專利名稱：遠(yuǎn)程鉆井和完工管理的制作方法
遠(yuǎn)程鉆井和完工管理相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本文件基于2009年12月30日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)第61/290967號(hào)和2010年12月9日提交的美國非臨時(shí)申請(qǐng)第12/963736號(hào)并且要求所述申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。背景多種地下流體通過使用鉆井鉆入或穿過地下巖層來從所述地下巖層獲得。礦井可用于與多種流體相關(guān)的開采和生產(chǎn)，所述流體包括油、氣、水、地?zé)崃黧w和其它類型的液體和/或氣體。在許多應(yīng)用中，采用鉆機(jī)來為鉆井和其它礦井施工活動(dòng)提供便利。傳統(tǒng)上來說，在鉆機(jī)上用相對(duì)大量的鉆機(jī)操作者和其他人員來進(jìn)行與礦井施工相關(guān)的復(fù)雜操作。然而，在鉆機(jī)位置處用相對(duì)大量操作者和人員的這些要求使得費(fèi)用和操作復(fù)雜性增加。概述一般來說，本發(fā)明提供一種用于減少鉆機(jī)上人員數(shù)目的方法。所述方法包括利用多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控鉆機(jī)參數(shù)的觀察裝置。將來自觀察裝置的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作中心，在遠(yuǎn)程操作中心處對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以用于確定鉆機(jī)的操作改變。然后可以將控制指令傳輸?shù)剿鲢@機(jī)以便實(shí)施操作改變。附圖簡述下文將參考附圖對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中相同的參考數(shù)字表示相同的元件，在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的與礦井上方的鉆機(jī)進(jìn)行通信的遠(yuǎn)程操作中心的不意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的可以用在遠(yuǎn)程操作中心中和鉆機(jī)上的控制系統(tǒng)的不意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的可以用于遠(yuǎn)程操作中心中來處理數(shù)據(jù)和/或輸出操作命令到鉆機(jī)的基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的用于鉆機(jī)上以與遠(yuǎn)程操作中心對(duì)應(yīng)和/或執(zhí)行鉆機(jī)相關(guān)操作功能的控制系統(tǒng)的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的用于利用遠(yuǎn)程操作中心的鉆機(jī)的操作控制的分層結(jié)構(gòu)的示意圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的遠(yuǎn)程操作中心的示意圖。詳細(xì)描述在下文描述中，對(duì)大量細(xì)節(jié)進(jìn)行闡述以提供對(duì)本發(fā)明的理解。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，可以在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明，并且可以對(duì)所描述的實(shí)施方案進(jìn)行大量變更或修改。本發(fā)明大體涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)鉆機(jī)上所需人員的數(shù)目減少的方法。例如在遠(yuǎn)程操作中心采用多個(gè)觀察裝置來遠(yuǎn)程監(jiān)控鉆機(jī)參數(shù)。這樣就允許對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程處理，以使得能夠在遠(yuǎn)程操作中心做出關(guān)于鉆機(jī)的操作改變的決定。然后將命令發(fā)送到所述鉆機(jī)以實(shí)施 操作改變。在一些實(shí)施方案中，在鉆機(jī)處進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集，并且所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)被自動(dòng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作中心。然后對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以確定鉆機(jī)處需要操作改變。如果需要這種操作改變，那么可以將來自遠(yuǎn)程操作中心的命令信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)達(dá)以便在鉆機(jī)處開始自動(dòng)改變。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，一般來說，所述方法可以用于在烴和水的開采和生產(chǎn)方面。舉例來說，所述方法和執(zhí)行所述方法的系統(tǒng)可以用于油井、氣井、地?zé)峋退氖┕げ僮骱托迯?fù)操作的遠(yuǎn)程管理。本發(fā)明的實(shí)施方案涉及大量鉆井和完工活動(dòng)，其中礦井剖面相似，以便能夠?qū)崿F(xiàn)高效施工。這種實(shí)施方案包含新工作方法和工作流程，與傳統(tǒng)操作相比，所述新工作方法和工作流程利用技術(shù)來減少進(jìn)行某些任務(wù)所需的人員的數(shù)目。相關(guān)的專利文件包括發(fā)明者 George Karr 等人的 Schlumberger Technology Corporation 的標(biāo)題為“Drilling Collaboration Infrastructure”的美國公開案第 US2008-0208475 號(hào)；發(fā)明者Shunfeng Zheng 的 Schlumberger Technology Corporation 的標(biāo)題為“Data AggregationFor Drilling Operations”的美國公開案第US-2009-0225630號(hào)。美國公開案第US2008-0208475號(hào)和美國公開案第US2009-0225630號(hào)以引用方式并入本文。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案包括構(gòu)建礦井(用于油、氣、地?zé)帷⑺?的新方式，其中對(duì)這種礦井施工的主要監(jiān)督位于遠(yuǎn)程位置而不是在鉆機(jī)本身。這種新方法利用遠(yuǎn)程通信、數(shù)據(jù)采集和軟件技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)源動(dòng)力，并且促進(jìn)礦井施工操作中效率的提高，所述操作基于加強(qiáng)的合作，減少人力的要求，以及集中的決策過程。在遠(yuǎn)程鉆井和完工管理中，鉆機(jī)是重要部件，這是因?yàn)樗械奈锢聿僮骶l(fā)生在鉆機(jī)處。鉆機(jī)包含用于促進(jìn)基于鉆機(jī)的操作的一組人員。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案包括具有以下步驟的方法獲取鉆機(jī)上重要參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)字測(cè)量結(jié)果(例如，通過使用傳感器和/或攝像機(jī)、擴(kuò)音器、視頻會(huì)議設(shè)備等)并且將這些測(cè)量結(jié)果發(fā)送到位于遠(yuǎn)端的操作中心，在所述操作中心處可能具有專家和/或管理團(tuán)隊(duì)。這一遠(yuǎn)程操作中心負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、分析、解釋，并且基于這些解釋做出明智的決定。在許多應(yīng)用中，處理和分析是在(例如)基于計(jì)算機(jī)的處理器上自動(dòng)進(jìn)行，以便做出關(guān)于鉆機(jī)的操作改變的決定。然后將這些決定傳達(dá)回鉆機(jī)組人員——由于遠(yuǎn)程操作中心的加入而減少了用于執(zhí)行的人員的數(shù)目。如下文所述，這些決定的實(shí)施可以在鉆機(jī)處經(jīng)由控制系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行?？梢愿鶕?jù)本文所描述的方法來自動(dòng)進(jìn)行的系統(tǒng)/任務(wù)的一些實(shí)施例包括下行旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)、泥漿泵控制、鉆頭上的重量控制、設(shè)置組合位置和設(shè)置RPM。隨著時(shí)間的流逝，鉆機(jī)將變得越來越自動(dòng)化，從而允許更為機(jī)械自動(dòng)化的執(zhí)行操作，因而大量減少鉆機(jī)方面的人員需求。本發(fā)明的實(shí)施方案的概念仍然保持不變，這是因?yàn)樗鰣?zhí)行操作可以由機(jī)械、人員或兩者的組合來完成。在下文所描述的本發(fā)明的實(shí)施方案中，遠(yuǎn)程礦井管理方法中涉及的當(dāng)事人可以包括，但不限于礦井現(xiàn)場(chǎng)主管人(公司員工)，定向鉆井人員，隨鉆測(cè)量人員，優(yōu)化工程師，
礦井工程師，鉆井工程師，鉆井監(jiān)督人，泥漿代表人，鉆機(jī)代表人，信息技術(shù)專家，軟件專家，以及
完工人員。其它當(dāng)事人是任選的且可以包括鋼纜人員、固井人員、防壓裂人員、連續(xù)管人員和測(cè)試人員。大體參閱

圖1，示意圖提供有與位于礦井24上方的鉆機(jī)22進(jìn)行通信的遠(yuǎn)程操作中心20，所述礦井24可能由一個(gè)或多個(gè)鉆井孔26限定。在這一實(shí)施方案中，遠(yuǎn)程操作中心20所處位置可能與鉆機(jī)22距離較遠(yuǎn)，并且可能定位在總部或世界范圍內(nèi)的其它多種位置處。鉆機(jī)22與遠(yuǎn)程操作中心20之間的通信由線28表示，并且這些通信可以經(jīng)由諸如陸線的硬線、無線或硬線與無線通信系統(tǒng)的組合來進(jìn)行。舉例來說，可以應(yīng)用基于無線、衛(wèi)星的通信將來自鉆機(jī)22的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作中心20和/或?qū)碜赃h(yuǎn)程操作中心20的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姐@機(jī)22。如圖2所示，遠(yuǎn)程操作中心20和鉆機(jī)22兩者分別包含信號(hào)發(fā)送器30、32以在所述兩者之間傳輸信號(hào)。信號(hào)發(fā)送器30、32的具體類型取決于通信/通信線28的形式，所述通信/通信線28被用來將來自鉆機(jī)22的數(shù)據(jù)輸送到遠(yuǎn)程操作中心20和/或?qū)碜赃h(yuǎn)程操作中心20的控制信號(hào)輸送到鉆機(jī)22。在這一實(shí)施例中，信號(hào)發(fā)送器30進(jìn)一步與控制系統(tǒng)34合作，所述控制系統(tǒng)34可能是位于遠(yuǎn)程操作中心20處的基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)。信號(hào)發(fā)送器32可以連接到位于鉆機(jī)22上的相應(yīng)控制系統(tǒng)36，從而一起合作。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)34用于接收和處理來自鉆機(jī)22的數(shù)據(jù)?？赡軆H在控制系統(tǒng)34上就可完成數(shù)據(jù)處理，或者所述處理可以通過遠(yuǎn)程操作中心20處的專家與其他人員的合作來完成。鉆機(jī)控制系統(tǒng)36被用來收集數(shù)據(jù)并且協(xié)助將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作中心20，但控制系統(tǒng)36也可以用于執(zhí)行與鉆機(jī)22上的操作改變相關(guān)的命令。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，控制系統(tǒng)36用于獲取鉆機(jī)22上參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)字測(cè)量結(jié)果。與信號(hào)發(fā)送器32合作的控制系統(tǒng)36進(jìn)一步被用來將實(shí)時(shí)數(shù)字測(cè)量結(jié)果自動(dòng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作中心20以供處理。一旦在遠(yuǎn)程操作中心20處對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理和/或進(jìn)一步分析，就對(duì)是否需要鉆機(jī)的操作改變做出決定。如果需要，那么與操作改變相關(guān)的命令數(shù)據(jù)將經(jīng)由與信號(hào)發(fā)送器30合作的控制系統(tǒng)34傳輸返回到鉆機(jī)22。然后將通過(例如)自動(dòng)化動(dòng)作在鉆機(jī)22處實(shí)施這些鉆機(jī)的操作改變，所述自動(dòng)化動(dòng)作例如利用下行旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)、控制泥漿泵、控制鉆頭上的重量、設(shè)置組合位置、自動(dòng)調(diào)整井下動(dòng)力鉆具的工具面位置、自動(dòng)調(diào)整井下渦輪的工具面位置、自動(dòng)調(diào)整鉆井泥漿和/或完工泥漿的性質(zhì)(例如粘度、密度、流體喪失量和/或其它性質(zhì))和改變鉆柱RPM。在圖2所示的實(shí)施方案中，例如鉆機(jī)參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)字測(cè)量結(jié)果的采集的數(shù)據(jù)采集可以使用多種不同類型的觀察裝置38來完成。舉例來說，觀察裝置38可以包含一個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)40、擴(kuò)音器42或傳感器44。在所示的實(shí)施例中，攝像機(jī)40、擴(kuò)音器42和傳感器44位于鉆機(jī)22表面上方。然而，多種觀察裝置38也可能位于鉆井孔26中的鉆孔內(nèi)。取決于具體應(yīng)用，可以將多種井下傳感器46或其它觀察裝置部署在各種類型的井下設(shè)備48上或與所述各種類型的井下設(shè)備48合作。在一個(gè)實(shí)施例中，井下設(shè)備48包含底孔組件50，其具有用于在鉆孔操作中旋轉(zhuǎn)鉆頭52的鉆井系統(tǒng)。如圖所示，底孔組件50可以通過合適的運(yùn)輸工具54部署在鉆孔內(nèi)，所述運(yùn)輸工具54例如鉆柱，其從定位在表面位置56處的鉆機(jī)22向下延伸。將各個(gè)觀察裝置38收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)由合適的通信線路58轉(zhuǎn)達(dá)到控制系統(tǒng)36，所述通信線路58可以是有線或無線通信線路。在這一實(shí)施例中，經(jīng)由控制系統(tǒng)36對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)積累，并且控制系統(tǒng)36與信號(hào)發(fā)送器32合作將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作中心20。觀察到的鉆機(jī)參數(shù)和所采用的觀察裝置38的類型可以取決于具體操作而改變，例如，鉆機(jī)22處執(zhí)行的鉆井操作或其它服務(wù)操作。取決于具體系統(tǒng)和所采用的方法，可以根據(jù)各種配置構(gòu)建控制系統(tǒng)34和控制系統(tǒng)36。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如圖3所示，控制系統(tǒng)34包含基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)60。在至少一些應(yīng)用中，基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)60是自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行編程以處理和評(píng)估從鉆機(jī)22接收到的數(shù)據(jù)，并且將命令數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸返回到所述鉆機(jī)以實(shí)施鉆機(jī)的操作改變?；谟?jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)60可以包含中央處理器(CPU)，其經(jīng)由信號(hào)發(fā)送器30、32和通信系統(tǒng)/線路28與鉆機(jī)控制系統(tǒng)36連接。此外，基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)60可以包含存儲(chǔ)器64、輸入裝置66和輸出裝置68。輸入裝置66可以包含多種裝置，諸如鍵盤、鼠標(biāo)、聲音識(shí)別單元、觸屏、其它輸入裝置或這些裝置的組合。輸出裝置68可以包含視頻輸出裝置和/或音頻輸出裝置，諸如具有圖形用戶界面69的顯示器。輸入裝置66和輸出裝置68可以包含單個(gè)或多個(gè)裝置，其可以用于協(xié)助與位于遠(yuǎn)程操作中心20處的專家或其他人員的互動(dòng)。此外，所述處理可以在位于遠(yuǎn)程操作中心20處的單個(gè)裝置或多個(gè)裝置上完成。舉例來說，控制系統(tǒng)34可以包含多個(gè)基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)60，其通過網(wǎng)絡(luò)連接到一起或以其它方式組合以促進(jìn)關(guān)于多種鉆機(jī)參數(shù)的數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程處理和分析。鉆機(jī)控制系統(tǒng)36可以類似地包含單個(gè)控制裝置或多個(gè)控制裝置形式的多種控制系統(tǒng)，所述控制裝置在合作情況下發(fā)生作用。在圖4所示的實(shí)施方案中，鉆機(jī)控制系統(tǒng)36是基于計(jì)算機(jī)的處理系統(tǒng)，其被設(shè)計(jì)來接收關(guān)于來自各個(gè)觀察裝置38的鉆機(jī)參數(shù)的數(shù)據(jù)，所述各個(gè)觀察裝置38諸如攝像機(jī)、擴(kuò)音器、表面?zhèn)鞲衅?、井下傳感器和設(shè)計(jì)來檢測(cè)/測(cè)量與鉆機(jī)22操作相關(guān)的所需參數(shù)的其它裝置。此外，鉆機(jī)控制系統(tǒng)36可能被設(shè)計(jì)來經(jīng)由其發(fā)送器32接收來自遠(yuǎn)程操作中心20的控制命令。鉆機(jī)人員可以執(zhí)行各種鉆機(jī)操作改變，但在許多應(yīng)用中，這些鉆機(jī)操作改變也可以通過鉆機(jī)控制系統(tǒng)36來自動(dòng)執(zhí)行。在自動(dòng)化控制期間，鉆機(jī)控制系統(tǒng)36經(jīng)由通信線路72與各個(gè)裝置70 (位于鉆機(jī)22上和/或位于礦井24中的鉆孔內(nèi))進(jìn)行通信，所述通信線路72可以是有線通信線路或無線通信線路?？梢杂摄@機(jī)控制系統(tǒng)36執(zhí)行的自動(dòng)化功能的實(shí)施例包括利用下行旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)、控制泥漿泵、控制鉆頭上的重量、設(shè)置組合位置、自動(dòng)調(diào)整井下動(dòng)力鉆具的工具面位置、自動(dòng)調(diào)整井下渦輪的工具面位置、自動(dòng)調(diào)整鉆井泥漿和/或完工泥漿的性質(zhì)(例如粘度、密度、流體喪失量和 /或其它性質(zhì))和改變鉆柱RPM。如上文所述，在鉆機(jī)22與遠(yuǎn)程操作中心20之間容易地傳達(dá)數(shù)據(jù)的能力有助于提高對(duì)給定鉆機(jī)操作的實(shí)施的控制。此外，在遠(yuǎn)程操作中心20處進(jìn)行處理和分析的能力減少了本來會(huì)在鉆機(jī)22上采用的人員數(shù)目。通過實(shí)施本文所描述的方法，可以在鉆機(jī)22上部署相對(duì)少量的人員，同時(shí)其他人員位于更為方便的位置，即，遠(yuǎn)程操作中心20處。自動(dòng)化處理和數(shù)據(jù)處理的組合結(jié)合數(shù)目減少的鉆機(jī)人員提供了更為有效和強(qiáng)大的鉆井操作和其它基于鉆機(jī)的操作。對(duì)于不同的應(yīng)用，鉆機(jī)22上和遠(yuǎn)程操作中心20處人員的特定布置大體均不同。無論如何，本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)參與者之間的合作而不需要這些參與者在鉆機(jī)22處存在。大體參考圖5，示出鉆機(jī)人員與遠(yuǎn)程操作中心人員進(jìn)行互動(dòng)以實(shí)現(xiàn)更為有效的鉆機(jī)操作的實(shí)施例。在所示的實(shí)施例中，鉆井主管人74和鉆機(jī)監(jiān)督人76兩者可以彼此通信，觀察數(shù)據(jù)，提供指示并且與鉆機(jī)22上和遠(yuǎn)程操作中心20處的其它系統(tǒng)和人員進(jìn)行互動(dòng)。舉例來說，可以由工廠鉆井主管人78和鉆井主管人80于一個(gè)位置處或兩個(gè)位置處建立通信。因此，每個(gè)工廠鉆井主管人78或鉆井主管人80最好能夠提供輸入給另一個(gè)人員并且從另一 個(gè)人員接收輸入，所述另一個(gè)人員包括公司人員82、鉆井組人員84和/或遠(yuǎn)程操作中心20處和/或鉆機(jī)22處的其他人員和/或設(shè)備。舉例來說，系統(tǒng)和方法能夠?qū)崿F(xiàn)人與人的簡單聯(lián)系，并且能夠與控制系統(tǒng)34、36(例如，數(shù)據(jù)服務(wù)器)進(jìn)行互動(dòng)。人/設(shè)備之間的互動(dòng)也可以包括與輔助鉆井主管人86、區(qū)域支持中心、鉆機(jī)安全協(xié)調(diào)員88和合作第三方90的互動(dòng)。根據(jù)經(jīng)由鉆機(jī)22執(zhí)行的具體鉆機(jī)操作，遠(yuǎn)程操作中心20處的職員的數(shù)目和職責(zé)各不相同。如圖6示意性所示，駐扎在遠(yuǎn)程操作中心20處與控制系統(tǒng)34進(jìn)行互動(dòng)的職能人員的實(shí)施例可以包括定向鉆井工92和工廠鉆井主管人78?？赡荞v扎在遠(yuǎn)程操作中心20處的人員的其它實(shí)施例包括優(yōu)化工程師96和礦井工程師98。每個(gè)人員可以經(jīng)由合適的輸入裝置66和輸出裝置68進(jìn)入控制系統(tǒng)34。各個(gè)人員可以監(jiān)控從鉆機(jī)地點(diǎn)處的觀察裝置38接收到的數(shù)據(jù)，并且所述各種人員可以提供輸入以增強(qiáng)對(duì)鉆機(jī)22的人為和/或自動(dòng)化控制。舉例來說，可以進(jìn)行編程調(diào)整以調(diào)整對(duì)響應(yīng)從觀察裝置38接收到的數(shù)據(jù)的鉆機(jī)操作改變的自動(dòng)控制。遠(yuǎn)程操作中心20處的人員也可以執(zhí)行多種額外功能，所述功能的相關(guān)內(nèi)容如下監(jiān)控鉆機(jī)操作、調(diào)整鉆機(jī)操作、與其它關(guān)注方互通信息(參見圖5)和執(zhí)行先前由駐扎在鉆機(jī)處的人員實(shí)施的鉆機(jī)操作功能。如上文所述，所述方法和系統(tǒng)被用來以減少的鉆機(jī)人員簡化對(duì)鉆機(jī)操作的控制。所述方法可以實(shí)施用于多種鉆機(jī)操作，包括利用許多類型的井下工具和設(shè)備的鉆井操作?？梢越?jīng)由來自鉆機(jī)人員和/或位于遠(yuǎn)端的人員的輸入從井下控制若干類型的底孔組件和/或其它鉆井設(shè)備和服務(wù)設(shè)備。此外，許多類型的觀察裝置可以被用來獲取用于在遠(yuǎn)程操作中心處進(jìn)行處理和分析的數(shù)據(jù)，所述觀察裝置包括井下傳感器、表面?zhèn)鞲衅?、視頻監(jiān)控設(shè)備、音頻設(shè)備和其它類型的觀察裝置?？梢詢H根據(jù)所需的程序和算法或結(jié)合來自遠(yuǎn)程操作中心處人員的輸入通過不同類型的處理系統(tǒng)來對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。各種級(jí)別的自動(dòng)化控制也可以經(jīng)由位于遠(yuǎn)程操作中心處和/或鉆機(jī)處的控制系統(tǒng)施加到鉆機(jī)的操作改變上。因此，盡管上文僅詳細(xì)描述了本發(fā)明的一些實(shí)施方案，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)容易了解到，在實(shí)質(zhì)上未脫離本發(fā)明的教義的情況下，可以進(jìn)行許多修改。這些修改期望包括在權(quán)利要求書中界定的本發(fā)明的范圍中 。
權(quán)利要求
1.一種用于構(gòu)建礦井的方法，其包括 獲取鉆機(jī)上參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)字測(cè)量結(jié)果； 將所述實(shí)時(shí)數(shù)字測(cè)量結(jié)果自動(dòng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作中心； 在所述遠(yuǎn)程操作中心處對(duì)所述實(shí)時(shí)數(shù)字測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理以確定鉆機(jī)操作改變； 將關(guān)于所述鉆機(jī)的操作改變的數(shù)據(jù)傳輸返回到所述鉆機(jī)；以及 實(shí)施所述鉆機(jī)操作改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中獲取包括利用安裝在所述鉆機(jī)上的傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中獲取包括利用位于所述鉆機(jī)上的相機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中獲取包括利用位于所述鉆機(jī)上的擴(kuò)音器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中實(shí)施包括經(jīng)由下行旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中實(shí)施包括自動(dòng)調(diào)整泥漿泵的操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中實(shí)施包括自動(dòng)調(diào)整鉆頭上的重量。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中實(shí)施包括自動(dòng)調(diào)整所述鉆機(jī)上的組合位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中實(shí)施包括自動(dòng)調(diào)整鉆井系統(tǒng)的RPM。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中實(shí)施包括自動(dòng)調(diào)整井下動(dòng)力鉆具的工具面位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中實(shí)施包括自動(dòng)調(diào)整井下渦輪的工具面位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其中實(shí)施包括自動(dòng)調(diào)整泥漿流體的流體性質(zhì)。
13.—種用于構(gòu)建礦井的方法，其包括 經(jīng)由多個(gè)不同類型的觀察裝置監(jiān)控鉆機(jī)參數(shù)； 將關(guān)于所述鉆機(jī)參數(shù)的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程操作中心處的處理系統(tǒng)； 在所述遠(yuǎn)程操作中心處對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析；以及 基于由處理和分析所述數(shù)據(jù)所獲取的結(jié)果對(duì)來自所述遠(yuǎn)程操作中心的鉆機(jī)操作改變進(jìn)行控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中監(jiān)控包括獲取實(shí)時(shí)數(shù)字測(cè)量結(jié)果。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中發(fā)送包括將實(shí)時(shí)數(shù)字測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送到所述遠(yuǎn)程操作中心。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中處理和分析包括在基于計(jì)算機(jī)的處理系統(tǒng)上處理和分析所述數(shù)據(jù)，并且將結(jié)果輸出到圖形用戶界面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中控制包括利用所述基于計(jì)算機(jī)的處理系統(tǒng)和所述遠(yuǎn)程操作中心來自動(dòng)控制所述鉆機(jī)操作改變。
18.—種用于有效構(gòu)建礦井的方法，其包括 減少鉆機(jī)上的人員數(shù)目； 利用多個(gè)觀察裝置來遠(yuǎn)程監(jiān)控鉆機(jī)參數(shù)； 在遠(yuǎn)程操作中心處做出關(guān)于所述鉆機(jī)的操作改變的決定；以及 實(shí)施來自所述遠(yuǎn)程操作中心的所述操作改變。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中做出決定包括在位于所述遠(yuǎn)程操作中心處的基于計(jì)算機(jī)的處理系統(tǒng)上處理來自所述觀察裝置的數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中實(shí)施包括自動(dòng)改變所述鉆機(jī)上的多個(gè)功能。
全文摘要
一種通過允許從遠(yuǎn)端位置執(zhí)行多種功能來減少鉆機(jī)上所需的人員數(shù)目的方法。所述方法包括利用多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控鉆機(jī)參數(shù)的觀察裝置。將來自所述觀察裝置的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作中心，所述遠(yuǎn)程操作中心用以分析所述數(shù)據(jù)以便確定所述鉆機(jī)的操作改變。然后可以將控制指令傳輸?shù)剿鲢@機(jī)來實(shí)施所述操作改變。
文檔編號(hào)E21B44/00GK102713140SQ201080061872
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者C·馬拉貢, M·加盧西歐, P·A·科德薩爾, P·S·丘吉爾 申請(qǐng)人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司