CN110382818A - 智能选择性钻井液系统 - Google Patents
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Abstract
一种向钻井作业供应钻井泥浆的钻井液系统及相关方法,包括:与第一泥浆池相关联的多个第一传感器,多个第一传感器被配置为测定第一泥浆池中的钻井泥浆的多种性质;与第二泥浆池相关联的多个第二传感器,多个第二传感器被配置为测定第二泥浆池中的钻井泥浆的多种性质;以及控制单元,控制单元被配置为从多个第一传感器和多个第二传感器接收测定结果,判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆,以及基于该判定,使与第一泥浆池相关联的第一阀门或与第二泥浆池相关联的第二阀门运行,以从第一泥浆池或第二泥浆池中选择钻井泥浆。
Description
技术领域
本发明涉及烃勘探用井或烃生产用井的钻探。更具体而言,本发明涉及这样的系统和方法,所述系统和方法用于感测将被泵送至井中以进行压力控制和润滑的钻井泥浆的性质、感测从井返回的泥浆的性质、以及触发校正动作以优化将被泵送至井中的泥浆的性质。
背景技术
特定类型的钻井液的选择取决于地下地层特征,这些特征包括地质构造和矿物性质、钻孔稳定性需求、地层中任何异常压力区的存在以及防止地下水污染的任何需要。每当这些现有条件之一变化时,则可能需要基于新条件而修改整个流体体系。流体体系中的此类改变昂贵且耗时。而且,可以适当地解决所遇到的问题的流体体系对于钻柱的其余部分可能不是最优化的。
泥浆流变性质在钻探油气井中起到重要作用。例如,如果流体的流变性质不适合井的地层和物理条件,则钻井作业可能会因诸如井漏、井眼净化不良、交叉地层(crossedformations)的压裂现象和卡管之类的钻探问题而受损。所涉及的一些主要钻井参数为破岩、排屑和井眼净化的效率,这是由流体流动的速度分布的变化和流变参数的变化这两者以及沿着井剖面的压力空间分布所造成的。极其重要的是,钻井液能够将岩屑向上运输到井地表而不受任何现有环空井段的任何限制。这种不受限制的运输取决于许多参数,包括环空井段的几何结构、钻杆柱的旋转速度、钻头钻入地层的速率、钻井液的流量、岩屑特征、尤其是所用的钻井液的流变性质。非常重要的是,在岩屑运输期间使岩屑的浓度值保持恒定的极值,以避免由井内的固体颗粒沉积而造成在钻井期间钻孔堵塞、钻头泥包和钻杆柱卡钻的问题的风险。
尽管据报道在运输岩屑方面许多不同的钻井液的效率值可高达80%,但是当钻探深水井和超深井时会出现新的技术问题。当考虑高压和高温的影响时,这些问题会变得复杂。高温会严重改变(且有时会降低)钻井泥浆或完井液的粘度,并且会提高此类泥浆或流体中的化学反应速度。这些结果进而会导致其他后果,如增强泥浆固体的分散或絮凝,从而导致滤失特性的提高以及泥饼厚度的变化。
因此,优化的钻井泥浆对于控制井的压力、提供润滑和冷却以及运输钻出的物质而言是必不可少的。不同的条件需要不同的泥浆,这取决于几个因素,从而使特定性质的泥浆用于特定的条件。表征泥浆的最佳已知参数为粘度和密度。泥浆可以基于水、或矿物或烃油,并且可以包含传统材料,例如膨润土粘土或其他天然材料或合成材料。泥浆的选择和配方由泥浆工程师管理。
监测从井返回的泥浆的性质是行业惯例。这对于检测痕量烃(特别是痕量天然气)至关重要,这些检测可以提供气涌或非受控升压的预先警报。然而,对于通过泥浆泵泵入井中的泥浆而言,采用手动取样以确保泥浆性质与预期一致是行业惯例。样品通常必须送到钻探装置上或位于远处陆上的实验室,并且分析过程可能需要相当长的时间。对于海上钻井作业而言,时间非常珍贵,即使适度减少所浪费的时间也会对运行的经济性产生重大影响。另一方面是如果可以始终确保仅将正确性质的泥浆沿着钻杆柱向下泵送,则会提高安全性。
现场管理钻井液性质是成功地向每口井进行输送的关键步骤。然而,这些性质的波动是不可避免的,甚至钻井液的微小差异也会对井眼稳定性、井眼净化、当量循环密度(ECD)和整体钻井性能产生显著影响。水力模拟是规划钻井程序的重要部分,而实时数据可以为改善整体运行提供更多机会。
存在许多用于数据采集和数据处理的技术。存在许多用于采集来自井的泥浆样品的技术,以及一些用于采集混合的且将沿着钻杆柱向下泵送的泥浆样品的技术。此外,存在许多用于分析泥浆的单个参数的技术。
然而,仍然存在对这样的技术的需求,该技术旨在缩短监测泥浆性质所花费的时间,提供连续监测,提供多于当前行业标准实践的参数的数据,降低泵送不适当的泥浆组分的风险,减少浪费、储罐容量需求及无效的钻井单元时间并且提高安全性。本发明的目的是满足该需求。
发明内容
一个示例性实施方案为向钻井作业供应钻井泥浆的钻井液系统。该钻井液系统包括:第一泥浆池,其用于接收来自第一泥浆输入端的钻井泥浆;与第一泥浆池相关联的多个第一传感器,所述多个第一传感器被配置为测定第一泥浆池中的钻井泥浆的多种性质;第二泥浆池,其用于接收来自第二泥浆输入端的钻井泥浆;与第二泥浆池相关联的多个第二传感器,所述多个第二传感器被配置为测定第二泥浆池中的钻井泥浆的多种性质;以及控制单元,其能够连接至多个第一传感器和多个第二传感器,该控制单元进一步被配置为接收来自多个第一传感器和多个第二传感器的测定结果,判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆,以及基于该判定,引发与第一泥浆池相关联的第一阀门或与第二泥浆池相关联的第二阀门的运行,以从第一泥浆池或第二泥浆池中选择钻井泥浆。该系统还可包括:第三泥浆池,其用于接收来自第三泥浆输入端的钻井泥浆;与第三泥浆池相关联的多个第三传感器,所述多个第三传感器被配置为测定第三泥浆池中的钻井泥浆的多种性质;以及控制单元,其能够连接至多个第三传感器,该控制单元进一步被配置为接收来自多个第三传感器的测定结果,判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆,以及基于该判定,引发第一阀门、第二阀门或与第三泥浆池相关联的第三阀门的运行,以从第一泥浆池或第二泥浆池或第三泥浆池中选择钻井泥浆。
该系统还可包括泥浆吸入管汇,该泥浆吸入管汇用于接收来自第一泥浆池、第二泥浆池或第三泥浆的钻井泥浆,并向井眼供应钻井泥浆。控制单元还可被配置为:当来自多个第一传感器或多个第二传感器或多个第三传感器的测定结果在预定阈值之外时,则触发警报,对于多个性质中的每种,所述预定阈值是预先定义的;以及在测定结果在预定阈值之外的一个或多个泥浆池中引发校正动作。可将校正动作实时通知给位于海上或陆上的控制室中的泥浆工程师。所述多个第一传感器、第二传感器和第三传感器包括温度传感器、电导传感器、密度传感器、pH传感器、粘度传感器、流变仪、压力传感器、化学传感器和粒度分析仪中的至少一者。所述多种性质包括泥浆温度、重量、密度、粘度、流变性质、凝胶强度、pH、硬度、电导率、砂含量、粒度、压力、钙含量、镁含量、氯化物含量、钾含量、碱度或石灰含量以及粘土含量中的至少一者。测定结果是实时获得的,并且多个第一传感器、第二传感器和第三传感器被认证为可在危险环境中运行。
另一个示例性实施方案为一种向钻井作业选择性地供应钻井泥浆的方法。该方法包括:通过与第一泥浆池相关联的多个第一传感器测定第一泥浆池中的钻井泥浆的多种性质;通过与第二泥浆池相关联的多个第二传感器测定第二泥浆池中的钻井泥浆的多种性质;通过能够连接至多个第一传感器和多个第二传感器的控制单元接收来自多个第一传感器和多个第二传感器的测定结果;通过控制单元判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆;以及基于判定步骤,通过控制单元引发与第一泥浆池相关联的第一阀门或与第二泥浆池相关联的第二阀门的运行,以从第一泥浆池或第二泥浆池中选择钻井泥浆。
