监测钻塔活动制造技术

将图像传感器设置在钻塔平台附近。将现场边缘或雾计算网关以可通信的方式耦接到所述图像传感器。所述现场边缘或雾计算网关包括一个或多个处理器和耦接到所述一个或多个处理器并且存储用于由所述一个或多个处理器执行的编程指令的非暂时性计算机可读存储介质。所述编程指令指示所述一个或多个处理器执行以下：从多个图像传感器中的至少一个接收图像流；基于所述图像流来生成操作情况；确定自动化规则包括基于所述图像流生成的所述操作情况；响应于确定自动化规则包括所述操作情况，发送指令以驱动可控设备；以及响应于发送指令以驱动所述可控设备而驱动所述可控设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】监测钻塔活动相关申请的交叉引用本申请要求于2018年12月17日提交的美国临时专利申请No.62/780,833、于2018年12月17日提交的美国临时专利申请No.62/780,843和于2018年12月17日提交的美国临时专利申请No.62/780,856的优先权，其内容由此通过引用并入。
本公开应用于监测钻塔平台上的活动。
技术介绍
钻井钻塔用于钻井和从井中生产油气，并且包括执行复杂且经常是耗时的操作的大量的组件和工具。由于不能看见井的轨迹、岩石层和井下的恶劣环境，所以钻井是具有挑战性的过程。这些因素以及在钻塔上的钻井操作期间的许多不确定性和变化性产生了动态钻井处理。监测在钻塔上的钻井和其他操作中所涉及的处理可能是困难且无效的，机器和组件中的延迟或故障对钻井操作期间的时间和成本可能具有显著的影响。钻井钻塔通常在远程位置快速地建立。为了促进快速的组装和拆卸，一般在组件之间使用无线(通常是射频)通信，因为其减少了在建立和拆卸期间需要操纵的有线连接的数量。
技术实现思路
本公开描述了可以用于监测钻塔活动的技术。本公开中描述的主题的示例实施方式是具有以下特征的系统。将图像传感器设置在钻塔附近，例如在钻塔平台上或钻井钻塔上的其他地方。将现场边缘或雾计算网关以可通信的方式有线或无线地耦接到所述图像传感器。所述现场边缘或雾计算网关包括一个或多个处理器和耦接到所述一个或多个处理器并且存储用于由所述一个或多个处理器执行的编程指令的非暂时性计算机可读存储介质。所述编程指令指示所述一个或多个处理器从多个图像传感器中的至少一个接收图像流。所述编程指令指示所述一个或多个处理器基于所述图像流生成操作情况。所述编程指令指示所述一个或多个处理器确定自动化规则包括基于所述图像流生成的所述操作情况。所述编程指令指示所述一个或多个处理器响应于确定自动化规则包括所述操作情况而有线或无线地发送指令以驱动可控设备。所述编程指令指示所述一个或多个处理器响应于发送指令以驱动所述可控设备而驱动所述可控设备。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述编程指令可以包括：确定已生成的操作情况的优先级或紧急性(例如，卡钻的风险)，以及将检测到的操作情况传递到被配置为主动防止所述操作情况或将所述操作情况恢复到规范化操作的自动化系统，以及基于所述操作情况(例如，卡钻、循环液漏失或井涌)出现的严重性和概率对所述操作情况应用排序标准，所述排序标准被配置为确定操作的顺序以使下一推荐任务优先。所述编程指令还可以包括自动执行动作以处理(或解决)所述操作情况或对人工干预提供引导以处理所述操作情况。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述系统可以包括：所述多个图像传感器和所述现场边缘或雾计算网关之间的第一有线或无线可通信耦接；以及，所述现场边缘或雾计算网关和所述可控设备之间的第二有线或无线可通信耦接。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。LED阵列在所述图像传感器中的至少一个的视场中。将LED驱动器电耦接到所述LED阵列中的每一个LED阵列。每个LED驱动器被配置为调制所述LED阵列以传输数据。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述LED阵列包括单色LED。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述系统可以包括：多个粒子，包括具有光学性质的示踪剂粒子、被添加到泥浆系统中、被配置为由所述多个图像传感器检测，其中，所述多个图像传感器中的图像传感器包括粒子图像测速计(PIV)，被配置为使所述粒子可视化以及确定所述粒子的流动速度或确定所述粒子的pH中的至少一项；带有反射镜的转轮，靠近所述泥浆系统的流入管线和流出管线，所述多个图像传感器被配置为监测所述转轮响应于泥浆的流动而转动的速度；自动化流体管理系统，包括具有被配置为由所述多个图像传感器检测的液位指示器的容器；以及，目标物，附接到所述钻塔上的方钻杆保护接头，所述目标物包括，包括反射镜或LED中的至少一种的标识物，所述标识物被配置为由所述图像传感器检测。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述图像传感器被配置为从所述LED阵列接收数据并且转换所述指令以包括到所述图像流中。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述已生成的操作情况包括所述指令。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述可控设备包括阀。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述可控设备包括绞车、方钻杆、旋转接头、旋转台、顶部驱动器或防喷器阀。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述可控设备包括泵、马达、混合器或循环系统。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述可控设备包括关井系统。本公开中描述的主题的示例实施方式是具有以下特征的方法。从若干个图像传感器中的至少一个接收图像流。基于所述图像流生成操作情况。确定自动化规则包括基于所述图像流生成的所述操作情况。响应于确定自动化规则包括所述操作情况，发送指令以驱动可控设备。响应于发送指令以驱动所述可控设备而驱动所述可控设备。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。由LED驱动器对指令集合进行编码。由所述LED驱动器调制LED阵列，以发射所述指令集合。由所述图像传感器中的至少一个接收所述指令集合。由所述多个图像传感器中的至少一个将所述指令集合转换到所述图像流中。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。对指令进行编码包括开关键控调制。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述开关键控调制包括欠采样(undersampled)频移开关键控。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。接收指令包括使用欠采样频移开关键控。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述LED阵列是第一LED阵列，并且所述指令集合是第一指令集合。在从所述第一LED阵列接收指令的同时，由所述图像传感器同时从第二LED阵列接收第二指令集合。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。响应于所发送的指令而驱动所述可控设备。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述可控设备包括阀。驱动所述可控设备包括改变所述阀的位置。可以单独地或部分地与示例实施方式相组合的示例实施方式的方面包括以下内容。所述可控设备包括旋转台。驱动所述可控设备包括改变绞车、方钻杆、旋转接头、旋转台、顶部驱动器或防喷器闸板上的张力。可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n多个图像传感器，设置在钻塔附近；以及/n现场边缘或雾计算网关，以可通信的方式耦接到所述多个图像传感器并且包括：/n一个或多个处理器；以及/n非暂时性计算机可读存储介质，耦接到所述一个或多个处理器并存储用于由所述一个或多个处理器执行的编程指令，所述编程指令指示所述一个或多个处理器进行以下操作：/n从所述多个图像传感器中的至少一个接收图像流；/n基于所述图像流来生成操作情况；/n确定自动化规则包括基于所述图像流生成的所述操作情况；/n响应于确定自动化规则包括所述操作情况，发送驱动可控设备的指令；以及/n响应于发送驱动所述可控设备的指令而驱动所述可控设备。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181217 US 62/780,833;20181217 US 62/780,843;20181.一种系统，包括：
多个图像传感器，设置在钻塔附近；以及
现场边缘或雾计算网关，以可通信的方式耦接到所述多个图像传感器并且包括：
一个或多个处理器；以及
非暂时性计算机可读存储介质，耦接到所述一个或多个处理器并存储用于由所述一个或多个处理器执行的编程指令，所述编程指令指示所述一个或多个处理器进行以下操作：
从所述多个图像传感器中的至少一个接收图像流；
基于所述图像流来生成操作情况；
确定自动化规则包括基于所述图像流生成的所述操作情况；
响应于确定自动化规则包括所述操作情况，发送驱动可控设备的指令；以及
响应于发送驱动所述可控设备的指令而驱动所述可控设备。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述编程指令还包括：
确定已生成的操作情况的优先级，并且将检测到的操作情况传递到自动化系统，所述自动化系统被配置为主动防止所述操作情况或将所述操作情况恢复到规范化操作；以及
基于所述操作情况出现的严重性和概率对所述操作情况应用排序标准，所述排序标准被配置为确定操作的顺序以使下一推荐任务优先。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述编程指令包括：
自动执行动作以处理所述操作情况，或对人工干预提供引导以处理所述操作情况。


