用于在井作业中使用的设备的寿命预测的负载数据的最佳存储制造技术

公开了在井作业中使用的一件设备的寿命预测的负载数据的最佳存储的技术的实例。在根据本公开的方面的一个示例实施方式中，一种方法可以包括：使用在所述井作业中使用的该件设备的寿命模型；通过处理装置将负载数据频谱离散化为一个或多个桶，所述一个或多个桶具有桶大小，其中至少一个桶的所述桶大小是基于所述寿命模型和负载数据分布中的一者；收集该件设备的负载数据；通过所述处理装置将所述所收集的负载数据分配到所述负载数据频谱的所述一个或多个桶；以及通过所述处理装置将分配到所述一个或多个桶的所述所收集的负载数据存储到存储器。

Optimal Storage of Load Data for Life Prediction of Equipment Used in Well Operation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在井作业中使用的设备的寿命预测的负载数据的最佳存储相关申请的交叉引用本申请要求2016年11月17日提交的美国申请第15/354279号的权益，所述申请通过引用整体并入本文中。
技术介绍
本公开涉及井作业，并且更具体地，涉及确定用于井作业中使用的若干仅设备(即电子部件)的寿命预测的负载数据的最佳存储。钻孔钻入具有碳氢化合物储层的地层中，以便通过钻孔将碳氢化合物提取到地面。各种部件(例如，管段、管接头、管阀、歧管、稳定器、铰刀、罐、井下马达、转向单元、地层评估传感器、钻头等)连接到井底钻具组件，所述井底钻具组件从地球表面处的钻机在钻孔中操作。井眼中的井下设备可利用电子部件进行控制、监测和通信，或利用其它部件，例如机械部件、机电部件、液压系统、地层评估传感器(LWD)、随钻测量传感器(MWD)。随时间推移，井下的作业条件(例如，高温、高压、过度加速、电压或电流尖峰、机械应力等)可能导致部件损坏或以其它方式使部件劣化，从而缩短部件的寿命和/或导致部件的灾难性故障。
技术实现思路
根据本公开的方面，提供了包括用于对井作业中使用的一件设备的寿命预测的负载数据进行最佳离散化的方法、系统和/或计算机程序产品的技术。实例方法可以包括：使用在所述井作业中使用的该件设备的寿命模型；通过处理装置将负载数据频谱离散化为一个或多个桶，所述一个或多个桶具有桶大小，其中至少一个桶的所述桶大小是基于所述寿命模型和负载数据分布中的一者；收集该件设备的负载数据；通过所述处理装置将所述所收集的负载数据分配到所述负载数据频谱的所述一个或多个桶；以及通过所述处理装置将分配到所述一个或多个桶的所述所收集的负载数据存储到存储器。根据本公开的另外方面，实例系统可以包括：传感器，所述传感器收集该件设备的负载数据；以及处理装置，所述处理装置用于执行计算机可读指令，所述计算机可读指令包括：确定在所述井作业中使用的该件设备的寿命模型；将负载数据频谱离散化为一个或多个桶，所述一个或多个桶具有桶大小，其中至少一个桶的所述桶大小是基于所述寿命模型或负载数据分布；将所述所收集的负载数据分配到所述负载数据频谱的所述一个或多个桶；以及将分配到所述一个或多个桶的所述所收集的负载数据存储到存储器。通过本公开的技术实现了额外的特征和优点。其它方面在本文中详细描述，并且被认为是本公开的一部分。为了更好地理解具有优点和特征的本公开，参考以下描述和附图。附图说明在说明书所附的权利要求中特别指出并且清楚地要求保护被视为本专利技术的主题。根据以下结合附图的详细描述，前述和其它特征及其优点是显而易见的，其中：图1示出了根据本公开的方面的用于估计井作业中使用的一件设备的寿命的处理系统；图2示出了根据本公开的方面的离散阿伦纽斯曲线的曲线图；图3示出了根据本公开的实例的负载数据的典型分布图，例如加速度；图4示出了根据本公开的方面的图3中所示的负载数据的典型分布(例如，加速度)的离散化技术的曲线图；图5示出了根据本公开的实例的离散阿伦纽斯曲线技术的曲线图；图6示出了根据本公开的实例的离散化高斯分布的曲线图；图7示出了根据本公开的方面的图5的离散化阿伦纽斯曲线技术的离散化组合技术和图5的离散化高斯分布技术的曲线图；图8示出了根据本公开实例的相对于连续寿命模型的相对离散化误差的曲线图；图9示出了根据本公开的实例的消耗寿命的比较曲线图；图10示出了根据本公开的实例的消耗寿命的比较曲线图。图11示出了根据本公开的方面的用于识别和确定在井作业中使用的部件的磨损的方法的流程图；以及图12示出了根据本公开的实例的用于实现本文描述的技术的处理系统的框图。具体实施方式估计井作业中使用的一件设备(例如，通信工具、转向单元和其它设备)的寿命减少了作业现场的故障并且能够在适当的时间维修和/或更换该件设备。为了准确地预测该件设备的寿命，测量负载数据并且将其存储在一个或多件设备上以用于该件设备上的负载。负载的实例可以是温度、加速度、RPM、扭矩、弯曲、压力、电负载、轴向力和侧向力以及影响一件设备的寿命的其它方面。负载数据的存储可用于该件设备的寿命预测。可以通过将负载数据与设备故障相关联来估计寿命模型。寿命模型通过应用特定负载提供有关一件设备故障的可能性的信息。可以通过使用历史负载数据来确定初始寿命模型，也称为现有寿命模型。所述历史负荷数据是指发生故障时的累积负荷。寿命模型给出了在特定负荷下发生故障的概率，包括可能由该件设备、制造变化、材料变化和其它统计参数的微小差异引起的某种变化。