该方法还可包括:通过与第三泥浆池相关联的多个第三传感器测定第三泥浆池中的钻井泥浆的多种性质;通过控制单元接收来自多个第三传感器的测定结果;通过控制单元判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆;以及基于判定步骤,通过控制单元引发第一阀门、第二阀门或与第三泥浆池相关联的第三阀门的运行,以从第一泥浆池或第二泥浆池或第三泥浆池中选择钻井泥浆。该方法还可包括:在泥浆吸入管汇中接收来自第一泥浆池、第二泥浆池或第三泥浆池的钻井泥浆;以及从泥浆吸入管汇向井眼供应钻井泥浆。该方法还可包括:当来自多个第一传感器或多个第二传感器或多个第三传感器的测定结果在预定阈值之外时,则通过控制单元触发警报,对于多个性质中的每种,所述预定阈值是预先定义的;以及在测定结果在预定阈值之外的一个或多个泥浆池中,通过控制单元引发校正动作。
可将校正动作实时通知给位于海上或陆上的控制室中的泥浆工程师。所述多个第一传感器、第二传感器和第三传感器包括温度传感器、电导传感器、密度传感器、pH传感器、粘度传感器、流变仪、压力传感器、化学传感器和粒度分析仪中的至少一者。所述多种性质包括泥浆温度、重量、密度、粘度、流变性质、凝胶强度、pH、硬度、电导率、砂含量、粒度、压力、钙含量、镁含量、氯化物含量、钾含量、碱度或石灰含量以及粘土含量中的至少一者。测定结果是实时获得的,并且多个第一传感器、第二传感器和第三传感器被认证为可在危险环境中运行。
另一个示例性实施方案为一种钻井液系统中的控制单元。该控制单元可被配置为:接收来自与第一泥浆池相关联的多个第一传感器的多种泥浆性质的测定结果;接收来自与第二泥浆池相关联的多个第二传感器的多种泥浆性质的测定结果;判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆;以及基于该判定,引发与第一泥浆池相关联的第一阀门或与第二泥浆池相关联的第二阀门的运行,以从第一泥浆池或第二泥浆池中选择钻井泥浆。该控制单元还可被配置为:接收来自与第三泥浆池相关联的多个第三传感器的多种泥浆性质的测定结果;判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆;以及基于该判定,引发第一阀门、第二阀门或与第三泥浆池相关联的第三阀门的运行,以从第一泥浆池或第二泥浆池或第三泥浆池中选择钻井泥浆。该控制单元还可被配置为:当来自多个第一传感器或多个第二传感器或多个第三传感器的测定结果在预定阈值之外时,则触发警报,对于多个性质中的每种,所述预定阈值是预先定义的;以及在测定结果在预定阈值之外的一个或多个泥浆池中引发校正动作。通过比较来自第一泥浆池、第二泥浆池和第三泥浆池的测定结果从而判定所需的多种性质,并选择具有落入预定阈值内的测定结果的最大数值的泥浆池。
附图说明
因此,通过参照附图所示的本发明的实施方案可对前文简要概述的本发明进行更具体的描述,可获得并能够更详细地理解本发明的特征、优点和目的以及可能变得显而易见的其他特征、优点和目的的方式,所述附图构成本说明书的一部分。然而,应当注意,附图仅示出了本发明的示例性实施方案,因此不应被视为限制本发明的范围,因为本发明可允许其他等效的实施方案。
图1为根据本公开的一个或多个示例性实施方案的向钻井作业供应钻井泥浆的钻井液系统的示意性框图。
图2示出了根据本公开的一个或多个示例性实施方案的向钻井作业选择性地供应钻井泥浆的示例方法中的示例性操作。
图3示出了根据本公开的一个或多个示例性实施方案的由钻井液系统中的控制单元实施的示例性操作。
具体实施方式
现在,将在下文中参照附图更全面地描述本公开的方法和系统,所述附图中示出了实施方案。本公开的方法和系统可为许多不同的形式,并且不应当被解释为限于这里阐述的所示实施方案;相反地,提供这些实施方案是为了使本公开完全且完整,并且将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。相同的数字始终代表相同的元件。
现在转向附图,图1为根据本公开的一个或多个示例性实施方案的向钻井作业供应钻井泥浆的钻井液系统100的示意性框图。钻井液系统100包括接收输出自井中的泥浆的泥浆输入端102。泥浆输入端102分别经由入口管道110、112和114将钻井泥浆与其他流体的组合供应至泥浆池104、106和108。各泥浆池104、106、108分别配备有测定进入泥浆池的钻井泥浆的性质的自动化泥浆性质测定单元116、118和120。测定单元116、118、120中的每一者可包括一个或多个传感器,所述传感器可为选定的温度传感器、电导传感器、密度传感器、pH传感器、粘度传感器、流变仪、压力传感器、化学传感器和粒度分析仪。这些传感器中的每一者可被配置为测定泥浆池中的钻井泥浆的一种或多种性质。这些性质包括钻井泥浆的温度、重量、密度、粘度、流变性质、凝胶强度、pH、硬度、电导率、砂含量、粒度、压力、钙含量、镁含量、氯化物含量、钾含量、碱度或石灰含量以及粘土含量。例如,传感器可被认证为可在危险环境(如钻井环境)中运行。
在一个示例性实施方案中,钻井液系统100可包括第一泥浆池104,以用于接收来自第一泥浆输入管线110的钻井泥浆。多个第一传感器可与第一泥浆池中的自动化性质测定单元116相关联。多个第一传感器可被配置为测定第一泥浆池104中的钻井泥浆的多种性质。类似地,系统100可包括第二泥浆池106,以用于接收来自第二泥浆输入管线112的钻井泥浆。多个第二传感器可与第二泥浆池106中的自动化性质测定单元118相关联。多个第二传感器可被配置为测定第二泥浆池106中的钻井泥浆的多种性质。系统100还可包括第三泥浆池108,以用于接收来自第三泥浆输入管线114的钻井泥浆。多个第三传感器可与第三泥浆池108中的自动化性质测定单元120相关联,并且可被配置为测定第三泥浆池108中的钻井泥浆的多种性质。
来自泥浆池104、106、108中的每一者的输出可分别经由出口管线128、130和132连接至泥浆吸入管汇134。出口管线128、130、132分别配置有阀门122、124和126,这些阀门分别用于控制来自泥浆池106、106和108的钻井液的流出量。
流体体系100还包括控制单元140,控制单元140能够连接至自动化性质测定单元116、118和120中的传感器。控制单元140可包括一个或多个可编程逻辑控制器(PLC)或一个或多个处理器(CPU)。控制单元被配置为接收来自自动化性质测定单元116、118和120中的传感器的测定结果,比较这些测定结果并判定泥浆池104、106、108中的哪一个包含具有最需要的性质的钻井泥浆。然后,基于该判定,控制单元140引发第一阀门122、第二阀门124或第三阀门126的运行,以从第一泥浆池104或第二泥浆池106或第三泥浆池108中选择钻井泥浆。
流体体系100还可包括泥浆吸入管汇134,以用于接收来自第一泥浆池104、第二泥浆池106或第三泥浆池108的钻井泥浆,并使用泵136向井眼138供应钻井泥浆。
根据一个示例性实施方案,控制单元140还可被配置为当来自多个第一传感器或多个第二传感器或多个第三传感器的测定结果在预定阈值之外时,则触发警报。对于钻井泥浆的每种性质(如钻井泥浆的温度、重量、密度、粘度、流变性质、凝胶强度、pH、硬度、电导率、砂含量、粒度、压力、钙含量、镁含量、氯化物含量、钾含量、碱度或石灰含量以及粘土含量),预定阈值是预先定义的。在测定结果在预定阈值之外的一个或多个泥浆池中,控制单元140可引发校正动作。可将校正动作实时通知给位于海上或陆上的控制室中的泥浆工程师,这取决于在何处进行钻井。自动化性质测定单元116、118、120可包括一个或多个温度传感器、电导传感器、密度传感器、pH传感器、粘度传感器、流变仪、压力传感器、化学传感器和粒度分析仪。
图2示出了根据本公开的一个或多个示例性实施方案的向钻井作业选择性地供应钻井泥浆的示例方法200中的示例性操作。该方法可包括:在步骤202中,在泥浆池接收来自入口管线的泥浆,以及在步骤204中分析各泥浆池中的钻井泥浆的泥浆性质。在步骤206中,控制单元将检查是否所有池中的钻井泥浆均满足标准。当所有池中的钻井泥浆均满足所需的标准时,则控制单元将在步骤208中比较来自所有池中的泥浆性质,并在步骤210中选择具有最佳或最需要的泥浆性质的泥浆池。可通过比较来自第一泥浆池、第二泥浆池和第三泥浆池的测定结果从而判定所需的性质,并选择具有落入预定阈值内的测定结果的最大数值的泥浆池。然而,当一个或多个泥浆池中的钻井泥浆不满足所需的标准或者未落入预定阈值内时,控制单元将在步骤212中触发警报,并引发在不满足所需的标准的泥浆池中采取校正动作。在这种情况下,可通知泥浆工程师以采取进一步的校正动作,以使钻井泥浆性质回到预定的水平。可选择地,该系统可包括另外的装置,所述另外的装置可被配置为自动地使钻井泥浆性质回到预定水平。
图3示出了根据本公开的一个或多个示例性实施方案的由钻井液系统100中的控制单元140进行的示例性操作。控制单元140可被配置为在步骤302中接收来自与第一泥浆池相关联的多个第一传感器的多种泥浆性质的测定结果。在步骤304中,控制单元可接收来自与第二泥浆池相关联的多个第二传感器的多种泥浆性质的测定结果。在步骤306中,控制单元可接收来自与第三泥浆池相关联的多个第三传感器的多种泥浆性质的测定结果。在步骤308中,控制单元可判定哪个泥浆池包含具有所需性质的钻井泥浆,并且在步骤310中,控制单元可基于上述判定,引发第一阀门、第二阀门或第三阀门的运行,以从第一泥浆池或第二泥浆池或第三泥浆池中选择钻井泥浆。
在一个示例性实施方案中,控制单元还可被配置为当来自第一传感器或第二传感器或第三传感器的测定结果在预定阈值之外时,则触发警报。可为泥浆性质中的每一种预定义预定阈值,并且控制单元可被配置为在测定结果在该预定阈值之外的一个或多个泥浆池中引发校正动作。例如,可以通过比较来自第一泥浆池、第二泥浆池和第三泥浆池的测定结果从而判定所需的泥浆性质,并选择具有落入预定阈值内的测定结果的最大数值的泥浆池。
控制单元还可被配置为基于该判定步骤,引发第一阀门、第二阀门或第三阀门的运行,以从第一泥浆池或第二泥浆池或第三泥浆池中选择钻井泥浆。该方法还可包括在泥浆吸入管汇中接收来自第一泥浆池、第二泥浆池或第三泥浆池的钻井泥浆,并从泥浆吸入管汇向井眼供应钻井泥浆。该方法还可包括:当来自多个第一传感器或多个第二传感器或多个第三传感器的测定结果在预定阈值之外时,通过控制单元触发警报,对于泥浆性质中的每一种,预定阈值是预先定义的;以及在测定结果在预定阈值之外的一个或多个泥浆池中,由控制单元引发校正动作。
可将校正动作实时通知给位于海上或陆上的控制室中的泥浆工程师。上述各示例性实施方案中的传感器包括温度传感器、电导传感器、密度传感器、pH传感器、粘度传感器、流变仪、压力传感器、化学传感器和粒度分析仪中的至少一者。通过这些传感器测定的泥浆性质包括泥浆温度、重量、密度、粘度、流变性质、凝胶强度、pH、硬度、电导率、砂含量、粒度、压力、钙含量、镁含量、氯化物含量、钾含量、碱度或石灰含量以及粘土含量中的至少一者。例如,传感器可被认证为可在危险环境(如钻井环境)中运行。
说明书(其包括发明内容、附图说明和具体实施方式)以及所附权利要求涉及本公开的特定特征(包括过程或方法步骤)。本领域技术人员应理解,本发明包括说明书中描述的特定特征的所有可能的组合和用途。本领域技术人员应理解,本公开不限于说明书中给出的实施方案的描述。
本领域技术人员还应理解,用于描述特定实施方案的术语不限制本公开的范围或广度。在解释说明书和所附权利要求时,所有术语应当以与各术语的上下文一致的最广泛的合理方式进行解释。除非另外定义,否则说明书和所附权利要求中使用的所有技术术语和科学术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。
如说明书和所附权利要求中所使用的,除非上下文另有明确说明,否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物。动词“包括”或“包含”及它们的词形变化形式应被解释为以非排他性的方式指代元件、成分或步骤。所指代的元件、成分或步骤可与未明确指出的其他元件、成分或步骤一起存在、使用或组合。
除非另有特别说明,或者在所使用的上下文中以其他方式理解,否则情态用语(特别是例如“可以”、“能够”、“可能”或“可”)通常旨在表达某些措施可以包括(而其他措施不包括)某些特征、要素和/或操作。因此,这样的情态用语通常不旨在暗示一个或多个措施以任何方式需要某些特征、要素和/或操作,或者一个或多个措施必须包括判定逻辑而无论是否存在用户输入或提示,无论这些特征、要素和/或操作是否包括在任意特定措施内或将要在任意特定措施中进行。
因此,本文描述的系统和方法非常适合于实现目标并获得所提到的目的和优点,以及其中固有的其他目的和优点。尽管出于公开的目的给出了系统和方法的示例性实施方案,但是在用于实现所需结果的步骤的细节中存在许多变化。这些和其他类似的改变是本领域技术人员很容易想到的,并且旨在包含于本文公开的系统和方法的精神内以及所附权利要求的范围内。
Claims (20)
1.一种向钻井作业供应钻井泥浆的钻井液系统,该钻井液系统包括:
第一泥浆池,其用于接收来自第一泥浆输入端的钻井泥浆;
与所述第一泥浆池相关联的多个第一传感器,所述多个第一传感器被配置为测定所述第一泥浆池中的所述钻井泥浆的多种性质;
第二泥浆池,其用于接收来自第二泥浆输入端的钻井泥浆;
与所述第二泥浆池相关联的多个第二传感器,所述多个第二传感器被配置为测定所述第二泥浆池中的所述钻井泥浆的多种性质;以及
控制单元,其能够连接至所述多个第一传感器和所述多个第二传感器,所述控制单元进一步被配置为:
接收来自所述多个第一传感器和所述多个第二传感器的测定结果;
判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆;以及
基于该判定,使与所述第一泥浆池相关联的第一阀门或与所述第二泥浆池相关联的第二阀门运行,以从所述第一泥浆池或所述第二泥浆池中选择钻井泥浆。
2.根据权利要求1所述的系统,进一步包括:
第三泥浆池,其用于接收来自第三泥浆输入端的钻井泥浆;
与所述第三泥浆池相关联的多个第三传感器,所述多个第三传感器被配置为测定所述第三泥浆池中的所述钻井泥浆的多种性质;以及
控制单元,其能够连接至所述多个第三传感器,控制单元进一步被配置为:
接收来自所述多个第三传感器的测定结果;
判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆;以及
基于该判定,使所述第一阀门、第二阀门或与所述第三泥浆池相关联的第三阀门运行,以从所述第一泥浆池或所述第二泥浆池或所述第三泥浆池中选择钻井泥浆。
3.根据权利要求2所述的系统,进一步包括:
泥浆吸入管汇,其用于接收来自所述第一泥浆池、所述第二泥浆池或所述第三泥浆池的所述钻井泥浆,并向井眼供应所述钻井泥浆。
4.根据权利要求2所述的系统,其中所述控制单元被进一步被配置为:
当来自所述多个第一传感器或所述多个第二传感器或所述多个第三传感器的所述测定结果在预定阈值之外时,则触发警报,对于所述多种性质中的每一种,所述预定阈值是预先定义的;以及
在所述测定结果在所述预定阈值之外的一个或多个泥浆池中引发校正动作。
5.根据权利要求4所述的系统,其中将所述校正动作实时通知给位于海上或陆上的控制室中的泥浆工程师。
6.根据权利要求2所述的系统,其中所述多个第一传感器、第二传感器和第三传感器包括温度传感器、电导传感器、密度传感器、pH传感器、粘度传感器、流变仪、压力传感器、化学传感器和粒度分析仪中的至少一者。
7.根据权利要求2所述的系统,其中所述多种性质包括泥浆温度、重量、密度、粘度、流变性质、凝胶强度、pH、硬度、电导率、砂含量、粒度、压力、钙含量、镁含量、氯化物含量、钾含量、碱度或石灰含量以及粘土含量中的至少一者。
8.根据权利要求6所述的系统,其中所述测定结果是实时获得的,并且所述多个第一传感器、第二传感器和第三传感器被认证为能够在危险环境中运行。
9.一种向钻井作业选择性地供应钻井泥浆的方法,该方法包括:
通过与第一泥浆池相关联的多个第一传感器测定所述第一泥浆池中的所述钻井泥浆的多种性质;
通过与第二泥浆池相关联的多个第二传感器测定所述第二泥浆池中的所述钻井泥浆的多种性质;
通过能够连接至所述多个第一传感器和所述多个第二传感器的控制单元接收来自所述多个第一传感器和所述多个第二传感器的测定结果;
通过所述控制单元判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆;以及
基于判定步骤,通过控制单元引发与所述第一泥浆池相关联的第一阀门或与所述第二泥浆池相关联的第二阀门的运行,以从所述第一泥浆池或所述第二泥浆池中选择钻井泥浆。
10.根据权利要求9所述的方法,进一步包括:
通过与第三泥浆池相关联的多个第三传感器测定所述第三泥浆池中的所述钻井泥浆的多种性质;
通过所述控制单元接收来自所述多个第三传感器的测定结果;
通过所述控制单元判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆;以及
基于判定步骤,通过所述控制单元引发所述第一阀门、所述第二阀门或与所述第三泥浆池相关联的第三阀门的运行,以从所述第一泥浆池或所述第二泥浆池或所述第三泥浆池中选择钻井泥浆。
11.根据权利要求10所述的方法,进一步包括:
在泥浆吸入管汇中接收来自所述第一泥浆池、所述第二泥浆池或所述第三泥浆池的所述钻井泥浆;以及
从所述泥浆吸入管汇向井眼供应所述钻井泥浆。
12.根据权利要求10所述的方法,进一步包括:
当来自所述多个第一传感器或所述多个第二传感器或所述多个第三传感器的所述测定结果在预定阈值之外时,则通过所述控制单元触发警报,对于所述多种性质中的每一种,所述预定阈值是预先定义的;以及
在所述测定结果在所述预定阈值之外的一个或多个泥浆池中,通过所述控制单元引发校正动作。
13.根据权利要求12所述的方法,其中将所述校正动作实时通知给位于海上或陆上的控制室中的泥浆工程师。
14.根据权利要求10所述的方法,其中所述多个第一传感器、第二传感器和第三传感器包括温度传感器、电导传感器、密度传感器、pH传感器、粘度传感器、流变仪、压力传感器、化学传感器和粒度分析仪中的至少一者。
15.根据权利要求10所述的方法,其中所述多种性质包括泥浆温度、重量、密度、粘度、流变性质、凝胶强度、pH、硬度、电导率、砂含量、粒度、压力、钙含量、镁含量、氯化物含量、钾含量、碱度或石灰含量以及粘土含量中的至少一者。
16.根据权利要求10所述的方法,其中所述测定结果是实时获得的,并且所述多个第一传感器、第二传感器和第三传感器被认证为能够在危险环境中运行。
17.一种钻井液系统中的控制单元,所述控制单元被配置为:
接收来自与第一泥浆池相关联的多个第一传感器的多种泥浆性质的测定结果;
接收来自与第二泥浆池相关联的多个第二传感器的多种泥浆性质的测定结果;
判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆;以及
基于该判定,引发与所述第一泥浆池相关联的第一阀门或与所述第二泥浆池相关联的第二阀门的运行,以从所述第一泥浆池或所述第二泥浆池中选择钻井泥浆。
18.根据权利要求17所述的控制单元,进一步被配置为:
接收来自与第三泥浆池相关联的多个第三传感器的多种泥浆性质的测定结果;
判定哪个泥浆池包含具有所需的多种性质的钻井泥浆;以及
基于该判定,引发所述第一阀门、所述第二阀门或与所述第三泥浆池相关联的第三阀门的运行,以从所述第一泥浆池或所述第二泥浆池或所述第三泥浆池中选择钻井泥浆。
19.根据权利要求18所述的控制单元,进一步被配置为:
当来自所述多个第一传感器或所述多个第二传感器或所述多个第三传感器的所述测定结果在预定阈值之外时,则触发警报,对于所述多种性质中的每一种,所述预定阈值是预先定义的;以及
在所述测定结果在所述预定阈值之外的一个或多个泥浆池中引发校正动作。
20.根据权利要求19所述的控制单元,其中通过比较来自所述第一泥浆池、所述第二泥浆池和所述第三泥浆池的测定结果从而判定所述所需的多种性质,并选择具有落入所述预定阈值内的测定结果的最大数值的泥浆池。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20191025 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |