钻井设备的校准的制作方法
【专利说明】钻井设备的校准
【背景技术】
[0001] 油井通过采用钻机向地层中钻孔而产生，其中钻机使钻柱（例如，钻杆）旋转，钻 柱具有连接到其上的钻头。所述钻头借助于钻杆（钻铤）的重量切入到地层中的岩石内部。 钻井流体（例如，泥浆）被栗送到钻杆中并且从钻头处流出。钻井流体可以用于冷却所述 钻头，将岩石切削提升到地面，至少部分地抑制井筒中岩石的不稳定性，和/或至少部分地 克服岩石内部的流体压力以使得流体不会进入井筒。在这样的钻井操作中，可以对钻井设 备进行校准以确保有效操作。
【发明内容】
[0002] 本公开的各个方面可涉及一种用于确定与钻井设备相关联的校准质量的计算装 置。所述计算装置可包括执行模块以基于与钻井设备的钻机状态的时间间隔区段相对应的 数据组计算预测值和计算值的处理器。能够计算出所述预测值和所述计算值之间的差。对 所述差值应用质量指标，可以基于质量指标的应用确定出校准质量。
[0003] 本公开的其它方面可涉及一种确定校准质量的方法。所述方法可包括基于与钻井 设备的钻机状态的时间间隔区段相对应的数据组计算预测值和计算值。计算出所述预测值 和所述计算值之间的差。对所述预测值和所述计算值之间的差应用质量指标。基于质量指 标的应用可确定出校准质量。
[0004] 同样，本公开的各个方面可涉及一种确定与钻井设备相关联的校准质量的系统。 所述系统可包括钻探井筒的钻井设备。在某些实施例中，所述钻井设备包括测量与钻井设 备的一区段相关联的特性的测井工具。所述系统还可包括与测井工具通讯的计算装置。所 述计算装置可包括执行模块以基于与钻井设备的钻机状态的时间间隔区段相对应的数据 组计算预测值和计算值的处理器。计算出所述预测值和所述计算值之间的差。对所述预测 值和所述计算值之间的差应用质量指标，并且基于质量指标的应用可以确定出校准质量。
[0005] 本概述用于以简化的形式引入将在详细说明中进一步描述的选定的构思。本概述 并不是用于确定要求保护的主题的关键特征或者基本特征，也不是用于帮助确定要求保护 的主题的范围。
【附图说明】
[0006] 参照附图对详细描述进行说明。在说明书和附图的不同实例中，使用相同的附图 标记指代相似或相同的对象。
[0007] 图1为根据本公开的一个典型实施例的钻井设备的概略图。
[0008] 图2为根据本公开的一个典型实施例的计算装置的框图的概略图。
[0009] 图3为根据本公开的一个典型实施例的计算计算的总钩载荷值和预测的钩载荷 值的典型方法的流程图。
[0010] 图4为根据本公开的一个典型实施例的计算计算的扭矩损失值和预测的扭矩损 失值的典型方法的流程图。
[0011] 图5为根据本公开的一个典型实施例的计算计算的井底压力值和预测的井底压 力值的典型方法的流程图。
[0012] 图6为根据本公开的一个典型实施例的描绘预测的钩载荷值和计算的钩载荷值 的曲线图。
[0013] 图7为根据本公开的一个典型实施例的描绘预测的扭矩损失值和计算的扭矩损 失值的曲线图。
[0014] 图8为根据本公开的一个典型实施例的描绘确定校准质量值的典型方法的流程 图。
[0015] 图9为根据本公开的一个典型实施例的描绘钻井设备的每个立柱的实际值和预 测值之间的差值的曲线图。
[0016] 图10为根据本公开的一个典型实施例的描绘钩载荷值的标准偏差和每个立柱的 点数的曲线图。
【具体实施方式】
[0017] 公开了一种系统，其测量在连接过程中的相关数据点并且基于所述相关数据点计 算校准。所述系统还可以确定计算的校准的质量，这允许自动化钻井过程可独立于钻井者 的动作持续。根据本公开，对具有相关联的井筒和设备的井场进行描述以描述本申请的一 个实施例。可以理解的是，井场的设备可以根据遇到的现场考虑而进行改进。
[0018] 图1描绘了根据本公开的一个或多个实施例的钻井设备100。钻柱102可从钻机 104延伸到储层106的地层的一个区域中。钻柱102可采用通讯装置108从井下向地面传 输数据。在本公开的一个或多个实施例中，通讯装置108可包括泥浆脉冲遥测通讯装置，电 磁通讯装置，声通讯装置，有线钻杆通讯装置，它们的组合，或者类似的装置。