如果负载数据收集在负载数据频谱的桶中，则负载数据在所述桶中被平均或者被设置为桶的平均值。或者，可以使用中值或均方根均值或其它代表性平均算法。负载数据频谱中的桶由通过将代表性平均算法应用于桶内的负载数据而计算的代表值表示。接下来，计算每个桶中收集负载数据的频率。加载数据可以是历史加载数据或新加载数据。计数被保存到存储器中。因此，本文提供了将负载数据最佳存储到具有有限大小的存储器。对于不同类型的设备(例如，电子件、机械部件、液压系统、连接、地层评估传感器(LWD)、随钻测量传感器(MWD)等)存在不同的故障机制。该件设备的寿命取决于负载周期和负载幅度。寿命取决于零件的故障机理。电子件主要容易出现与温度和电气负载(电流和电压)相关的故障，而机械完整性主要取决于机械负载(例如压力、加速度、弯矩、轴向力和侧向力等)。本技术用于估计井作业中使用的一件设备的寿命，以优化维护周期或备件供应。钻柱和井底钻具组件(BHA)的严重加速可以由不同的激励机制引起，例如自激、参数激励或强制激励。加速度可以分为轴向、扭转和横向。负面影响包括降低穿透率、降低测量质量和井下故障。进一步的负载可以包括温度和侵蚀、压力、扭矩、弯曲。如本文所提供的一种方法是测量井作业中使用的一件设备的寿命相关数据，并且将数据存储在该件设备的存储器中。可以通过沿着BHA在该件设备上或该件设备中和/或不同件设备上使用专用电子模块来执行寿命相关数据测量和/或处理和存储。专用集成电路(ASIC)用于此目的，具有有限的存储器。举例来说，ASIC被放置在一件设备中的多芯片模型(MCM)上，以存储该件设备的负载数据。然后使用负载数据来执行该件设备的寿命估计。在所述实例中，这可以被称为寿命估计电子件。可以测量其它类型设备的负载数据，例如地层评估传感器(例如伽玛、声学、NMR、核)或机械、机电或液压设备，例如电动机、泵、阀门或轴承，和/或处理并且存储在电子模块的存储器中。基于收集的寿命相关数据和估计寿命，可以执行基于条件的维护(CBM)。公开了一种方法来离散化桶中的寿命相关负载数据谱(例如，温度和加速度等)。如本文所使用，术语桶是指加载数据间隔。每个桶与负载数据的间隔或区域相关联。存储桶中的负载数据分布可以由负载数据间隔内的多个负载数据点或在负载数据间隔中花费的时间来表示。负载数据间隔可以由一个或多个变量定义，例如温度、加速度或压力。所述方法包括根据寿命模型和负载数据分布以及其它数学函数中的一者来确定负载数据谱中的最佳桶大小以最小化有限存储器的寿命估计故障。所述方法还可以用于估计寿命估计所允许的必要存储器，也称为寿命估计的故障。对于寿命估计的给定最大故障，计算负载数据谱中的多个桶的所需桶大小。可以计算存储基于负载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在井作业中使用的一件设备的寿命预测的负载数据的最佳存储的方法(1100)，所述方法(1100)包括：使用在所述井作业中使用的该件设备的寿命模型；通过处理装置(102)将负载数据频谱离散化为一个或多个桶，所述一个或多个桶具有桶大小，其中至少一个桶的所述桶大小是基于所述寿命模型和负载数据分布中的一者；收集该件设备的负载数据；通过所述处理装置(102)将所述所收集的负载数据分配到所述负载数据频谱的所述一个或多个桶；以及通过所述处理装置(102)将分配到所述一个或多个桶的所述所收集的负载数据存储到存储器(104)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.17 US 15/354,2791.一种用于在井作业中使用的一件设备的寿命预测的负载数据的最佳存储的方法(1100)，所述方法(1100)包括：使用在所述井作业中使用的该件设备的寿命模型；通过处理装置(102)将负载数据频谱离散化为一个或多个桶，所述一个或多个桶具有桶大小，其中至少一个桶的所述桶大小是基于所述寿命模型和负载数据分布中的一者；收集该件设备的负载数据；通过所述处理装置(102)将所述所收集的负载数据分配到所述负载数据频谱的所述一个或多个桶；以及通过所述处理装置(102)将分配到所述一个或多个桶的所述所收集的负载数据存储到存储器(104)。2.如权利要求1所述的方法(1100)，其中分配包括确定所述一个或多个桶中的负载数据分布。3.如权利要求1所述的方法(1100)，其中使用所述寿命模型包括使用实验室测试、现场测试或建模方法中的至少一者。4.如权利要求1所述的方法(1100)，所述方法还包括更新所述寿命模型中的一者、更新所述负载数据分布，以及更新该件设备的所述负载数据频谱的所述桶大小。5.如权利要求1所述的方法(1100)，所述方法还包括将所述存储器(104)划分成隔间，其中所述隔间的大小是基于所述寿命模型和所述负载数据分布中的一者。6.如权利要求1所述的方法(1100)，所述方法还包括通过所述处理装置(102)基于分配到所述负载数据频谱中的所述一个或多个桶并且存储到所述存储器(104)的所述负载数据来确定该件设备的寿命估计。7.如权利要求6所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯汀·赫尔比希，安德烈亚斯·霍尔，阿明·屈克，迈克尔·诺伊贝特，汉诺·雷克曼，
申请(专利权)人：通用电气GE贝克休斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US