用于钻机上的钻杆管理的方法和系统技术方案

一种设备和方法，包括：用于在钻机上移动管件立根的排放架装置；协作地布置成从排放架装置接收管件立根并且在竖直布置中支撑管件立根的指板；以及与排放架装置通信并且被构造成控制排放架装置的排放控制系统。排放控制系统可包括管件管理系统，所述管件管理系统接收与井计划和钻工设置有关的数据、评定井计划和钻工设置、并且基于井计划和钻工设置，开发排放计划，该排放计划安排在钻井过程中使用的管件立根的推荐排放位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于管理钻机上的钻杆的系统、装置和方法。更具体地，本公开涉及用于排放、操纵和使用钻机上的钻杆的系统、装置和方法。
技术介绍
烃的勘探和生产需要使用也称为钻杆的许多类型的管件。管件包括但不限于钻杆、套管以及在井结构中使用的其它可螺纹连接的元件。结合的管件的钻具组、或钻柱通常用于钻井眼，并且关于套管，防止在钻井之后井眼的塌陷。这些管件正常地在两个或更多个通常称为“立根”的组中组装以便竖直地存储在钻塔或井架中。钻塔或井架可以包括通常称为指板的存储结构。指板典型地包括各自能够接收多个“立根”的多个竖直地细长的支撑结构或“指状物”。旋转钻井和顶部驱动钻井系统通常采用这些立根，而不是单个管件，以通过减少在井眼中或直接在井眼上方建立钻柱所需的连接的量来增加钻井操作的效率。然而，将管件从水平位置操纵到竖直位置、组装立根和将立根提供在指板与井中心之间是危险的并且可能是相当无效率的操作。此外，管件在指板中的组织的缺乏可能引起无效率。例如，在钻井操作中，可能在钻井过程中的某些时间需要某些尺寸或类型的管件，而可能在其它时间需要其它尺寸或类型的管件。使某些管件来回移动以便仅接近其它管件可能减慢钻井过程，这增加钻机时间和井操作费用。而且，因为某些管件在不同的井中重复使用，因此某些管件可能重复地暴露于高应力情况，导致比预期失效更早失效，延迟井进程并增加钻井成本。
技术实现思路
本公开涉及克服现有技术的缺陷中的一个或多个缺陷的系统和方法。附图说明本公开当阅读附图时从以下详细说明中被最佳地理解。应强调，根据工业中的标准实践，各种特征不按比例绘制。实际上，为了论述清楚，各种特征的尺寸可以任意地增加或减小。图1是根据本公开的一个或多个方面的示例性装置的示意图。图2是根据本公开的一个或多个方面的图1的装置的俯视图的示意图。图3是根据本公开的一个或多个方面的示例性装置的框图。图4是根据本公开的一个或多个方面的方法的至少一部分的流程图。图5是根据本公开的一个或多个方面的方法的至少一部分的流程图。图6是根据本公开的一个或多个方面的指板的俯视图的示意图。图7是根据本公开的一个或多个方面的指板的俯视图的示意图。图8是根据本公开的一个或多个方面的指板的俯视图的示意图。图9是根据本公开的一个或多个方面的指板的俯视图的示意图。图10是根据本公开的一个或多个方面的方法的至少一部分的流程图。图11是根据本公开的一个或多个方面的方法的至少一部分的流程图。图12是根据本公开的一个或多个方面的指板的俯视图的示意图。具体实施方式应理解，以下公开提供用于实现各种实施例的不同特征的许多不同的实施例或示例。部件和布置的具体示例在下面被描述以简化本公开。当然，这些仅是示例并且不旨在限制。此外，本公开可能在各种示例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的并且自身并不指示所论述的各种实施例和/或构造之间的关系。而且，在随后的说明中第一特征越过第二特征或在第二特征上的形成可以包括其中第一特征和第二特征以直接接触形成的实施例，并且还可以包括其中另外的特征可以介于第一特征和第二特征之间形成使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。本文描述的系统、设备和方法可用于开发和执行实现指板中的管件的有效放置和进入和/或维持代表单个钻杆或立根的磨损或应力暴露的信息的记录的钻杆管理计划。钻杆管理计划可以由钻杆排放架使用，自动地或在操作者的直接控制下，以在钻井操作或起下钻操作期间实现对钻杆立根的有效进入的位置中排放钻杆立根。钻杆立根可以当它们将在操作中使用、暴露于高磨损或高应力或其它因素时在基于尺寸的位置中排放。通过协调每一个立根的排放位置，当起下钻时或当建立管柱(string)时可以获得效率。图1-3显示了本公开的系统100，其可以是钻机设备，其中图1示出了系统的侧面轮廓且图2示出了系统的竖直轮廓。图3是示出了系统100的操作系统的示例性元件的框图。将首先参考图1和图2来描述系统100。在某些示例中，系统100可以形成具有约35×35英尺的钻台尺寸的可移动钻机的一部分，尽管较大和较小的钻机被考虑。在某些实施例中，钻机小于约1600平方英尺。在其它实施例中，钻机小于约1200平方英尺。在某些实施例中，本文公开的系统100允许在尺寸有限的钻机上使用排放架装置。在示出的实施例中，系统100布置成偏离井中心建立立根，或者偏离井中心和v-门之间的行进路径建立立根，同时维持在标准尺寸的可移动钻机上。在某些实施例中，系统
100可以使用在钻台中的偏移的狭窄孔来建立立根。因此，系统100可以允许井中心操作(诸如钻井)与在狭窄孔中建立立根同时执行。其可以做这些是因为建立立根的狭窄孔是偏移的且不与钻井操作干扰。这样，立根建立的过程不会影响钻机在井中心执行钻井操作的能力。图1和图2示出的系统100包括钻机101，该钻机101带有基于钻机的结构和支撑件102以及排放架装置104，排放架装置104在基于钻机的结构和支撑件102上操作。例如，基于钻机的结构和支撑件102包括井架106、指板108、x方向驱动器支撑结构110、装载(stowed)在竖直位置中以允许系统操作的跳水板112、离线铁钻工114、井中心116、井中心钻工118、钻台狭窄孔120、左侧离线狭窄孔122、右侧离线狭窄孔124、指板支撑结构126、y方向驱动器支撑结构128、和指板108的指状物130。如本文使用的，左侧是当从钻机101上的v-门134朝向井中心116看时在中心线132的左侧上的系统的部分，并且右侧是当从v-门134朝向井中心116看时在中心线132的右侧上的系统100的部分。排放架装置104包括模块化排放架上柱驱动器140、模块化排放架升降机142、下驱动器滑架144、上驱动器滑架146和排放架支撑柱148。钻杆立根150在图1和图2中示出并且可以通过在基于钻机的结构和支撑件102上的排放架装置104转移到狭窄孔中的位置以组装或拆卸，转移到指板108内和转移到指板108外，以及在其它转移位置之中转移到井中心116内或外。排放架支撑柱148可以由单个梁或多个梁形成，并且可以以单个长度或结合在一起的多个长度形成。在某些实施例中，排放架支撑柱148是结构支撑件，上驱动器滑架146可以沿着该结构支撑件在轮上向上或向下移动。在某些示例性实施例中，上柱驱动器140被构造成使排放架支撑
柱148的上部部分沿着y方向驱动器支撑结构128和沿着x方向驱动器支撑结构110移动。因此，其可以具有布置在y方向支撑结构128和排放架支撑柱148之间的界面处的一部分，并且其可以具有布置在y方向驱动器支撑结构128和x方向驱动器支撑结构110之间的界面处的一部分。此外，其可以操作排放架升降机142并且可以被构造成沿着排放架支撑柱148升高和降低上驱动器滑架146。排放架升降机142可以与上柱驱动器140操作地接合并且可以由上柱驱动器140驱动。在某些实施例中，其在竖直方向上沿着排放架支撑柱148向上或向下移动上驱动器滑架146。下驱动器滑架144和上驱动器滑架146协作以操纵管件和/或立根。下驱动器滑架144还包括驱动系统，该驱动系统允许下驱动器滑架144沿着钻台位移。在某些实施例中，这沿着布置在钻台上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻机设备(100)，包括：排放架装置(104)，所述排放架装置(104)用于在钻机上移动管件立根(150)；指板(108)，所述指板(108)协作地布置成从所述排放架装置接收管件立根并且在竖直布置中支撑所述管件立根；以及排放控制系统(180)，所述排放控制系统(180)与所述排放架装置通信并且被构造成控制所述排放架装置，所述排放控制系统包括管件管理系统，所述管件管理系统接收与井计划和钻工设置有关的数据、评定所述井计划和钻工设置、并且基于所述井计划和钻工设置开发排放计划，所述排放计划安排在钻井过程中使用的管件立根的推荐排放位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.20 US 14/184,7711.一种钻机设备(100)，包括：排放架装置(104)，所述排放架装置(104)用于在钻机上移动管件立根(150)；指板(108)，所述指板(108)协作地布置成从所述排放架装置接收管件立根并且在竖直布置中支撑所述管件立根；以及排放控制系统(180)，所述排放控制系统(180)与所述排放架装置通信并且被构造成控制所述排放架装置，所述排放控制系统包括管件管理系统，所述管件管理系统接收与井计划和钻工设置有关的数据、评定所述井计划和钻工设置、并且基于所述井计划和钻工设置开发排放计划，所述排放计划安排在钻井过程中使用的管件立根的推荐排放位置。2.根据权利要求1所述的钻机设备，其中所述管件管理系统被构造成接收对于钻机的钻工偏好，并且其中所述排放控制系统在所述排放计划被开发时部分地基于所述钻工偏好。3.根据权利要求1所述的钻机设备，其中所述管件管理系统被构造成确定构造所述井计划的钻井区段所需的管件立根的数目并且为所述管件立根中的每一个管件立根分配在所述指板中的位置。4.根据权利要求1、2或3中的任一项所述的钻机设备，其中所述钻工设置包括管件布置、用于井底钻具组合的指板中的位置、和钻杆尺寸中的至少一个，所述排放控制系统被构造成当开发所述排放计划时考虑所述钻工设置。5.根据权利要求1、2或3中的任一项所述的钻机设备，其中所述井计划指定套管区段的孔尺寸和BHA，所述排放控制系统被构造成当开发所述排放计划时考虑所述BHA和孔尺寸。6.根据权利要求1、2或3中的任一项所述的钻机设备，其中所述管件管理系统被构造成基于一个或多个管件或管件立根的历史数据分配管件立根的排放位置。7.根据权利要求1、2或3中的任一项所述的钻机设备，其中所述排放控制系统包括资产管理系统，所述资产管理系统被构造成跟踪与具体管件或管件立根有关的信息。8.根据权利要求7所述的钻机设备，其中所述信息包括历史加载信息，所述历史加载信息包括施加到管件或管件立根的应力的量。9.根据权利要求7所述的钻机设备，其中所述信息包括管件立根的特定管件的规格，所述规格包括长度、直径和制造商中的至少一个。10.根据权利要求7所述的钻机设备，其中所述资产管理系统与所述管件管理系统共享存储器、处理器或两者。11.一种开发钻机的排放计划的方法，所述方法包括：在排放控制系统(180)中接收井计划的信息，用于利用钻机钻井眼；在所述排放控制系统(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多佛·马格努森，
申请(专利权)人：那伯斯工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US