息。存 储器控制器集线器202可禪接到RAM 203和图形处理单元204。存储器控制器集线器202 还可禪接到I/O控制器集线器或南桥205。I/O集线器205禪接到计算机系统的存储元件， 其包括存储元件206,存储元件206可包括快闪ROM,快闪ROM包括计算机系统的基本输入 /输出系统度IO巧。I/O集线器205还禪接到计算机系统的硬盘驱动器207。I/O集线器 205还可禪接到超级I/O忍片208,其自身禪接到计算机系统的若干个I/O端口（包括键盘 209和鼠标210)。信息处理系统200进一步可通过忍片208通信地禪接到钻探组件的一个 或多个元件。
[0020] 出于本公开的目的，信息处理系统可包括任何工具或工具的集合体，其可操作来 计算、分类、处理、传输、接收、恢复、引起、切换、存储、显示、表明、检测、记录、复制、处理或 利用任何形式的信息、智能或数据W用于商业、科学、控制或其它目的。例如，信息处理系统 可W是个人计算机、网络存储装置或任何其它合适的装置，且可在大小、形状、性能、功能和 价格上各不相同。信息处理系统可包括随机存取存储器（RAM)、一个或多个处理资源，诸如 中央处理单元（CPU)或硬件或软件控制逻辑、ROM和/或其它类型的非易失性存储器。信 息处理系统的额外组件可包括一个或多个磁盘驱动、用于与外部装置W及各种输入和输出 (I/O)装置（诸如键盘、鼠标和视频显示器）通信的一个或多个网络端口。信息处理系统还 可包括一个或多个总线，其可操作W在各种硬件组件