[0019] 井底钻具组合（"BHA"）可悬挂在钻柱102的一端上。在一个实施例中，井底钻具 组合包括一个或多个测井工具110 (例如，测井工具和/或测量工具）。测井工具110可包 括能够测量地下地层和/或储层106的一个或多个特性和/或与测井设备的一区段相关联 的一个或多个特性的传感器。例如，测井工具110可包括随钻测量（"MWD"）工具，随钻测 井（"LWD"）工具，随钻地层压力（"FPWD"）工具，地层评价工具，地层采样工具，它们的组 合，或者类似的工具。
[0020] 用在钻柱102的端部处的随钻测井工具可包括厚壁壳体，通常被称作钻铤，并且 可包括多个测井装置中的一个或多个。所述随钻测井工具能够在测量，处理，和/或在其中 存储信息，还可以与设置在井场地面上的设备通讯。
[0021] 随钻测量工具可包括一个或多个如下所述的测量工具：调制器，钻压测量装置，扭 矩测量装置，振动测量装置，冲击测量装置，粘滑测量装置，方向测量装置，以及倾角测量装 置，和/或任何能够测量相关数据点的其它装置。
[0022] 由井底钻具组合或者其它工具以及连接到钻柱102的传感器获得的测量值可以 被传递到计算装置114用于分析。例如，泥浆脉冲可以被用于将由一个或多个测井工具110 执行的地层测量值传递给所述计算装置114。
[0023] 计算装置114可以与钻井设备100通讯连接。在一个或多个实施例中，所述计算 装置114可包括服务器计算装置，桌面计算装置，便携式计算装置，移动计算装置（例如，智 能手机，平板计算装置等），或者类似物。如图2所示，所述计算装置114包括处理器116， 存储器118,以及通讯模块120。如这里更详细描述的，所述计算装置114接收来自于钻井 设备100的表示测量值的数据（例如，接收来自于测井工具110的数据）并且预测当前和 未来钻井设备100的立柱119的校准（例如，钻杆117的两个或三个单接头）。
[0024] 处理器116为所述计算装置114提供处理功能并且可以包括任意数量的处理器， 微控制器，或其它处理系统，以及用于存储被所述计算装置114读取或产生的数据和其它 信息的常驻或外部存储器。所述处理器116可以执行一个或多个实施这里描述的技术的软 件程序。所述处理器116并不受其形成材料或者这里采用的处理机制的限制，由此，可以通 过半导体和/或晶体管（例如，电子集成线路（1C))，等等实施。
[0025] 存储器108为提供存储功能以存储各种与所述计算装置114的运行相关联的数据 的实体的计算机可读介质，所述数据例如是上面提到的软件程序和代码段，或者其它用于 命令所述处理器116和所述计算装置114的其它部件执行这里描述的功能的数据。尽管示 出了一个存储器118,然而可以采用多种类型的存储器及其组合。所述存储器118可以与处 理器116集成在一起，可以是独立存储器，或者二者的组合。所述存储器例如可以包括，可 移除和不可移除的存储元件，例如RAM、R0M、闪存（例如，SD卡，mini-SD卡，micro-SD卡）， 磁性存储装置，光学存储装置，USB存储装置，等等。
[0026] 通讯模块120提供使所述计算装置114与一个或多个网络通讯的功能。在各种实 施方式中，所述通讯模块120可以代表多种通讯部件和功能，包括但不限于，一个或多个天 线；浏览器；发送器和/或接收器（例如，射频电路）；无线电；数据端口；软件接口和驱动 器；网络接口；数据处理部件；等等。
[0027] 计算装置114可进一步包括一个或多个输入/输出（I/O)装置122(例如，键盘， 按钮，无线输入装置，指轮输入装置，轨迹导杆输入装置，等等）。所述I/O装置122可包括 一个或多个声音I/O装置，例如，麦克风，扬声器，等等。因此，I/O装置122可包括接收用 户输入的键盘。在一种实施方式中，所述键盘可以与所述计算装置114集成在一起，或者所 述键盘可以是与所述计算装置114连接（例如，通过USB端口，等等）的外围装置。
[0028] 如图2所示，所述计算装置114包括存储在所述存储器118中并且可以被所述处 理器116执行的校准模块121。所述校准模块121具有在后面