專利名稱：鉆井評(píng)分卡的制作方法
鉆井評(píng)分卡
背景技術(shù)：
地下鉆井涉及使用被連接到鉆柱的鉆頭而鉆井眼穿過(guò)地球深處的巖層。在旋轉(zhuǎn)鉆井期間，通常由地面上的頂驅(qū)或其它旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器來(lái)使鉆頭旋轉(zhuǎn)，其中，鉆軸和/或其它機(jī)械裝置在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與鉆柱之間連接并傳遞轉(zhuǎn)矩。在鉆井期間，由緊鄰鉆頭安裝在鉆柱中的鉆井馬達(dá)來(lái)使鉆頭旋轉(zhuǎn)，并且可以是由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)使鉆柱旋轉(zhuǎn)，或可以不是?？梢源怪钡亍⑺降鼗蚨ㄏ虻貓?zhí)行鉆進(jìn)操作。垂直鉆井通常指的是其中鉆柱的軌道是垂直的、即相對(duì)于垂直方向以小于約10°傾斜的鉆井。水平鉆井通常指的是其中鉆柱軌道水平地傾斜、即距垂直方向約90°的鉆井。定向鉆井通常指的是其中鉆柱的軌道定向傾斜、在約10°與約90°之間的鉆井。修正運(yùn)行通常指井是計(jì)劃垂直的但已非故意地偏離且必須被操縱或定向地鉆回到垂直方向的井?？梢允褂酶鞣N系統(tǒng)和技術(shù)來(lái)執(zhí)行垂直、定向和水平鉆井。例如，可操縱系統(tǒng)使用鉆井馬達(dá)，該鉆井馬達(dá)具有被結(jié)合到鉆柱的鉆具組合(BHA)中的彎支架?？梢砸云渲秀@柱不旋轉(zhuǎn)且單獨(dú)地由鉆井馬達(dá)使鉆頭旋轉(zhuǎn)的滑動(dòng)模式下操作可操縱系統(tǒng)。彎支架隨著鉆柱滑動(dòng)通過(guò)井眼而在期望的方向上操縱鉆頭，從而實(shí)行定向鉆井?？商鎿Q地，可以在旋轉(zhuǎn)模式下操作可操縱系統(tǒng)，在旋轉(zhuǎn)模式中，在鉆井馬達(dá)正在運(yùn)行的同時(shí)使鉆柱旋轉(zhuǎn)。還可以使用旋轉(zhuǎn)可操縱工具來(lái)執(zhí)行定向鉆井。一個(gè)特定類型的旋轉(zhuǎn)可操縱工具可以包括在鉆頭附近位于鉆柱上并在鉆柱的某些或全部回轉(zhuǎn)期間以某個(gè)固定取向伸展或收縮的襯墊或臂。臂與井眼的表面之間的接觸在鉆頭附近對(duì)鉆柱施加橫向力，其在期望的鉆井方向上推動(dòng)鉆頭或使鉆頭指向期望的鉆井方向。還可以使用旋轉(zhuǎn)可操縱馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)定向鉆井，該旋轉(zhuǎn)可操縱馬達(dá)包括構(gòu)成BHA的一部分的鉆井馬達(dá)以及某種類型的操縱設(shè)備，諸如上文所討論的可伸展收縮的臂。與可操縱系統(tǒng)相反，旋轉(zhuǎn)可操縱馬達(dá)允許在鉆柱正在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)執(zhí)行定向鉆井。隨著鉆柱旋轉(zhuǎn)，減少了摩擦力，并且更大的鉆壓通常可用于鉆井。因此，旋轉(zhuǎn)可操縱馬達(dá)相對(duì)于可操縱系統(tǒng)或旋轉(zhuǎn)可操縱工具而言通常能夠在定向鉆井期間實(shí)現(xiàn)更高的穿透速率，因?yàn)殂@柱旋轉(zhuǎn)和井內(nèi)馬達(dá)的組合轉(zhuǎn)矩和功率被施加于鉆頭。定向鉆井要求鉆柱的圓周上的固定參考點(diǎn)相對(duì)于井眼上的參考點(diǎn)的角取向的實(shí)時(shí)了解。參考點(diǎn)通常是垂直井中的磁北，或者是傾斜井中的井眼的高邊。固定參考點(diǎn)的此取向通常被稱為工具面。例如，用可操縱馬達(dá)鉆井要求了解工具面，使得襯墊在鉆柱處于特定角位置時(shí)能夠伸展和收縮，從而沿著期望的方向推進(jìn)鉆頭。當(dāng)基于對(duì)應(yīng)于磁北的參考點(diǎn)時(shí)，工具面通常被稱為磁性工具面(MTF)。當(dāng)基于與井眼的高邊對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn)時(shí)，工具面通常被稱為重力工具面(GTF)。通?；诰植恐亓?chǎng)的橫向分量、即與鉆柱的軸垂直的局部重力場(chǎng)的分量的測(cè)量來(lái)確定GTF。通常使用加速度計(jì)和/ 或BHA所包括的其它傳感設(shè)備來(lái)獲取這些分量。通?；诘厍虻木植看艌?chǎng)的橫向分量的測(cè)量來(lái)確定MTF，通常使用磁強(qiáng)計(jì)和/或BHA所包括的其它傳感設(shè)備來(lái)獲取地球的局部磁場(chǎng)的橫向分量。獲得、監(jiān)視并調(diào)整鉆井方向傳統(tǒng)地要求操作員必須在地面上手動(dòng)地劃一條線或者以某種方式對(duì)鉆柱進(jìn)行標(biāo)記以監(jiān)視其相對(duì)于井下工具取向的取向。也就是說(shuō)，雖然能夠以一定時(shí)間間隔確定GTF或MTF，但頂驅(qū)或轉(zhuǎn)臺(tái)取向不是自動(dòng)已知的。因此，只能由操作員或通過(guò)使用諸如在Nabors Global Holdings公司的在2008年9月19日提交的共同待決申請(qǐng)?zhí)?2/234，584中描述的專用鉆井設(shè)備來(lái)估計(jì)工具面與鉆軸位置之間的關(guān)系。已知的是， 此關(guān)系基本上受到作用在鉆柱和鉆頭上的反轉(zhuǎn)矩的影響。在本領(lǐng)域中應(yīng)理解的是，定向鉆井和/或水平鉆井不是精密科學(xué)，并且存在將促使在或不在規(guī)定的過(guò)程中鉆井的許多因素。BHA的成績(jī)受到井下巖層、鉆壓(WOB)、鉆井液泵速率、以及各種其它因素的影響。定向和/或水平井還受到工程、以及鉆井計(jì)劃的執(zhí)行的影響。在鉆井過(guò)程結(jié)束時(shí)，目前未太多地注意評(píng)估負(fù)責(zé)控制鉆機(jī)的鉆井者的表現(xiàn)，更不用說(shuō)其有效方法。因此，長(zhǎng)期以來(lái)需要更準(zhǔn)確地評(píng)估鉆井者將工具面保持在正確取向上的能力， 并能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估鉆井者將井保持在靶上(諸如正確的傾斜角和方位角)的能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涵蓋一種如下的方法通過(guò)下述步驟評(píng)估井眼中的鉆井成績(jī)監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際工具面取向和指示實(shí)際工具面取向與被稱為工具面預(yù)報(bào)的推薦工具面取向之間的差的鉆井操作參數(shù)、記錄實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差、以及通過(guò)把表示鉆井成績(jī)且根據(jù)該差變化的值賦給所述差而對(duì)實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差進(jìn)行評(píng)分。優(yōu)選地，本發(fā)明還涵蓋將所述值提供給評(píng)估者。本發(fā)明涵蓋一種如下的方法監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)(通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際工具面取向之間的差的鉆井操作參數(shù))、記錄實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差、并通過(guò)把表示鉆井成績(jī)且根據(jù)該差而變的值賦給所述差來(lái)對(duì)實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差評(píng)分，由此評(píng)估鉆井者(例如鉆機(jī)操作員)的鉆井成績(jī)和鉆井眼方面的鉆井者作業(yè)成績(jī)。優(yōu)選地，本發(fā)明還涵蓋將所述值提供給評(píng)估者。在本發(fā)明的每方面的優(yōu)選實(shí)施例中，評(píng)估者可以是鉆井者或與鉆井者同等的人或兩者。在一個(gè)實(shí)施例中，以井眼鉆井的一部分期間的均等發(fā)生的時(shí)間間隔執(zhí)行記錄所述差。在另一實(shí)施例中，針對(duì)已操作鉆機(jī)的多個(gè)鉆井者中的每一個(gè)執(zhí)行對(duì)所述差評(píng)分。在另一實(shí)施例中，以井眼中的均等發(fā)生的長(zhǎng)度或深度間隔來(lái)執(zhí)行記錄所述差。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法可替換地或進(jìn)一步包括監(jiān)視與井下可操縱馬達(dá)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際鉆壓參數(shù)，監(jiān)視在地面處測(cè)量的重量參數(shù)，記錄實(shí)際鉆壓參數(shù)，記錄在地面處測(cè)量的重量參數(shù)，記錄實(shí)際鉆壓參數(shù)與期望鉆壓參數(shù)之間的差，并對(duì)實(shí)際鉆壓參數(shù)與期望鉆壓參數(shù)之間的差評(píng)分?？梢詫⒃诘孛嫣帨y(cè)量的重量參數(shù)與實(shí)際鉆壓參數(shù)相比較，以獲得對(duì)地面重量與實(shí)際鉆壓之間的關(guān)系的理解。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際傾斜角、記錄實(shí)際傾斜角和期望傾斜角之間的差、以及對(duì)實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差評(píng)分。在另一不同的優(yōu)選實(shí)施例中， 所述方法進(jìn)一步包括通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際方位角與期望方位角之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際方位角、記錄實(shí)際方位角和期望方位角之間的差、以及對(duì)實(shí)際方位角與期望方位角之間的差評(píng)分。本發(fā)明還涵蓋用于評(píng)估鉆井眼方面的鉆井成績(jī)的系統(tǒng)，其包括用于通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際工作面取向與工作面預(yù)報(bào)之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際工具面取向的裝置、用于記錄實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的裝置、用于通過(guò)把表示鉆井準(zhǔn)確度且隨著所述差變化的值賦給所述差來(lái)對(duì)實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差評(píng)分的裝置；以及可選地但優(yōu)選地，用于將該值提供給評(píng)估者的裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，所述用于記錄差的裝置適合于以井眼鉆井的一部分期間的均等發(fā)生的時(shí)間間隔進(jìn)行記錄。在另一實(shí)施例中，針對(duì)已操作鉆機(jī)的多個(gè)鉆井者中的每一個(gè)執(zhí)行所述用于對(duì)所述差評(píng)分的裝置。在另一實(shí)施例中，所述用于記錄差的裝置適合于以井眼中的均等發(fā)生的長(zhǎng)度或深度間隔進(jìn)行記錄。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視工具的實(shí)際傾斜角的裝置、用于記錄實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差的裝置、以及用于對(duì)實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差評(píng)分的裝置。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際方位角與期望方位角之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視工具的實(shí)際方位角的裝置、用于記錄實(shí)際方位角與期望方位角之間的差的裝置、以及用于對(duì)實(shí)際方位角與期望方位角之間的差評(píng)分的裝置。本發(fā)明還涵蓋用于評(píng)估鉆井眼方面的成績(jī)的鉆井準(zhǔn)確度評(píng)分設(shè)備，該設(shè)備包括 被配置為檢測(cè)指示井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的鉆井操作參數(shù)的傳感器；以及被配置為計(jì)算實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差且通過(guò)對(duì)把根據(jù)該差的大小而變并表示鉆井準(zhǔn)確度的值賦給所述差而對(duì)該差評(píng)分的控制器；以及可選地， 但優(yōu)選地，適合于將至少所計(jì)算的分值提供給評(píng)估者的顯示。在一個(gè)實(shí)施例中，所述顯示可以是包括計(jì)算的分值的打印輸出。在另一實(shí)施例中，所述顯示可以是在人機(jī)接口上顯示的當(dāng)前分值?？梢詫?shí)時(shí)地或以實(shí)時(shí)后面的短暫滯后顯示此分值，從而向鉆井者提供更即時(shí)的反饋。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括將記錄實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的記錄器。在另一實(shí)施例中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括被配置為檢測(cè)指示實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差的鉆井操作參數(shù)的傳感器、以及被配置為計(jì)算實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差并對(duì)其評(píng)分的控制器。在另一實(shí)施例中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括被配置為檢測(cè)指示實(shí)際方位角與期望方位角之間的差的鉆井操作參數(shù)的傳感器；以及被配置為對(duì)實(shí)際方位角與期望方位角之間的差評(píng)分的控制器。在另一實(shí)施例中，所述評(píng)估者包括鉆井者、鉆井隊(duì)、 鉆井監(jiān)督者或其組合。


當(dāng)與附圖一起閱讀時(shí)，通過(guò)以下詳細(xì)說(shuō)明，將最好地理解本公開。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，依照行業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)慣例，各種部件不是按比例描繪。實(shí)際上，為了討論的明了起見，可以任意地增大或減小各種部件的尺寸。其中圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的顯示的示意圖；圖2是圖1所示的顯示的一部分的放大視圖；圖3是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的鉆井評(píng)分卡的示意圖；圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的鉆井評(píng)分卡的示意圖；圖5是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的鉆井評(píng)分卡的示意圖；以及
圖6是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的鉆井評(píng)分卡的示意圖。應(yīng)理解的是，以下公開提供用于實(shí)現(xiàn)各種實(shí)施例的不同特征的許多不同實(shí)施例或示例。下文描述了組件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本公開。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例且并不意圖是限制性的。另外，本公開可以在各種實(shí)例中重復(fù)附圖標(biāo)記和/或字符。此重復(fù)是出于簡(jiǎn)化和明了的目的，并且本身并不規(guī)定所討論的各種實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式已經(jīng)確定用于評(píng)估鉆井準(zhǔn)確度的技術(shù)在自反饋機(jī)制中令人驚奇地有用。例如，如果負(fù)責(zé)控制鉆機(jī)的鉆井者的能力是已知的，則能夠進(jìn)行更好的判定，以確定鉆機(jī)是否要求更多或更少的監(jiān)督。知道自己準(zhǔn)確度的鉆井者致力于在將來(lái)的鉆井中增加準(zhǔn)確度。一般假設(shè)鉆井者不精于適當(dāng)?shù)乇３止ぞ呙嫒∠虿⑶乙虼耸沟镁x靶地。因此，向作業(yè)提供定向鉆井人以監(jiān)督鉆機(jī)的鉆井者。根據(jù)本發(fā)明的各方面的系統(tǒng)、設(shè)備或方法能夠有利地幫助確定鉆井者是否有錯(cuò)誤，或者未預(yù)期的巖層或設(shè)備故障或急迫的故障是否可能是不準(zhǔn)確鉆井的原因。參考圖1，所示的是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的人機(jī)接口(HMI) 100的一部分的示意圖。HMI 100可以被操作員在定向和/或其它鉆井操作中用來(lái)監(jiān)視工具面取向與鉆軸位置之間的關(guān)系。在示例性實(shí)施例中，HMI 100是可由用戶在鉆井操作中選擇的多個(gè)顯示屏中的一個(gè)，并且可以被包括為在授予給Richarson等人、題為“Drilling Method and Apparatus"的美國(guó)專利號(hào)6，050, 348 ；或2008年9月19日提交的共同待決美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2/234，584、或要求其優(yōu)先權(quán)的任何申請(qǐng)或?qū)＠械囊粋€(gè)或多個(gè)中描述的人機(jī)接口、鉆井操作和/或鉆井設(shè)備，或者與之相關(guān)聯(lián)。這些參考中的每一個(gè)的整個(gè)公開內(nèi)容被整體地通過(guò)其明確引用而被整體地并入本文中。還可以將HMI 100實(shí)現(xiàn)為記錄在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的一系列指令，諸如在這些參考中的一個(gè)或多個(gè)中所描述的。定向鉆井人在鉆井時(shí)可使用HMI 100在三維空間中監(jiān)視BHA?？梢詫⒃阢@井操作中驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)其它人機(jī)接口的控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)配置為也顯示HMI 100?？商鎿Q地，可以由單獨(dú)的控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)或顯示HMI 100，并且可以在除了在其上面顯示其余鉆井操作屏幕的顯示器之外的計(jì)算機(jī)顯示器(監(jiān)視器)上顯示。在一個(gè)實(shí)施例中，控制系統(tǒng)是一旦向HMI輸入了鉆井計(jì)劃、能夠自動(dòng)地操作的閉環(huán)控制系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)HMI 100的控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)能夠包括“綜述(survey) ””或其它數(shù)據(jù)通道， 或者能夠包括適合于接收和/或讀取從BHA中繼的傳感器數(shù)據(jù)的設(shè)備、或替換地用于接收和/或讀取該傳感器數(shù)據(jù)的裝置、隨鉆測(cè)量(MWD)組件和/或其它鉆井參數(shù)測(cè)量裝置，其中，此類中繼可以例如經(jīng)由井場(chǎng)信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)(WITS)、WITS標(biāo)記語(yǔ)言(WITSML)和/或另一數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。其中，此類電子數(shù)據(jù)可以包括基于重力的工具面取向數(shù)據(jù)、基于磁性的工具面取向數(shù)據(jù)、方位角工具面取向數(shù)據(jù)和/或傾斜角工具面取向數(shù)據(jù)。在示例性實(shí)施例中，當(dāng)工具面取向相對(duì)于垂直方向小于約T時(shí)，電子數(shù)據(jù)包括基于磁性的工具面取向數(shù)據(jù)，并且替換地，當(dāng)工具面取向相對(duì)于垂直方向大于約7°時(shí)，包括基于重力的工具面取向數(shù)據(jù)。然而，在其它實(shí)施例中，電子數(shù)據(jù)可以包括基于重力和磁性兩者的工具面取向數(shù)據(jù)。工具面取向數(shù)據(jù)可以涉及鉆柱的遠(yuǎn)端相對(duì)于磁北、井眼高邊和/或另一預(yù)定取向的方位角方向。傾斜角工具面取向數(shù)據(jù)可以涉及鉆柱的遠(yuǎn)端相對(duì)于垂直方向的傾斜角。如圖1所示，可以將HMI 100描述為基本上類似于具有多個(gè)同心嵌套圓環(huán)的標(biāo)度盤或靶形狀。在本實(shí)施例中，在HMI 100中用符號(hào)110來(lái)表示基于磁性的工具面取向數(shù)據(jù)， 并且用符號(hào)115來(lái)表示基于重力的工具面取向數(shù)據(jù)。HMI 100還包括表示鉆軸位置的符號(hào) 120。在圖1所示的示例性實(shí)施例中，磁性工具面數(shù)據(jù)符號(hào)110是圓形的，重力工具面數(shù)據(jù)符號(hào)115是矩形的，并且鉆軸位置數(shù)據(jù)符號(hào)120是三角形的，因此將不同類型的數(shù)據(jù)相互區(qū)別開。當(dāng)然，在本公開的范圍內(nèi)可以利用其它形狀或可視化工具。還可以或替換地經(jīng)由色彩、大小、閃爍、閃爍速率和/或其它圖形手段將符號(hào)110、115、120相互區(qū)別開。符號(hào)110、115、120可以僅指示最新的工具面(110,115)和鉆軸位置(120)測(cè)量。 然而，如圖1所示的示例性實(shí)施例，HMI 100可以包括工具面和鉆軸位置測(cè)量的歷史表示， 使得顯示最新的測(cè)量和多個(gè)直接鄰近先前測(cè)量。因此，例如，HMI 100中的每個(gè)圓環(huán)105可以表示測(cè)量迭代或計(jì)數(shù)，或預(yù)定時(shí)間間隔，或者指示最新測(cè)量與在先測(cè)量之間的歷史關(guān)系。 在圖1所示的示例性實(shí)施例中，在標(biāo)度盤中存在五個(gè)此類圓環(huán)105(最外面的圓環(huán)是為其它數(shù)據(jù)標(biāo)記預(yù)留的)，每個(gè)圓環(huán)105表示數(shù)據(jù)測(cè)量和中繼迭代或計(jì)數(shù)。工具面符號(hào)110、115每個(gè)可以包括指示每個(gè)測(cè)量的相對(duì)經(jīng)時(shí)(age)的數(shù)字。在其它實(shí)施例中，色彩、形狀和/或其它標(biāo)記可按圖形方式描繪測(cè)量的相對(duì)經(jīng)時(shí)。雖然在圖1中未這樣描繪，但可以采用此概念來(lái)歷史地描繪鉆軸位置數(shù)據(jù)。HMI 100還可以包括將數(shù)據(jù)符號(hào)110、115、120的形狀、色彩、和/或其它參數(shù)聯(lián)系到該符號(hào)所表示的相應(yīng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)圖例125。HMIlOO還可以包括當(dāng)前工具面模式設(shè)置的文本和/或其它類型的指示符130。例如，可以將工具面模式設(shè)置為顯示僅重力工具面數(shù)據(jù)、 僅磁性工具面數(shù)據(jù)或其組合(可能基于當(dāng)前工具面和/或鉆柱末端傾斜角)。指示符130 還可以指示當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間。指示符130還可以識(shí)別由HMIlOO監(jiān)視或顯示的輔助通道或參數(shù)。例如，在圖1所示的示例性實(shí)施例中，指示符130指示用戶當(dāng)前選擇了組合(“Combo”) 工具面模式，在輔助通道上正在監(jiān)視鉆頭深度，并且當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間是13:09:04。HMI 100還可以包括顯示當(dāng)前或最新工具面取向的文本和/或其它類型的指示符 135。指示符135還可以顯示當(dāng)前工具面測(cè)量模式(例如重力vs.磁性)。指示符135還可以顯示執(zhí)行或接收最新工具面測(cè)量的時(shí)間，以及當(dāng)時(shí)正在通過(guò)第二通道監(jiān)視的任何參數(shù)的值。例如，在圖1所示的示例性實(shí)施例中，最新工具面測(cè)量是由重力工具面?zhèn)鞲衅鳒y(cè)量的， 其指示工具面取向?yàn)?75°，并且此測(cè)量是在相對(duì)于系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)間13:00:13進(jìn)行的，在該時(shí)間，最新測(cè)量了達(dá)到1830英尺的鉆頭深度。HMI 100還可以包括顯示鉆柱的遠(yuǎn)端的當(dāng)前或最新傾斜角的文本和/或其它類型的指示符140。指示符140還可以顯示執(zhí)行或接收最新傾斜角測(cè)量的時(shí)間，以及當(dāng)時(shí)正在通過(guò)第二通道監(jiān)視的任何參數(shù)的值。例如，在圖1所示的示例性實(shí)施例中，最新鉆柱末端傾斜角是8°，并且此測(cè)量是在相對(duì)于系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)間13:00:04進(jìn)行的，在該時(shí)間，最新測(cè)量了達(dá)到1830英尺的鉆頭深度。HMI 100還可以包括顯示當(dāng)前或最新傾斜角的另外的圖形或其它類型的指示符140a。因此，例如，HMIlOO可以用文本指示符(例如指示符140)和圖形指示符(例如指示符140a)兩者來(lái)描繪當(dāng)前或最新傾斜角。在圖1所示的實(shí)施例中，圖形傾斜角指示符140a將當(dāng)前或最新傾斜角表示為拱形條，其中，該條的長(zhǎng)度指示傾斜角與垂直方向不同的程度。HMI 100還可以包括顯示鉆柱的遠(yuǎn)端的當(dāng)前或最新方位角取向的文本和/或其它類型的指示符145。指示符145還可以顯示執(zhí)行或接收最新方位角測(cè)量的時(shí)間，以及當(dāng)時(shí)正在通過(guò)第二通道監(jiān)視的任何參數(shù)的值。例如，在圖1所示的示例性實(shí)施例中，最新鉆柱末端方位角是67°，并且此測(cè)量是在相對(duì)于系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)間12:59:55進(jìn)行的，在該時(shí)間，最新測(cè)量了達(dá)到1830英尺的鉆頭深度。HMI 100還可以包括顯示當(dāng)前或最新傾斜角的另外的圖形或其它類型的指示符14fe。因此，例如，HMI 100可以用文本指示符(例如指示符145) 和圖形指示符(例如指示符145a)兩者來(lái)描繪當(dāng)前或最新傾斜角。在圖1所示的實(shí)施例中， 圖形方位角指示符14 將當(dāng)前或最新方位角測(cè)量結(jié)果表示為拱形條，其中，條的長(zhǎng)度指示方位角取向不同于真北或某個(gè)其它預(yù)定位置的程度。如圖1所示，顯示了工具面預(yù)報(bào)扇區(qū)的示例，示出250度的示例性工具面預(yù)報(bào)。在本示例中，這是優(yōu)選的角區(qū)域，其中，鉆井者或定向鉆井者或自動(dòng)化鉆井程序應(yīng)努力保持他或它的工具面讀數(shù)在該角區(qū)域內(nèi)。參考圖2，示出了圖1所示的HMI 100的一部分的放大視圖。在其中HMI 100被描繪為標(biāo)度盤或靶形狀的實(shí)施例中，最新工具面和鉆軸位置測(cè)量結(jié)果可以最接近于標(biāo)度盤的邊緣，使得較舊的讀數(shù)可以向標(biāo)度盤中間步進(jìn)。例如，在圖2所示的示例性實(shí)施例中，最后一個(gè)讀數(shù)在當(dāng)前描繪的系統(tǒng)時(shí)間8分鐘之前，下一個(gè)讀數(shù)是在當(dāng)前描繪的系統(tǒng)時(shí)間之前第8分鐘內(nèi)接收到的，并且最舊的讀數(shù)是在當(dāng)前描繪的系統(tǒng)時(shí)間之前第9分鐘內(nèi)接收到的。 時(shí)間為幾小時(shí)或幾秒的讀數(shù)可以以用于小時(shí)的“h”或諸如用于當(dāng)前描繪的系統(tǒng)時(shí)間二十五秒之前的“ 25”的格式來(lái)指示時(shí)間的長(zhǎng)度/單位。同樣如圖2所示，將用戶的鼠標(biāo)指針或其它圖形用戶輸入裝置定位于工具面或鉆軸位置符號(hào)110、115、120中的一個(gè)上可以在彈出窗口 150中顯示符號(hào)的時(shí)間戳以及輔助指示符(如果有的話)。時(shí)間戳可以取決于記錄該測(cè)量的實(shí)際時(shí)間時(shí)的設(shè)備設(shè)置。工具面符號(hào)110、115可以顯示從傳感設(shè)備記錄測(cè)量時(shí)起所經(jīng)歷的時(shí)間(例如相對(duì)于當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間)。 被設(shè)置為顯示時(shí)間戳的輔助通道可以根據(jù)記錄測(cè)量的設(shè)備來(lái)顯示時(shí)間戳。在圖1和2所示的實(shí)施例中，HMI 100示出參考真北、井眼高邊、或某個(gè)其它預(yù)定取向的絕對(duì)鉆軸位置。HMI 100還顯示從井下工具(例如MWD)接收到的當(dāng)前和歷史工具面數(shù)據(jù)。HMI 100、在本公開范圍內(nèi)的其它人機(jī)接口、和/或在本公開范圍內(nèi)的其它工具可以通過(guò)準(zhǔn)確地監(jiān)視并同時(shí)向用戶顯示工具面和鉆軸位置測(cè)量，而具有、使能和/或展示出在反轉(zhuǎn)矩對(duì)工具面測(cè)量的影響上的簡(jiǎn)化理解。鑒于上述內(nèi)容、附圖和并入其中的附圖標(biāo)記，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)容易地理解的是，本公開介紹了一種可視地演示工具面取向與鉆軸位置之間的關(guān)系的方法，該方法包括 (1)優(yōu)選地在運(yùn)行中接收電子數(shù)據(jù)，其中，電子數(shù)據(jù)包括鉆軸位置數(shù)據(jù)及基于重力的工具面取向數(shù)據(jù)和基于磁性的工具面取向數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)；以及O)以描繪從最新測(cè)量和多個(gè)直接鄰近的先前測(cè)量得到的數(shù)據(jù)的歷史格式在用戶可觀察顯示器上顯示電子數(shù)據(jù)。鉆頭與收集電子數(shù)據(jù)的傳感器之間的距離優(yōu)選地盡可能地小，同時(shí)仍至少充分地或完全地獲得準(zhǔn)確的讀數(shù)，并且在沒有鉆頭干擾的情況下獲得準(zhǔn)確讀數(shù)所需的最小距離將是已知的，或者由本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易地確定。電子數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步包括工具面方位角數(shù)據(jù)，涉及在鉆頭附近鉆柱的方位角取向。電子數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步包括工具面傾斜角數(shù)據(jù)，涉及在鉆頭附近鉆柱的傾斜角。鉆軸位置數(shù)據(jù)可以涉及鉆軸、頂驅(qū)、凱氏方鉆桿和/或其它旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置或機(jī)構(gòu)對(duì)鉆頭和/或工具面的取向?？梢詮腗WD和/或其它井下傳感器/測(cè)量設(shè)備或裝置接收電子數(shù)據(jù)。
所述方法可以進(jìn)一步包括基于執(zhí)行提供該電子數(shù)據(jù)的測(cè)量時(shí)的特定時(shí)間而使電子數(shù)據(jù)與時(shí)間標(biāo)記相關(guān)聯(lián)。在示例性實(shí)施例中，可以以文本方式來(lái)顯示最新數(shù)據(jù)，并且可以以圖形方式來(lái)顯示較舊的數(shù)據(jù)，諸如優(yōu)選地標(biāo)度盤或靶狀表示。在其它實(shí)施例中，可以使用不同的圖形形狀，諸如橢圓形、正方形、三角形、或基本上類似但具有視覺差別的形狀，例如圓角、波形線等。不同信息的嵌套是優(yōu)選的。圖形顯示可以包括時(shí)間相關(guān)或時(shí)間特定符號(hào)或其它圖標(biāo)，其每個(gè)可以是用戶可訪問(wèn)的以臨時(shí)顯示與該時(shí)間相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)(例如，彈出數(shù)據(jù))。圖標(biāo)可以具有相對(duì)于其它圖標(biāo)的經(jīng)時(shí)的數(shù)字、文本、色彩、或其它指示?？梢詢?yōu)選地按時(shí)間對(duì)圖標(biāo)進(jìn)行定向，在標(biāo)度盤邊緣處最新，在標(biāo)度盤中心處最舊。在替換實(shí)施例中，可以以相反的方式對(duì)圖標(biāo)進(jìn)行定向，在標(biāo)度盤邊緣處最舊且朝著標(biāo)度盤中心是較新的信息。該圖標(biāo)可描述從(1)由相應(yīng)的傳感器設(shè)備記錄測(cè)量至O)當(dāng)前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)間的在時(shí)間上的變化。顯示器還可以顯示當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間。本公開還介紹了一種設(shè)備，包括(1)適合于在運(yùn)行中或可替換地再現(xiàn)地接收電子數(shù)據(jù)的設(shè)備或用于以同樣的方式接收該電子數(shù)據(jù)的裝置，其中，所述電子數(shù)據(jù)包括鉆軸位置數(shù)據(jù)即基于重力的工具面取向數(shù)據(jù)和基于磁性的工具面取向數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)；以及 (2)適合于以描繪從最新測(cè)量和多個(gè)緊鄰的在先測(cè)量得到的數(shù)據(jù)的歷史格式在用戶可觀察顯示器上顯示電子數(shù)據(jù)的裝置。本公開的范圍內(nèi)的實(shí)施例可以提供相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的某些優(yōu)點(diǎn)。例如，當(dāng)工具面和鉆軸位置數(shù)據(jù)在單個(gè)視覺顯示上被組合時(shí)，其可以幫助操作員或其他人員了解工具面與鉆軸位置之間的關(guān)系。在單個(gè)顯示上將工具面和鉆軸位置數(shù)據(jù)組合還可以或可替換地幫助理解反轉(zhuǎn)矩與工具面和/或鉆軸位置具有的關(guān)系。在垂直鉆井、水平鉆井、定向鉆井和/或修正運(yùn)行期間可以認(rèn)識(shí)到這些優(yōu)點(diǎn)。例如，可以使鉆軸來(lái)回旋轉(zhuǎn)或“搖擺”，在每個(gè)方向上通過(guò)期望的工具面位置約1/8至約8轉(zhuǎn)，優(yōu)選地通過(guò)約1/2至約4轉(zhuǎn)，以減少鉆井期間的井中的摩擦。在一個(gè)實(shí)施例中，鉆軸能夠在每個(gè)方向上振蕩5轉(zhuǎn)。此搖擺能夠有利地通過(guò)對(duì)鉆軸位置的了解來(lái)實(shí)現(xiàn)，特別是當(dāng)與工具面位置數(shù)據(jù)相結(jié)合地進(jìn)行時(shí)。在本實(shí)施例中，能夠?qū)⒕鹿ぞ吲c地面上的頂驅(qū)可操作地關(guān)聯(lián)，使得促進(jìn)工具面的定向?？梢栽龃蠡驕p小W0B，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩以轉(zhuǎn)動(dòng)管道，并因此根據(jù)期望將工具面拉到新的方向。在優(yōu)選實(shí)施例中，來(lái)回?fù)u擺可以是自動(dòng)化的，并被用來(lái)幫助通過(guò)將靶設(shè)置為例如當(dāng)前位置以北IOOOft并使HMI朝著該靶指引鉆頭來(lái)幫助操縱鉆井。當(dāng)實(shí)際鉆井是手動(dòng)的時(shí)，可以跟蹤本文所討論的評(píng)分并用來(lái)使得改進(jìn)的鉆井成為有挑戰(zhàn)性的游戲而不僅僅是作業(yè)任務(wù)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，振蕩可以是不對(duì)稱的，這能夠有利地促進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)工具面并向不同的方向鉆井。例如，可以使管道順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)4轉(zhuǎn)且隨后逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)6轉(zhuǎn)，或者順時(shí)針?lè)较?次且隨后逆時(shí)針?lè)较?次，并且然后通常根據(jù)需要隨機(jī)地或以一種模式移動(dòng)鉆井軸承更接近于靶的方向。此搖擺完全可以在不改變WOB的情況下實(shí)現(xiàn)。振蕩的不對(duì)稱程度可以隨著工具面和鉆進(jìn)開始接近朝向靶的期望預(yù)置進(jìn)向而減小。因此，例如，搖擺可以從順時(shí)針?lè)较?次和逆時(shí)針?lè)较?次開始，然后變成4 和5 ，然后一旦實(shí)現(xiàn)期望航向則變成對(duì)稱的?？梢砸?/8或1/4轉(zhuǎn)增量(或更大，例如1/2或1)選擇之間的附加點(diǎn)以更精確地操縱到目標(biāo)航向的鉆井。參考圖3，在示例性實(shí)施例中，可以使用評(píng)分卡200來(lái)更準(zhǔn)確地評(píng)估鉆井者將工具面保持在正確取向上的能力。可以將評(píng)分卡200實(shí)現(xiàn)為記錄在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的一系列指令。在替換實(shí)施例中，可以在硬拷貝中實(shí)現(xiàn)評(píng)分卡，諸如在紙質(zhì)筆記本、畫架中或者在墻壁上的白板或張貼板上?？梢源_定期望的或工具面預(yù)報(bào)TFD 210以向靶或沿著鉆井計(jì)劃操縱井?？梢詮木畧?chǎng)或遠(yuǎn)程地、例如通過(guò)因特網(wǎng)連接來(lái)將TFD 210輸入到評(píng)分卡200中。TFD 210還可以具有可接受最小和最大公差TFT 200，可以從井場(chǎng)或遠(yuǎn)程地將其輸入到評(píng)分卡 200中?？梢詮腂HA、MWD、和/或其它鉆井參數(shù)測(cè)量裝置接收測(cè)量的工具面角TFM230。TFM 230可以包括基于重力的工具面取向、基于磁性的工具面取向數(shù)據(jù)、和/或陀螺儀工具面取向數(shù)據(jù)。這些測(cè)量可以在井下被進(jìn)行，被存儲(chǔ)在固態(tài)存儲(chǔ)器中一段時(shí)間，并被從地面上的儀器下載和/或傳送到地面。數(shù)據(jù)傳輸方法可以包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何可用方法，例如，以數(shù)字方式將數(shù)據(jù)編碼并將已編碼數(shù)據(jù)傳送到地面，作為鉆井液或泥漿體系中的壓力脈沖、通過(guò)鉆柱的聲學(xué)傳輸、通過(guò)線路或有線管道以電子方式傳送和/或作為電磁脈沖來(lái)傳送。數(shù)據(jù)中繼可以是經(jīng)由WITS、WITSML、和/或另一數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議?？梢砸淮巍⑦B續(xù)地、周期性地和/或以隨機(jī)的間隔執(zhí)行上述由傳感器執(zhí)行的測(cè)量。該測(cè)量可以由訪問(wèn)人機(jī)接口(HMI)的操作員或其他人手動(dòng)地觸發(fā)，或者由例如滿足預(yù)定條件的觸發(fā)特性或參數(shù) (例如，時(shí)間段的截止、通過(guò)達(dá)到預(yù)定深度或鉆頭長(zhǎng)度測(cè)量的鉆井進(jìn)展、到達(dá)預(yù)定量的鉆頭使用等)來(lái)自動(dòng)地觸發(fā)。在示例性實(shí)施例中，每?jī)蓚€(gè)小時(shí)進(jìn)行測(cè)量，并且針對(duì)每次測(cè)量顯示時(shí)間235?？梢燥@示TFD 210與TFM 230之間的差M0，或者替換地，或除此之外，可以顯示 TFD與TFM之間的百分比差。另一實(shí)施例將是對(duì)作為在工具面預(yù)報(bào)扇區(qū)內(nèi)部或外部獲取的任何工具面讀數(shù)評(píng)分，其可以優(yōu)選地被評(píng)分，以基于與接收到的工具面結(jié)果的總數(shù)相比在工具面預(yù)報(bào)扇區(qū)內(nèi)部的接收到的工具面結(jié)果的數(shù)目，而提供評(píng)分，被表示為百分比或分值。 在示例性實(shí)施例中，差240可以得到用于每個(gè)時(shí)間235的分值250?？梢杂?jì)算分值250以提供用于更接近于TFD 210的TFM 230的更大量的點(diǎn)。例如，可以將10個(gè)點(diǎn)判定為在靶上，5 個(gè)點(diǎn)偏離靶5度，0個(gè)點(diǎn)偏離靶10度或以上。0-5和5-10度內(nèi)的變化可以是線性的，或者可以布置為以非線性方式更陡峭地下降，更遠(yuǎn)地偏離結(jié)果目標(biāo)。例如，可以將10個(gè)點(diǎn)判定為在靶上，8個(gè)點(diǎn)偏離靶1度，5個(gè)點(diǎn)偏離靶2度，1個(gè)點(diǎn)偏離靶3度，并且沒有點(diǎn)用于更不準(zhǔn)確的鉆井。評(píng)分能夠隨著時(shí)間的推移改變，從而基于給定一天的鉆井時(shí)間長(zhǎng)度將分值歸一化。作為另一個(gè)替換，可以將每個(gè)時(shí)間的評(píng)分布置為使得在工具面公差TFM 230內(nèi)懲罰是最小的，例如，在差240小于TFM230的情況下，分值是可能的最大值，或者分值以比在差MO 大于TFM230時(shí)慢的速率減小。例如，對(duì)于公差內(nèi)的每1度，可以從最大分值扣除1個(gè)點(diǎn)，對(duì)比對(duì)于在公差外的每1度，從最大值扣除2個(gè)點(diǎn)。使用這些實(shí)施例作為指導(dǎo)，過(guò)多替換評(píng)分方法中的任何也在本公開的范圍內(nèi)。在示例性實(shí)施例中，可以在執(zhí)行鉆井操作時(shí)在HMI 100 上顯示當(dāng)前分值250。 參考圖4，在示例性實(shí)施例中，可以為可能占有鉆機(jī)的控制的各鉆井者保持評(píng)分卡 200，例如白天班鉆井者260和夜班鉆井者270可以進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)以查看誰(shuí)累積最多的點(diǎn)?？商鎿Q地或除此之外，可以為自動(dòng)化鉆井程序，例如可從Nabors Industries獲得的Rockit Pilot保持評(píng)分卡200，以比較鉆井者的記錄，從而評(píng)估鉆井者是否能夠?qū)崿F(xiàn)、超過(guò)由完成鉆井計(jì)劃的此類自動(dòng)化鉆井設(shè)備實(shí)現(xiàn)的分值，或者使與該分值的差最小化。通過(guò)個(gè)人識(shí)別、 財(cái)務(wù)獎(jiǎng)賞(例如向上或向下調(diào)整)或兩者，評(píng)分卡200可以用作獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃的一部分以獎(jiǎng)賞準(zhǔn)確的鉆井成績(jī)。
參考圖5，在示例性實(shí)施例中，可以使用評(píng)分卡300來(lái)更準(zhǔn)確地評(píng)估鉆井者將BHA 保持在正確傾斜角的能力。可以確定期望或目標(biāo)傾斜角IAD 310以向靶或沿著鉆井計(jì)劃操縱井。可以從井場(chǎng)或遠(yuǎn)程地、例如通過(guò)因特網(wǎng)連接將IAD 310輸入到評(píng)分卡300中。IAD 310還可以具有可接受的最小和最大公差I(lǐng)AT 320，可以從井場(chǎng)或遠(yuǎn)程地將其輸入到評(píng)分卡300中?？梢詮腂HA、MWD、和/或其它鉆井參數(shù)測(cè)量裝置接收測(cè)量的傾斜角IAM 330。 在示例性實(shí)施例中，每?jī)蓚€(gè)小時(shí)進(jìn)行測(cè)量，并且針對(duì)每次測(cè)量顯示時(shí)間335。可以顯示IAD 310與IAM 330之間的差340，或者替換地，或除此之外，可以顯示TFD與TFM之間的百分比差。在示例性實(shí)施例中，差340可以得到用于每個(gè)時(shí)間335的分值350?？梢杂?jì)算分值350 以提供用于更接近于IAD 310的IAM 330的更大量的點(diǎn)。例如，可以將10個(gè)點(diǎn)判定為在靶上， 5個(gè)點(diǎn)偏離靶5度，0個(gè)點(diǎn)偏離靶10度或以上。替換評(píng)分方法也在本公開的范圍內(nèi)，包括但不限于上述那些中的任何?？梢詾榭梢哉加秀@機(jī)的控制的各種鉆井者保持評(píng)分卡300， 例如，如本文所述。可替換地，或除此之外，可以為自動(dòng)化鉆井程序，例如可從Naborslndustries獲得的Rockit Pilot保持評(píng)分卡300。如本文所述，評(píng)分卡300可以用作獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃的一部分以獎(jiǎng)賞準(zhǔn)確的鉆井成績(jī)。可替換地，或另外，可以在HMI 100上顯示分值350。可以針對(duì)自動(dòng)化鉆井系統(tǒng)本身、或者替換地在各種鉆井條件下自動(dòng)化鉆井系統(tǒng)本身、基于特定類型的地質(zhì)巖層等對(duì)自動(dòng)化鉆井系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)分。在一個(gè)實(shí)施例中，還可以針對(duì)同一鉆機(jī)上的鉆井者來(lái)比較自動(dòng)化鉆井系統(tǒng)。參考圖6，在示例性實(shí)施例中，可以使用評(píng)分卡400來(lái)更準(zhǔn)確地評(píng)估鉆井者將BHA 保持在正確方位角的能力?？梢源_定期望或目標(biāo)方位角AAD 410以向靶或沿著鉆井計(jì)劃操縱井。可以從井場(chǎng)或遠(yuǎn)程地、例如通過(guò)因特網(wǎng)連接將AAD 410輸入到評(píng)分卡400中。AAD 410還可以具有可接受的最小和最大公差A(yù)AT 420，可以從井場(chǎng)或遠(yuǎn)程地將其輸入到評(píng)分卡400中?？梢詮腂HA、MWD和/或其它鉆井參數(shù)測(cè)量裝置接收測(cè)量的方位角AAM 430。在示例性實(shí)施例中，每?jī)蓚€(gè)小時(shí)進(jìn)行測(cè)量，并且針對(duì)每次測(cè)量顯示時(shí)間435?？梢燥@示AAD 410 與AAM 430之間的差440，或者替換地，或除此之外，可以顯示AAD與AAM之間的百分比差。 在示例性實(shí)施例中，差440可以得到用于每個(gè)時(shí)間435的分值450?？梢愿鶕?jù)本文所討論的任何方法來(lái)計(jì)算分值450以提供用于更接近于AAD 410的AAM 430的更大量的點(diǎn)?？商鎿Q的評(píng)分方法也在本公開的范圍內(nèi)。如本文所討論的，可以針對(duì)各鉆井者保持評(píng)分卡400。 可替換地，或除此之外，可以為自動(dòng)化鉆井程序，諸如，例如可從Nabors Industries獲得的 Rockit Pilot保持評(píng)分卡400。如本文所討論的，評(píng)分卡400可以用作獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃的一部分以獎(jiǎng)賞準(zhǔn)確的鉆井成績(jī)?？商鎿Q地，可以使用評(píng)分來(lái)幫助確定對(duì)培訓(xùn)的需要。在另一實(shí)施例中，評(píng)分能夠幫助確定鉆井錯(cuò)誤的原因，例如設(shè)備故障或不準(zhǔn)確、鉆井計(jì)劃、鉆井者和人為鉆井錯(cuò)誤、或未預(yù)期的地下巖層、或這些原因的一些組合?？商鎿Q地，或另外，可以在HMI 100上顯示分值350。在示例性實(shí)施例中，評(píng)分卡可以以任何適當(dāng)?shù)牟贾冒ㄒ粋€(gè)或多個(gè)評(píng)分卡200、 300和/或400或來(lái)自這些評(píng)分卡中的一個(gè)或多個(gè)的信息，以跟蹤鉆井準(zhǔn)確度方面的進(jìn)展。 可替換地，或另外，可以在HMI 100上顯示分值250、350、或450。此進(jìn)展可以包括隨著時(shí)間的推移針對(duì)單個(gè)鉆井者、針對(duì)在同一鉆機(jī)上或在按照同一鉆井計(jì)劃工作的兩個(gè)或更多鉆井者、或者針對(duì)鉆井隊(duì)而言，例如在類似地下巖層中鉆井的那些。在本公開范圍內(nèi)的其它實(shí)施例可以使用附加或替換測(cè)量參數(shù)，例如深度、與靶的水平距離、與靶的垂直距離、到達(dá)靶的時(shí)間、振動(dòng)、目標(biāo)儲(chǔ)層中的管道的長(zhǎng)度以及在目標(biāo)儲(chǔ)層之外的管道的長(zhǎng)度。在示例性實(shí)施例中，所述方法可以包括或者可以進(jìn)一步包括監(jiān)視與井下可操縱馬達(dá)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際重量參數(shù) (例如，在馬達(dá)附近測(cè)量，諸如在約100英尺內(nèi))、監(jiān)視在地面處測(cè)量的重量參數(shù)、記錄 實(shí)際鉆壓參數(shù)、記錄在地面處測(cè)量的重量參數(shù)、記錄實(shí)際鉆壓參數(shù)與期望鉆壓參數(shù)之間的差、以及對(duì)實(shí)際鉆壓參數(shù)與期望鉆壓參數(shù)之間的差評(píng)分。可以將在地面處測(cè)量的重量參數(shù)與實(shí)際鉆壓參數(shù)相比較以獲得對(duì)地面重量與實(shí)際鉆壓之間的關(guān)系的了解。此關(guān)系將提供使用井下數(shù)據(jù)來(lái)向前鉆進(jìn)以管理自動(dòng)鉆機(jī)或鉆井者的給進(jìn)的能力。此外，評(píng)分還可能受到鉆井事件的影響，諸如泥漿馬達(dá)停頓或非計(jì)劃設(shè)備轉(zhuǎn)軌或撤回整個(gè)鉆柱的需要，這通常意味著嚴(yán)重的罰分。鑒于上述內(nèi)容、附圖、以及并入其中的附圖標(biāo)記，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)容易地理解的是，本公開介紹了一種評(píng)估在鉆井眼方面的成績(jī)的方法，該方法包括(1)通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際工具面取向和工具面預(yù)報(bào)之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際工具面取向；(2)記錄實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差；以及(3)對(duì)實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差評(píng)分。可以以均等發(fā)生的時(shí)間間隔和/或以均等發(fā)生的長(zhǎng)度間隔執(zhí)行記錄實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差。可以針對(duì)可以占有鉆機(jī)的控制的各鉆井者執(zhí)行對(duì)實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差評(píng)分。所述方法可以進(jìn)一步或可替換地包括(1)通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際傾斜角；(2)記錄實(shí)際傾斜角和期望傾斜角之間的差；以及(3)對(duì)實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差評(píng)分。所述方法可以進(jìn)一步或可替換地包括(1)通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際方位角與期望方位角之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際方位角；(2)記錄實(shí)際方位角和期望方位角之間的差； (3)以及對(duì)實(shí)際方位角與期望方位角之間的差評(píng)分。本公開還介紹了一種用于評(píng)估鉆井眼方面的成績(jī)的設(shè)備，該設(shè)備包括(1)傳感器，其被配置為檢測(cè)指示井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的鉆井操作參數(shù)；以及(2)控制器，其被配置為對(duì)實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差評(píng)分。所述設(shè)備可以進(jìn)一步包括記錄器，其記錄實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差。所述設(shè)備可以進(jìn)一步包括(1)傳感器，其被配置為檢測(cè)指示實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差的鉆井操作參數(shù)；以及(2)控制器，其被配置為對(duì)實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差評(píng)分。所述設(shè)備可以進(jìn)一步包括(1)傳感器，其被配置為檢測(cè)指示實(shí)際方位角與期望方位角之間的差的鉆井操作參數(shù)；以及(2)控制器，其被配置為對(duì)實(shí)際方位角與期望方位角之間的差評(píng)分。本公開還介紹了一種用于評(píng)估鉆井成績(jī)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際工具面取向和工具面預(yù)報(bào)之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際工具面取向的裝置、用于記錄實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的裝置、用于通過(guò)對(duì)所述差賦予表示鉆井準(zhǔn)確度并根據(jù)所述差而變的值來(lái)對(duì)實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差評(píng)分的裝置；以及可選地但優(yōu)選地，用于將所述值提供給評(píng)估者的裝置。所述用于提供值的裝置可以包括打印輸出、電子顯示等，并且所述值可以簡(jiǎn)單地是分值，或者其可以是或包括基于進(jìn)一步計(jì)算的比較，該計(jì)算使用被與來(lái)自同一鉆井者、另一鉆井者、或在同一天、在同一井場(chǎng)處的自動(dòng)化鉆井程序的值相比較的值或者其中期望比較鉆井準(zhǔn)確度的另一變量進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明還可以包括一種如下的方法，該方法通過(guò)監(jiān)視工具(諸如井下可操縱馬達(dá)組件)的實(shí)際工具面取向(通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的鉆井操作參數(shù))、記錄實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差、以及通過(guò)對(duì)所述差賦予表示鉆井成績(jī)且根據(jù)所述差而變的值來(lái)對(duì)實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差評(píng)分，來(lái)評(píng)估控制確立并保持工具面的自動(dòng)化鉆井系統(tǒng)、以及鉆井者在井眼中的作業(yè)成績(jī)。 可選地，但優(yōu)選地，可以將自動(dòng)化鉆井系統(tǒng)與鉆井者作業(yè)成績(jī)之間的值相比較以提供差。優(yōu)選地，本發(fā)明還涵蓋將所述值提供給評(píng)估者。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“鉆軸位置”可以指的是鉆軸相對(duì)于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器、磁北和/或某個(gè)其它預(yù)定參考的靜態(tài)旋轉(zhuǎn)取向。“鉆軸位置”可以替換地或另外地指的是鉆軸的動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)取向，諸如鉆軸繞著基本上在最大順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)與最大逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的中間的中立取向沿順時(shí)針?lè)较蚝湍鏁r(shí)針?lè)较蛘袷幍牡胤剑谶@種情況下，“鉆軸位置”可以指的是中立取向或振蕩中點(diǎn)與磁北或某個(gè)其它預(yù)定參考之間的關(guān)系。此外，“鉆軸位置”在本文中可以指的是除按照慣例被頂驅(qū)利用的鉆軸之外的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)取向。例如，鉆軸位置可以指的是被用來(lái)對(duì)鉆柱賦予旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或力的轉(zhuǎn)臺(tái)或其它存在于地面的組件的旋轉(zhuǎn)取向。另外，雖然本公開經(jīng)?？梢詤⒖技闪算@軸位置和工具面取向的顯示，但此類參考意圖進(jìn)一步包括參考將地面上的鉆柱位置或取向與井下工具面取向集成地顯示。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“約”通常應(yīng)理解為指的是一定數(shù)字范圍內(nèi)的數(shù)字。此外，應(yīng)將本文中的所有數(shù)值范圍理解為包括該范圍內(nèi)的每個(gè)整數(shù)。前文概述了多個(gè)實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本公開的方面。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到其可以容易地使用本公開作為用于設(shè)計(jì)或修改其它過(guò)程和結(jié)構(gòu)以便執(zhí)行相同目的和/或?qū)崿F(xiàn)本文介紹的實(shí)施例的相同優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識(shí)到此類等價(jià)構(gòu)造未脫離本公開的精神和范圍，并且在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，其可以在其中進(jìn)行各種修改、替換和變更。此外，應(yīng)理解的是，權(quán)利要求意圖覆蓋在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有此類有利的修改和實(shí)施例，包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)本文闡述的公開可容易地獲得的那些。
權(quán)利要求
1.一種用于評(píng)估井眼中的鉆井成績(jī)的方法，包括通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的鉆井操作參數(shù)來(lái)監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際工具面取向；記錄所述的實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差；通過(guò)把表示鉆井成績(jī)并根據(jù)所述差變化的值賦給所述差來(lái)對(duì)所述的實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差評(píng)分；以及將所述值提供給評(píng)估者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，以井眼鉆井的一部分期間的均等發(fā)生的時(shí)間間隔、或以井眼中均等發(fā)生的長(zhǎng)度或深度間隔、或以這兩者來(lái)執(zhí)行所述的記錄所述差的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，針對(duì)已操作鉆機(jī)的多個(gè)鉆井者中的每一個(gè)執(zhí)行所述的對(duì)所述差評(píng)分的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差的鉆井操作參數(shù)來(lái)監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際傾斜角；記錄所述的實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差；以及對(duì)所述的實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差評(píng)分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際方位角與期望方位角之間的差的鉆井操作參數(shù)來(lái)監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際方位角；記錄所述的實(shí)際方位角與期望方位角之間的差；以及對(duì)所述的實(shí)際方位角與期望方位角之間的差評(píng)分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際鉆壓與期望鉆壓之間的差的鉆井操作參數(shù)來(lái)監(jiān)視與井下可操縱馬達(dá)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際鉆壓參數(shù)；記錄所述的實(shí)際鉆壓與期望鉆壓之間的差；以及對(duì)所述的實(shí)際鉆壓與期望鉆壓之間的差評(píng)分。
7.一種用于評(píng)估在鉆井眼方面的成績(jī)的鉆井準(zhǔn)確度評(píng)分設(shè)備，所述設(shè)備包括傳感器，所述傳感器被配置為檢測(cè)指示井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的鉆井操作參數(shù)；以及控制器，所述控制器被配置為計(jì)算實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差，并通過(guò)把根據(jù)所述差的大小變化并且表示鉆井準(zhǔn)確度的值賦給所述差而對(duì)所述差評(píng)分； 顯示器，所述顯示器適合于至少提供所計(jì)算的分值給評(píng)估者。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括記錄器，用于記錄所述的實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括傳感器，所述傳感器被配置為檢測(cè)指示在實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差的鉆井操作參數(shù)；以及控制器，所述控制器被配置為計(jì)算所述的實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差并對(duì)該差評(píng)分。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括傳感器，所述傳感器被配置為檢測(cè)指示在實(shí)際方位角與期望方位角間的差的鉆井操作參數(shù)；以及控制器，所述控制器被配置為對(duì)所述的實(shí)際方位角與期望方位角之間的差評(píng)分。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括傳感器，所述傳感器被配置為檢測(cè)指示在實(shí)際鉆壓與期望鉆壓之間的差的實(shí)際鉆壓參數(shù)；以及控制器，所述控制器被配置為對(duì)所述的實(shí)際鉆壓與期望鉆壓之間的差評(píng)分。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述評(píng)估者包括鉆井者、鉆井隊(duì)、鉆井監(jiān)督者或其組合。
13.一種用于評(píng)估在鉆井眼方面的鉆井成績(jī)的系統(tǒng)，包括用于通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視井下可操縱馬達(dá)的實(shí)際工具面取向的裝置；用于記錄所述的實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的裝置； 用于通過(guò)把表示鉆井準(zhǔn)確度并且根據(jù)所述差變化的值賦給所述差而對(duì)所述的實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差評(píng)分的裝置；以及用于將所述值提供給評(píng)估者的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述用于記錄所述差的裝置適合于以井眼鉆井期間的均等發(fā)生的時(shí)間間隔進(jìn)行記錄，適合于以井眼中的均等發(fā)生的長(zhǎng)度或深度間隔進(jìn)行記錄，或適合于這兩者；或者，用于對(duì)所述差評(píng)分的裝置針對(duì)已操作鉆機(jī)的多個(gè)鉆井者中的每一個(gè)執(zhí)行；或上述的組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求13-14中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差的鉆井操作參數(shù)來(lái)監(jiān)視工具的實(shí)際傾斜角的裝置；用于記錄所述的實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差的裝置；以及用于對(duì)所述的實(shí)際傾斜角與期望傾斜角之間的差評(píng)分的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求13-14中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際方位角與期望方位角之間的差的鉆井操作參數(shù)來(lái)監(jiān)視工具的實(shí)際方位角的裝置；用于記錄所述的實(shí)際方位角與期望方位角之間的差的裝置；以及用于對(duì)所述的實(shí)際方位角與期望方位角之間的差評(píng)分的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求13-14中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際鉆壓與期望鉆壓之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視與井下可操縱馬達(dá)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際鉆壓參數(shù)的裝置；用于記錄所述的實(shí)際鉆壓與期望鉆壓之間的差的裝置；以及用于對(duì)所述的實(shí)際鉆壓與期望鉆壓之間的差評(píng)分的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于評(píng)估在鉆井眼方面的鉆井準(zhǔn)確度成績(jī)的方法、系統(tǒng)、以及設(shè)備，可以包括(1)通過(guò)監(jiān)視指示實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差的鉆井操作參數(shù)而監(jiān)視工具(例如井下可操縱馬達(dá))的實(shí)際工具面取向(230)；(2)記錄實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差(240)；以及(3)對(duì)實(shí)際工具面取向與工具面預(yù)報(bào)之間的差評(píng)分(250)。
文檔編號(hào)E21B44/00GK102325963SQ201080008346
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者斯科特·G·布恩 申請(qǐng)人:坎里格鉆探技術(shù)有限公司