钻杆记录系统和方法技术方案

设备和方法自动地记录用于钻机的钻柱杆。钻机包括机架和配置用于在第一纵向位置和第二纵向位置之间纵向位移的旋转驱动器。传感器系统被配置为监视钻机以检测施加以旋转地固定钻柱的夹持力并且检测由旋转驱动器生成的卸扣扭矩、检测生成卸扣扭矩处的旋转驱动器的第一纵向位置以及检测旋转驱动器生成上扣扭矩处的旋转驱动器的第二纵向位置。控制器被配置为防止夹持力的释放，直到检测到上扣扭矩，以及自动地使得能够在检测到上扣扭矩之后释放夹持力，并且相应地，只有当第一个纵向位置和第二纵向位置不同时，更新钻杆记录。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及自动记录用于钻机的钻柱的钻杆的设备。
技术实现思路
所述钻机包括机架和旋转驱动器，所述旋转驱动器配置为相对于机架在第一纵向位置和第二纵向位置之间的纵向位移。所述钻杆记录设备包括传感器系统，所述传感器系统配置为监视钻机以检测施加的用以旋转地固定钻柱的夹紧力和检测由旋转驱动器产生的卸扣扭矩，检测卸扣扭矩产生处的旋转驱动器的第一纵向位置，和检测所述旋转驱动器产生上扣扭矩处的旋转驱动器的第二个纵向位置。所述杆记录装置还包括控制器，所述控制器被配置为防止夹紧力的释放，直到检测到上扣扭矩，在检测到上扣扭矩后自动启动夹紧力的释放，并且相应地，只有当所述第一个纵向位置不同于所述第二纵向位置时更新钻杆记录。一些实施例涉及自动记录用于钻机的钻杆的方法。所述方法包括监视钻机以检测施加用以固定钻柱的夹紧力和检测由旋转驱动器产生的卸扣扭矩，检测施加所述夹紧力和卸扣扭矩产生处的旋转驱动器的第一纵向位置，并且防止夹紧力的释放直到所述旋转驱动器产生上扣扭矩。所述方法还包括检测所述旋转驱动器产生上扣扭矩处的旋转驱动器的第二个纵向位置，在所述旋转驱动器产生所述上扣扭矩后自动允许释放所述夹紧力，并且在所述第一纵向位置不同于所述第二纵向位置时更新钻杆记录。其它实施例涉及自动记录用于钻机的钻杆的方法。所述方法包括检测所述钻机的旋转驱动器是位于第一纵向位置还是位于第二纵向位置，监视钻机以检测施加用以固定钻柱的夹紧力和检测由旋转驱动器产生的卸扣扭矩，并且防止夹紧力的释放直到所述旋转驱动器产生上扣扭矩。所述方法还包括在所述旋转驱动器产生所述上扣扭矩后自动允许释放所述夹紧力，并且基于在第一还是第二纵向位置处由旋转驱动器产生所述上扣扭矩来更新钻杆记录。进一步实施例涉及自动记录用于钻机的钻杆的方法。所述方法包括监视钻机以检测施加的用以固定钻柱的夹紧力和检测由旋转驱动器产生的卸扣扭矩，并且检测施加所述夹紧力和卸扣扭矩产生处的旋转驱动器的第一纵向位置。所述方法还包括产生杆记录显示和扭矩显示或在杆上紧方向旋转驱动器所产生的扭矩的声音指示器。所述方法还包括检测扭矩显示或声音扭矩指示器指示已经达到预定上扣扭矩的所述旋转驱动器的第二纵向位置，并且在所述第一个纵向位置不同于所述第二纵向位置时自动更新钻杆记录。一些实施例涉及自动记录用于钻机的钻杆的方法。所述方法包括监视钻机以检测施加的用以固定钻柱的夹紧力和检测由旋转驱动器产生的卸扣扭矩，检测施加所述夹紧力和卸扣扭矩产生处的旋转驱动器的第一纵向位置，并且防止夹紧力的释放直到所述旋转驱动器产生上扣扭矩。所述方法还包括检测所述旋转驱动器产生的扭矩达到预定上扣扭矩时的所述旋转驱动器的第二纵向位置，并且在所述旋转驱动器产生所述上扣扭矩后自动允许释放所述夹紧力，并且相应地在所述第一纵向位置不同于所述第二纵向位置时更新钻杆记录。其它实施例涉及自动记录用于钻机的钻杆的方法。所述方法包括检测所述钻机的旋转驱动器是位于第一纵向位置还是位于第二纵向位置，监视钻机以检测卸扣事件和上扣事件，并且基于检测到卸扣事件和上扣事件的结合自动更新钻杆记录。在一些实施方式中，自动更新钻杆记录是基于检测到卸扣事件和上扣事件的结合和检测到卸扣事件和上扣事件发生的位置。上述
技术实现思路
并非旨在于描述每一个披露的实施例或本公开的每一个实施方式。以下的附图和详细说明更特别示例性地说明实施例。【附图说明】图1A示出了根据各种实施例的自动记录钻柱的钻杆的系统的各种部件；图1B示出了水平定向钻机，该钻机可以结合根据各种实施例的自动钻杆记录装置和方法；图1C是根据各种实施例的精确记录向钻柱添加的或从钻柱移除的钻杆的系统的各种部件的框图；图2A和2B示出了根据各种实施例的当向钻柱添加钻杆或从钻柱移除钻杆时出现的两个钻机事件；图2C-1和图2C-2示出了根据各种实施例的进行精确的钻杆记录操作的方法；图2D-2G示出了根据其他实施例的进行精确的钻杆记录操作的各种方法；图3-10示出了根据各种实施例的当向钻柱添加钻杆时的钻机的各种状态；图11-22示出了根据各种实施例的当从钻柱移除钻杆时的钻机的各种状态。这些附图并不一定是按照比例。附图中使用的相同附图标记指代相同的部件。但是，应理解的是在某一附图中用一个附图标记指代部件并不旨在于限制另一附图中标有相同附图标记的部件。【具体实施方式】在下面的所示的实施例的描述中，参考构成说明书一部分的附图，并在其中以说明的方式示出本专利技术付诸于实施的各种实施例。应该可以理解的是，可以应用其它实施例，在不脱离本专利技术范围的情况下可以对结构和功能进行改变。根据本专利技术的系统、装置或方法可包括本文所描述的一个或多个特征、结构、方法及其组合。例如，可以实施装置和方法以包括以下描述的一个或更多有利特征和/或方法。意图是这种装置或系统不必包括在此描述的所有特征，但是可以实施这种装置或系统以包括提供有用的结构、系统和/或功能性的所选择的特征。本公开的实施例涉及用于精确记录钻柱的钻杆的系统和方法。本公开的实施例涉及仅当钻杆实际分别添加到钻柱或实际从钻柱移除时的精确增加和减少钻杆记录的系统和方法。本公开的钻柱记录方法可用各种不同钻机实施，包括水平定位钻机和垂直钻机。图1A示出了根据各种实施例的自动记录钻柱的钻杆的系统的各种部件。在图1A所示的实施例中，该系统包括控制器101，其中通常包括处理器或其他逻辑设备。根据各种实施例，控制器被耦合到内存103，它被配置以实施钻杆记录逻辑。控制器101通信地耦合到钻机105、钻杆操纵装置107和传感器系统109。钻杆操纵装置107被配置为有助于分别向钻柱添加钻杆或从钻柱移除钻杆，该钻柱包括多个耦合在一起的钻杆。该传感器系统109包括设置在钻杆操纵装置107和钻机105上的各种传感器。传感器系统109的传感器监测系统的各种部件以确定部件状态，从中控制器101可以协调本公开的钻杆记录方法。在一些实施例中，图1A所示的钻机105配置为水平定向钻探。水平定向钻机例如被钻探行业的普通技术人员理解为提供相对较浅(例如，小于大约20-30英尺的深度)且基本水平的通过地下的孔例如以用于道路下的运行设施的定向钻探的的机器。在其他实施例中，图1A所示钻机105配置为垂直钻探，其中可包括垂直定向钻探。与水平定向钻机相对照，垂直定向钻机被钻探行业的普通技术人员理解为提供相对较深(例如，几百或几千英尺)且基本垂直的地下的孔(例如油井和气井)的钻探的机器。虽然本公开在水平定向钻探的情况下描述了各杆记录方法，可以理解的是所述公开的方法可用于垂直钻机的情况中，包括那些具有定向(例如转向)能力的钻机。垂直钻井平台传统上使用在旋转单元上悬挂的配重的测量作为钻柱何时悬挂的指示。所述配重的测量历史上作为用于计算钻杆长度的主要输入。因此，垂直钻井平台没有依赖上扣/卸扣过程去监测杆计数。此外，不同于水平定向钻机，垂直钻机或钻井平台一般包括称为卡瓦的装置，卡瓦是被动器件，一旦安装，其限制给定的钻柱运动。垂直和水平钻井平台的不同会直接影响杆计数逻辑，原因是卡瓦是额外的系统元件，卡瓦不以与虎钳在水平定向钻井平台中所起作用的方式一样与上扣/卸扣过程相互作用。图1B显示了根据各种实施例的水平定向钻探机100。图1B所示的钻机100包括耦合到钻杆操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动记录用于钻机的钻柱的钻杆的设备，所述钻机包括机架和旋转驱动器，所述旋转驱动器被配置用于在第一纵向位置和第二纵向位置之间相对于所述机架纵向位移，所述钻杆记录设备包括：传感器系统，被配置为：监视所述钻机以检测施加以旋转地固定所述钻柱的夹持力并且检测由所述旋转驱动器生成的卸扣扭矩；检测生成所述卸扣扭矩处的所述旋转驱动器的第一纵向位置；以及检测所述旋转驱动器生成上扣扭矩处的所述旋转驱动器的第二纵向位置；以及控制器，被配置为：防止所述夹持力的释放，直到检测到所述上扣扭矩；以及自动地使得能够在检测到所述上扣扭矩之后释放所述夹持力，并且相应地，只有当所述第一纵向位置不同于所述第二纵向位置时，更新钻杆记录。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P·R·莱恩，
申请(专利权)人：弗米尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US