水平定向钻井区域网络和方法技术

一种钻井区域网络集线器，其位于接近钻机的位置，并包括井上收发器，井上收发器与井下收发器通过使用钻柱作为电导体进行双向通信。特定信息被采集，包括基于钻机的信息和/或位置信息。根据特定信息生成至少一个现场报告，从而表征地下操作、井下收发器的运行状态、井上收发器的运行状态、和钻机的运行状态中的至少一个。钻井区域网络服务器通过因特网在远程位置处接收现场报告并可根据现场数据生成顾客报告和/或建议行动。区域指定参数可应用于钻井系统的操作。钻井区域网络集线器可按照所分配的优先级将数据日志传送到远程位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水平定向钻井区域网络和方法相关申请本申请要求2012年1月7日提交的序号为61/584,231的美国临时专利申请的优先权，在此通过整体引用将其并入本文。本申请还要求2013年1月4日提交的序号为13/734,841的美国专利申请的优先权，在此通过整体引用将其并入本文。
技术介绍
大体上，本申请至少涉及水平定向钻井操作，更具体地，涉及包含水平定向钻井区域网络的系统、装置和方法。传统的水平定向钻井系统通常使用许多诸如地下发送器、钻机和手持式定位器的组件。申请人认识到这些组件之间的通信通常局限于成功完成特定地下操作所需要的最小功能，如构造钻孔轨迹并随后反向扩孔从而在地下安装某种设施。由于构成整个当前的水平定向钻井系统的设备的复杂性，操作员会负责系统运行的许多方面，通常具有极少量或没有外部或远程监督。在这点上申请人具有许多考虑。考虑的一方面涉及组件和系统的维护。在某些情况下，组件或系统故障是由于无法遵循制造商指定的维护程序导致的。考虑的另一方面在于当执行地下操作时对于仔细监视某些操作参数的需要，从而保证所安装设施不会被地下操作所损坏，进而确保地下操作的执行符合允许范围，或者简单地提供远程的监管监督，例如允许监管员同时监视多个钻井项目。此外，将地下操作的操作参数记录到“竣工”图逐渐成为惯例，如今在某些情况下成为了强加给承包人的作为给予项目的条件，或者作为给该项目付款的条件。申请人认识到在水平定向钻井项目中记录这些数据和产生这种竣工图的装置目前非常有限，并且不允许远程数据存储。如将会进一步讨论的，考虑的另一方面涉及政府部门施加的对于在指定区域中执行地下操作的广泛的规章。最后，申请人认识到由于水平定向钻井行业中竞争的增加，当前的系统将会限制该产业中提供产品和服务的公司增加销售机会以及为它们的顾客提供更好服务的能力。上面的相关技术的实例以及相关限制是用于说明的目的，而不是进行穷举。对于领域内的技术人员来说，通过阅读说明书并研究附图，相关技术的其它限制将是显而易见的。
技术实现思路
连同系统、工具和方法来对下面的实施例及其多个方面进行描述和说明，它们意在示例和说明，而不是限制范围。在若干实施例中，至少尝试解决一个或多个上面描述的问题以减轻或消除这些问题，同时其它的一些实施例指向了其它一些问题。大体上，描述了一种连同执行水平定向钻井的系统一起使用的配置、装置和相关的方法，该系统包括钻机和用于监控沿着地下钻孔轨迹的地埋工具的位置和与地下钻孔轨迹相关的其它操作参数的子系统。井下收发器，其被支撑在位于接近地埋工具的位置，用于进行双向通信，该双向通信包括接收来自地面上的操作指令和发送定位和操作数据。可位于钻机处的钻井区域网络集线器，包括：井上收发器，其用于与井下收发器进行数据通信，从而通过使用钻柱作为电导体在地埋工具与钻机之间进行双向通信；数据通信装置，其至少在钻机处进行监控从而生成特定信息，特定信息包括位置信息和基于钻机的信息中的至少一个；处理器，其用于采集特定数据，以根据特定信息生成至少一个现场报告，该现场报告与地下操作、井下收发器的运行状态、井上收发器的运行状态、钻机的运行状态中的至少一个相关；因特网连接装置，其用于至少与因特网进行间歇性的数据通信，从而将现场报告传送到远程位置。在本公开的另一方面，钻井区域网络集线器位于接近钻机的位置，其至少用于采集表征钻孔轨迹的系统生成的钻孔轨迹数据和系统相关的操作数据，以根据钻孔轨迹数据和操作数据来生成现场报告和一个或多个建议行动中的至少一个，从而表征地下操作和钻机运行状态中的至少一个。可构成钻井区域网络集线器的一部分的因特网连接装置用于至少与因特网进行间歇性的数据通信，从而将现场报告传送到远程位置。钻井区域网络服务器通过因特网在远程位置处接收现场报告并根据现场报告生成定制报告。在本公开的另一方面，一种装置和相关方法监控用于执行地下操作的水平定向钻井系统，该系统包括钻机和用于监控沿着地下钻孔轨迹的地埋工具的位置和与地下钻孔轨迹相关的其它操作参数的子系统。应用程序通过远程电子数据传输在远离地下钻孔轨迹的地点的位置处接收表征地下钻孔轨迹的系统生成的钻孔轨迹数据和系统相关的操作数据中的至少一个，并根据钻孔轨迹数据和操作数据中的至少一个来生成定制报告和一个或多个建议行动中的至少一个。在本公开的另一方面，一种装置和相关方法用于根据区域指定参数定制水平定向钻井系统的一个或多个可配置组件。水平定向钻井系统包括钻机和用于监控沿着地下钻孔轨迹的地埋工具的位置和与地下钻孔轨迹相关的其它操作参数的子系统。区域指定参数的地理数据库根据水平定向钻井系统的一个或多个组件的位置指定操作参数。提供了一种用于识别区域中的所述系统的至少一个可定位系统组件的当前位置，并将当前位置与地理数据库关联从而识别当前位置的一组本地需求的设备。控制器根据当前位置定制一个或多个可配置组件的至少一个操作参数，从而符合所述的一组本地需求。作为这些需求的结果的操作参数可包括(非限制性)传送频率和最大传送功率。作为一个特征，系统可自动配置为与区域指定参数相符。在本公开的另一方面，一种装置和相关方法监控执行水平定向钻井的系统，该系统包括钻机和用于监控沿着地下钻孔轨迹的地埋工具的位置和与地下钻孔轨迹相关的其它操作参数的子系统。位于接近钻机位置的钻井区域网络集线器用于生成多个不同类型的数据日志，这些数据日志表征在执行沿着钻孔轨迹的地下操作时的地下操作，钻井区域网络集线器至少与远程位置进行间歇性数据通信。优先级表对不同类型的数据日志应用优先等级，使得钻井区域网络集线器根据优先级表将数据日志传送到远程位置。附图说明在所引用的附图中示出了示例性实施例。本文所公开的实施例和附图意在作为说明，而不是限制。图1是作为根据本公开的水平定向钻井系统的一部分运行的钻井区域网络及其组件的正面简图。图2为示出了根据本公开的钻井区域网络的组件的一个实施例的框图。图3为示出了用于执行钻井区域网络更新的方法的一个实施例的流程图。图4为示出了根据本公开的钻井区域网络(DAN)集线器的一个实施例的框图。图5为示出了图4的钻井区域网络集线器的操作方法的一个实施例的流程图。图6为示出了根据本公开的钻井区域网络(DAN)服务器的一个实施例的框图。图7为出了图7的钻井区域网络服务器的操作方法的一个实施例的流程图。具体实施方式呈现下面的描述是为了使本领域内的技术人员能够获得并使用本专利技术，并在专利申请及其需要的背景下提供下面的描述。显而易见，本领域内的技术人员可轻易地对所描述的实施例进行各种修改，并且本文所讲述的基本原理可应用到其它实施例。因此，本专利技术并不意在局限于所展示的实施例，而是被赋予了与本文所描述的原理和特征(包括修改和等价物)相符的最大范围。需要注意的是，附图不是按比例绘制的而是图解性的，并且是以被认为是对对象特征进行了最好说明的方式绘制的。所描写的技术，以及附图中提供的各种视图可作为提高读者理解的目的，而绝不是意在限制。现在转向附图，其中在各个附图中相同的项目可以用相同的引用编号指示，现将注意力放到图1，图1示出了钻井区域网络的一个实施例，一般以引用编号10指示该钻井区域网络，并且该钻井区域网络连同系统12一起使用用于执行地下操作。该系统包括手持设备20，该设备可由操作员22携本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一种执行水平定向钻井的系统中，该系统包括钻机和子系统，该子系统用于监控沿着地下钻孔轨迹的地埋工具的位置和与所述地下钻孔轨迹相关的其它操作参数，一种配置包括：井下收发器，其被支撑在接近地埋工具的位置，用于进行双向通信，该双向通信包括接收来自地面上的操作指令和发送定位和操作数据；和钻井区域网络集线器，其位于钻机处，包括：井上收发器，其用于与井下收发器进行数据通信，从而通过使用钻柱作为电导体在地埋工具与钻机之间进行双向通信，数据通信装置，其至少采集特定信息，特定信息包括位置信息和基于钻机的信息中的至少一个，处理器，其用于采集所述特定信息，以根据特定信息生成至少一个现场报告，该现场报告与地下操作、井下收发器的运行状态、井上收发器的运行状态、钻机的运行状态中的至少一个相关，以及因特网连接装置，其用于至少与因特网进行间歇性的数据通信，从而将所述现场报告传送到远程位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.07 US 61/584,231;2013.01.04 US 13/734,8411.一种用于根据区域指定参数来定制水平定向钻井系统的一个或多个可配置组件的装置，所述系统包括钻机和用于监控地下操作期间的沿着地下钻孔轨迹的地埋工具的位置的子系统，所述装置包括：区域指定参数的地理数据库，其根据所述水平定向钻井系统的一个或多个组件的位置来指定操作参数；用于识别所述区域中的所述系统的至少一个可定位系统组件的当前位置，并将当前位置与所述地理数据库关联从而识别对当前位置的一组本地需求的设备；以及控制器，其用于根据当前位置定制一个或多个可配置组件的至少一个操作参数，从而符合所述一组本地需求。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述地理数据库构造为存储由政府机构施加的区域指定参数。3.如权利要求1所述的装置，其中，所述系统包括手持式定位器，其作为其中一个可配置系统组件，用于监控钻孔轨迹上的地埋工具的位置和/或方向。4.如权利要求3所述的装置，其中，所述手持式定位器用于至少发送具有传送功率和传送频率的遥测信号，所述本地需求指定所述遥测信号的最大传送功率和至少一个传送频率中的至少一个，并且所述控制器用于设置所述传送功率和所述传送频率中的至少一个，...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·科派克，托马斯·J·霍尔，
申请(专利权)人：默林科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US