4.根据权利要求1所述的系统，还包括：
第一有线或无线可通信耦接，在所述多个图像传感器与所述现场边缘或雾计算网关之间；以及
第二有线或无线可通信耦接，在所述现场边缘或雾计算网关与所述可控设备之间。


5.根据权利要求1所述的系统，还包括：
多个LED阵列，在所述多个图像传感器中的至少一个的视场中；以及
多个LED驱动器，每个LED驱动器被电耦接到所述多个LED阵列中的一个，每个LED驱动器被配置为调制所述LED阵列以传输数据。


6.根据权利要求1所述的系统，还包括：
多个粒子，包括具有光学性质的示踪剂粒子，被添加到泥浆系统中，被配置为由所述多个图像传感器检测；
其中，所述多个图像传感器中的图像传感器包括：粒子图像测速计PIV，被配置为使所述粒子可视化、以及确定所述粒子的流动速度或确定所述粒子的pH中的至少一项；
带有反射镜的转轮，靠近所述泥浆系统的流入管线和流出管线，所述多个图像传感器被配置为监测所述转轮响应于泥浆的流动而转动的速度；
自动化流体管理系统，包括具有液位指示器的容器，所述液位指示器被配置为由所述多个图像传感器检测；以及
目标物，附接到所述钻塔上的方钻杆保护接头，所述目标物包括：包括反射镜或LED中的至少一种在内的标识物，所述标识物被配置为由所述图像传感器检测。


7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述多个LED阵列包括单色LED。


8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述图像传感器被配置为：从所述LED阵列接收数据，并且转换所述指令以包括到所述图像流中。


9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述已生成的操作情况包括所述指令。


10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可控设备包括阀。


11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可控设备包括绞车、方钻杆、旋转接头、旋转台、顶部驱动器或防喷器闸板。


12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可控设备包括泵、泥浆马达、泥浆混合器或泥浆循环系统。


13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可控设备包括关井系统。


14.一种方法，包括：
从多个图像传感器中的至少一个接收图像流；
基于所述图像流来生成操作情况；
确定自动化规则包括基于所述图像流生成的所述操作情况；
响应于确定自动化规则包括所述操作情况，发送驱动可控设备的指令；以及
响应于发送驱动所述可控设备的指令而驱动所述可控设备。


15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
由LED驱动器对指令集合...

【专利技术属性】
技术研发人员：津塔卡·帕桑·古纳拉特纳，迈克尔·阿弗莱克，蒂姆西·E·莫里达克，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA