CN1748074A - 用于后扩孔的自动控制*** - Google Patents
用于后扩孔的自动控制*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN1748074A CN1748074A CN200480003435.6A CN200480003435A CN1748074A CN 1748074 A CN1748074 A CN 1748074A CN 200480003435 A CN200480003435 A CN 200480003435A CN 1748074 A CN1748074 A CN 1748074A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- back reaming
- reaming parameter
- parameter
- torque
- hoisting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 54
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 19
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
- E21B44/02—Automatic control of the tool feed
- E21B44/04—Automatic control of the tool feed in response to the torque of the drive ; Measuring drilling torque
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/008—Winding units, specially adapted for drilling operations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/02—Rod or cable suspensions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
- E21B19/084—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods with flexible drawing means, e.g. cables
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
- E21B44/02—Automatic control of the tool feed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Elevator Control (AREA)
Abstract
本发明提供一种用于控制钻机的后扩孔操作的***,其包括在后扩孔操作期间以一定的提升速度和一定的提升转矩移动钻杆的提升***。所述提升***包括至少一个后扩孔参数传感器,用于测量相应的至少一个后扩孔参数。一个操作者控制单元允许操作者在其中输入所述至少一个后扩孔参数的预定值。一个后扩孔参数传感器获得所述至少一个后扩孔参数的测量值。控制***监视至少一个后扩孔参数。以及制动组件,当所述至少一个后扩孔参数的测量值等于所述至少一个后扩孔参数的预定值时反抗绞车***的提升转矩。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在后扩孔(back reaming)操作期间操纵绞车或类似的提升装置的自动控制***。
背景技术
在石油工业中,用于钻井的设备或机器被统称为钻塔或钻机。在这些钻机上,设置有用于使钻杆旋转的装置,其中最流行的和最成功的是一种被称为顶部驱动***的装置。在油田内的顶部驱动***的流行和激增大大提高了工业钻机和操作者以安全和有益的方式处理钻杆操作的能力。
一种所述的操作是“后扩孔”,其中操作者在同时抽出钻探泥浆和转动钻杆的时候把钻杆提出井孔外,这样避免在钻杆和井孔之间产生摩擦力,这种摩擦力可能引起钻杆在井孔中被夹住。直到近来,这种后扩孔处理或者完全由人工进行,或者涉及使用在提升设备内的复杂的控制。
例如,在人工处理中,操作者通过接合一个离合器接合提升装置,然后手动地操纵提升节流阀,或者是手阀或者是脚阀,以便缓慢地把钻杆提出井外。不过,在这个操作期间,钻机必须同时监视吊钩载荷和转矩或者立管的压力(如果使用井下泥浆马达),以便指示钻杆分别沿横向或沿转动方向具有被夹住的危险。
或者,在另一种处理中,可能要求操作者操纵一个和提升装置相连的控制***。在这种***中,当操作者发出指令时,控制***便启动提升装置,以便缓慢地把钻杆提出井外。不过,钻机必须仍然监视挂钩载荷、转矩与/或立管的压力,以便指示钻杆可能具有被夹在井中的危险。
此外,这些处理的两个问题是,许多提升***不允许在一个延长的时间间隔内保持钻杆不动,即当钻杆被夹在井中时可能发生的情况。因而,这些处理的每一个依赖于操作者的判断来避免设备的破坏。因而,需要一种改进的控制***,其允许后扩孔的较大的控制,同时减少操作者的负担。
发明内容
