接头识别系统技术方案

提供了一种起下钻装置的自动定位的技术和系统。一种系统，包括传感器(70,72)，该传感器被配置为检测移动通过传感器(70,72)的管柱(20)的物理特性并且生成指示物理特性的信号。该系统还可包括处理装置(74)，该处理装置被配置为处理指示物理特性的信号，确定处理信号是否指示管柱(20)的偏移，以及生成用于将起下钻装置(24)自动定位在管柱(20)上的偏移的位置的输出数据。

Connector identification system

An automatic positioning technology and system of tripping device are provided. A system including sensors (70, 72) configured to detect the physical characteristics of a string (20) moving through the sensors (70, 72) and generate a signal indicating the physical characteristics. The system may also include a processing device (74) configured to process a signal indicating a physical characteristic, determine whether the processing signal indicates an offset of the string (20), and generate output data for generating a position for automatically positioning the tripping device (24) on the string (20).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接头识别系统相关申请的交叉引用本申请是要求2017年1月24日提交的题为“接头识别系统”的第62/449,853号美国临时专利申请的优先权的非临时申请，该临时专利申请通过引用合并于此。
技术介绍
该部分旨在向读者介绍可能与下面描述和/或要求保护的本公开的各方面有关的技术的各个方面。据信该讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应从这一角度来阅读，而不是作为对现有技术的承认。石油工业的进步允许进入之前由于技术限制而无法进入的油气钻井位置和储层。例如，技术进步允许在不断增加的水深和日益恶劣的环境中进行海上井的钻井，允许油气资源所有者成功地钻井以其他方式无法进入的能源。同样，钻井的进步使得陆基储层的进入更加便利。钻井到达这些储层所花费的大部分时间浪费在“非作业时间”(NPT)上，该非作业时间用于进行不增加井深的活动，但可能会占成本的很大一部分。例如，当钻杆被拉出或下降到先前钻出的井段中时，其通常被称为“起下钻”。因此，下钻可包括将钻杆下降到井中(例如，在洞内运转或RIH)，而起钻可包括将钻杆从井中拉出(从洞中拔出或POOH)。可执行起下钻操作，从而例如安装新的壳体，在钻头磨损时更换钻头，清洁和/或处理钻杆和/或井眼以允许更有效的钻井，在执行油井构造计划中特别时间需要的特定工作的各种工具中运行等。另外，起下钻操作可能需要断开(脱开)或连接(接通)大量螺纹管接头。目前，该过程涉及由操作人员进行目视检查以定位接缝(例如，管段之间的断点)，并且还可包括将接缝的位置人工微调到适当的位置，以便可进行起下钻操作。附图说明图1示出了根据一个实施例的具有联接到防喷器(BOP)的立管的海上平台的示例；图2示出了根据一个实施例的图1中示意性地示出的钻机的正视图；图2A示出了根据一个实施例的图2的起下钻装置的前视图；图3示出了根据一个实施例的图2的计算系统的框图；以及图4示出了根据一个实施例的与管柱检测器结合使用的流程图。具体实施方式下面将描述一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这样的实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决策以实现开发者的特定目标，例如遵守与系统相关以及与业务相关的约束条件，不同的实施方式可能不同。此外，应当理解，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的普通技术人员而言仍然是设计、制作和制造的常规任务。当介绍各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可存在除所列元件之外的其他元件。本专利技术的实施例涉及用于检测各个管件之间的连接点的组件、系统和技术(例如，位置确定系统)，所述管件例如为油气应用中使用的管件。连接点的检测可通过使用一个或多个传感器和处理器的硬件套件以及一个或多个软件程序(例如，配置为由处理器执行的指令，其中，指令存储在有形的非暂时性计算机可读介质、例如存储器上)的套件来实现，这些套件可结合工作以确定管件之间的连接点的精确位置。另外，在一些实施例中，软件程序可例如与硬件组件(例如，一个或多个处理器和传感器)结合使用，以应用连续细化一个或多个管件的位置的技术。例如，可利用关于管柱的存储信息和管柱的当前位置来计算初始工具接缝位置。另外，当连接点通过检测连接点的初始表示或另一指示符的一个或多个(例如，一组传感器)时，可实现进一步的细化。之后，可利用精确测量连接点位置的一个或多个(例如，一组传感器)来获得最终的精确定位。在一个实施例中，管件的最终定位可利用一组光学传感器(例如激光测距传感器)来确定，所述传感器以部分或全周向方式围绕管柱(例如，钻柱)布置并且朝向管柱。这些传感器可附接到移动平台，或者在另一个实施例中，传感器可附接到(例如，相对于平台)垂直移动的附加设备(例如，钻工)。所测量的管件的位置的确定可被表示为矢量[z,t]，其中，例如，z是移动平台参照系的z轴上的接缝中心的位置，t是时间。也可例如通过外部计算系统或通过位置确定系统本身来实现位置到另一参考系(例如钻台)的转换。同样地，在一些实施例中，如果利用固定位置确定矢量[z,t]，则可不需要额外的转换，使得z是移动平台参照系的z轴上的接缝中心的位置，t是时间。因此，位置确定系统可在其相对于管件处于绝对或相对运动时或者当其处于静止时使用。另外，全局(例如，绝对)矢量[z,t]也可以是参照系的组合，例如，移动的钻工加移动提升系统加升沉设备。此外，每个参照系的[z]位置可以是负的或正的，并且它们本身可根据相应参照系内的其他运动(例如俯仰和横滚)来计算。考虑到前述内容，图1示出了作为钻井船的海上平台10。尽管当前示出的海上平台10的实施例是钻井船(例如，配备有钻井系统并且从事海上油气勘探和/或油井维护或完井工作的船舶，所述完井工作包括但不限于套管和油管安装、海底采油树安装和封井)，其他海上平台10(例如半潜式平台、单柱式平台、浮式采油系统等)可代替钻井船。实际上，虽然结合钻井船描述了下面描述的技术和系统，但这些技术和系统旨在至少涵盖上面描述的附加海上平台10。同样地，虽然图1中示出并描述了海上平台10，但这些技术和系统也可应用于陆上钻井活动并在其中使用。如图1所示，海上平台10包括从其延伸的立管柱12。立管柱12可包括一个管道或一系列管道，该管道通过例如联接到海底14上的井口18的BOP16将海上平台10连接到海底14。在一些实施例中，立管柱12可在海上平台10和井口18之间输送产生的碳氢化合物和/或作业材料，而BOP16可包括至少一个BOP组，其具有带密封元件的至少一个阀，从而控制井筒流体流动。在一些实施例中，立管柱12可穿过海上平台10中的开口(例如，月池)并且可联接到海上平台10的钻井设备。如图1所示，可能期望使立管柱12在井口18和海上平台10之间以垂直方向定位，以允许由钻杆20组成的钻柱从海上平台10穿过BOP16和井口18、进入井口18下方的井筒中。图1中还示出了钻机22(例如，钻井包等)，其可用于钻井和/或维修井口18下方的井筒。在与本公开的实施例一致的下钻操作中，如图2所示，起下钻装置24定位在井筒28上方的钻机22中的钻台26上(例如，井的钻洞或钻孔，其如图2所示可靠近钻台26，或者结合图1可在井口18的下方)。钻机22可包括例如起下钻装置24、位于旋转台32中的钻台卡瓦30、绞车34、天车35、游动滑车36、顶驱38、升降机40和管件装卸装置42中的一个或多个。起下钻装置24可操作用于将管段(例如，钻杆20到钻柱和从钻柱)联接和分离，同时钻台卡瓦30可用于关闭并保持钻杆20和/或钻柱进入井筒28。旋转台32可以是钻台26的可旋转部分，其可作为主旋转系统或备用旋转系统(例如，顶驱38的备用)用于对钻柱施加旋转。绞车34可以是大的线轴，其被通电以使钻绳37(例如，钢丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n传感器，所述传感器被配置为检测移动通过所述传感器的管柱的物理特性并且生成指示所述物理特性的信号；以及/n处理装置，所述处理装置被配置为：/n处理指示所述物理特性的信号以生成处理信号；/n确定所述处理信号是否指示所述管柱的偏移；以及/n生成用于将起下钻装置自动定位在所述管柱上的偏移的位置的输出数据。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170124 US 62/449,8531.一种系统，包括：
传感器，所述传感器被配置为检测移动通过所述传感器的管柱的物理特性并且生成指示所述物理特性的信号；以及
处理装置，所述处理装置被配置为：
处理指示所述物理特性的信号以生成处理信号；
确定所述处理信号是否指示所述管柱的偏移；以及
生成用于将起下钻装置自动定位在所述管柱上的偏移的位置的输出数据。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理装置被配置为传输所述输出数据以控制定位元件的操作，从而将所述起下钻装置相对于钻台定位在一距离处作为所述位置。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理装置被配置为传输所述输出数据以控制定位元件的操作，从而将所述起下钻装置相对于布置在钻台上方的可垂直移动卡瓦定位在一距离处作为所述位置。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理装置被配置为基于确定所述处理信号指示所述管柱的偏移来生成所述输出数据。


5.根据权利要求1所述的系统，包括所述起下钻装置，其中，所述起下钻装置包括钻工，所述钻工被配置为接通和脱开所述管柱的管段之间的螺纹连接。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述传感器相对于钻台垂直地布置在所述钻工上方，其中，所述传感器直接联接到所述起下钻装置。


7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述传感器被配置为检测移动通过所述传感器的所述管柱的物理特性，并且在所述管柱的所述管段之间的所述螺纹连接的接通期间生成指示所述物理特性的信号。


8.根据权利要求5所述的系统，包括第二传感器，所述第二传感器被配置为检测移动通过所述第二传感器的所述管柱的第二物理特性并且生成指示所述第二物理特性的第二信号。


9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第二传感器相对于钻台垂直地布置在所述钻工下方，其中，所述传感器直接联接到所述起下钻装置。


10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第二传感器被配置为检测移动通过所述第二传感器的所述管柱的第二物理特性，并且在所述管柱的管段之间的所述螺纹连接的选择性脱开期间生成指示所述第二物理特性的所述第二信号。


11.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·皮尔格林，S·J·戴罗瑞，R·R·罗珀，
申请(专利权)人：恩斯科国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US