Способ определения свойств блока установки для ремонта скважин путем оценки данных установки

Способ определения свойств блока установки для ремонта скважин путем оценки данных установки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Область техники настоящего изобретения, в общем, относится к оценке данных, относящихся к техническому обслуживанию скважин для добычи углеводородов, и, более конкретно, к оценке данных, полученных на компьютеризированной установке для капитального ремонта скважин, выполненной с возможностью записи и передачи данных, относящихся к положению и скорости блока во время работы буровой установки на буровой площадке.

Уровень техники

После того как буровая установка, выполняющая бурение нефтяных скважин, пробурит скважину и установит обсадную трубу скважины, буровую установку демонтируют и увозят с буровой площадки. Начиная с этого момента, для технического обслуживания скважины обычно используют передвижной ремонтный модуль или установку для ремонта скважин. Обслуживание включает в себя, например, установку и удаление внутренней колонны насосно-компрессорных труб, насосных штанг и насосов. Обычно это выполняется с помощью системы канатного подъемника, которая включает в себя талевый блок, который поднимает и опускает упомянутые выше колонны насосно-компрессорных труб, насосные штанги и насосы.

Для обычных систем описаны способы мониторинга движения талевого блока буровой установки. В этих обычных системах талевый блок можно поднимать или опускать за пределы границ безопасности. Это называется "подъемом выше верхней рамы", если талевый блок перемещается выше его самого верхнего безопасного положения, и "выходом ниже пола", если он перемещается ниже своего самого нижнего безопасного положения. Перемещение выше верхней рамы/ниже пола может привести к повреждению оборудования и/или представляет опасность для персонала, работающего с оборудованием. Поскольку оператор системы канатного подъемника часто не в состоянии видеть положение талевого блока, или в связи с тем, что оператор может быть по какой-либо причине отвлечен от слежения за положением талевого блока, он может по неосторожности превысить безопасные положения талевого блока.

Хотя установлено множество обычных способов для решения проблем опасной работы канатного подъемника на буровой установке для бурения нефтяных скважин, множество недостатков все еще остаются при применении этих технологий в установке для ремонта скважин. Например, во многих случаях оператор не может видеть блок, и он должен обладать способностью принимать решения на основе местоположения блока, фактически не видя этот блок. Кроме того, лица, производящие оценку, такие как контролеры, владельцы установок для ремонта скважин или владельцы скважин, должны иметь способ оценки эффективности действий оператора буровой установки, и для владельцев скважин должен существовать способ оценки эффективности действий оператора буровой установки и безопасности в отношении положения блока во время работы буровой установки.

Настоящее изобретение направлено на оценку положения блока по отображению данных положения блока и путем определения, следует ли продолжить подъем или опускание блока, на основе отображаемых данных. Кроме того, настоящее изобретение направлено на способ оценки данных положения блока и кодер данных скорости, для определения действий, которые выполняются в установке для ремонта скважин, и скорости, с которой блок работал на установке для ремонта скважин.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на оценку данных положения блока и данных скорости кодера установки для ремонта скважин на буровой площадке. В изобретении предусматривается, что данные можно оценивать для определения действий, которые требуется предпринять в отношении подъема и опускания блока, для определения скорости блока и определения действий, выполняемых на установке для ремонта скважин, либо в режиме реального времени, или на основе данных оценки, полученных после работы. Данные могут быть переданы на буровую установку и в другое удаленное место в режиме, близком к режиму реального времени, или периодически по проводным, беспроводным, спутниковым каналам передачи данных или путем физической пересылки, например, модуля памяти в центр обработки и хранения данных, предпочтительно управляемый владельцем установки для ремонта скважин, но, в качестве альтернативы, управляемый владельцем скважины или другой третьей стороной.

В одном аспекте настоящего изобретения способ определения действий, выполненных установкой для ремонта скважин, может включать в себя следующее: оценивают отображение данных положения блока на графике данных положения блока. Оператор установки для ремонта скважин, контролер или третья сторона может идентифицировать множество точек в данных положения блока по графику данных положения блока, в качестве первого действия. После того как первое действие будет идентифицировано в данных графика данных положения блока, первое действие может быть определено путем оценки множества точек данных среди данных положения блока. В одном примерном варианте воплощения множество данных положения блока может включать в себя множество пиков и впадин вдоль кривой, которая может представлять собой положение блока.

В другом аспекте настоящего изобретения способ работы блока на установке для ремонта скважин, путем анализа графика данных положения блока, может включать в себя следующее: оценивают первую точку данных на графике данных положения блока. Способ также может включать в себя следующее: оценивают, извлек ли блок трубу из скважины. Если блок не полностью извлек трубу из скважины, можно определить, находится ли первая точка данных, по существу, близко к верхнему пределу графика данных положения блока. Удаление трубы можно остановить, если первая точка данных располагается, по существу, близко к верхнему предельному значению на графике данных положения блока. Кроме того, может быть разрешено продолжить подъем трубы из скважины с помощью блока, если первая точка данных не находится, по существу, близко к верхнему пределу графика данных положения блока.

В еще одном аспекте настоящего изобретения способ работы блока на установке для ремонта скважин, путем анализа графика данных положения блока, может включать в себя следующее: выполняют оценку первой точки данных на графике данных положения блока. Способ также может включать в себя следующее: определяют, поднял ли блок трубу на достаточную высоту, так, что она может быть вставлена в скважину. Если блок не поднял трубу достаточно высоко так, чтобы ее можно было вставить в скважину, может быть определено, находится ли первая точка данных в достаточной степени близко к верхнему пределу графика данных положения блока. Извлечение трубы может быть остановлено, если первая точка данных находится, по существу, близко к верхнему пределу графика данных положения блока. Кроме того, может быть разрешено продолжение подъема блоком трубы в достаточно высокое положение, чтобы ее можно было вставить в скважину, если первая точка данных не находится, по существу, близко к верхнему предельному положению графика данных положения блока.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения способ работы блока установки для ремонта скважин, путем анализа графика данных положения блока, может включать в себя следующее: выполняют оценку первой точки данных на графике данных положения блока. Способ также может включать в себя следующее: определяют, вставил ли блок трубу в скважину. Если блок не вставил трубу в скважину до точки, достаточной для обеспечения возможности ее выпуска блоком, таким образом, чтобы можно было извлечь другую трубу, можно определить, находится ли первая точка данных, по существу, близко к нижнему предельному значению графика данных положения блока. Вставка трубы в скважину может быть остановлена, если первая точка данных находится, по существу, близко к нижнему предельному положению на графике данных положения блока. Кроме того, может быть разрешено продолжить вставку блоком трубы в скважину, если первая точка данных не находится, по существу, близко к нижнему предельному значению на графике данных положения блока.

В еще одном аспекте настоящего изобретения способ работы блока на установке для ремонта скважин, путем анализа графика данных положения блока, может включать в себя следующее: оценивают первую точку данных на графике данных положения блока. Способ может также включать в себя следующее: определяют, был ли блок опущен до достаточно низкого положения, чтобы можно было удалить следующую трубу из скважины. Если блок был опущен в достаточно низкое положение для удаления следующей трубы из скважины, может быть определено, находится ли первая точка данных, по существу, близко к нижнему пределу, на графике данных положения блока. Опускание блока для извлечения следующей трубы и удаления ее из скважины может быть остановлено, если первая точка данных находится, по существу, близко к нижнему пределу на графике данных положения блока. Кроме того, может быть разрешено опустить блок для удаления следующей трубы, которая должна быть извлечена из скважины, если первая точка данных не находится, по существу, близко к нижнему предельному положению на графике данных положения блока.

В другом аспекте настоящего изобретения способ определения скорости блока на установке для ремонта скважин, путем анализа графика скорости кодера, может включать в себя следующее: выбирают точку данных скорости кодера на графике скорости кодера. Могут быть определены величина подсчета кодера для точки данных скорости кодера и количество импульсов кодера для одного оборота подъемного барабана подъемника, который поднимает и опускает блок. Скорость вращения, в оборотах за период времени, может быть определена путем расчета частного величины подсчета кодера, разделенной на количество импульсов кодера за один оборот подъемного барабана подъемника. Величина окружности сердечника подъемного барабана подъемника может быть определена и может быть умножена на это частное для получения скорости блока в выбранной точке данных скорости кодера.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания примерных вариантов воплощения настоящего изобретения и его преимуществ будет сделана ссылка на следующее описание, которое следует рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

на фиг.1 показан вид сбоку установки для ремонта скважин, стрела подъемного крана которой установлена в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.2 показан вид сбоку установки для ремонта скважин, стрела подъемного крана которой убрана в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.3 показаны подъем и опускание внутренней колонны насосно-компрессорных труб с примерной установкой для ремонта скважин в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.4 иллюстрируется другой вариант воплощения подъема и опускания внутренней колонны насосно-компрессорных труб с использованием примерной установки для ремонта скважин в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.5 иллюстрируется один вариант воплощения методики определения действий, кратко представленной в табличной форме в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.6 показан вид спереди примерного интерфейса оператора в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.7 представлена иллюстрация примерной карты определения действий в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.8 представлена иллюстрация примерного отображения данных датчика для просмотра оператором буровой установки или контроллером в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.9 показана блок-схема последовательности операций примерного процесса оценки положения блока в установке для ремонта скважин, путем оценки данных положения блока на дисплее, в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.10 представлена иллюстрация примерного отображения кривых данных положения блока, предоставляемых для оператора на дисплее в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.11 показана блок-схема последовательности операций примерного процесса оценки отображения данных положения блока для определения положения блока в установке для ремонта скважин во время работы буровой установки в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.12 показана блок-схема последовательности операций примерного процесса оценки отображения данных положения блока, для определения действий, которые происходят в установке для ремонта скважин в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.13 приведена иллюстрация примерного отображения графика скорости кодера для оценки скорости блока в установке для ремонта скважин в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;

на фиг.14 приведена другая иллюстрация примерного отображения графика скорости кодера для оценки скорости блока в установке для ремонта скважин в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения; и

на фиг.15 показана блок-схема последовательности операций примерного процесса оценки отображения скорости кодера и определения скорости блока для блока установки для ремонта скважин в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Поскольку мобильная установка для ремонта скважин обычно представляет собой центр ремонтных работ или операций по техническому обслуживанию на буровой площадке, настоящее изобретение направлено на расширение возможностей установки для ремонта скважин таким образом, чтобы записывать данные, полученные на основе действий и/или на основе времени для буровой установки. В изобретении рассматривается, что оператор буровой установки может отслеживать полученные данные, или они могут быть переданы в режиме, близком к режиму реального времени, или периодически через проводные, беспроводные, спутниковые каналы передачи данных или путем физической передачи, например, модуля памяти в центр обработки и хранения данных, предпочтительно управляемый владельцем установки для ремонта скважин центр обработки и хранения данных, но, в качестве альтернативы, управляемый владельцем скважины или третьей стороной. Данные могут после этого использоваться для оценки данных и для дистанционного надзора над действиями установки для ремонта скважин. Этот последний вариант воплощения изобретения обеспечивает возможность для владельца установки для ремонта скважин, контроллера или владельца скважины, который представляет собой заказчика работ, отслеживать работу, выполняемую установкой для ремонта скважин, и другой третьей стороне могут быть предоставлены данные, которые могут быть получены после фактического выполнения работы или, по существу, в режиме реального времени. Как более подробно описано ниже, обращаясь к данным, регулярно обновляемым через сетевой портал, заказчик работ получает возможность определения в режиме, близком к режиму реального времени, окончания работ, выполняемых установкой для ремонта скважин. На основе такой информации владелец или контроллер может начислять для заказчика работ более точные счета и может обучать или следить за дисциплиной персонала установки для ремонта скважин на основе их действий и времени окончания их работы. Кроме того, заказчик получает доступ к подробным данным о фактической выполненной работе и затем может проверять свои счета-накладные. Кроме того, владелец или контроллер может оценивать данные для определения эффективности и соответствия письменных отчетов, полученных от оператора установки для ремонта скважин.

Настоящее изобретение способствует достижению синергетической взаимосвязи между заказчиком работ и обслуживающими компаниями, которая способствует созданию безопасной среды, путем мониторинга рабочих действий персонала и скорости работы оборудования, что позволяет улучшить производительность, снизить затраты, связанные с техническим обслуживанием, используя улучшенные рабочие процессы, обеспечивает лучшее управление данными и снижает ошибки во время работы.

Вариант воплощения изобретения на обычной установке для ремонта скважин может быть концептуально разделен на два основных аспекта: 1) получение, запись и передача данных преобразователя, таких как скорость кодера, положение блока, нагрузка на крюке, гидравлическое давление и т.д. и 2) получение, запись и передача действий, связанных с обслуживанием, таких как "Определить верхнее положение", "Определить нижнее положение", "Сборка установки" и "Монтаж блока противовыбросовых превенторов", помимо прочих. Получение данных физического преобразователя или данных датчиков может быть обеспечено автоматически, например, с помощью преобразователя, который преобразует значение давления в электрические сигналы, передаваемые в аналогово-цифровой преобразователь и затем в средство записи, такое как жесткий диск в компьютере или память в микропроцессоре. Определение действий, связанных с техническим обслуживанием, может быть обеспечено оператором установки для ремонта скважин, который вводит эти данные в систему на основе микропроцессора. Предусматривается, что данные преобразователя и данные о действиях могут быть получены и сохранены с помощью одной и той же или разных систем, в зависимости от конструкции и требований к установке для ремонта скважин.

В некоторых вариантах воплощения изобретения может быть желательным обеспечить получение и надежное сохранение данных на буровой площадке таким образом, чтобы оператор установки для ремонта скважин или другие представители обслуживающей компании не имели возможности манипулировать с этими данными или фальсифицировать эти данные. Один из вариантов воплощения такой концепции в соответствии с изобретением состоит в том, что запрещена коррекция ошибок на месте. Другими словами, если оператор буровой установки непреднамеренно введет информацию о том, что услуга вытягивания трубы началась, когда фактически выполнялась операция монтажа блока противовыбросовых превенторов, оператор может немедленно ввести информацию о том, что операция извлечения трубы закончилась, и может ввести информацию, что начался процесс монтажа блока противовыбросовых превенторов. Кроме того, или в качестве альтернативы, оператор может сделать примечание в списке действий, или возможность ввода примечания может быть ограничена для персонала в центре обработки и хранения данных. Также предусматривается возможность для оператора (или другого человека, вводящего информацию) иметь полное управление редактированием данных (как данных преобразователя, так и данных о выполненных действиях), принятых в систему накопителя данных.

Ниже приведено описание одного примерного варианта воплощения настоящего изобретения. Следует понимать, что данный примерный вариант воплощения представляет собой всего лишь один из способов воплощения настоящего изобретения и не обязательно воплощает все аспекты изобретения. Поэтому примерный вариант воплощения, описанный ниже, не следует рассматривать как ограничение или определение внешних границ настоящего изобретения.

Регистрация физических действий, которые происходят на буровой площадке, может быть определена путем оценки данных датчика, поступающих из преобразователя, или когда оператор установки для ремонта скважин вводит то, что происходит на буровой площадке. Вводимая оператором информация используется для регистрации и классификации действий, происходящих на буровой площадке, времени выполнения этих действий, любых исключительных событий, которые предотвращают, ограничивают или удлиняют выполнение действия, и основной причины и ответственной стороны, связанной с исключительными событиями. Вводимые оператором данные получают при вводе оператором данных о выполненных действиях в компьютер или микропроцессор по мере того, как выполняются разные операции обслуживания, таким образом, что заказчик работ и провайдер услуги могут иметь точное представление того, что происходит на буровой площадке.

В одном примерном варианте воплощения оператор может просто печатать информацию о выполненных действиях, вводя ее в компьютер, расположенный на буровой площадке. В другом варианте воплощения компьютер предоставляет оператору множество заранее идентифицированных действий, уже запрограммированных в нем. Когда оператор начинает или прекращает какое-либо действие, он может просто нажать кнопку или область на сенсорном дисплее, соединенным с компьютером, для регистрации остановки или начала такого заранее идентифицированного действия при выполнении ремонтных работ. В дополнительном варианте воплощения для оператора предусмотрена иерархия выполняемых при обслуживании задач, из которой он делает выбор. Предпочтительно такая иерархия ремонтных работ разработана так, чтобы она была интуитивно понятна для оператора, таким образом, иерархия скомпонована так, что она аналогична ходу выполнения различных действий при проведении ремонтных работ на буровой площадке.

Действия, выполняемые во время ремонтных работ на буровой площадке, обычно могут быть разделены на три идентификатора действий: глобальные, выполняемые из дня в день ("DIDO", "ИДВД") действия по обслуживанию скважины, внутренние рутинные действия и внешние рутинные действия. Действия ИДВД представляют собой действия, которые выполняются практически каждый день, пока установка для ремонта скважин находится на буровой площадке. В случае мобильной установки для ремонта скважин примеры действий ИДВД включают в себя монтаж установки для ремонта скважины, вытягивание и укладку буровых штанг, извлечение и укладка колонны труб, захват и спуск труб, захват и спуск штанг и демонтаж установки для ремонта скважин. Внутренние рутинные действия - это действия, которые часто выполняются во время проведения работ по обслуживанию скважины, но которые не обязательно представляют собой действия ИДВД. Примеры внутренних рутинных действий включают в себя монтаж или демонтаж вспомогательного модуля обслуживания, длинный ход, срез парафина, монтаж/демонтаж противовыбросовых превенторов, ловильные работы, виброобработка, свабирование, обратный приток, бурение, очистка, действия по управлению скважиной, такие как устранение скважинного или циркулирующего флюида, демонтаж насосов, установка/высвобождение трубного якоря, установка/высвобождение пакера и захват и укладка воротников бура и/или других инструментов.

Как показано на фиг.1, убираемая автономная установка 20 для ремонта скважин, показанная на чертеже, включает в себя раму 22 грузовика, установленную на колеса 24, двигатель 26, гидравлический насос 28, воздушный компрессор 30, первую трансмиссию 32, вторую трансмиссию 34, подъемник 36 с переменной скоростью подъема, блок 38, раздвижную стрелу 40 подъемного крана, первый гидравлический цилиндр 42, второй гидравлический цилиндр 44, монитор 48, выдвигающиеся опоры 50 и кодер 71. Двигатель 26 избирательно подключают к колесам 24 и к подъемнику 36 с использованием трансмиссии 34 и 32, соответственно. Двигатель 26 также приводит в действие гидравлический насос 28 через линию 29 и воздушный компрессор 30 через линию 31. Компрессор 30 обеспечивает энергией пневматическую скользящую клиновую плашку (не показана), и насос 28 обеспечивает энергией набор гидравлических зажимов (не показаны). Насос 28 также приводит в действие цилиндры 42 и 44, которые, соответственно, выдвигают и поворачивают стрелу 40 подъемного крана для избирательного помещения стрелы 40 подъемного крана в рабочее положение (фиг.1) и в убранное положение (фиг.2). В рабочем положении стрела 40 подъемного крана устанавливается вверх, но ее продольная центральная линия 54 смещена под углом от вертикали, как обозначено углом 56. Такое угловое смещение 56 обеспечивает возможность доступа блока 38 к стволу 58 скважины так, что при этом ему не мешает рама стрелы подъемного крана, и обеспечивает возможность быстрой установки и изъятия сегментов внутренней трубы, таких как сегменты колонны внутренней трубы, сегменты насосно-компрессорной трубы, штанги, трубопроводы и т.д. 62 (ниже "трубы", "сегменты" или "штанги" (фиг.3)).

При установке сегментов 62 внутренней трубы отдельные сегменты 62 трубы свинчивают вместе, используя гидравлические зажимы (не показаны). Гидравлические зажимы известны в данной области техники и обозначают любой гидравлический инструмент, который позволяет свинчивать вместе две трубы 62 или насосные штанги 62. Во время операции монтажа блок 38 удерживает каждый сегмент 62 трубы, в то время как его навинчивают на находящуюся внутри скважины колонну насосно-компрессорных труб. После такого соединения блок 38 поддерживает всю колонну сегментов 62 труб таким образом, что новый сегмент 62 трубы можно опустить в скважину 58. После опускания всю колонну 62 труб закрепляют, и блок 38 захватывает другой сегмент 62 трубы для соединения со всей колонной 62 насосно-компрессорных труб. И, наоборот, во время операции разборки блок 38 поднимает всю колонну насосно-компрессорных труб, состоящую из сегментов 62 труб, из-под земли, до тех пор, пока, по меньшей мере, один отдельный сегмент 62 не поднимется выше уровня земли. Трубу закрепляют, и затем блок 38 удерживает сегмент 62 трубы, в то время как его отсоединяют от колонны. Блок 38 затем перемещает отдельный сегмент 62 трубы в сторону и возвращается для подъема колонны 62 труб таким образом, чтобы дополнительные отдельные сегменты 62 труб можно было бы отсоединить от колонны 62 труб.

Как снова показано на фиг.1, вес, прикладываемый к блоку 38, измеряют, например, с помощью гидравлической подушки 92, которая поддерживает вес стрелы 40 подъемного крана. Обычно гидравлическая подушка 92 представляет собой поршень внутри цилиндра, но, в качестве альтернативы, может быть выполнена как диафрагма. Гидравлическое давление в подушке 92 увеличивается по мере увеличения веса блока 38, и это давление можно, соответственно, отслеживать для получения веса блока 38. Другие типы датчиков можно использовать для определения веса блока 38, включая линейные индикаторы, закрепленные на неподвижном конце подъемника 36, датчик деформации, который измеряет любые силы сжатия, действующие на стрелу 40 подъемного крана, или динамометрические элементы, установленные в разных положениях на стреле 40 подъемного крана или на верхней раме. Хотя вес блока можно измерять любым способом, конкретное средство измерения не является критическим для настоящего изобретения.

Подъемник 36 управляет движением троса 37, который продолжается от подъемника 36 через верхнюю часть узла 55 колеса верхней рамы, расположенного в верхней части стрелы 40 подъемного крана, который поддерживает перемещающийся блок 38. Подъемник 36 наматывает и разматывает трос 37, перемещая в результате перемещающийся блок 38 между его положением узла 55 колеса верхней рамы и нижним положением, которое обычно располагается в стволе 58 скважины, но может быть расположено на высоте пола приподнятой платформы, расположенной над скважиной 58 (не показана). Положение перемещающегося блока 38 между его положением верхней рамы и положением пола требуется постоянно отслеживать.

Для отслеживания положения блока 38 система содержит магнитное устройство съема или другой датчик с электрическим выходом, такой как кодер 71, который функционально расположен рядом с вращающейся частью тросового подъемника 36 или узла 55 колеса верхней рамы и формирует электрические импульсы при вращении детали. В качестве альтернативы, используют фотоэлектрическое устройство, которое генерирует необходимые электрические импульсы. Такие электрические импульсы передают в электронное оборудование, которое считывает электрические импульсы и ассоциирует их со значением умножающего коэффициента, определяя, таким образом, положение перемещающегося блока. Другие способы также можно использовать в настоящем изобретении, такие как квадратурный кодер, оптический квадратурный кодер, линейный 4-20 кодер или другие такие устройства, известные в данной области техники.

Важно, чтобы положение блока 38 было измерено и было известно. Обычно на установке 20 для ремонта скважины более важно знать положение блока 38, даже чем на буровой установке. На буровой установке вытягивают звенья буровых штанг, которые обычно представляют собой трубы одинаковой длины. Хотя на буровых установках могут вытягивать двойные звенья буровых штанг или одиночные звенья буровых штанг, независимо от того, как эта работа выполняется, обычно она выполняется всегда одинаково. Кроме того, буровые установки не переключаются между вытягиванием или опусканием труб и штанг.

С другой стороны, установки 20 для ремонта скважины обычно перемещаются от одной скважины к другой. Каждая скважина имеет разную высоту пола буровой вышки и другие характеристики. Кроме того, установка 20 для ремонта буровых скважин может вытягивать тройные звенья буровых штанг, представляющие собой штанги длиной семьдесят пять футов, и затем, позже, может вытягивать двойные звенья буровых штанг, которые имеют длину шестьдесят футов. Таким образом, верхняя и нижняя границы установок 20 для ремонта буровых скважин, поднимающих и опускающих штанги и трубы, могут непрерывно изменяться в зависимости от конкретных аспектов работы и характеристик зоны скважины, и, таким образом, важно знать верхний и нижний пределы для блока 38 во время каждой конкретной операции.

После того как положение талевого блока 38 станет известным, скорость талевого блока 38 можно легко рассчитать с помощью описанной здесь системы. Когда требуется предотвратить выход за пределы верхней рамы, система вначале измеряет скорость и вертикальное положение талевых блоков 38. В зависимости от того, в какой области 104-112 (в каком положении) находятся блоки 38 (фиг.4), оператор выполняет оценку по дисплею 610 (фиг.6) для определения, достигли ли блоки 38 или приблизительно достигли ли они границы верхнего или нижнего уровня. Такая методика позволяет персоналу в любой точке, в любой области 104-112 работать с полной мощностью при подъеме тяжелых грузов, при полных оборотах двигателя, в то время, как оценивают данные о положении блока и поддерживают между верхним и нижним пределами, включая определенные допуски безопасности.

Независимо от скорости блока 38, когда блок 38 достигает заданного верхнего предела, как показано на фиг.4, который представляет собой верхнюю точку 104 (верхний предел перемещения), оператор буровой установки или системы останавливает движение вверх талевого блока 38, уменьшая обороты двигателя 26 до оборотов холостого хода, отпуская сцепление барабана и устанавливая парковочный тормоз барабана. Когда блок 38 перемещается вниз через область 108 и 112, если скорость находится ниже заданного или рассчитанного максимального значения для данной области, которое основано на оценке данных скорости кодера на дисплее 610, оператор не должен предпринять какое-либо действие. Когда блоки 38 перемещаются в нижнюю область 110, которая расположена близко к нижней точке 106 остановки установки для ремонта скважин, оператор 20 установки для ремонта скважин оценивает данные о положении блока по графику положения блока для определения, когда требуется остановить блок 38 прежде, чем он достигнет нижнего предельного значения.

Рассмотрим теперь фиг.4, на которой показана установка для ремонта скважин с блоком 38, поддерживающим колонну 62 насосно-компрессорных труб. Общее перемещение блока 38 происходит между верхней рамой подъемника 55 и полом буровой вышки возле устья 58 скважины. Точка, перед которой происходит выход за пределы верхней рамы, представляет собой верхнее предельное значение перемещения 104, в котором талевый блок 38 должен быть полностью остановлен системой. Точка перед выходом за пределы пола буровой вышки представляет собой нижнее предельное значение перемещения 106, в котором талевый блок 38 также должен быть полностью остановлен системой. Участок ниже верхнего предельного значения представляет собой верхний защищенный участок 108 перемещения.

На фиг.5 представлена иллюстрация методики регистрации действий в табличной форме в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения. Теперь, как показано на фиг.5, оператор вначале выбирает идентификатор действия для поступающей задачи. Если будет выбрано "ГЛОБАЛЬНОЕ", то оператор выбирает подъем/спуск буровой установки, вытягивание/спуск труб или штанг или укладку/захват труб и штанг (варианты выбора не показаны на фиг.5). Если будет выбран вариант "РУТИННАЯ: ВНУТРЕННЯЯ", тогда оператор выбирает монтаж или демонтаж вспомогательного модуля обслуживания, длинный ход, срез парафина, монтаж/демонтаж противовыбросовых превенторов, ловильные работы, виброобработку, свабирование, обратный приток, бурение, очистку, действия по управлению скважиной, такие как устранение скважинного или циркулирующего флюида, демонтаж насосов, установку/высвобождение трубного якоря, установку/высвобождение пакера и захват и укладку воротников бура и/или других инструментов. Наконец, если будет выбрано "РУТИННАЯ: ВНЕШНЯЯ", оператор затем выбирает одно из действий, которое выполняется для третьей стороны, такое как монтаж/демонтаж обслуживающего оборудования третьей стороны, возбуждение скважины, цементирование, каротаж, перфорирование или инспекция скважины, и другие задачи обслуживания, обычно выполняемые для третьей стороны. После идентификации действия его классифицируют. Для всех вариантов классификации, помимо "ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЗАДАЧИ: ПРОЦЕДУРА", выбирают идентификатор вариации, и затем классифицируют, используя значения классификации вариации.

На фиг.6 показан вид интерфейса оператора установки или интерфейса контроллера в соответствии с одним примерным вариантом воплощения настоящего изобретения. Рассмотрим фиг.6, на которой показано, что от оператора требуется вводить данные о выполняемом действии в компьютер 605. Оператор может взаимодействовать с компьютером 605, используя множество средств, включающих в себя печать с помощью клавиатуры 625 или использование сенсорного экрана 610. В одном варианте воплощения оператору предоставляется дисплей 610 с заранее запрограммированными кнопками, такими как 615, 620, как показано на фиг.6, что позволяет оператору просто выбирать действие из группы заранее запрограммированных кнопок. Например, если для оператора, когда он прибывает на буровую площадку, будет представлен дисплей 610 по фиг.6, оператор вначале нажимает кнопку "RIG UP" (Выполнить монтаж). Оператору затем представляют варианты выбора, например, "МОДУЛЬ ОБСЛУЖИВАНИЯ", "ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ ОБСЛУЖИВАНИЯ" или "ТРЕТЬЯ СТОРОНА". Оператор затем выбирает требуемое действие, или в случае какого-либо исключения, действует, как описано выше. Кроме того, как показано на фиг.6, прежде чем труба 62 будет извлечена или вставлена, оператор может установить верхний и нижний пределы для блока 38, нажимая кнопки определить верхнее 615 или определить нижнее 620 положения после перемещения блока 38 в соответствующее положение.

Пример карты регистрации действий для операции вытягивания труб показан на фиг.7. Если оператор должен выбрать кнопку "ВЫТЯГИВАНИЕ" на верхнем экране, он затем должен выбрать вариант между "ШТАНГИ", "ОТРЕЗКИ ТРУБ", "ВОРОТНИКИ БУРА" или "ДРУГОЕ". Если оператор выбирает "ШТАНГИ", оператор затем должен выбрать между "НАСОС", "ЧАСТЬ", "ЛОВИЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ" или "ДРУГОЕ". Оператор должен быть обучен для определения времени начала и времени остановки каждого действия, как показано в двух последних колонках на фиг.7, таким образом, чтобы оператор мог соответствующим образом документировать период де