本发明涉及一种用于在“后扩孔”操作期间自动操纵绞车的控制***。在一个实施例中,所述控制***和一个操作者控制单元相连,以便允许钻机在对于一个或几个特定的扩孔参数进行的扩孔操作期间进入要达到的最大值。在扩孔操作期间,控制***连续地监视特定的扩孔参数,并比较测量值和由操作者输入的限制值或最大值。当超过任何的最大值时,便向铰车发出控制信号,使得减少提升的速度。
在另一个实施例中,所述特定的扩孔参数可以从对钻头的拉力(POB)、提升速率(ROH)以及钻孔转矩任何一个或全部中选择。在另一个实施例中,通过应用一个绞车制动组件来控制提升的速度。
在一个实施例中,本发明是一种用于控制钻机的后扩孔操作的自动化方法。该方法包括提供一种提升***,其在后扩孔操作期间以一定的提升速度和一定的提升转矩移动钻杆。所述提升***包括至少一个后扩孔参数传感器,用于测量相应的至少一个后扩孔参数。该方法还包括比较至少一个后扩孔参数的预定值和所述至少一个后扩孔参数的测量值;以及当所述至少一个后扩孔参数的测量值等于所述至少一个后扩孔参数的预定值时,启动一个反抗提升***的提升转矩的制动组件。
在另一个实施例中,本发明是一种用于控制钻机的后扩孔操作的自动化方法。该方法包括提供一种绞车***,其在后扩孔操作期间以一定的提升速度和一定的提升转矩移动钻杆。所述提升***包括至少一个后扩孔参数传感器,用于测量相应的至少一个后扩孔参数。该方法还包括提供一种操作者控制单元,其允许操作者在其中输入所述至少一个后扩孔参数的预定值;以及提供一种控制***,用于比较至少一个后扩孔参数的预定值和所述至少一个后扩孔参数的测量值,其中所述控制***当所述至少一个后扩孔参数的测量值等于所述至少一个后扩孔参数的预定值时,启动一个反抗提升***的提升转矩的制动组件。
在另一个实施例中,本发明是一种用于控制钻机的后扩孔操作的***,其包括在后扩孔操作期间以一定的提升速度和一定的提升转矩移动钻杆的提升***。所述提升***包括至少一个后扩孔参数传感器,用于测量相应的至少一个后扩孔参数。一个操作者控制单元允许操作者在其中输入所述至少一个后扩孔参数的预定值。一个后扩孔参数传感器获得所述至少一个后扩孔参数的测量值。一个控制***监视至少一个后扩孔参数。一个制动组件当所述至少一个后扩孔参数的测量值等于所述至少一个后扩孔参数的预定值时,反抗绞车***的提升转矩。
附图说明
当结合附图参阅下面的详细说明时,可以更好地理解本发明的这些和其它的特征和优点,其中:
图1是按照本发明的钻机和绞车/制动控制***的示意图;
图2是图1的绞车/制动控制***的方块图,包括信号流程图;以及
图3是图1的绞车/制动控制***的示意图。
具体实施方式
如图1-3所示,本发明涉及一种绞车/制动控制***110(下文称为“控制***110”),用于在后扩孔(下文称为“扩孔”)操作期间绞车50或类似的提升装置的自动化操作。
如图1所示,在本发明的一个实施例中控制***110连接到操作者控制单元115。钻孔者或操作者输入控制单元115的对于一个或多个特定扩孔参数在扩孔操作期间所能达到的最大值。例如,扩孔参数可以包括一些或所有对钻头的拉力(POB)、提升速率(ROH)和钻孔转矩。然后,操作者开始扩孔操作。
在扩孔操作期间,控制***100通过各个传感器90,100和104连续地监视POB,ROH与/或钻孔转矩,并比较测量的值和由操作者输入的限制值或最大值。当任何最大值被超过时,便通过来自控制***110的控制信号启动制动组件70,以便减少提升的速度。在这种实施例中,制动组件70在扩孔操作期间通过施加一个制动转矩调节提升的速度,所述制动转矩反抗绞车50的提升转矩,使得维持由操作者设置的POB,ROH与/或钻孔转矩的限制值。
图1表示和常规的钻机互连的本发明的控制***110的示意的表示。在所示的实施例中,井架10在其上端部支撑着定滑轮15。绳索装置17使定滑轮15和用于支撑钩状结构25的动滑轮20或载荷承载部分相连。钩状结构25和顶部驱动组件12相连并支撑着顶部驱动组件12,顶部驱动组件又和钻杆柱13相连。钻杆柱13包括一个或几个钻杆和钻头14,在借助于顶部驱动组件12进行转动的钻探操作中,产生油井16。在扩孔操作期间,使用绞车50把钻杆柱13拉出油井16的外部。
绞车50和提升线30相连,在扩孔操作期间,提升线帮助绞车50提升钻杆柱13。借助于死线35和死线固定器40,提升线30的一端被牢固地固定在地上。提升线30的另一端形成连附于绞车50上的快绳45。
在图1所示的实施例中,绞车50包括一个或几个马达55,例如电的,柴油的或其它合适的马达,和传动装置60,该传动装置和一个圆柱形的可转动的鼓65相连,用于在钻探和扩孔操作期间根据需要而缠绕和释放快绳45,以便相关的定滑轮15和动滑轮20进行操作。在这种实施例中,可转动的鼓65也被称为绕线鼓或提升鼓。虽然图1示出了提升***的一个实施例,应当理解,本发明的自动扩孔控制***也可以利用能够可控地提升钻杆的其它的提升***。
如图1所示,可以使用多个位置传感器,例如在井架10中的接近开关102,或连附于绞车驱动轴85的编码器100,用于确定动滑轮20的位置,以便在扩孔处理期间获得附加的安全性和控制。在这种实施例中,从接近开关102或编码器100分别向控制***110发出指示动滑轮20的位置的输出控制信号107或105。然后可以使用动滑轮20的实际的速度和位置,以便在扩孔期间确保提升的安全操作。虽然在一个实施例中位置传感器是接近开关102,应当理解,本发明的自动扩孔控制***可以利用其它的装置来确定动滑轮20的位置。
虽然本发明中可以利用能够进行自动控制的任何制动,如图1所示,制动组件70优选地包括主摩擦制动80,一般是带型制动或卡盘制动,辅助制动75,例如涡流型制动或摩擦板制动,以及紧急制动78。制动组件70借助于绞车50的驱动轴85和绞车50相连。制动组件70由控制***110控制。此外,虽然在本发明中可以利用任何合适的启动器,一般地说本发明的制动器70由液压或气动启动,例如使用气缸,气缸被供给钻机气压,所述气压借助于例如电子控制的空气阀门由控制***110发出的控制信号109调节。
如上所述,为了对控制***110提供扩孔监视信号,在本发明中可以利用若干个传感器。在图1所示的实施例中,一个载荷检测装置90,例如应变计或液压载荷单元和死线35相连,并产生输出控制信号95,该信号指示出在死线35中的张力,因而指示由动滑轮20或POB承受的载荷。来自载荷检测装置90的这个POB测量由应变计90提供和发送给控制***110。可以使用各种张力测量装置,用于指示在绳35上的张力条件。在一个实施例中,如图1所示,和拉直的绳的数量以及校准系数相结合,使用载荷检测装置90的输入计算实际的吊钩载荷或POB。或者,一个常规的载荷单元、液压张力传感器或其它的载荷测量装置可以和井架10相连,用于提供代表动滑轮20承受的载荷的输出控制信号95。
作为替换,或此外,所述***还可以配备有用于监视提升速率的传感器。在这种实施例中,如图1所示,一个测量装置例如编码器100被固定到绞车驱动轴85上。在这种实施例中,输出控制信号105从编码器100被发送到控制***100,该信号代表当鼓65旋转以便拉入或放出快绳45并随之动滑轮20上升或下降时可转动的鼓65的转速。使用这种编码器,可以使用信号的频率来测量动滑轮20运动的速度,一般地说,其中通过计算鼓65的实际速度,并根据拉直的绳、鼓65的直径、线卷的数量以及绳的尺寸来最终计算动滑轮20的速度。或者,动滑轮20运动的速度可以由动滑轮20的垂直位置的改变来计算。在这种***中,ROH可以由动滑轮20的速度来计算。此外,可以利用接近开关102验证由编码器100进行的测量。
最后,如图1所示,或者或此外,可以监视钻探转矩。钻探转矩可以通过检测顶部驱动器或转台上的转矩被测量,例如通过转矩传感器104,或者由顶部驱动组件的马达驱动装置112或者转台驱动装置113得知。在这种实施例中,指示出钻探转矩的输出控制信号108从转矩传感器104或从驱动器112或113发送给控制***110。或者,当使用井下钻探马达时,可以通过测量立管的压力来获得钻探转矩。
参见图1-3,控制***110和制动组件70呈信号连接,用于提供制动控制信号109,并连续地接收分别来自载荷检测装置90、编码器100和转矩传感器104的输出控制信号95、105和108,其中输出控制信号95、105和108中的每一个是电气的、数字的或者其它合适的信号。控制***110还和位于井架10上的或位于井架10附近的操作者控制单元115呈信号连接,使得操作者可以对于要被监视的特定的扩孔参数提供合适的最大值。或者,例如位于井架10上或井架10附近的设备室内的单独的工作站可以和控制***110相连,用于提供附加的用户接口和配置信号。
在一个实施例中,如图2所示,操作者控制中心115或人机接口优选地包括工业处理器驱动的监视器160,其中操作者或钻探工人可以设置和控制特定的扩孔参数。例如,操作者对于对钻头的拉力(POB)(pull on the drill bit)、提升速度(ROH)和钻探转矩的任何一个或者全部可以输入在扩孔操作期间要达到的最大值。
如图2所示,控制***110包括可编程的控制器(铰车PC 115),例如可编程的逻辑控制器,单板计算机或其类似物,对其输入来自各个传感器的测量的扩孔值,以及来自操作者控制中心115的各个操作者规定的最大值。然后,可编程控制器155比较这些值,并向制动***和被连接在驱动***120之间的绞车输出合适的控制信号,其中例如通过使用串行通信连接150例如光学连接与/或硬线连接进行所述输出。
在所示的实施例中,使用两个或更多的远程可编程控制器(PC)输入/输出(I/O)单元145来控制绞车50的制动组件70(包括盘制动器80、停车制动器75和紧急制动器78中的任何一个或全部,如图2所示)和绞车处理器155,虽然任何合适的接口都可以使用。处理器160还和控制***110相连,用于在各种钻机操作期间提供操作者的值、操纵参数和计算的值的输入和输出。
虽然并非必须的,控制***110还可以通过驱动***120和绞车的马达55相连。马达55可以是交流电动机或直流(dc)电动机,驱动***120可以分别是交流驱动或直流驱动。驱动***120例如还可以包括控制器125,例如可编程控制器,以及和交流总线135相连的一个或几个马达驱动器130,用于提供马达的控制。
如上所述,如图3所示,本发明的控制***110可以包括自动后扩孔(ABR)方式,操作者通过接合绞车离合器即上部离合器2B和下部离合器2A来启动该方式。在启动ABR时(例如在自动钻探的同时)接合2A或2B便命令控制***110启动驱动***120和制动组件70。
在ABR方式下操作期间,控制***110检测操作者启动下部离合器控制或上部离合器控制的时间,这又分别启动下部和上部离合器电磁线圈7g或7e。然后,来自启动的离合器电磁线圈7g或7e与/或下部离合器2A或上部离合器2B上的压力传感器的信号被传送给控制***110的CPU,其检测操作者的后扩孔意图。
一旦绞车离合器2被接合,控制***110便计算需要由绞车的马达55提供的转矩的数量,并利用输出信号7F控制转矩指令选择器9,其接着对绞车驱动装置输出一个转矩输入120C。接着,绞车马达55产生转矩,该转矩超过用于保持动滑轮20的载荷静止所需的转矩。作为静止的吊钩载荷加上操作者输入的最大POB值计算启动转矩。
然后控制***110利用来自各个传感器7C的控制信号计算和监视扩孔参数,并把这些值和由操作者输入的关于这些参数的限制值比较,以便确保后扩孔操作在操作者的限制内进行。如果来自传感器的测量值和由操作者输入的限制匹配或者超过所述的限制,则CPU向制动启动器发出信号,接着制动启动器控制制动***70,使得提供一个转矩,用于反抗绞车马达55的提升转矩并控制钻杆柱的提升速度,从而维持由操作者输入的对于ROH,POB,与/或钻探转矩的限制。CPU命令制动***70施加反抗绞车马达55的提升转矩,使得减少提升速度,直到不再超过相关的最大值,然后命令制动启动器减少制动***70的反抗转矩,从而允许绞车马达55增加提升速度。
例如,如果在提升和后扩孔时,顶部驱动马达的转矩由于孔紧的原因而超过由操作者输入的关于钻探转矩的限制时,CPU便命令制动启动器控制制动组件70,使得提供制动,从而减少提升的速度,以便使得当以较慢的速度通过紧的区域时能够减小钻探马达的转矩。因为制动组件70的平滑的比例控制及其产生比绞车马达55在这种方式中提供的更多的转矩的足够的能力,这是可能的。
如果需要完全停止绞车马达55以阻止扩孔***超过由操作者输入的关于特定的扩孔参数的一个或几个限制,控制***110则向转矩指令选择器9发出转矩指令7F,其接着从驱动***120发出转矩指令120C,以减少由绞车马达55产生的转矩到0。这阻止对马达的破坏,并使得能够安全地进行操作。
当控制***110不处于ABR方式时,绞车转矩指令将来自手动的手节流阀或脚节流阀或其类似的装置。
在另一个实施例中,可以由操作者使用其它的控制来控制提升转矩,同时制动***仍然被用于提升的速度控制。
如上所述,控制***连续地监视特定的后扩孔参数,并比较测量的值和由操作者输入的关于特定的后扩孔参数的限制或最大值。当任何最大值被满足或超过时,便向绞车发送一个控制信号,使得减少提升的速度。不过,虽然上述的说明针对由特定的后扩孔参数传感器测量的特定的后扩孔参数,被监视的后扩孔参数可以是以下的任何一个或者它们的组合:钻头的重量,提升转矩,提升速度,钻探泥浆的流量,钻探泥浆的压力以及在钻探泥浆内泥浆筛的岩层钻屑状态。这些后扩孔参数可以利用后扩孔参数传感器来测量,所述传感器包括以下任何一个或者它们的组合:应变计,接近传感器/开关,照相机,陀螺仪,编码器和磁拾取器/开关。
上面参照目前优选的实施例对本发明进行了说明。本发明所属的技术领域的人员应当理解,不脱离本发明的原理、构思和范围,可以对所述的结构和操作方法作出各种改变,例如在尺寸、形状、材料、成分、电路元件、导线连接、以及所述的电路和结构的其它细节上的改变。因而,前面的说明不应当认为是只和所述的以及附图所示的精确的结构有关,而应当认为是和下面的权利要求一致并支持这些权利要求,这些权利要求具有其最完整和最公正的范围。
Claims (13)
1.一种用于控制钻机的后扩孔操作的自动化方法,该方法包括:
提供一种提升***,其在后扩孔操作期间以一定的提升速度和一定的提升转矩移动钻杆,其中所述提升***包括至少一个后扩孔参数传感器,用于测量相应的至少一个后扩孔参数;
比较至少一个后扩孔参数的预定值和所述至少一个后扩孔参数的测量值;以及
当所述至少一个后扩孔参数的测量值等于所述至少一个后扩孔参数的预定值时,启动一个反抗提升***的提升转矩的制动组件。
2.如权利要求1所述的方法,还包括提供一种控制***,其中所示控制***比较所述至少一个后扩孔参数的预定值和所述至少一个后扩孔参数的测量值。
3.如权利要求2所述的方法,其中当所述至少一个后扩孔参数的测量值等于所述至少一个后扩孔参数的预定值时,所述控制***启动所述制动组件。
4.如权利要求1所述的方法,还包括提供一种操作者控制单元,其允许操作者在其中输入所述至少一个后扩孔参数的预定值。
5.如权利要求1所述的方法,其中提供提升***包括提供一种绞车***。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述至少一个后扩孔参数包括从包括钻杆的提升速度、对钻杆的钻头的拉力、对钻杆施加的钻探转矩、钻探泥浆的流量、钻探泥浆的压力、以及在钻探泥浆内泥浆筛的岩层钻屑状态的组中选择的至少一个后扩孔参数。
7.一种用于控制钻机的后扩孔操作的自动化方法,该方法包括:
提供一种绞车***,其在后扩孔操作期间以一定的提升速度和一定的提升转矩移动钻杆,所述提升***包括至少一个后扩孔参数传感器,用于测量相应的至少一个后扩孔参数;
提供一种操作者控制单元,其允许操作者在其中输入所述至少一个后扩孔参数的预定值;以及
提供一种控制***,用于比较至少一个后扩孔参数的预定值和所述至少一个后扩孔参数的测量值,其中当所述至少一个后扩孔参数的测量值等于所述至少一个后扩孔参数的预定值时,所述控制***启动一个反抗提升***的提升转矩的制动组件。
8.如权利要求7所述的方法,其中所述至少一个后扩孔参数包括从包括钻杆的提升速度、对钻杆的钻头的拉力、对钻杆施加的钻探转矩、钻探泥浆的流量、钻探泥浆的压力、以及在钻探泥浆内泥浆筛的岩层钻屑状态的组中选择的至少一个后扩孔参数。
9.一种用于控制钻机的后扩孔操作的***,其包括:
在后扩孔操作期间以一定的提升速度和一定的提升转矩移动钻杆的提升***,所述提升***包括至少一个后扩孔参数传感器,用于测量相应的至少一个后扩孔参数;
一个操作者控制单元,其允许操作者在其中输入所述至少一个后扩孔参数的预定值;
后扩孔参数传感器,其获得所述至少一个后扩孔参数的测量值;
控制***,其监视至少一个后扩孔参数;以及
制动组件,其当所述至少一个后扩孔参数的测量值等于所述至少一个后扩孔参数的预定值时,反抗绞车***的提升转矩。
10.如权利要求9所述的***,其中所述控制***通过比较至少一个后扩孔参数的预定值和所述至少一个后扩孔参数的测量值来监视所述至少一个后扩孔参数。
11.如权利要求10所述的***,其中当至少一个后扩孔参数的测量值等于所述至少一个后扩孔参数的预定值时,所述控制***启动所述制动组件。
12.如权利要求9所述的***,其中所述提升***包括一个绞车***。
13.如权利要求9所述的***,其中所述至少一个后扩孔参数包括从包括钻杆的提升速度、对钻杆的钻头的拉力、对钻杆施加的钻探转矩、钻探泥浆的流量、钻探泥浆的压力、以及在钻探泥浆内泥浆筛的岩层钻屑状态的组中选择的至少一个后扩孔参数。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US44798403P | 2003-02-15 | 2003-02-15 | |
US60/447,984 | 2003-02-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1748074A true CN1748074A (zh) | 2006-03-15 |
CN100343481C CN100343481C (zh) | 2007-10-17 |
Family
ID=32908519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2004800034356A Expired - Fee Related CN100343481C (zh) | 2003-02-15 | 2004-02-17 | 用于后扩孔的自动控制***和方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6918454B2 (zh) |
EP (1) | EP1606493B1 (zh) |
JP (1) | JP4109289B2 (zh) |
CN (1) | CN100343481C (zh) |
CA (1) | CA2511678C (zh) |
DE (1) | DE602004010497T2 (zh) |
NO (1) | NO20054215L (zh) |
WO (1) | WO2004074623A2 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102137981A (zh) * | 2008-06-27 | 2011-07-27 | 瓦伊德·拉希德 | 用于拓宽并且同时监测井的直径和流体特性的钻井工具和方法 |
CN109488205A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-19 | 中建地下空间有限公司 | 一种下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制*** |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7059427B2 (en) * | 2003-04-01 | 2006-06-13 | Noble Drilling Services Inc. | Automatic drilling system |
US7422076B2 (en) * | 2003-12-23 | 2008-09-09 | Varco I/P, Inc. | Autoreaming systems and methods |
US7946356B2 (en) * | 2004-04-15 | 2011-05-24 | National Oilwell Varco L.P. | Systems and methods for monitored drilling |
US7677331B2 (en) * | 2006-04-20 | 2010-03-16 | Nabors Canada Ulc | AC coiled tubing rig with automated drilling system and method of using the same |
US7537066B1 (en) * | 2007-05-14 | 2009-05-26 | Eagle Rock Manufacturing, Llc | Automatic driller |
US20100101781A1 (en) * | 2008-10-23 | 2010-04-29 | Baker Hughes Incorporated | Coupling For Downhole Tools |
NO338750B1 (no) | 2009-03-02 | 2016-10-17 | Drilltronics Rig Systems As | Fremgangsmåte og system for automatisert styring av boreprosess |
US8727038B2 (en) * | 2010-01-19 | 2014-05-20 | Yun Tak Chan | Control system for drilling operations |
US8739888B2 (en) | 2011-04-28 | 2014-06-03 | Tesco Corporation | Mechanically actuated casing drive system tool |
AU2013203035B2 (en) * | 2012-01-23 | 2015-06-11 | Transocean Sedco Forex Ventures Limited | High definition drilling rate of penetration for marine drilling |
US9217290B2 (en) * | 2012-01-23 | 2015-12-22 | Transocean Sedco Forex Ventures Limited | High definition drilling rate of penetration for marine drilling |
US9706185B2 (en) * | 2012-04-16 | 2017-07-11 | Canrig Drilling Technology Ltd. | Device control employing three-dimensional imaging |
FR3010991B1 (fr) * | 2013-09-24 | 2018-01-19 | Autelec | Dispositif de commande de frein d’un tambour de treuil equipant une plateforme de forage et procede pour controler un tel dispositif |
CA2942356C (en) | 2014-03-18 | 2019-12-31 | Canrig Drilling Technology Ltd. | System for operating a top drive assembly for subterranean operations |
US10062044B2 (en) * | 2014-04-12 | 2018-08-28 | Schlumberger Technology Corporation | Method and system for prioritizing and allocating well operating tasks |
CN106150402B (zh) * | 2015-04-08 | 2018-06-05 | 河北建勘钻探设备有限公司 | 一种双主卷扬配合环形道自动活门机构的快速提下钻*** |
US10865068B2 (en) * | 2019-04-23 | 2020-12-15 | PATCO Machine & Fab., Inc. | Electronically controlled reel systems including electric motors |
EP3287588B1 (de) * | 2016-08-24 | 2019-05-22 | BAUER Maschinen GmbH | Arbeitsmaschine und verfahren zum bearbeiten eines bodens |
US10619418B2 (en) | 2017-05-22 | 2020-04-14 | Schlumberger Technology Corporation | Top drive load measurement weight on bit |
CN108104756A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-01 | 天水电气传动研究所有限责任公司 | 一种自动倒划眼的控制方法 |
IT201800003793A1 (it) * | 2018-03-20 | 2019-09-20 | Soilmec Spa | Macchina perforatrice dotata di un dispositivo di movimentazione della batteria di perforazione a frenata elettrica. |
CN109915014B (zh) * | 2019-04-23 | 2024-02-09 | 安徽理工大学 | 用于链条进给结构钻机的钻孔自动计长装置及使用方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4187546A (en) * | 1977-03-15 | 1980-02-05 | B. J. Hughes Inc. | Computer-controlled oil drilling rig having drawworks motor and brake control arrangement |
US4434971A (en) * | 1981-02-11 | 1984-03-06 | Armco Inc. | Drilling rig drawworks hook load overspeed preventing system |
FR2603942B1 (fr) * | 1986-09-15 | 1990-08-03 | Forasol | Systeme de forage |
US4809792A (en) * | 1988-03-03 | 1989-03-07 | National-Oilwell | Support system for a top driven drilling unit |
US5107940A (en) * | 1990-12-14 | 1992-04-28 | Hydratech | Top drive torque restraint system |
US5342020A (en) * | 1991-05-03 | 1994-08-30 | Stone Richard J | Speed controller for drilling rig traveling block |
GB2321483B (en) * | 1994-02-28 | 1998-09-30 | Jasbir Singh Dhindsa | Apparatus and method for drilling boreholes |
US5746278A (en) * | 1996-03-13 | 1998-05-05 | Vermeer Manufacturing Company | Apparatus and method for controlling an underground boring machine |
US6029951A (en) * | 1998-07-24 | 2000-02-29 | Varco International, Inc. | Control system for drawworks operations |
US6315062B1 (en) * | 1999-09-24 | 2001-11-13 | Vermeer Manufacturing Company | Horizontal directional drilling machine employing inertial navigation control system and method |
US6766869B2 (en) * | 1999-12-17 | 2004-07-27 | Vermeer Manufacturing Company | Remote lock-out system and method for a horizontal directional drilling machine |
-
2004
- 2004-02-17 WO PCT/US2004/004751 patent/WO2004074623A2/en active IP Right Grant
- 2004-02-17 EP EP04711931A patent/EP1606493B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-02-17 US US10/781,398 patent/US6918454B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-17 CN CNB2004800034356A patent/CN100343481C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-02-17 JP JP2005518503A patent/JP4109289B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-02-17 DE DE602004010497T patent/DE602004010497T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-17 CA CA002511678A patent/CA2511678C/en not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-09-12 NO NO20054215A patent/NO20054215L/no not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102137981A (zh) * | 2008-06-27 | 2011-07-27 | 瓦伊德·拉希德 | 用于拓宽并且同时监测井的直径和流体特性的钻井工具和方法 |
CN102137981B (zh) * | 2008-06-27 | 2014-07-16 | 瓦伊德·拉希德 | 用于拓宽并且同时监测井的直径和流体特性的钻井工具和方法 |
CN109488205A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-19 | 中建地下空间有限公司 | 一种下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6918454B2 (en) | 2005-07-19 |
CA2511678A1 (en) | 2004-09-02 |
EP1606493A2 (en) | 2005-12-21 |
DE602004010497T2 (de) | 2008-04-30 |
CN100343481C (zh) | 2007-10-17 |
EP1606493A4 (en) | 2006-03-29 |
US20040226748A1 (en) | 2004-11-18 |
NO20054215L (no) | 2005-09-12 |
WO2004074623A3 (en) | 2005-05-26 |
WO2004074623A2 (en) | 2004-09-02 |
JP4109289B2 (ja) | 2008-07-02 |
JP2006514189A (ja) | 2006-04-27 |
EP1606493B1 (en) | 2007-12-05 |
DE602004010497D1 (de) | 2008-01-17 |
CA2511678C (en) | 2008-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100343481C (zh) | 用于后扩孔的自动控制***和方法 | |
US4875530A (en) | Automatic drilling system | |
US6029951A (en) | Control system for drawworks operations | |
US7717193B2 (en) | AC powered service rig | |
US6938709B2 (en) | Pipe running tool | |
US20110214919A1 (en) | Dual top drive systems and methods | |
US4825962A (en) | Drilling system | |
WO2009032889A1 (en) | Method and system for controlling a well service rig based on load data | |
CA2639343A1 (en) | Method and system for governing block speed | |
US11525321B2 (en) | Controlling release of torsional energy from a drill string | |
US7226037B2 (en) | System for assuring engagement of a hydromatic brake on a drilling or well service rig | |
CA2666490A1 (en) | Method and apparatus for well operations | |
CN2721874Y (zh) | 电子司钻装置 | |
US12012841B2 (en) | Automatically detecting and unwinding accumulated drill string torque | |
CN2654855Y (zh) | 石油钻机智能控制装置 | |
US7029422B2 (en) | Ergonomics safety warning device and method to prevent clutch burning | |
CN105579384B (zh) | 用于控制安装在钻机上的绞盘转轮的制动器的装置及控制该装置的方法 | |
WO1989002973A1 (en) | Automatic drilling system | |
CN112145072A (zh) | 一种智能钻井方法 | |
CN111827905B (zh) | 基于顶部驱动装置的上卸扣***及其控制方法 | |
CN106368674B (zh) | 工程机械及其成孔负载监控***和方法 | |
US20150218895A1 (en) | System and method for automated rod changing | |
Artymiuk | A new concept drilling hoisting systems rigs | |
Popescu et al. | AUTOMATION SYSTEM OF A MANEUVERING OPERATION WITHIN A DRILLING INSTALLATION | |
MX2008006554A (en) | Lift actuator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20071017 Termination date: 20120217 |