CN114761665A - 钻进速率钻井操作控制器 - Google Patents

Abstract

一种方法可以包括接收考虑钻头体形成接合的钻头的最大切割深度值；接收至少部分地基于泥浆马达的压差值的钻头总旋转速率值；通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘，生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；以及根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。

Description

钻进速率钻井操作控制器

交叉引用段落

本申请要求于2019年9月26日提交的题为“RATE OF PENETRATION DRILLINGOPERATION CONTROLLER”的美国非临时申请号16/584,730的权益，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

资源油田可以是地下环境中的一种或多种资源(例如，油、气、石油和天然气)的聚集、池或池组。资源区域可以包括至少一个储层。储层可以以能够捕获烃并且可以被不可渗透的或密封的岩石覆盖的方式成形。可以在环境中钻一个孔，在该环境中，可以利用该孔形成一井，该井可以用于从储层中生产烃。

钻机可以是部件系统，其可操作以在环境中形成孔，将设备运入和运出环境中的孔等。作为示例，钻机可以包括可用于钻出一孔和获取关于环境、关于钻井等的信息的系统。资源油田可以是陆上油田、海上油田或陆上和海上油田。钻机可以包括用于执行陆上和/或海上操作的组件。钻机可以是例如基于船舶的、基于海上平台的、岸上的等。

油田计划和/或开发可在一个或多个阶段进行，其可包括旨在识别和评估环境的勘探阶段(例如，前景、远景等)，这可以包括钻一个或多个孔(例如，一个或多个勘探井等)。

发明内容

一种方法，可包括接收考虑钻头体地层接合的钻头最大切割深度值；接收钻头的总旋转速率值，该总旋转速率值至少部分基于泥浆马达的压差值；通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘，生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；以及根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。一种系统可以包括处理器；处理器可访问的存储器；处理器可执行指令，该处理器可执行指令存储在存储器中并可执行以指示系统：接收考虑钻头体地层接合的钻头的最大切割深度值；接收至少部分基于泥浆马达的压差值的钻头的总旋转速率值；通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘，生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；并且根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。一个或多个计算机可读存储介质可以包括处理器可执行指令，以指示计算系统:接收考虑钻头体地层接合的钻头的最大切割深度值；接收至少部分基于泥浆马达的压差值的钻头的总旋转速率值；通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘，生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；并且根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。也公开了各种其他装置(apparatus)、系统、方法等。

提供本概述以介绍将在下文详细描述中进一步描述的一些概念的选择。该概述不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。

附图说明

通过结合附图参考以下描述，可更容易理解所述实施方式的特征和优点。

图1示出了地质环境中的设备示例；

图2示出了设备示例和孔类型示例；

图3示出了系统的示例；

图4示出了井场系统的示例和计算系统的示例；

图5示出了地质环境中的设备示例；

图6示出了图形用户界面的示例；

图7示出了图形用户界面的示例；

图8示出了图形用户界面的示例；

图9示出了图形用户界面的示例；

图10示出了钻进速率发动机的示例；

图11示出了图形用户界面的示例；

图12示出了钻头的示例和计算机辅助设计钻头的示例；

图13示出了图形用户界面的示例；

图14示出了地质环境中钻柱的示例和泥浆马达设备的示例；

图15示出了图形用户界面的示例；

图16示出了图形用户界面的示例；

图17示出了图形用户界面的示例；

图18示出了图形用户界面的示例；

图19示出了图形用户界面的示例；

图20示出了一方法的示例；

图21示出了一方法的示例；

图22示出了包括一个或多个钻进速率发动机的井建造生态系统的示例；

图23示出了计算系统的示例；和

图24示出了系统和联网系统的示例组件。

具体实施方式

以下描述包括目前预期用于实施所述实施方式的最佳模式。该描述不应被理解为限制性的，而是仅出于描述实施方式的一般原理的目的进行的。所描述的实施方式的范围应当参照所发布的权利要求来确定。

图1示出了地质环境120的示例。在图1中，地质环境120可以是包括层(例如，分层)的沉积盆地，该层包括储层121并且可以例如被断层(fault)123(例如，或多个断层)贯穿。例如，地质环境120可以配备各种传感器、检测器、致动器等中的任何一种。例如，设备122可以包括通信电路，以接收和发送关于一个或多个网络125的信息。这种信息可以包括与井下设备124相关联的信息，井下设备124可以是获取信息、帮助资源回收等的设备。其他设备126可以远离井场定位，并且包括感测、检测、发射或其他电路。这种设备可以包括存储和通信电路，以存储和传送数据、指令等。作为示例，一件或多件设备可以提供测量、收集、通信、存储、分析等数据(例如，对于一个或多个生产的资源等)。作为示例，可以提供一个或多个卫星用于通信、数据采集等目的。例如，图1示出了与网络125通信的卫星，该卫星可以被配置成用于通信，注意，该卫星可以附加地或可替换地包括用于成像(例如，空间、光谱、时间、辐射测量等)的电路。

图1还示出了地质环境120，其可选地包括与井相关的设备127和128，所述井包括可能与一个或多个裂缝129贯穿的基本水平部分(例如，侧向部分)。例如，考虑页岩地层中的井，其可包括天然裂缝、人工裂缝(例如，水力裂缝)或天然和人工裂缝的组合。作为示例，可以为横向扩展的储层钻井。在这样的示例中，性质、应力等的横向变化可能存在，其中对这种变化的评估可能有助于计划、操作等以开发储层(例如，通过压裂、注入、提取等)。作为示例，设备127和/或128可以包括组件、一系统、多个系统等，用于压裂、地震感测、地震数据分析、一个或多个裂缝的评估、注入、生产等。作为示例，设备127和/或128可以提供测量、收集、通信、存储、分析等数据，例如生产数据(例如，对于一个或多个生产的资源)。作为示例，可以提供一个或多个卫星，用于通信、数据采集等目的。

图1还示出了设备170的示例和设备180的示例。这种设备可以是组件系统，可以适用于地质环境120。虽然设备170和180被图示为基于陆地的，但是各种组件可以适用于海上系统(例如，海上钻机等)。

设备170包括平台171、井架172、天车(crown block)173、绳索174、游车组件175、绞车176和平台(landing)177(例如二层台)。作为示例，绳索174可以至少部分地通过绞车176来控制，使得游车组件175相对于平台171在垂直方向上行进。例如，通过收回绳索174，绞车176可使绳索174穿过天车173，并将游车组件175远离平台171向天空提升；然而，通过允许绳索174伸出，绞车176可使绳索174穿过天车173，并朝向平台171降低游车组件175。其中游车组件175携带管道(例如，套管等)，游车175的运动跟踪可以提供关于已经部署了多少管道的指示。

井架可以是用于支撑天车和游车的结构，游车至少部分通过绳索可操作地联接到天车。井架可以是金字塔形的，并提供合适的强度重量比。井架可以作为一单元或以一件一件的方式(例如，被组装和拆卸)是可移动的。

作为示例，绞车可包括卷轴、制动器、动力源和配套的辅助装置。绞车可以可控制地放出(reel out)和收回绳索。绳索可以卷绕在天车上并联接到游车上，以“滑车组(blockand tackle)”或“滑轮”方式获得机械利益。绳索的放出和收回会导致游车(例如，以及悬挂在它下面的任何东西)被降低到钻孔中或从钻孔中升起。放出绳索可以通过重力驱动，收回可以通过马达、发动机等(例如，电动机、柴油发动机等)。

作为示例，天车可包括一组滑轮(例如，槽轮(sheeve))，该一组滑轮可位于井架或桅杆的顶部或顶部附近，绳索穿过所述滑轮。游车可包括一组槽轮，该组槽轮可通过穿入游车的该组槽轮和天车的该组槽轮中的绳索在井架或桅杆中上下移动。天车、游车和绳索可以形成井架或桅杆的滑轮系统，其可以允许处理重载荷(例如，钻柱、管道、套管、衬管等)从钻孔中提出或放入钻孔中。例如，绳索的直径可以是大约一厘米到大约五厘米，例如钢缆。通过使用一组槽轮，这种绳索可以承载比绳索作为单股所能支撑的更重的载荷。

作为示例，井架工可以是在附接到井架或桅杆的平台上工作的钻井队成员。井架可以包括平台，井架工可以站在上面。作为示例，这种平台可能在钻台上方约10米或更高。在被称为起出井(TOH)的操作中，井架工可以佩戴安全带，该安全带使得能够从工作平台(例如，二层台)探出以到达位于井架或桅杆的中心处或附近的管道，并在管道周围抛出绳索并将其拉回到其存储位置(例如，指板，例如，直到可能希望将管道放回到钻孔中。作为示例，钻机可以包括自动管道处理设备，使得井架工控制机器而不是物理地搬运管道。

作为示例，起下钻可指从钻孔中拉出设备和/或将设备放入钻孔中的动作。作为示例，设备可以包括可以从井中拉出和/或在井中放置或更换的钻柱。作为示例，在钻头已经变钝或者已经停止有效钻井并且需要更换的情况下，可以进行管道起下钻。作为示例，将设备从钻孔中拉出的起下钻可被称为拉出井(POOH)，将设备送入钻孔的起下钻可被称为送入井(RIH)。

图2示出了井场系统200的示例(例如，位于陆上或海上的井场)。如图所示，井场系统200可以包括用于容纳泥浆和其他材料(例如，在泥浆可以是钻井液的情况下)的泥浆罐201、用作泥浆泵204的入口以从泥浆罐201泵送泥浆从而使泥浆流向振动软管206的吸入管线203、用于用绞车拖动一根或多根钻井绳索212的绞车207、从振动软管206接收泥浆的竖管208、接收来自竖管208的泥浆的方钻杆软管209、一个或多个鹅颈管210、游车211、用于经由一条或多条钻井绳索212运送游车211的天车213(参见例如图1的天车173)、井架214(参见，例如图1的井架172)、方钻杆218或顶部驱动器240、方钻杆驱动衬套219、旋转台220、钻台221、钟形接头222、一个或多个防喷器(BOP)223、钻柱225、钻头226、套管头227和将泥浆和其他材料运送到例如泥浆罐201的流管228。

在图2的示例系统中，通过旋转钻井在地下地层230中形成钻孔232；注意，各种示例实施例也可以使用一种或多种定向钻井技术、设备等。

如图2的示例所示，钻柱225悬挂在钻孔232内并具有钻柱组件250，该钻柱组件在其下端包括钻头226。作为示例，钻柱组件250可以是井底钻具组合(BHA)。

井场系统200可提供钻柱225的操作和其他操作。如图所示，井场系统200包括位于钻孔232上方的游车211和井架214。如上所述，井场系统200可以包括旋转台220，其中钻柱225穿过旋转台220中的开口。

如图2的示例所示，井场系统200可包括方钻杆218和相关组件等，或者顶部驱动器240和相关组件。关于方钻杆的示例，方钻杆218可以是正方形或六边形金属/合金棒，其中钻有用作泥浆流动路径的孔。方钻杆218可用于将旋转运动从旋转台220经由方钻杆驱动衬套219传递到钻柱225，同时允许钻柱225在旋转期间被降低或升高。方钻杆218可以穿过方钻杆驱动衬套219，其可以由旋转台220驱动。作为示例，旋转台220可以包括主衬套，该主衬套可操作地联接到方钻杆驱动衬套219，使得旋转台220的旋转可以转动方钻杆驱动衬套219并因此转动方钻杆218。方钻杆驱动衬套219可以包括与方钻杆218的外部轮廓匹配的内部轮廓(例如，方形、六边形等)；但是尺寸稍大，使得方钻杆218可以在方钻杆驱动衬套219内自由上下移动。

关于顶部驱动器示例，顶部驱动器240可提供由方钻杆和旋转台执行的功能。顶部驱动器240可以转动钻柱225。作为示例，顶部驱动器240可以包括一个或多个马达(例如，电动和/或液压马达)，该马达通过适当的传动装置连接到被称为套管轴的一小段管道上，该套管轴又可以被拧入保护接头或钻柱225本身中。顶部驱动器240可以悬挂在游车211上，因此旋转机构可以在井架214上自由上下移动。作为示例，顶部驱动器240可以允许利用比方钻杆/旋转台方法更多的接头立柱进行钻井。

在图2的示例中，泥浆罐201可容纳泥浆，该泥浆可为一种或多种类型的钻井液。作为示例，可以钻出井筒以生产流体、注入流体或两者(例如，烃、矿物、水等)。

在图2的示例中，钻柱225(例如，包括一个或多个井下工具)可由一系列螺纹连接在一起的管道组成，以形成长管，钻头226位于长管的下端。当钻柱225被推进到钻孔中用于钻井时，在钻井之前或与钻井同时的某个时间点，泥浆可以通过泵204从泥浆罐201(例如，或其他源)经由管线206、208和209被泵送到方钻杆218的端口，或者例如到顶部驱动器240的端口。然后，泥浆可以经由钻柱225中的通道(例如，多个通道)流出位于钻头226上的端口(例如，参见方向箭头)。当泥浆经由钻头226中的端口离开钻柱225时，它然后可以向上循环通过钻柱225的外表面和周围壁(例如，裸井钻孔、套管等)之间的环形区域)，如方向箭头所示。以这种方式，泥浆润滑钻头226，并将热能(例如，摩擦或其他能量)和地层切屑带到地面，在地面处，泥浆(例如，和切屑)可以返回到泥浆罐201，例如，用于再循环(例如，进行处理以去除切屑等)。

由泵204泵入钻柱225的泥浆，在离开钻柱225后，可形成衬在钻孔中的泥饼，除其他功能外，其可减少钻柱225和周围壁(如钻孔、套管等)之间的摩擦。摩擦的减小可以有助于推进或收回钻柱225。在钻井操作期间，整个钻柱225可以从钻孔中拉出，并且可选地用例如新的或锋利的钻头、较小直径的钻柱等替换。如上所述，将钻柱从井中拉出或放回井中的行为称为起下钻。根据起下钻方向，起下钻可以称为向上起下钻或向外起下钻，也可以称为向下起下钻或向内起下钻。

作为示例，考虑向下起下钻，其中当钻柱225的钻头226到达钻孔底部时，开始泵送泥浆以润滑钻头226，用于钻井以扩大钻孔的目的。如上所述，泥浆可以由泵204泵送到钻柱225的通道中，并且在填充通道时，泥浆可以用作传输能量的传输介质，例如，可以像在泥浆脉冲遥测中那样编码信息的能量。

作为示例，泥浆脉冲遥测设备可包括井下设备，其配置为影响泥浆中的压力变化，以产生声波或可调制信息的波。在这样的示例中，来自井下设备(例如，钻柱225的一个或多个模块)的信息可以向井上传输到井上装置，井上装置可以将这样的信息中继到其他设备用于处理、控制等。

作为示例，遥测设备可经由钻柱225本身经由能量传输进行操作。例如，考虑将编码能量信号传递给钻柱225的信号发生器和可以接收这种能量并对其进行中继以进一步传输编码能量信号(例如，信息等)的中继器。

作为示例，钻柱225可安装遥测设备252，遥测设备252包括可旋转驱动轴；涡轮凸角，其机械地联接至驱动轴，以使泥浆可使涡轮凸角旋转；调节器转子，其机械地联接至驱动轴，以使涡轮凸角的旋转可使所述调节器转子旋转；调制器定子，其邻近或靠近调制器转子安装，使得调制器转子相对于调制器定子的旋转在泥浆中产生压力脉冲；以及可控制动器，用于选择性地制动调制器转子的旋转以调制压力脉冲。在这样的示例中，交流发马达可以联接到前述驱动轴，其中交流发马达包括至少一个定子绕组，该定子绕组电联接到控制电路，以选择性地短路该至少一个定子绕组，以电磁地制动交流发马达，从而选择性地制动调制器转子的旋转，以调制泥浆中的压力脉冲。

在图2的示例中，井上控制和/或数据采集系统262可包括感测遥测设备252产生的压力脉冲的电路，例如，传送感测到的压力脉冲或从中获得的信息，用于处理、控制等。

所示示例的组件250包括随钻测井(LWD)模块254、随钻测量(MWD)模块256、可选模块258、旋转可转向系统(RSS)和/或马达260以及钻头226。这种部件或模块可以被称为工具，其中钻柱可以包括多个工具。

对于RSS，其涉及用于定向钻井的技术。定向钻井包括钻入地球中以形成偏斜的钻孔，使得钻孔的轨迹不是垂直的；相反，轨迹沿着钻孔的一个或多个部分偏离垂直方向。作为示例，考虑一目标，该目标位于离钻机平台可能驻扎的地面位置的横向距离处。在这样的示例中，钻井可以从垂直部分开始，然后偏离垂直方向，使得钻孔瞄准目标，并最终到达目标。在从地球表面的垂直位置无法接近目标的情况下，在地球内存在可能阻碍钻井或以其他方式是有害的物情况下(例如，考虑盐丘等)，在地层横向延伸的情况下(例如，考虑相对薄但横向延伸的储层)，在从单个地面钻孔钻多个钻孔的情况下，在需要减压井的情况下，等等，可以实施定向钻井。

定向钻井的一种方法涉及泥浆马达；然而，泥浆马达可能会面临一些挑战，这取决于诸如钻进速率(ROP)、由于摩擦而将重量转移到钻头(例如，钻压、WOB)等因素。泥浆马达可以是正排量马达(PDM),其操作以驱动钻头(例如，在定向钻井等过程中)。当钻井液被泵送通过PDM时，PDM进行操作，其中PDM将钻井液的液压动力转换成机械动力以使钻头旋转。

作为示例，PDM可在组合旋转模式下运行，其中地面设备用于通过旋转整个钻柱来旋转钻柱钻头(例如，旋转台、顶部驱动器，并且其中利用钻井液来旋转钻柱的钻头。在这样的示例中，地面RPM(SRPM)可以通过使用地面设备来确定，泥浆马达的井下RPM可以使用与钻井液的流动、泥浆马达类型等相关的各种因素来确定。作为示例，在组合旋转模式中，假设SRPM和泥浆马达RPM方向相同，钻头RPM可以确定或估计为SRPM和泥浆马达RPM之和。

作为示例，当钻柱不从地面旋转时，PDM泥浆马达可在所谓的滑动模式下操作。在这样的示例中，可以基于泥浆马达的RPM来确定或估计钻头RPM。

RSS可在从地面设备连续旋转的地方定向钻井，其可减轻可转向马达(例如，PDM)的滑动。RSS可以在定向地钻井(如斜井、水平井或大位移井)时部署。RSS可以旨在将与井壁的相互作用最小化，这有助于保持钻孔质量。RSS可以旨在施加相对一致的侧向力，类似于随着钻柱旋转的稳定器，或者将钻头取向在期望的方向，同时以与钻柱相同的每分钟转数连续旋转。

LWD模块254可容纳在合适类型的钻铤中，并可包含一种或多种选定类型的测井工具。还应当理解，可以采用一个以上的LWD和/或MWD模块，例如，如钻柱组件250的模块256所示。在提到LWD模块的位置时，作为示例，它可以指位于LWD模块254、模块256等位置的模块。LWD模块可以包括用于测量、处理和存储信息以及用于与地面设备通信的能力。在所示的示例中，LWD模块254可以包括地震测量设备。

MWD模块256可容纳在合适类型的钻铤中，并可包含一个或多个用于测量钻柱225和钻头226特性的装置。作为示例，MWD工具254可以包括用于产生电力的设备，例如，为钻柱225的各种组件提供动力。作为示例，MWD工具254可以包括遥测设备252，例如，其中涡轮凸角可以通过泥浆的流动产生动力；应当理解，可以采用其他动力和/或电池系统来为各种组件提供动力。作为示例，MWD模块256可以包括一个或多个以下类型的测量装置:钻压测量装置、扭矩测量装置、振动测量装置、冲击测量装置、粘滑测量装置、方向测量装置和倾斜测量装置。

图2还示出了可钻出的孔类型的一些示例。例如，考虑倾斜孔272、S形孔274、深斜孔276和水平孔278。

作为示例，钻井操作可包括定向钻井，例如，至少一部分井包括弯曲轴线。例如，考虑定义曲率的半径，其中相对于垂直方向的倾角可以变化，直到达到大约30度和大约60度之间的角度，或者例如达到大约90度或者可能大于大约90度的角度。

作为示例，定向井可包括多种形状，其中每种形状可旨在满足特定的操作需求。作为示例，当信息被中继给钻井工程师时，钻井过程可以基于该信息来执行。作为示例，可以基于在钻井过程中接收的信息来修改倾斜和/或方向。

作为示例，可通过使用井下马达和/或涡轮部分地实现钻孔的偏斜。例如，对于马达，钻柱可以包括正排量马达(PDM)。

作为示例，系统可以是可转向系统，并且包括执行诸如地质转向的方法的设备。如上所述，可转向系统可以是或包括RSS。作为示例，可转向系统可以包括位于钻柱下部部分的PDM或涡轮机，其在钻头的正上方可以安装弯曲短节。作为示例，在PDM、MWD设备上方，其提供感兴趣的实时或接近实时的数据(例如，倾角、方向、压力、温度、钻头上的实际重量、扭矩应力等)和/或LWD设备可以安装。对于后者，LWD设备可以将各种类型的感兴趣的数据发送到地面，包括例如地质数据(例如伽马射线测井、电阻率、密度和声波测井等)。

实时或近实时提供井轨迹过程的信息的传感器与例如从地质角度表征地层的一个或多个测井仪的联接，可允许实施地质转向方法。这种方法可以包括导航地下环境，例如，沿着期望的路线到达期望的一个或多个目标。

作为示例，钻柱可包括方位密度中子(ADN)工具，用于测量密度和孔隙度；用于测量倾角、方位角和冲击的MWD工具；用于测量电阻率和伽马射线相关现象的补偿双电阻率(CDR)工具；一个或多个可变量规稳定器；一个或多个弯曲短节；以及地质转向工具，其可以包括马达和可选的设备，用于测量和/或响应倾角、电阻率和伽马射线相关现象中的一个或多个。

作为示例，地质转向可包括基于井下地质测井测量结果的钻孔有意定向控制，旨在将定向钻孔保持在所需区域、层(例如产层(pay zone))等内。作为示例，地质转向可以包括引导钻孔以将钻孔保持在储层的特定部分，例如，以最小化气和/或水突破，并且例如，最大化来自包括钻孔的井的经济产量。

再次参考图2，井场系统200可包括一个或多个传感器264，其可操作地联接至控制和/或数据采集系统262。作为示例，一个或多个传感器可以位于地面位置。作为示例，一个或多个传感器可以位于井下位置。作为示例，一个或多个传感器可以位于一个或多个远程位置，该远程位置不在距离井场系统200大约100米的量级的距离内。作为示例，一个或多个传感器可以位于偏移井场，其中井场系统200和偏移井场位于共同的油田(例如，油田和/或气田)。

作为示例，可提供一个或多个传感器264，用于跟踪管道、跟踪至少一部分钻柱的运动等。

作为示例，系统200可包括一个或多个传感器266，其可感测和/或传送信号至流体导管，如钻井液导管(如钻井泥浆导管)。例如，在系统200中，一个或多个传感器266可以可操作地联接到泥浆流过的竖管208的部分。作为示例，井下工具可以产生脉冲，该脉冲可以穿过泥浆并被一个或多个传感器266中的一个或多个感测到。在这样的示例中，井下工具可以包括相关电路，例如编码电路，该编码电路可以编码信号，例如，以减少对传输的需求。作为示例，地面处的电路可以包括解码电路，以解码至少部分通过泥浆脉冲遥测传输的编码信息。作为示例，地面处的电路可以包括编码器电路和/或解码器电路，井下电路可以包括编码器电路和/或解码器电路。作为示例，系统200可以包括能够产生信号的发射器，该信号可以经由作为传输介质的泥浆(例如，钻井液)向井下传输。

作为示例，钻柱的一个或多个部分可能被卡住(stuck)。术语“卡住”可以指一种或多种不同程度的不能从钻孔中移动或移除钻柱。例如，在卡住情况下，可能会旋转钻杆或将其下放回到钻孔中，或者，例如，在卡住情况下，可能无法在钻孔中轴向移动钻柱，尽管可能会有一定程度的旋转。例如，在卡住的情况下，可能无法轴向和旋转地移动钻柱的至少一部分。

关于术语“卡住管”，这可指不能旋转或轴向移动的钻柱的一部分。作为示例，被称为“压差卡住(differenial sticking)”的情况可以是钻柱不能沿钻孔的轴线移动(例如，旋转或往复运动)的情况。当由低储层压力、高井筒压力或两者引起的高接触力施加在足够大的钻柱面积上时，就会发生压差卡住。压差卡住可能会具有时间和资金成本。

作为示例，卡住力可以是井筒和储层之间的压差以及压差作用的面积的乘积。这意味着在大工作面积上施加相对较低的压差(Δp)与在小面积上施加较高的压差在卡住管中是一样有效的。

作为示例，称为“机械卡住”的情况可以是其中通过压差卡住以外的机制限制或阻止钻柱运动发生的情况。机械卡住可能由例如井中的一种或多种垃圾、钻孔几何形状异常、水泥、键槽或环空中的钻屑堆积引起。

图3示出了系统300的示例，其包括用于评估310、计划320、工程330和操作340的各种设备。例如，钻井工作流程框架301、地震模拟框架302、技术数据框架303和钻井框架304可以被实现来执行一个或多个过程，例如评估地层314、评估过程318、生成轨迹324、验证轨迹328、制定约束334、至少部分基于约束338设计设备和/或过程、执行钻井344以及评估钻井和/或地层348。

在图3的示例中，地震模拟框架302可例如为PETREL框架(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢有限公司(Schlumberger，Houston，Texas)),技术数据框架303可例如为TECHLOG框架(Schlumberger，Houston，Texas)。

作为示例，框架可包括实体，所述实体可包括地球实体、地质对象或其他对象，例如井、地面、储层等。实体可以包括为了评估、计划、工程、操作等中的一个或多个目的而重建的实际物理实体的虚拟表示。实体可包括基于经由感测、观察等获得的数据(例如，地震数据和/或其他信息)的实体。实体可以由一个或多个属性来表征(例如，地球模型的几何柱状网格实体可以由孔隙度属性来表征)。这样的属性可以表示一个或多个测量结果(例如，获取的数据)、计算等。

框架可以是基于对象的框架。在这样的框架中，实体可以包括基于预定义类的实体，例如，以便于建模、分析、模拟等。基于对象的框架的示例是MICROSOFT.NET框架(华盛顿州雷蒙德市)，它提供了一组可扩展的对象类。在.NET框架中，对象类封装了可重用代码和相关数据结构的模块。对象类可用于实例化对象实例，以供程序、脚本等使用。例如，钻孔类可以定义用于基于井数据表示钻孔的对象。

作为示例，可在DELFI认知勘探和生产(E&P)环境(Schlumberger,Houston,Texas)内或以与其可操作联接的方式实施框架，所述环境为安全、认知、基于云的协作环境，其将数据和工作流程与数字技术(如人工智能和机器学习)相集成。作为示例，这样的环境可以提供涉及一个或多个框架的操作。

作为示例，框架可包括分析组件，其可允许与模型或基于模型的结果(例如，模拟结果等)进行交互。至于模拟，框架可以可操作地链接到或包括模拟器，例如ECLIPSE储层模拟器(Schlumberger，Houston Texas)、INTERSECT储层模拟器(Schlumberger，HoustonTexas)等。

前述PETREL框架提供了允许优化勘探和开发操作的组件。PETREL框架包括地震模拟软件组件，其可以输出用于提高储层性能的信息，例如，通过提高资产团队的生产率。通过使用这样的框架，各种专业人员(例如，地球物理学家、地质学家、井工程师、储层工程师等。)可以开发协作工作流程并整合运营以简化过程。这种框架可以被认为是应用程序，并且可以被认为是数据驱动的应用程序(例如，其中数据是为了建模、模拟等目的而输入的)。

如针对DELFI环境所述的，一个或多个框架可互操作和/或在一个或另一个框架上运行。作为示例，可以使用作为OCEAN框架环境(Schlumberger，Houston，Texas)销售的框架环境，其允许将附加组件(或插件)集成到PETREL框架工作流程中。在示例实施例中，各种组件可被实施为符合框架环境的规范并根据该规范操作(例如，根据应用编程接口(API)规范等)的附加组件(或插件)。

作为示例，框架可包括模型模拟层以及框架服务层、框架核心层和模块层。在框架环境中(例如，OCEAN、DELFI等)，模型模拟层可以包括或可操作地链接到以模型为中心的框架。在示例实施例中，框架可以被认为是数据驱动的应用程序。例如，PETREL框架可以包括模型构建和可视化的特性。作为示例，模型可以包括一个或多个网格，其中网格可以是符合每个获取数据(例如，卫星数据、测井数据、地震数据等)的空间位置的空间网格。

作为示例，模型模拟层可提供领域对象，充当数据源，提供呈现，并提供各种用户界面。呈现能力可以提供图形环境，其中应用程序可以显示它们的数据，而用户界面可以为应用程序用户界面组件提供共同的外观和感觉。

作为示例，域对象可包括实体对象、属性对象和可选的其他对象。实体对象可用于几何地表示井、地面、储层等，而属性对象可用于提供属性值以及数据版本和显示参数。例如，实体对象可以表示井，其中属性对象提供日志信息以及版本信息和显示信息(例如，将井示出为模型的一部分)。

作为示例，数据可存储在一个或多个数据源(或数据存储器，通常为物理数据存储设备)中，其可位于相同或不同的物理位置，并可经由一个或多个网络访问。作为示例，模型模拟层可被配置成对项目建模。这样，可以存储特定的项目，其中存储的项目信息可以包括输入、模型、结果和案例。因此，在建模会话完成时，用户可以存储项目。稍后，可以使用模型模拟层访问和恢复项目，这可以重新创建相关域对象的实例。

作为示例，系统300可用于执行一个或多个工作流程。工作流程可以是包括许多工作步骤的过程。工作步骤可以对数据进行操作，例如，创建新数据、更新现有数据等。作为示例，工作流程可以对一个或多个输入进行操作，并且例如基于一个或多个算法来创建一个或多个结果。作为示例，系统可以包括用于工作流程的创建、编辑、执行等的工作流程编辑器。在这样的示例中，工作流程编辑器可以提供对一个或多个预定义工作步骤、一个或多个定制工作步骤等的选择。作为示例，工作流程可以是至少部分在PETREL框架中可实施的工作流程，例如，其对地震数据、地震属性等进行操作。

作为示例，地震数据可以是经由地震勘测获得的数据，其中源和接收器位于地质环境中，以发射和接收地震能量，其中至少一部分这种能量可以从地下结构反射。作为示例，一个或多个地震数据分析框架(例如，考虑由德克萨斯州休斯顿的Schlumberger销售的OMEGA框架)可以用于确定地下结构的深度、范围、属性等。作为示例，地震数据分析可以包括例如正演建模和/或反演，以迭代地建立地质环境的地下区域的模型。例如，地震数据分析框架可以是地震模拟框架(例如，PETREL框架等)的一部分或者可操作地联接到该地震模拟框架。

作为示例，工作流程可为至少部分在框架环境中并由一个或多个框架实施的过程。作为示例，工作流程可以包括访问诸如插件(例如，外部可执行代码等)的指令集的一个或多个工作步骤。作为示例，框架环境可以是基于云的，其中利用了云资源，该云资源可以可操作地联接到一个或多个现场设备，使得使用框架环境的特性，数据可以被获取、传输、存储、处理、分析等。作为示例，框架环境可以采用各种类型的服务，这些服务可以是后端、前端或后端和前端服务。例如，考虑客户端-服务器类型的架构，其中通信可以经由一个或多个应用编程接口(API)、一个或多个微服务等进行。

作为示例，可提供用于对石油系统建模的框架。例如，作为PETROMOD框架(Schlumberger，Houston，Texas)销售的建模框架，其包括用于输入各种类型的信息(例如，地震、井、地质等)的特征来对沉积盆地的演化进行建模。PETROMOD框架经由输入各种数据(例如地震数据、井数据和其他地质数据)来提供石油系统建模，例如对沉积盆地的演化进行建模。PETROMOD框架可以预测储层是否以及如何充满烃，包括例如烃生成的来源和时间、迁移路线、数量、孔隙压力和地下或地面条件下的烃类型。结合诸如PETREL框架的框架，可以构建工作流程以提供盆地到远景规模的勘探解决方案。框架之间的数据交换可以促进模型的构建、数据的分析(例如，使用PETREL框架能力分析的PETROMOD框架数据)以及工作流程的联接。

如上所述，钻柱可包括可进行测量的各种工具。作为示例，可以利用缆线(wireline)工具或另一类型的工具进行测量。作为示例，工具可以被配置成获取电钻孔图像。作为示例，全钻孔地层微成像仪(FMI)工具(Schlumberger,Houston,Texas)可以采集钻孔图像数据。这种工具的数据采集序列可以包括在采集垫关闭的情况下将工具送入钻孔，打开采集垫并将采集垫压向钻孔壁，在钻孔中平移工具的同时将电流输送到限定钻孔的材料中，以及远程感测电流，该电流通过与材料的相互作用而改变。

地层信息的分析可揭示特征，例如洞穴、溶解面(例如，沿层面(bedding plane)的溶解)、应力相关特征、倾斜事件(dip event)等。作为示例，工具可以获取有助于表征储层(可选地，压裂储层)的信息，在压裂储层中，裂缝可以是天然的和/或人造的(例如，水力裂缝)。作为示例，可以使用诸如TECHLOG框架之类的框架来分析由一个或多个工具获取的信息。作为示例，TECHLOG框架可以与一个或多个其他框架(例如PETREL框架)互操作。

作为示例，工作流程的各个方面可自动完成，可部分自动完成，或可手动完成，如通过人类用户与使用硬件(例如，本地的和/或远程的)执行的软件应用程序进行交互。作为示例，工作流程可以是循环的，并且作为示例可以包括四个阶段，例如评估阶段(例如，参见评估设备310)、计划阶段(例如，参见计划设备320)、工程阶段(例如，参见工程设备330)和执行阶段(例如，参见操作设备340)。作为示例，工作流程可以在一个或多个阶段开始，其可以前进到一个或多个其他阶段(例如，以串行方式、并行方式、循环方式等。

作为示例，工作流程可从评估阶段开始，其可包括地质服务提供商对地层的评估(例如，见评估框314)。作为示例，地质服务提供商可以使用执行为这种活动定制的软件包的计算系统来进行地层评价；或者，例如，可以采用一个或多个其他合适的地质平台(例如，替代地或附加地)。例如，地质服务提供商可以例如使用地球模型、地球物理模型、盆地模型、石油技术模型、其组合等来评估地层。这种模型可以考虑各种不同的输入，包括偏移井数据、地震数据、导向井数据、其他地质数据等。模型和/或输入可以存储在由服务器维护的数据库中，并由地质服务提供商访问。

作为示例，工作流程可进行至地质和地球物理(“G&G”)服务提供商，其可生成井轨迹(例如，见生成框324)，其可涉及一个或多个G&G软件包的执行。这种软件包的示例包括PETREL框架。作为示例，G&G服务提供商可以基于例如由地层评估(例如，根据评估框314)提供的一个或多个模型，和/或例如从一个或多个数据库(例如，由一个或多个服务器维护等)访问的其他数据，来确定井轨迹或其一部分。作为示例，井轨迹可以考虑各种“设计基础”(BOD)约束，例如一般地面位置、目标(例如，储层)位置等。作为示例，轨迹可以包含关于工具、井底钻具组合、套管尺寸等的可以用于钻井的信息。井轨迹的确定可以考虑各种其他参数，包括风险容限、流体重量和/或计划、井底压力、钻井时间等。

作为示例，工作流程可进行至第一工程服务提供商(例如，与其相关联的一个或多个处理机器)，其可验证井轨迹，例如，减压井设计(参见，例如，验证框328)。这种验证过程可以包括评估物理属性、计算、风险容限、与工作流程其他方面的集成等。作为示例，用于这种确定的一个或多个参数可以由服务器和/或第一工程服务提供商维护；注意一个或多个模型、井轨迹等可以由服务器维护并由第一工程服务提供商访问。例如，第一工程服务提供商可以包括执行一个或多个软件包的一个或多个计算系统。作为示例，在第一工程服务提供商拒绝或以其他方式推荐对井轨迹进行调节的情况下，可以调节井轨迹，或者向G&G服务提供商发送请求这种修改的消息或其他通知。

作为示例，一个或多个工程服务提供商(例如，第一、第二等。)可以提供套管设计、井底钻具组合(BHA)设计、流体设计和/或类似设计，以实现井轨迹(例如，参见设计框338)。在一些实施例中，第二工程服务提供商可以使用一个或多个软件应用程序来执行这种设计。这种设计可以存储在由一个或多个服务器维护的一个或多个数据库中，这些服务器可以例如采用STUDIO框架工具(Schlumberger，Houston，Texas)，并且可以由工作流程中的一个或多个其他服务提供商访问。

作为示例，第二工程服务提供商可寻求第三工程服务提供商对沿井轨迹建立的一个或多个设计的批准。在这样的示例中，第三工程服务提供商可以考虑关于井工程计划是否可接受的各种因素，例如经济变量(例如，石油生产预测、每桶成本、风险、钻井时间等)，并且可以请求支出授权，例如从运营公司的代表、油井所有者的代表等(例如，参见制定框334)。作为示例，这种确定所基于的至少一些数据可以存储在由一个或多个服务器维护的一个或多个数据库中。作为示例，第一、第二和/或第三工程服务提供商可以由单个工程师团队或者甚至单个工程师来提供，因此可以是或者可以不是单独的实体。

作为示例，在经济性不可接受或经历授权被拒绝的情况下，工程服务提供商可推荐对套管、井底钻具组合和/或流体设计进行变更，或以其他方式通知和/或向不同的工程服务提供商返还控制权，使得对套管、井底钻具组合和/或流体设计进行调节。在修改一个或多个这样的设计在井约束、轨迹等内是不可行的情况下，工程服务提供商可推荐对井轨迹进行调节，和/或工作流程可返回或以其他方式通知初始工程服务提供商和/或G&G服务提供商，使得任一方或双方可修改井轨迹。

作为示例，工作流程可包括考虑井轨迹，包括已接受的井工程计划和地层评价。这样的工作流程然后可以将控制传递给钻井服务提供商，钻井服务提供商可以实施井工程计划，建立安全和有效的钻井，保持井完整性，并报告进度以及操作参数(例如，参见框344和348)。作为示例，操作参数、遇到的地层、钻井时收集的数据(例如，使用随钻测井或随钻测量技术)，可以返回给地质服务提供商进行评估。作为示例，地质服务提供商然后可以重新评估井轨迹或井工程计划的一个或多个其他方面，并且在一些情况下，并且可能在预定约束内，可以根据真实钻井参数(例如，基于现场获得的数据等)调节井工程计划。

根据具体实施例，无论是全部钻井还是部分完井，工作流程均可进行后检查(例如，见评估框318)。作为示例，后检查可包括检查钻井性能。作为示例，后检查还可以包括报告钻井性能(例如，向一个或多个相关的工程、地质或G&G服务提供商)。

工作流程的各种活动可连续执行和/或无序执行(例如，部分基于来自模板、附近井等的信息以填补将由另一服务提供商提供的信息中的任何空白)。作为示例，进行一项活动可能会影响另一项活动的结果或基础，因此可能会手动或自动地要求一个或多个工作流程活动、工作产品等发生变化。作为示例，服务器可以允许将信息存储在各种服务提供商可访问的中央数据库上，其中可以通过与适当的服务提供商通信来寻求变化，可以自动进行变化，或者可以以其他方式作为对相关服务提供商的推荐出现。与顺序的、零碎的方法相比，这种方法可以被认为是油井工作流程的整体方法。

作为示例，在钻钻孔过程中，可多次重复工作流程的各种动作。例如，在一个或多个自动化系统中，可以实时或接近实时地提供来自钻井服务提供商的反馈，并且可以将钻井期间获取的数据馈送给一个或多个其他服务提供商，这些服务提供商可以相应地调节其一段工作流程。由于在工作流程的其他区域中可能存在依赖性，所以这种调节可以例如以自动方式渗透到工作流程中。在一些实施例中，在达到某个钻井目标之后，例如完成一段钻孔，和/或在钻完整个钻孔之后，或者基于每天、每周、每月等等，可以额外地或替代地进行循环过程。

井计划可包括确定可延伸至储层的井的路径(例如，轨迹)，例如，以从储层经济地生产流体，例如烃。井计划可包括选择可用于实施井计划的钻井和/或完井组件。作为示例，作为井计划的一部分，可以施加各种约束，这些约束会影响井的设计。作为示例，可以至少部分基于关于地下区域的已知地质、在一个区域(例如，考虑防撞)内的一口或多口其他井的存在(例如，实际的和/或计划的等)的信息来施加这样的约束。作为示例，可以至少部分基于一个或多个工具、组件等的特性来施加一个或多个约束。作为示例，一个或多个约束可以至少部分地基于与钻井时间和/或风险容限相关联的因素。

作为示例，系统可允许减少浪费，例如，可根据LEAN定义。在LEAN的背景下，考虑以下一种或多种类型的浪费:运输(例如，移动不必要的项目，无论是物理的还是数据的)；库存(例如，组件，无论是物理的还是信息的，作为在制品，以及未加工的成品)；运动(例如，人或设备不必要地移动或行走以执行期望的处理)；等待(例如，等待信息、换班期间生产中断等)；生产过剩(例如，超前需求的材料、信息、设备等的生产)；过度处理(例如，由劣质工具或产品设计创造活动导致的)；和缺陷(例如，检查和修复计划、数据、设备等中的缺陷所涉及的工作)。作为示例，允许动作(例如，方法、工作流程等)以协作的方式被执行的系统可以帮助减少一种或多种类型的浪费。

作为示例，可利用一种系统来实施一种方法，该方法用于促进跨越多个计算装置的分布式井工程、计划和/或钻井系统设计，其中可在各种不同用户(例如，一些本地用户、一些远程用户、一些移动用户等)之间进行协作。在这样的系统中，经由适当装置的各种用户可以经由一个或多个网络(例如，局域网和/或广域网、公共和/或专用网络、陆基、海基和/或区域网络等)可操作地联接。

作为示例，系统可允许经由子系统方法进行井工程、计划和/或钻井系统设计，在子系统方法中，井场系统由各种子系统组成，其可包括设备子系统和/或操作子系统(例如，控制子系统等)。作为示例，可以使用经由通信链路(例如，网络链路等)可操作地联接的各种计算平台/装置来执行计算。作为示例，一个或多个链路可以可操作地联接到公共数据库(例如，服务器站点等)。作为示例，特定的一个或多个服务器可以管理从一个或多个设备接收通知和/或向一个或多个设备发布通知。作为示例，可以针对一项目实现一系统，其中该系统可以输出井计划，例如，作为数字井计划、纸质井计划、数字和纸质井计划等。这种井计划可以是针对特定项目的完整的井工程计划或设计。

图4示出了井场系统400的示例，具体地，图4示出了井场系统400的近似侧视图和近似平面图，以及系统470的框图。

在图4的示例中，井场系统400可包括舱室(cabin)410、旋转台422、绞车424、桅杆426(例如，可选地携带顶部驱动器等)、泥浆罐430(例如，具有一个或多个泵、一个或多个振动器等)、一个或多个泵建筑440、锅炉建筑442、HPU建筑444(例如，带有钻机燃料罐等)、组合建筑448(例如，具有一个或多个发马达等)、管道槽(tub)462、猫道464、喇叭口468等。这种设备可以包括一个或多个相关联的功能和/或一个或多个相关联的操作风险，这些操作风险可以是关于时间、资源和/或人员的风险。

如图4的示例所示的，井场系统400可包括系统470，系统470包括一个或多个处理器472、可操作地联接至一个或多个处理器472中的至少一个的存储器474、例如可存储在存储器474中的指令476和一个或多个接口478。作为示例，系统470可以包括一个或多个处理器可读介质，该处理器可读介质包括可由一个或多个处理器472中的至少一个执行的处理器可执行指令，以使系统470控制井场系统400的一个或多个方面。在这样的示例中，存储器474可以是或包括一个或多个处理器可读介质，其中处理器可执行指令可以是或包括指令。作为示例，处理器可读介质可以是既不是信号也不是载波的计算机可读存储介质。

图4还示出了可操作地联接至系统470的电池480，例如，为系统470供电。作为示例，电池480可以是备用电池，当另一电源不可用于为系统470供电时，该备用电池操作。作为示例，电池480可以可操作地联接到网络，该网络可以是云网络。作为示例，电池480可以包括智能电池电路，并且可以经由SMBus或其他类型的总线可操作地联接到一件或多件设备。

在图4的示例中，服务490示出为可用的，例如，经由云平台。这样的服务可以包括数据服务492、查询服务494和钻井服务496。作为示例，服务490可以是诸如图3的系统300的系统的一部分。

作为示例，系统470可用于生成一个或多个钻进速率(ROP)值和/或接收一个或多个ROP值，例如，其可用于控制一个或多个钻井操作。

图5示出了描述多段定向井的钻井操作的示例的示意图。图5所示的钻井操作包括井场钻井系统500和现场管理工具520，用于管理与钻定向井517的钻孔550相关的各种操作。井场钻井系统500包括各种组件(例如，钻柱512、环空513、井底钻具组合(BHA)514、方钻杆515、泥浆池516等)。如图5的示例所示，目标储层可以位于远离井517的地面位置(与直接位于其下相反)。在这样的示例中，可以使用特殊的工具或技术来确保沿着钻孔550的路径到达目标储层的特定位置。

例如，BHA 514可包括传感器508、旋转可转向系统(RSS)509和钻头510，以将钻井引向由用于测量井中位置细节的预定勘测程序引导的目标。此外，定向井517钻穿的地下地层可包括具有不同成分、地球物理特征和地质条件的多层(未示出)。井设计阶段期间的钻井计划和根据钻井阶段中的钻井计划的实际钻井都可以在多段中执行(参见例如段501、502、503和504)，这些段可以对应于地下地层中的多个层中的一个或多个。例如，由于特定的地层成分、地球物理特征和地质条件，某些段(例如，段501和502)可以使用水泥507增强的套管506。

在图5的示例中，地面单元511可经由通信链路518可操作地链接到井场钻井系统500和现场管理工具520。地面单元511可以配置有经由通信链路518实时地分段控制和监测钻井活动的功能。现场管理工具520可以配置有存储油田数据(例如，历史数据、实际数据、地面数据、地下数据、设备数据、地质数据、地球物理数据、目标数据、反目标数据等)的功能并确定用于配置钻井模型和生成钻井计划的相关因素。油田数据、钻井模型和钻井计划可以根据钻井操作工作流程经由通信链路518传输。通信链路518可以包括通信子组件。

在井场的各种操作期间，可以获取数据以用于分析和/或监测一个或多个操作。这样的数据可以包括例如地下地层、设备、历史和/或其他数据。静态数据可以涉及例如定义地下地层的地质结构的地层结构和地质地层。静态数据还可以包括关于钻孔的数据，例如内径、外径和深度。例如，动态数据可以涉及随着时间流过地下地层的地质结构的流体。动态数据可以包括例如压力、流体成分(例如气油比、含水量和/或其他流体成分信息)和各种设备的状态以及其他信息。

经由钻孔、地层、设备等收集的静态和动态数据可用于创建和/或更新一个或多个地下地层的三维模型。作为示例，来自一个或多个其他钻孔、油田等的静态和动态数据可用于创建和/或更新三维模型。作为示例，硬件传感器、岩心采样和测井技术可用于收集数据。作为示例，静态测量可以使用井下测量，例如岩心采样和测井技术，来收集。测井涉及将井下工具部署到井筒中以收集各种深度的井下测量值，例如密度、电阻率等。这种测井可以使用例如钻井工具和/或缆线工具，或位于井下生产设备上的传感器来执行。一旦形成并完井，根据井的目的(例如，注入和/或生产)，流体可以使用管道和其他完井设备流到地面(例如，和/或从地面流动)。随着流体通过，可以监测各种动态测量，例如流体流量、压力和成分。这些参数可用于确定地下地层、井下设备、井下操作等的各种特性。

作为示例，系统可以包括框架，该框架可以获取数据，例如，与一个或多个操作相关联的实时数据，例如一个或多个钻井操作。作为示例，考虑PERFORMTM工具包框架(Schlumberger Limited，Houston，Texas)。

作为示例，服务可以是或包括OPTIDRILLTM、OPTILOGTM和/或由德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢有限公司销售的其他服务中的一项或多项。

OPTIDRILLTM技术可以帮助管理井下条件和BHA动态作为实时钻井智能服务。该服务可以包含集成井下和地面数据的钻机现场显示(例如，井场显示)，以提供可操作的信息以降低风险和提高效率。作为示例，此类数据可以存储到例如数据库系统(例如，考虑与STUDIOTM框架相关联的数据库系统)。

OPTILOGTM技术可以通过来自记录器的钻井动态和内部温度的单点或多点测量来帮助评估钻井系统性能。作为示例，可以分析运行后的数据，为未来的井计划提供输入。

作为示例，可以访问和利用来自钻头数据库的信息。例如，考虑来自Smith Bit(Schlumberger Limited,Houston,Texas)的信息，该信息可能包括来自与各种钻头、钻井条件、地层类型等相关的各种操作(例如钻井操作)的信息。

作为示例，可以为一个或多个井场操作提供一个或多个QTRAC服务(SchlumbergerLimited,Houston Texas)。在这样的示例中，可以获取和存储数据，其中这样的数据可以包括可以接收和分析的时间序列数据等。

作为示例，可以为一个或多个井场操作提供一个或多个M-I SWACOTM服务(M-IL.L.C.，Houston，Texas)。例如，考虑增值完井和储层钻井液、添加剂、清理工具和工程的服务。在这样的示例中，可以获取和存储数据，其中这样的数据可以包括可以接收和分析的时间序列数据等。

作为示例，可以为一个或多个井场操作提供一个或多个ONE-TRAXTM服务(例如，经由ONE-TRAX软件平台，M-I L.L.C.，Houston，Texas)。在这样的示例中，可以获取和存储数据，其中这样的数据可以包括可以接收和分析的时间序列数据等。

作为示例，可以关于WITS或WITSML定义各种操作，WITS或WITSML是井场信息传输规范或标准(WITS)和标记语言(WITSML)的首字母缩写词。WITS/WITSML指定钻机或海上平台钻机如何通信数据。例如，对于卡瓦(slip)，它是一种组件，可用于以相对无损的方式夹住钻柱并将钻柱悬挂在旋转台上，

WITS/WITSML将诸如“底部到卡瓦”时间的操作定义为对于当前连接的离开底部和设定卡瓦之间的时间间隔；“卡瓦内(in slips)”作为对于当前连接的设定卡瓦和然后释放卡瓦之间的时间间隔；以及“卡瓦到底部”作为对于当前连接的释放卡瓦和返回到底部之间的时间间隔(例如，在钻头上设定钻压)。

井建造可以根据各种程序进行，这些程序可以是各种形式。作为示例，可以以数字方式指定程序并且例如可以是诸如数字井计划之类的数字计划。数字井计划可以是用于建造井筒的工程计划。作为示例，程序可以包括诸如井几何形状、套管程序、泥浆考虑、井控问题、初始钻头选择、偏移井信息、孔隙压力估计、经济性和可在井建造、生产等过程中使用的特殊程序等信息，虽然可以仔细开发和指定钻井程序，但可能会出现各种需要调节钻井程序的情况。

作为示例，当采集设备获取关于条件的信息时，可以在钻机现场进行调节，这些条件可以是钻井设备的条件、地层的条件、流体的条件、关于环境的条件(例如，天气、海等)等。这样的调节可以基于一个或多个在钻机现场的个人的个人知识进行。作为示例，操作员可以理解条件需要增加泥浆流量、减少钻压等。这样的操作员可以评估经由一个或多个传感器获取的数据(例如，扭矩、温度、振动等)采集的数据。这样的操作员可能要求执起下钻序，该程序可以是采集额外数据的测试程序，以更好地了解可能发生或正在发生的实际物理条件和物理现象。操作员可能处于一个或多个时间约束之下，这可能是由物理现象驱动的，例如流体流动、流体压力、岩石压实、钻孔稳定性等。在这样的示例中，操作员进行的决策可以取决于时间随着条件的发展。例如，在流体压力正在变化的环境中，在一种流体压力下做出的决策在另一种流体压力下可能不是最佳的。在这样的示例中，将决定实施为对程序的调节的时间安排可能具有广泛的影响。与对在最佳时间(例如，在最佳时间实施)进行的程序的调节相比，对太晚或太早进行的程序的调节可能会对其他程序产生不利影响。

作为示例，系统可以包括一个或多个自动化辅助特征。例如，考虑可以生成和/或接收一个或多个可用于控制钻井操作的钻进速率(ROP)值的特征。在这样的示例中，钻井人员可以利用所生成的ROP值来控制一件或多件设备以在所生成的ROP值处或附近钻出钻孔。作为示例，在自动化可以向一个或多个设备发出信号的情况下，控制器可以利用生成的ROP值进行自动控制。如所解释的，在钻井人员参与决策和/或控制的情况下，生成的ROP值可以促进钻井，因为钻井人员可以依赖所生成的ROP值来对钻井操作进行一个或多个调节。在预先和/或实时接收一个或多个生成的ROP值的情况下，可以更有效地执行钻井操作，例如，关于在钻出一段、一段的一部分、整个钻孔等的时间方面，这种方法可以考虑设备完整性(例如，健康等)，例如，这种方法可以考虑钻头体与地层之间的接触风险和/或泥浆马达可以在其中使用以驱动钻头的泥浆马达性能。

图6示出了图形用户界面(GUI)600的示例，该图形用户界面(GUI)600包括与井计划相关联的信息。具体地，GUI 600包括面板610，其中地面表示612和614连同井轨迹一起被呈现，其中位置616可以表示钻柱617沿着井轨迹的位置。GUI 600可以包括一个或多个编辑特征，例如一组编辑井计划特征630。GUI 600可以包括关于参与、已经参与和/或将参与一个或多个操作的团队640的个人的信息。GUI 600可以包括关于一个或多个活动650的信息。

如图6的示例所示，GUI600可以包括钻柱660的图形控件，其中，例如，可以选择钻柱660的各个部分以显示一个或多个相关参数(例如，设备的类型、设备规格、操作历史等)。在图6的示例中，钻柱图形控件660包括诸如钻杆、重型钻杆(HWDP)、短节(sub)、钻铤(collar)、震击器、稳定器、马达和钻头的组件。钻柱可以是钻杆、井底钻具组合(BHA)和一种或多种其他工具的组合，这些工具可以包括一种或多种可以帮助钻头转动和钻入材料(例如，地层)的工具。

作为示例，工作流程可以包括利用钻柱660的图形控制来选择和/或显示与一个或多个组件相关联的信息，例如钻头和/或泥浆马达。作为示例，响应于钻头和/或泥浆马达的选择(例如，考虑钻头和泥浆马达的组合)，计算框架(例如，经由ROP发动机等)可以生成一个或多个钻进速率(ROP)值，其例如可用作设定点，以执行一个或多个钻孔操作。在图6的示例中，示出了图形控件665，其可以响应于与钻柱660的图形控件的交互而呈现，例如，以选择组件的类型和/或生成一个或多个ROP值等。

图6还示出了作为点电子表的表670的示例，其指定多个孔的信息。如示例表670中所示，可以为井的各种特征指定诸如“x”和“y”以及“深度”的坐标，这些特征可以包括垫参数、间距、趾高、步距、初始倾角、开井(kickoffs)等(另见，例如，图7和关于轨迹的坐标指定的各种类型的钻井操作)。

如上所述，井可以是定向井，其使用定向钻井来构造。定向井一直是石油和天然气生产的福音，特别是在非常规油气田中，水平井和大位移井可以帮助通过生产层最大化井筒暴露。

多种技术中的一种或多种可用于定向钻井。例如，考虑可用于实现到和/或通过一个或多个目标区域的所需井轨迹的可转向泥浆马达。作为示例，定向钻井操作可以在开井、建立角度、钻切段和保持轨迹时使用井下泥浆马达。

泥浆马达可以包括马达轴承壳体中的弯曲部，该弯曲部提供用于将钻头转向期望的目标。弯曲部可以是地面可调节的(例如，地面可调节弯曲部(SAB))，并且，例如，设置在操作角度范围内的角度(例如，考虑0度到大约5度，0度到大约4度，0度到大约3度等)。弯曲部可以旨在足以将钻头指向给定方向，同时足够小以允许整个泥浆马达组件在旋转钻井期间旋转。由弯曲部引起的偏转可能是决定泥浆马达可以建立角度以构建所需钻孔的速率的因素。通过将弯曲部定向到特定方向(称为工具面角)，钻井操作可以改变井轨迹的倾角和方位角。为了保持弯曲部的取向，钻柱以滑动模式操作，其中整个钻柱本身在钻孔中不旋转(例如，经由顶部驱动器、旋转台等)并且用于钻井的钻头旋转由钻柱的泥浆马达驱动。

泥浆马达是一种由钻井液驱动的正排量马达(PDM)。例如，泥浆马达可以包括偏心螺旋转子和定子组件驱动器。当钻井液(例如泥浆)被泵送到井下时，钻井液流过定子并转动转子。泥浆马达将液压动力转换成机械动力以转动驱动轴，该驱动轴使得可操作地联接到泥浆马达的钻头旋转。

通过使用泥浆马达，定向钻井操作可在旋转和滑动钻井模式之间交替进行。在旋转模式下，操作旋转台或顶部驱动器来旋转整个钻柱，以将动力传递给钻头。如上所述，旋转模式可以包括经由地面设备和经由井下泥浆马达的组合旋转。在旋转模式中，旋转使得马达轴承壳体中的弯曲部能够相等地指向不同方向，从而保持笔直的钻孔路径。作为示例，集成到钻柱中的一个或多个随钻测量(MWD)工具可以提供实时倾角和方位角测量。这种测量可以用来警告司钻、控制器等与期望轨迹(例如，计划轨迹等)的一个或多个偏差。为了调节偏差或改变轨迹，钻井操作可以从旋转模式切换到滑动模式。如上所述，在滑动模式下，钻柱不旋转；相反，井下马达转动钻头，钻孔沿着钻头指向的方向钻进，这由工具面取向控制。在调节路线和重新建立旨在撞击目标(或多个目标)的期望轨迹时，钻井操作可以从滑动模式转换到旋转模式，如上所述，旋转模式可以是地面和井下旋转模式的组合。

两种模式中，滑动模式的滑动钻井效率趋于较低；因此，横向延伸可能会以钻进速率为代价。使用滑动技术获得的钻进速率(ROP)趋于大约是使用旋转技术可获得的钻进速率的10％到25％。

各种类型的自动化系统(例如，自动司钻)旨在帮助钻井操作以显著更快的钻进速率实现水平范围的增益。

当从旋转模式过渡到滑动模式时，钻井操作可通过取向钻头进行钻井，例如，与钻井计划中提出的轨迹对准，来停止钻柱的旋转并启动滑动。至于停止钻柱的旋转，作为示例，考虑将钻头拉离底部并使钻杆往复运动以释放钻柱内积累的扭矩的钻井操作。然后，钻井操作可以使用实时MWD工具面测量来取向井下泥浆马达，以确保获得指定的钻孔偏差。在这个相对耗时的取向过程之后，钻井操作可以设置顶部驱动制动器，以防止从地面进一步旋转。在这样的示例中，当钻井操作放松绞车制动器以控制钩载荷时，滑动可以开始，这反过来影响施加在钻头上的重量(例如，WOB)的大小。作为示例，可以手动施加较小的左右扭矩调节(例如，顺时针和逆时针)来适当地转向钻头以保持轨迹在路线上。

随着深度或横向范围的增加，钻柱趋于会受到更大的摩擦和阻力。这些力进而影响将重量传递到钻头(例如WOB)的能力和滑动时控制工具面取向的能力，这可能使得更难以获得足够的ROP和保持到达目标(或多个目标)的期望轨迹。这些问题会导致钻井时间增加，这会不利地影响项目的经济性，并最终限制钻孔的横向部分的长度，从而限制完井(例如生产井)的横向部分的长度。

将重量转移至钻头的能力影响定向钻井的几个方面。作为示例，钻井操作可以通过放松或松开制动器将重量转移到钻头，这可以将一些大钩载荷(hook load)或钻柱重量转移到钻头。施加在钻头上的重量和通过在地面上放松致动器而获得的重量之间的差异主要是由阻力引起的。随着钻孔水平偏离的增加，钻杆沿钻孔的纵向阻力趋于增加。

钻柱弹性使得在整个滑动模式中控制钻头重量变得更加困难，钻柱弹性允许管道不成比例地移动。这种弹性会导致钻柱的一段移动，而其他段保持静止或以不同的速度移动。例如，诸如井清洁不良的情况也会影响重量转移。在滑动模式下，由于缺乏管道旋转，井清洁效率趋于较低；注意，管道旋转有助于管道(钻柱管道或立柱)和钻孔和/或套管段之间的环空内的湍流。钻孔清洁不良与钻井液(如泥浆)携带固体(如碎石)的能力有关。当固体由于重力而积聚在钻孔的低侧时，钻孔的横截面积会减小，并导致钻柱(例如，管道或立柱)上的摩擦增加，这使得更难以保持期望的钻压(WOB)，该钻压可以是期望的恒定WOB。作为示例，钻孔清洁不良可能会增加卡住的风险(如卡管)。

套管内的钻柱与裸井内的钻柱之间的摩擦力差异可导致重量突然释放，由键座(key)和壁架造成的悬挂也是如此。重量突然转移到超过井下马达能力的钻头上可能会导致钻头旋转突然停止和马达失速。频繁失速会损坏泥浆马达的定子组件，这取决于转移的重量。钻井操作可以旨在在相对较窄的负载范围内操作泥浆马达，以努力保持可接受的ROP而不失速。

作为示例，系统可包括控制台，控制台可包括一个或多个显示器，显示器可呈现一个或多个图形用户界面(GUI)，该图形用户界面包括来自一个或多个传感器的数据。作为示例，即将发生的失速可以由呈现给GUI的WOB的增加来指示，例如，井下压力没有相应的上升来表示井下WOB的增加实际上已经发生。在这样的示例中，在某一点，WOB指示器可示出突然下降，指示力从钻柱突然转移到钻头。阻力的增加阻碍了去除井下扭矩的能力，使得设定和保持工具面取向更加困难。

工具面取向会受到扭矩和WOB的影响。当向钻头施加重量时，钻头处的扭矩趋于增加。如上所述，扭矩可以通过钻柱向井下传递，钻柱通常通过顺时针方向向右转进行钻井操作。当重量施加到钻头上时，会产生反扭矩，作用方向相反。这种左手扭矩(逆时针方向)可以从钻头向上传递到钻柱的下部。当重量增加时，反扭矩(Reactive torque)会增加，例如，当泥浆马达失速时达到最大值。这种反扭矩也会影响泥浆马达的取向。当钻井操作试图从地面取向泥浆马达时，可以考虑反扭矩。在实践中，钻井操作可以通过改变井下WOB来使工具面取向发生微小变化，从而改变反扭矩。为了产生更大的变化，钻井操作可以将钻头提离井底并重新取向工具面。然而，即使在达到指定的工具面取向之后，保持该取向有时也是具有挑战性的。如上所述，纵向阻力趋于会随着横向延伸而增加，转移到钻头的重量会沿着水平井段的长度变得更加不稳定，因此会产生反扭矩，从而改变工具面角度。取向工具面所花费的努力和时间会对钻机的生产时间产生不利影响。

如前所述，定向钻井可包括以旋转模式操作和以滑动模式操作，其中可在这两种模式之间进行多次转换。如上所述，钻井液可用于驱动井下泥浆马达，从而以滑动模式旋转钻头，而地面设备可用于以旋转模式(例如，旋转台、顶部驱动器等)旋转整个钻柱，可选地与用于驱动井下泥浆马达的钻井液结合(例如，组合旋转模式)。定向钻井操作可能取决于各种因素，包括至少在某种程度上可控制的操作参数。例如，一个或多个因素如模式转换、提升、WOB、RPM、扭矩和钻井液流量在钻井操作期间是可控制的。

图7示出了图形用户界面700的示例，包括系统710的图形和轨迹730的图形，其中系统710可根据轨迹730进行定向钻井，以钻出钻孔。如图所示，轨迹730包括基本垂直的部分、狗腿和基本横向的部分(例如，基本水平的段)。系统710可以以各种操作模式操作，这些操作模式可以包括例如旋转钻井和滑动。

在图7的示例中，沿钻柱的纵向阻力可从地面降低至最大摇摆深度，在该最大摇摆深度，摩擦和施加的扭矩达到平衡。作为示例，钻井操作可以包括操纵地面扭矩振荡，使得最大摇摆深度可以移动足够深，以产生阻力的显著减小。作为示例，来自钻头的反扭矩会产生振动，该振动向井上传播，破坏穿过钻柱底部的摩擦和纵向阻力，直到干涉点，在该干涉点，扭矩被静摩擦平衡。如图7的示例所示，中间区域可以保持相对不受地面摇摆扭矩或反扭矩的影响。在图7的示例中，钻井操作可以包括在滑动时监测扭矩、WOB和ROP。作为示例，这种钻井操作可以旨在最小化中间区域的长度，从而减小纵向阻力。

涉及手动调节以改变和/或保持工具面取向的滑动模式下的钻井操作可能具有挑战性。作为示例，滑动模式下的钻井操作可以取决于在使泥浆马达失速的情况下将重量传递到钻头的能力，以及充分减小纵向阻力以实现和保持期望的工具面角度的能力。作为示例，滑动模式下的钻井操作可以旨在实现可接受的ROP，同时考虑一个或多个各种其他因素(例如，设备能力、设备状况、起下钻等)。

例如，在钻井操作中，由顶部驱动器提供的地面扭矩量(例如，STOR)可在很大程度上决定井下摇摆运动可以传输的距离。作为示例，扭矩和摇摆深度之间的关系可以使用扭矩和阻力框架(例如，T&D框架)来建模。作为示例，系统可以包括一个或多个T&D特征。

作为示例，系统可利用来自地面钩载荷和立柱压力以及井下MWD工具面角度的输入。在这样的示例中，系统可以自动确定适合于将井下重量转移到钻头的地面扭矩的量，这可以允许操作不离开底部以进行工具面调节，这可以导致更有效的钻井操作和减少井下设备的磨损。这种系统可以被称为自动化辅助系统。

图8示出了图形用户界面800的示例，其包括不同类型操作的各种道(track)，包括根据提供的地面扭矩量进行旋转、手动滑动和自动辅助滑动。如GUI 800所示，可以对旋转模式和滑动模式的旋转和滑动钻井参数进行比较。如图所示，钻进速率(ROP)和工具面取向控制很大程度上取决于系统将重量传递给钻头并抵消旋转模式和滑动模式之间的扭矩和阻力影响的能力。如图所示，旋转时可实现最佳ROP；然而，工具面变化很大，因为没有试图控制它(道3)。大钩载荷(道2)和钻压(WOB)保持相当稳定，而压差(道1)随着深度增加略有增加。为了开始手动滑动，钻井操作可用于拉离底部，以释放捕获的扭矩；在此期间，WOB(道1)减少，而大钩载荷(道2)增加。随着钻井的进行，压差的不一致(例如，当钻头在底部时与离开底部时的压差)表明重量向钻头的传递不良(道1)。旋转扭矩的峰值表明取向和保持工具面取向(道2)的努力。如图所示，由于难以将重量转移到钻头，工具面控制可能较差，这也反映在ROP(道3)较差上。使用自动化辅助滑模系统，定向司钻可以更快地获得工具面取向。当WOB增加时，压差是一致的，表明良好的重量转移(道1)。在图8的示例中，滑动操作期间的钻压低于手动滑动操作期间的钻压。钻杆的左右摆动在整个滑道(轨道2)中相对恒定。平均ROP大大高于手动滑动时获得的ROP，工具面取向更加一致(道3)。

图9示出了图形用户界面900的示例，其包括各种类型的井建造信息，其中呈现了相应动作的时间。在图9的示例中，时间示出为以小时为单位的估计时间(ET)和以天为单位的总时间或累积时间(TT)。另一时间可以是清洁时间，其可以用于执行一个或多个动作而不发生非生产时间(NPT)，而估计时间(ET)可以包括NPT，其可以使用一个或多个数据库、概率分析等来确定。在图9的示例中，总时间(TT或累积时间)可以是估计时间柱的总和。作为示例，在执行和/或重新计划期间，GUI 900可以被相应地呈现和修改以反映变化。如图9的示例所示，GUI 900可以包括可选元素和/或可高亮元素。作为示例，可以响应于指示活动当前正在被执行、正在上演、将要被修正等的信号来突出显示元素。例如，颜色编码方案可用于经由GUI 900向用户传达信息。

作为示例，图形用户界面900可操作地联接至一个或多个可辅助和/或控制一个或多个钻井操作的系统。例如，考虑前面提到的自动辅助滑动模式系统，它提供了大量的地面扭矩。作为另一个示例，考虑产生钻进速率值的系统，该钻进速率值可以是例如钻进速率设定点。这种系统可以是自动化辅助系统和/或控制系统。例如，系统可以呈现显示一个或多个生成的钻进速率值的GUI，和/或系统可以向一件或多件设备发出一个或多个命令，以使其以生成的钻进速率操作。

作为示例，自动化辅助系统可用于一个或多个石油和天然气钻井操作，以提高钻井效率和一致性。作为示例，当这样的系统被启用时，控制器可以包括一个或多个钻井参数的各种设定点和限制，这些参数可以包括例如压差、钻进速率(ROP)、钻压(WOB)、地面旋转速率(地面RPM)等。在以泥浆马达作为驱动器的井底钻具组合中，压差可以作为目标钻井参数用于控制。作为示例，系统可以提供将压差控制到期望的设定点，并且可以有助于保持压差相对恒定，直到设定点发生变化。

例如，在自动化辅助系统中，如果一个钻井参数达到其设定点或限制，一个或多个其他参数可停止跟踪一个或多个相应的设定点，并变得反应性的(reactive)。作为示例，如果ROP设定点太低，使得ROP将在压差达到其设定点之前达到设定点，那么钻井操作没有在能够实现其潜在效率的水平下执行。另一方面，如果ROP设定点太高，当压差达到其设定点时，ROP可能达到其物理限制，例如通过钻头设计，这意味着钻头体已经与地层接合，导致钻头体磨损。

作为示例，系统可产生一个或多个钻进速率值。例如，考虑可以使用各种输入产生ROP设定点的系统。作为自动化辅助系统，一个或多个ROP设定点可以被生成并输出到例如呈现给显示器的GUI，其中例如司钻可以评估一个或多个ROP设定点中的一个，并采取一个或多个旨在实现一个或多个ROP设定点中的一个的动作。作为示例，系统可以通过产生和利用一个或多个ROP设定点来实现控制，其中系统向一件或多件设备发出一个或多个信号，以努力实现一个或多个ROP设定点中的一个。

作为示例，系统可包括ROP设定点生成发动机(例如，ROP发动机)，其可为计算发动机，其可为计算框架的一部分。作为示例，ROP发动机可以基于包括钻头和泥浆马达的组合钻井系统生成ROP设定点推荐。在这样的示例中，对于每个候选钻头，ROP发动机可以利用钻头发动机(例如，钻头静态发动机等)计算钻头体与地层接合之前的切割深度(DOC)限制；并且，对于每个候选泥浆马达，ROP发动机可以利用泥浆马达发动机，该泥浆马达发动机基于功率部分特性曲线，以指定的压差和流量获取马达RPM。在这样的示例中，ROP发动机可以通过结合钻头DOC限制和马达RPM，为一个或多个不同的流量、一个或多个不同的地面RPM和一个或多个压差产生推荐的ROP设定点。

作为示例，ROP发动机可在一种或多种模式下运行。例如，考虑在计划阶段执行ROP发动机以将不同钻头马达组合的推荐ROP设定点列表，并考虑在钻井阶段执行ROP发动机以在一个或多个钻井操作期间推荐一个或多个ROP设定点，其中ROP发动机可以实时(例如，大约十分钟或更少)生成一个或多个ROP设定点。

作为示例，对于每个钻头，当钻头体与地层接触(例如，与地层接合)时，可使用计算框架，例如IDEAS框架(Schlumberger Limited,Houston,Texas)预先生成ROP与RPM的表或其他数据结构。作为示例，这样的数据结构然后可以用于在计划阶段或在实时钻井操作期间为一个或多个特定的钻头-马达组合自动给出ROP设定点。作为示例，ROP发动机可以生成一个或多个ROP设定点，这些设定点有助于降低损坏钻头和/或实际损坏钻头的风险。作为示例，ROP发动机可以使钻井操作平滑。作为示例，更平滑的钻井操作可以被表征为反应性更小，同时仍然实现可接受的ROP。

如上所述，损坏的设备(例如，损坏的泥浆马达、损坏的钻头等)，可导致起下钻，从而导致非生产时间(NPT)增加。作为示例，ROP发动机可以生成一个或多个ROP值，这些ROP值可以平滑钻井操作并降低不得不进行不希望的起下钻的风险。作为示例，ROP发动机可以可操作地联接到可以生成诸如图9的GUI 900中所示的数据的输出的系统。例如，考虑可以至少部分基于一个或多个生成的ROP值提供估计时间和总时间的循环，该ROP值可以与一个或多个钻头和/或泥浆马达组合相关联。在这样的示例中，GUI可以呈现给显示器，其具有用于选择一个或多个钻头和/或一个或多个泥浆马达的图形，其中在选择钻头和泥浆马达时，产生可以用于确定估计时间和/或总时间的ROP值。在这样的示例中，用户可以选择钻头和泥浆马达以及ROP值的期望组合，例如，以用作一个或多个ROP设定点，用于钻一个或多个井段(例如，一个或多个井段的一部分等)。

图10示出了与计划器1012和控制器1014操作地联接的钻进速率(ROP)发动机1000的示例，其中计划器1012可与控制器1014操作地联接。作为示例，ROP发动机1000、计划器1012和控制器1014可以是分离的，是公共计算框架的一部分，或者是一个或多个计算框架的一部分。作为示例，ROP发动机1000的一个或多个特征可以使用诸如图4的系统470的系统来实现，和/或例如，系统470可以可操作地联接到ROP发动机1000。作为示例，图10的控制器1014可以是图4的系统470的一部分。作为示例，ROP发动机1000可以在诸如图3的系统300之类的系统中使用。

如图10的示例所示，钻进速率(ROP)发动机1000包括钻头发动机1020和泥浆马达发动机1040。如所解释的，钻头发动机1020可以提供钻头相关信息，例如关于地层的钻头体接合信息，泥浆马达发动机1040可以提供泥浆马达信息(例如，RPM等)，例如，关于一个或多个操作参数。如所解释的，ROP发动机1000可以生成一个或多个ROP值，这些ROP值可以例如用于一个或多个目的，这些目的可以包括计划一个或多个钻井操作(例如，对于特定的一口或多口井)和执行一个或多个钻井操作(例如，对于特定的一口或多口井)。

图11示出了用于特定井的图形用户界面1100的示例，其包括相对于时间的压差(Diff.Press.)、钻进速率(ROP)和钻压(WOB)值以及限制和设定点。

GUI1100可操作地联接到诸如可用于控制一个或多个钻井操作的控制框架的框架。如图所示，GUI1100可以包括钻井参数的设定点和限制，例如压差、ROP、WOB和RPM中的一种或多种。

作为示例，框架可将一个或多个钻井参数推至相应的设定点，并操作以持续保持该设定点，直至参数指令发生变化。

作为示例，如果其中一个钻井参数达到其设定点或限制，则其他每个钻井参数可停止跟踪其设定点，例如，变得反应性的。

GUI 1100包括一些可能场景的两个示例，标记为A和B。关于场景A，ROP达到设定点(SP)，而压差低于其设定点(SP)；而在场景B中，压差达到其设定点(SP)，而ROP未达到其设定点(SP)并变得反应性的(例如，只要它保持低于其设定点)。如GUI 1100中所示，对于场景B，ROP与时间的关系是不稳定的，因为它相对于时间波动超过25英尺/小时(例如，大约10％)。这种波动代表了变化的行为，可以表征为反应性，例如，对条件的反应性、钻头破碎岩石的能力、钻井液保持马达参数(例如，RPM、扭矩等)的能力等。

作为示例，ROP发动机可用于生成一个或多个ROP值，其中对于特定深度范围，一个或多个ROP值之一可用于设置适当的ROP设定点或限制，这有助于例如，提高钻井效率，同时降低损坏钻头的风险。作为示例，ROP发动机可以是可以生成ROP设定点和/或限制推荐的计算框架的一部分。在这样的示例中，推荐可以针对不同压差设定点处的不同钻头功率部分组合。

图12示出了钻头1210的示例，该钻头1210包括可以从1到N编号并以横截面视图表示的各种切割结构(例如，切割器)，该横截面视图是切割器密度和相关空间信息通过将切割结构的放置旋转到单个径向平面上来说明的视图。钻头1210可以是例如多晶金刚石复合片(PDC)钻头，其可以是作为一件旋转并且不包括单独移动部件的固定头钻头。

如图12所示，钻头可包括刀片1212-1、1212-2、...1212-N，其例如可以包括主刀片和辅助刀片。作为示例，刀片可以是钻头体的一部分，因此与其是一体的。如图所示，刀片可以包括用于安装多个切割结构(例如，从1到N编号)的刀片顶部。作为示例，切割结构可以包括切割面，其中切割结构安装在形成于刀片顶部中的凹部中。切割结构可以在靠近刀片的前刃的径向延伸排中彼此相邻地布置。作为示例，切割面可以具有最外侧的切割尖端，该切割尖端可以距安装有切割结构的刀片顶部最远。如图12所示，钻头体可以包括各种通道，这些通道可以允许钻井液在钻井期间在刀片1212-1、1212-2、...1212-N之间流动并且清洁和冷却刀片1212-1、1212-2、...1212-N。作为示例，钻头可以由钻头中心线和钻头面限定，其中刀片沿钻头面径向延伸。如图12所示，每个刀片1212-1、1212-2、...1212-N可以向外延伸一段距离，从而在相邻刀片之间限定通道。如所提到的，每个刀片包括刀片顶部，其可以由刀片高度参数定义。如上所述，切割结构可以安装到刀片上，其中钻井是要利用切割结构来“切割”岩石。作为示例，切割结构可以向外延伸超出其安装到的刀片顶部。切割结构(例如切割元件)可以是例如PDC切割结构，使得钻头可以称为PDC钻头。将PDC形成为可用于切割结构的形状可能涉及将金刚石砂粒与其基材一起放入压力容器中，然后在高温和高压下烧结。作为示例，钻头体可以被认为是用于切割结构的载体。

作为示例，钻头可以是基体钻头(MBB)或钢体钻头(SBB)。基体可以是坚硬但有些脆的复合材料，其可以包括与更软、更坚韧的金属粘合剂冶金结合的碳化钨晶粒。基体作为钻头材料可能是理想的，因为它的硬度可以提供耐磨性和耐侵蚀性。基体钻头可能能够承受相对较高的压缩载荷，但与钢相比，它可能具有相对较低的抗冲击载荷能力。

由于基体可以是相对不均匀的，因为它是一种复合材料，并且由于碳化钨颗粒的尺寸和位置，基体可以变化(例如，通过设计和环境)，使得其物理性质可能比钢铁更难预测。

基体体钻头可以通过模具工艺制造。例如，可以将碳化钨和粘合剂材料置入模具中，然后将其放入熔炉中一段时间。然后可以将模具冷却并释放以移除未完成的基体钻头。

对于钢体，它能够承受高冲击载荷，但可能相对较软，并且在没有保护特征的情况下会趋于因磨损和侵蚀而迅速失效。优质钢趋于是均质的，其结构限制趋于是可预测的。可以通过按照设计加工钢筋来制造钢体。

不同钻头类型的设计特征和制造工艺在主体构造方面是不同的，因为制造它们的材料的性质不同。基体较低的冲击韧性限制了一些基体钻头特征，例如刀片高度。相反，钢具有延展性、韧性，并且能够承受更大的冲击载荷。这使得钢体PDC钻头可以比基体钻头相对更大，并将更大的高度整合到诸如刀片的特征中。

基体体PDC钻头趋于适用于体腐蚀可能导致钻头失效的环境。对于金刚石浸渍钻头，可以使用基体体结构。钢的强度和延展性使钢钻头体具有较高的抗冲击载荷能力。钢体趋于比基体体更坚固。由于钢材的能力，复杂的钻头轮廓和液压设计可以在多轴计算机数控铣床上进行构建。钢钻头可以是经得起进行多次重建，以便更换磨损或损坏的切割器，这对低成本钻井环境中的操作员可能是有益的。

可以预期钻头的切割结构或切割器在钻头的整个寿命期间都经久耐用。为了适当地执行，切割器可以从钻头体特征中获得结构支撑和有效取向。切割器取向可以使得切割器在操作期间在很大程度上(例如，主要)由压缩力加载。为了防止丢失(例如，从主体上脱离)，切割器可以例如通过具有足够结构能力并在制造过程中适当沉积的铜焊材料被保持。

切割器可以适当地放置在钻头面上(例如，安装在刀片上)，以努力确保所需量的井底覆盖(例如，完整的井底覆盖)。术语“切割器密度”部分是指在特定钻头设计中使用的切割器数量。例如，PDC钻头切割器密度可以是轮廓形状和长度以及切割器尺寸、类型和数量的函数。如果存在切割器冗余，则冗余通常可以从钻头中心到外半径增加，因为随着与钻头中心线的径向距离增加，对工作的需求增加。更靠近量规的切割器比靠近中心线的切割器走得更远、更快，并去除更多的岩石。如图12所示，可以通过将每个切割器的位置旋转到单个径向平面上来说明切割器密度。这样的图示可以被称为切割器密度的平面表示，其示出为随着径向位置而增加。

减少钻头面上的切割器数量趋于会产生以下结果：切割深度(DOC)增加；ROP增加；扭矩增加；并且钻头寿命缩短；然而，增加切割器密度趋于会产生：ROP降低；切割结构清洁效率降低；并增加钻头寿命。

在图12的示例中，对于所描绘的钻头，切割器密度在从钻头中心线向外的径向方向上增加，其中平面切割器撞击图案刻画了(inscribe)钻头轮廓的图像。

在图12中，示出了钻头的计算机辅助设计(CAD)表示以及切割器密度1225的平面表示，其中刀片顶部1226、切割结构1227(例如，切割器)和示例可选特征1228的示例被示出为设置在刀片顶部1226上(例如，注意钻头可以包括多个这样的特征)。作为示例，可以生成并利用CAD文件来确定与一个或多个钻井操作密切相关的一个或多个因素。例如，可以利用钻头的CAD表示来确定钻头体何时可以接合地层。如前所提到的，如果ROP设定点太高，当压差达到其设定点时，实际ROP可能会通过钻头设计达到物理限制，其特征在于钻头体与地层接合导致钻头体磨损。如所提到的，ROP发动机1000可以包括钻头发动机1020，该钻头发动机1020可以在钻头体与地层接合之前计算切割深度(DOC)限制(例如，最大DOC值)。作为示例，最大DOC值可以是最大期望DOC值，例如，部分地由地层和钻头体的一个或多个部分(例如，刀片顶部、刀片顶部等)之间的不希望的、有害的接触定义。如所提到的，数据结构可以包括关于相对于ROP和RPM组织的多个钻头的关于钻头体何时将与地层(例如，不同类型的地层)接触的信息。如所提到的，诸如IDEAS框架之类的框架可以用于生成这样的数据结构或其一部分。

作为示例，一种方法可以包括通过运行IDEAS平台动力学仿真(SchlumbergerLimited，Houston，Texas)来设计或选择钻头，这允许通过查看ROP性能与冲击和振动来比较选项。对于泥浆马达BHA，钻头的模拟结果会受到泥浆马达行为的影响。作为示例，框架可以利用一个或多个井下功率曲线(例如，来自马达建模等)来输出钻头/马达组合结果(例如，针对性能、稳定性等)。

IDEAS集成动态设计和分析平台提供4D、基于时间的模拟，该模拟捕获钻柱和井筒几何形状，用于建模用于钻岩和铣削金属应用的切割界面设计。IDEAS动态建模平台包括一套实体力学和程序，可以在虚拟环境中对钻头与岩石以及磨机与金属的相互作用进行建模，以实时定制材料设计。IDEAS平台可以使用理论计算、数值包(例如，有限元等)、内部钻机测试、全尺寸钻机测试以及使用MWD或井下钻井动态传感器的现场测试。

图13示出了图形用户界面1300的示例，其包括用于两个不同钻头的切割深度(DOC)和钻压(WOB)的示例关系图1310和1320。关系图1310和1320中的每一个都包括指示钻头顶部与地层接合的位置的圆圈。如图13所示，接合对应于切割深度(DOC)值(例如，或范围)和钻压(WOB)值(例如，或范围)。如关系图1310和1320所示，切割深度(DOC)值作为每转距离给出。作为示例，可以通过将钻头的切割深度(DOC)(以每转的距离计)乘以可以以每单位时间的转数为单位的钻头的旋转速率，来确定钻进速率(ROP)。例如，在DOC以英寸每转为单位并且钻头旋转以每分钟转数(RPM)为单位的情况下，可以通过将DOC乘以RPM来确定ROP，从而得出以英寸每分钟为单位的ROP。这样的值可以采用各种单位，例如，图19示出了150.12英尺/小时的ROP值，用于标准化各种ROP值。可以以每单位时间的距离(例如，英尺/小时、米/小时等)给出ROP值。作为示例，可以使用诸如IDEAS框架之类的框架来生成这样的图。

作为示例，一种方法可以包括确定当钻头刀片顶部开始接合地层时的每转的最大切割深度(DOC)；从压差设定点，确定马达旋转速率(例如，RPM等)；确定总的钻头旋转速率(例如，它可以用于马达RPM和地面RPM等)；并通过将切割深度(DOC)与总旋转速率(例如，RPM等)相乘来确定钻进速率(ROP)设定限制。这种方法可以帮助降低由于不适当的ROP限制设置而导致钻头刀片顶部接触地层的风险。如所解释的，这种接触会导致钻头损坏，这可能会导致执行一个或多个操作，从而引入非生产时间(例如，起钻更换钻头、更换钻头、下钻等)。如前所述，可以有多种动力来快速钻进(例如，高ROP)以完成一口井并开始从井中生产流体。然而，在没有足够洞察力的情况下快速钻井可能会导致钻头损坏等问题。提供ROP限制设置的方法可以被视为提供指导，特别是在这样的ROP限制设置有助于降低一个或多个问题的风险同时仍然旨在高效钻井使得可以完井并以及时方式在线生产流体。

在图13的关系图1310和1320中，钻压(WOB)用作有助于确定给定钻头的最大DOC的参数，其中，例如，在计算上，DOC相对于WOB增加。如图所示，给定钻头的最大DOC是根据可以使用给定钻头的两种类型的计算确定的条件(参见例如“顶部接合”)的定义值。如所解释的，井场设备可以包括重量指示器，该重量指示器可操作地联接到传感器，其中重量指示器可以提供可以用来确定WOB的读数。如前所述的，DOC会随着WOB而增加；然而，在某些时候，取决于各种因素，钻头的一个或多个部分可能以对钻头(例如，对钻头体)有害的方式接触地层(例如，岩石)。这种有害的接触会导致损坏，这可能会导致钻头过早更换(例如，经由起钻、更换钻头和下钻)。

例如，重量指示器的读数可用于监测和提高钻井操作的操作效率。作为示例，重量指示器可以可操作地联接到附接到钻井绳索的死绳上的液压表(例如，液压传感器)。在这样的示例中，随着钻井绳索中张力的增加，更多的液压流体被迫通过液压表，这可导致重量指示器的指针(或多个指针)(例如，刻度盘的指针等)转动。作为示例，指示器和/或传感器可以包括数字电路，例如具有数字数据输出。在钻井操作过程中，测量的重量可能包括对钢丝绳施加张力的各种质量，包括游车和电缆本身。因此，为了精确测量钻柱的重量，司钻可以首先进行零偏移调节，以考虑游车和除钻柱之外的项目。那么指示的重量将更准确地代表钻柱(例如，钻杆和井底钻具组合)。然而，在钻井操作过程中，所关心的重量是在井底施加在钻头上的重量。作为示例，司钻可以采用旋转和悬挂的底部重量(例如，300,000lbf或136,200kgf)，并从中减去底部重量上的旋转量(例如，250,000lbf或113,500kgf)，以获得钻头重量(例如，50,000lbf或22,700kgf)。各种钻机可以配备带有第二指示器盘的重量指示器，该第二指示器盘可以在钻柱自由悬挂的情况下设置为读数为零(“调零”)，并从主指示器盘向后工作。在正确调零后，在底部设置的重量(例如，将重量从主刻度盘上拿走)，具有将重量添加到该第二刻度盘上的效果，因此，司钻可以直接从刻度盘上读取钻压(WOB)。

再次参考图13的关系图1310和1320，一种方法可包括通过应用不同的WOB值执行IDEAS框架钻头分析。在每个关系图1310和1320中，呈现了两组数据，其中每组中的数据用于相同的钻头设计；然而，一条曲线用于模型中有刀片顶部的数据，而另一条曲线用于模型中没有刀片顶部的数据。在这种方法中，当在相同WOB下DOC存在差异时，可以确定刀片顶部已经与地层接触以产生DOC差异(例如，DOC差异)。在这种方法中，通过模拟不同岩石(例如，不同的地层类型等)的钻井，导致刀片顶部接触岩石的WOB可以不同。作为示例，一种方法可以包括确定接触发生时的最大DOC值(例如，经由如图13所示的计算的DOC值的差异)。作为示例，一种方法本身可以利用或不利用相应的WOB编号。

如参照图12所述，刀片顶部可具有一种或多种不同类型的几何特征(例如，见图12中的特征1228)。例如，考虑一种钮扣形碳化钨挤压件。作为示例，钻头可以包括一个或多个这种挤压件，例如，当由于钻头弹跳等可能出现一个或多个WOB尖峰时，这些挤压件可以起到避免过度DOC的作用。当DOC非常小时，这些特征可能接触地层顶部。作为示例，一种方法可以包括执行IDEAS框架分析(例如，或对DOC和WOB等的其他分析)，其中这种接触可以被允许发生(例如，是可接受的)。在这样的示例中，一种方法可以利用两条曲线之间的DOC差异的特定阈值来确定刀片顶部接触有效发生的最大DOC点。在曲线关系图1310和1320中，可以在每个曲线关系图1310和1320中的两条曲线偏离(例如，偏离一定量)的圆圈区域中看到阈值。作为示例，可以利用衍生类型的分析(例如，斜率)和/或可以利用模型(例如，线性、非线性等)，其中可以分析一个或多个模型参数的差异，该差异可以指示特定钻头的最大DOC。

如上所述，图10的ROP发动机1000可包括泥浆马达发动机1040，作为为特定泥浆马达生成数据的计算发动机。如上所述，图10的ROP发动机1000可以利用泥浆马达发动机1040和钻头发动机1020来生成一个或多个ROP值。

图14示出了地质环境1401中的钻井组件1400的示例，该钻井组件1400包括钻孔1403，其中钻井组件1400(例如，钻柱)包括钻头1404和马达部分1410，其中马达部分1410包括可以驱动钻头1404(例如，使钻头1404旋转并加深钻孔1403)的泥浆马达。

如图所示，马达部分1410包括排放阀(dump)1412、功率部分1414、地面可调节的弯曲壳体1416、传动组件1418、轴承部分1420和驱动轴1422，它们可操作地联接到钻头，例如钻头1404。钻井液通过功率部分1414的流动可以产生可以旋转驱动轴1422的动力，驱动轴1422可以旋转钻头1404。

关于功率部分1414，两个示例被示出为功率部分1414-1和功率部分1414-2，每个包括壳体1442、转子1444和定子1446。转子1444和定子1446可以用一比率来表征。例如，功率部分1414-1可以是5:6的比率，而功率部分1414-2可以是1:2的比率，如在横截面视图中所见，其可以涉及凸角(lobe)(例如，转子/定子凸角配置)。图14的马达部分1410可以是POWERPAK系列马达部分(Schlumberger Limited,Houston,Texas)或另一种类型的马达部分。POWERPAK系列马达部分可以包括1:2、2:3、3:4、4:5、5:6和7:8的比率以及相应的凸角配置。

功率部分可以将来自钻井液的液压能转换成机械动力以转动钻头。例如，考虑Moineau泵原理的反向应用。在操作期间，钻井液可以在一定压力下被泵入功率部分，该压力导致转子在定子内旋转，其中旋转力通过传动轴和驱动轴传递到钻头。

马达部分可以部分地由耐腐蚀不锈钢制造，其中可以存在镀铬薄层以减少摩擦和磨损。作为示例，碳化钨可用于涂覆转子，例如以减少磨损和腐蚀损坏。至于定子，它可以由钢管形成，该钢管可以是具有弹性体材料的壳体(参见例如壳体1442)，该弹性体材料衬在钢管的孔中以限定定子。弹性体材料可称为衬里，或者当与管或壳体组装时，可称为定子。作为示例，弹性材料可以模制到管的孔中。可以配制弹性体材料以抵抗磨损和烃引起的劣化。各种类型的弹性材料可用于功率部分，有些可能是专有的。弹性材料的特性可以针对特定类型的操作进行定制，这可能会考虑诸如温度、速度、转子类型、钻井液类型等因素。转子和定子可以通过螺旋轮廓，例如螺旋和/或凸角，来表征。转子可以比定子少一个螺旋或凸角(例如，参见图14中的横截面图)。

在运行期间，转子和定子可以在它们的接触点处沿直线形成连续密封，这会产生多个独立的腔。当流体被迫通过这些渐进的腔时，它会导致转子在定子内旋转。转子在定子内的运动称为章动。对于每个章动周期，转子旋转一个凸角宽度的距离。转子章动定子中的每个凸角以完成钻头盒的一圈。例如，具有7:8转子/定子凸角配置且钻头盒的速度为100RPM的马达部分将具有的章动速度为每分钟700周。通常，扭矩输出随着凸角的数量而增加，这对应于较慢的速度。扭矩还取决于级数，其中级是定子螺旋线的完整螺旋。功率定义为速度乘以扭矩；但是，马达中的凸角数量更多并不一定意味着马达产生更多的功率。具有更多凸角的马达趋于效率较低，因为转子和定子之间的密封面积随着刀片数量的增加而增加。

转子平均直径(例如，波谷到凸角峰值测量)和定子小直径(凸角波峰到凸角峰值)的大小之间的差异被定义为转子/定子干涉配合。在计划的井下条件下，各种马达装配有尺寸大于定子内孔的转子，这可以产生称为正配合的强正干涉密封。在预期更高的井下温度的情况下，可以在马达组装期间减少正配合，以允许形成定子的弹性体材料(例如，定子衬套)膨胀。可以考虑泥浆重量和垂直深度，因为它们会影响定子衬套上的静水压力。计算框架，例如POWERFIT框架(Schlumberger Limited,Houston,Texas)，可用于计算期望的干涉配合。

至于弹性体材料的一些示例，考虑倾向于额定为约138℃(280°F)的丁腈橡胶和可配制为抵抗化学侵蚀并额定为约177℃(350°F)的高饱和丁腈橡胶。

定子的螺旋级长度被定义为定子中的一个凸角沿其围绕定子主体的螺旋路径旋转360度的轴向长度。转子的级长与定子的级长不同，因为转子的级长比相应的定子短。更多级可以增加功率部分中流体腔的数量，这会导致更大的总压降。在相同的压差条件下，级数越多的功率部分趋于更高地保持速度，因为每级的压降越小，泄漏就越少。

钻井液温度，可称为泥浆温度或泥浆流体温度，可以是确定装配功率部分的定子和转子时的干涉量的因素。至于干涉，更大的干涉会导致定子承受更高的剪切应力，其可以导致疲劳损坏。疲劳会导致定子衬套过早出现分块(chunking)故障。作为示例，氯化物或其他此类卤化物可能会损坏电源部分。例如，这种卤化物可能通过腐蚀损坏转子，其中粗糙边缘的转子可以切入定子衬里(例如，从弹性衬里上切掉顶部)。这样的切口会降低转子/定子密封的有效性，并可能导致马达在低压差下失速(例如，使定子分块)。对于具有过饱和水相的油基泥浆(OBM)和盐泥浆，涂层转子可能是有益的。

关于压差，如上所述，其定义为由马达的转子/定子部分(功率部分)产生的井底钻井压力和离开井底钻井压力之间的差。如前所述，对于较大的压差，趋于会有更高的扭矩输出和更低的轴速。以大于推荐的压差运行的马达更容易出现过早的分块。这种分块可以遵循螺旋路径或均匀地穿过定子衬套。功率部分的寿命可能取决于可能导致分块的因素(例如，对定子的损坏)，这可能取决于转子的特性(例如，表面特性等)。

至于待钻的井筒的轨迹，它可以部分地由一个或多个狗腿严重性(DLS)来定义。在井的高DLS间隔中旋转马达会增加损坏定子的风险。例如，井筒的几何形状会导致马达部分弯曲和挠曲。与马达的其他部分相比，功率部分的定子相对更挠性。在定子壳体弯曲的地方，弹性衬套会被壳体偏压或推压，这会导致弹性衬套向转子施加力。这种力会导致对定子凸角的过度压缩并导致分块。

马达可以具有功率曲线。可以在实验室中使用测功机(dynamo meter)，例如，使用室温下的水来确定输入(其为流量和压差)与功率输出(为RPM和扭矩的形式)之间的关系，进行测试。这样的信息可在马达手册中获得。然而，由于各种因素，井下实际发生的情况可能会有所不同。例如，由于井下压力和温度的影响，可以降低输出(例如，马达功率输出)。这种减少可能会导致人们得出结论，马达不在工作。作为响应，司钻可能会继续推动，以致压力变得过高，这会因失速而损坏弹性材料(例如，损坏定子)。

图15示出了计算框架的图形用户界面1500的示例，该计算框架可以生成泥浆马达数据，例如在RPM和扭矩与压差的关系图1510中所示的数据。如图15所示，GUI 1500可以包括用于输入泥浆马达参数(例如，偏心率、最大流量、最小流量、定子大直径、转子大直径、转子小直径、凸角数、定子级数等)的各个字段，并可以包括输入模型参数(例如，功率部分类型，弹性体类型，配合轮廓类型，配合调节，泥浆密度，泥浆温度，参考温度，液压等)的各个字段。

图16示出了具有6/7功率部分和8.0级的泥浆马达的示例关系图1610。在关系图1610中，示出了可以考虑用于一个或多个钻井操作的各个点。具体地，在图16的示例中，关系图1610包括如下点：ΔP为800、1000和1200psi；流量为250和350GPM；和SRPM 40、60和80。

图17示出了图形用户界面1700的示例，其包括钻头和泥浆马达的组合的流量、SRPM(由地面设备提供的地面RPM)、压差和ROP设定点的值的示例表1710和示例关系图1720。

图18示出了图形用户界面1800的示例，其包括钻头和泥浆马达的另一种组合的流量、SRPM(由地面设备提供的地面RPM)、压差和ROP设定点的值的示例表1810和示例关系图1820。

图19示出了图形用户界面1900的示例，其包括稳定钻进速率(ROP)灵敏度数据，该数据根据诸如横向振动风险、轴向振动风险和粘滑风险等因素进行编码。

在图19的示例中，GUI 1900包括灵敏度图表，其中图表中的数据经由执行钻井模拟生成。该图表可以被认为是基体，其例如可以被呈现给钻机现场处的舱室(例如，狗舍等)中的显示器，在该钻机现场处，钻井操作将要发生、正在发生等。如所解释的，井场可以包括各种仪器，例如一个或多个重量指示器、压力指示器、旋转速率指示器、流量指示器等。如上所述，这种仪器可以是模拟和/或数字的。

在图19的示例中，基体示出了模拟钻井场景的值，具有关于钻头处的冲击和振动响应的指示。在基体中(粗黑线内)，每个单元是一个钻井场景，具有给定的流量、地面RPM(SRPM)和WOB，其中输出给定WOB的压差(DP)。

在计划和/或执行期间，当选择一个或多个钻井参数时，方法可包括选择一个或多个具有较小冲击和振动风险以及较高机ROP的单元。例如，考虑在WOB超过20klbf的情况下运行将导致更高的冲击和振动风险(参见，例如，“Lat(3.0)”)。这样，可以指示推荐(例如，参见“稳定的(Stable)”)使用低于20klbf(例如，大于或等于15klbf并且小于20klbf)的WOB。作为示例，操作可以使用压差控制钻井，其中可以推荐使用压差低于大约389psi运行马达(例如，参见“Lat(3.0)”和“Stable”)。例如，考虑可以利用压差控制钻井的自动和/或半自动钻井方法。在这样的示例中，控制器可以被设置为在压差控制钻井模式下操作，其中压差设定点为350psi(例如，在冲击和振动风险低的情况下低于389psi)，并且其中ROP设置限制然后可以使用合适的示例工作流程来确定(例如，参见图13、图20、图21等)。作为示例，工作流程可以包括确定钻头的最大DOC；通过将地面RPM(SRPM)和马达RPM相加来确定钻头的总RPM，其中马达RPM可以使用压差设定点、流量和马达特性来计算；以及确定控制器的最大ROP设定限制。这种方法可以包括使用最大ROP设定限制(例如，最大ROP设定点限制等)钻井，其中钻井可以以自动方式、半自动方式和/或手动方式(例如，经由可操作地联接到钻井设备的一个或多个人工输入装置(HID)等)进行。

关于图19示例中的各种振动指示，作为示例，轴向振动可导致钻头弹跳(例如，考虑与弹跳相关的冲击)，这可能损坏钻头切割件和轴承。横向振动是一种破坏性的振动，当BHA冲击井壁时，会产生巨大的冲击。在某些情况下，BHA和钻柱接触点之间的相互作用可能会使系统产生反向涡动(whirl)。反向涡动趋于是最严重的振动形式，会产生高频率、大幅度的弯矩波动，从而导致组件和连接件的高疲劳率。组件中的不平衡会导致离心引起的钻柱弯曲，这可能会产生向前的涡动，并导致组件的单侧磨损。扭转振动会导致不规则的井下旋转。粘滑可能在钻井时看到，可能是钻柱扭转振动的一种严重形式，此时钻头会静止一段时间。随着粘滑程度的增加，卡滞期的长度趋于增加，钻头脱离时的旋转加速度也是如此。扭转波动会使钻铤连接件疲劳，并可能损坏钻头。如果主要激励源来自钻头，使用泥浆马达的钻井操作可能有助于解决粘滑，但是泥浆马达本身的存在并不能防止粘滑。例如，即使泥浆马达以稳定的速率转动钻头，泥浆马达上方的钻柱和BHA也会产生粘滑运动。

在图19的示例中，相对于压差(DP)、WOB、SRPM(如由地面设备提供的地面RPM)和FLOW示出了操作参数的稳定区域，其中ROP通过150.12英尺/小时的系数标准化。

作为示例，轨迹可部分由测得的深度(MD)度量定义，其可为例如1000米或更长。作为示例，考虑二叠纪盆地(Permian Basin)中总测量深度超过1000米的井的轨迹，以及指示钻三段的三到十次起下钻的井计划。在这样的示例中，可以利用ROP发动机来生成一个或多个ROP值，该ROP值可以说明钻头和/或泥浆马达状况。在这样的示例中，通过根据一个或多个ROP值执行一个或多个钻井操作，可以将起下钻的次数减少或优化到最小。起下钻次数的减少可以节省大量时间，因为从5000米MD的钻孔起钻可能需要几个小时(例如，超过四个小时)。有时，司钻可能会根据个人知识尽可能快地钻井，这可能会导致关于设备和起下钻次数的不确定性。ROP发动机可有助于减少这种不确定性，并减少对司钻的快速钻进要求，因为钻机可根据推荐的、生成的ROP值(或多个值)进行钻进。在钻井持续数天(例如，或数周)的情况下，降低对司钻的要求可以帮助司钻专注于一个或多个其他活动、关注等(例如，工人的安全等)。

作为示例，考虑根据ROP发动机的输出进行的钻井操作，其中，例如，可分析由钻井液携带至地面的钻屑。在这样的示例中，钻屑可以与输入到ROP发动机的数据进行比较，例如与可以确定关于地层的DOC数据的钻头发动机进行比较。在这样的示例中，在钻头发动机的输入和钻屑分析输出之间存在不匹配的情况下，可以执行钻头发动机，并且ROP发动机可以生成一个或多个修正的ROP值。在这样的示例中，可以存在循环，该循环可以使ROP发动机基于关于被钻地层的数据产生一个或多个修正的ROP值。

作为示例，在被安排或以其他方式要求起下钻的情况下，可执行ROP发动机，以确定一种或多种钻头类型和/或泥浆马达类型，其可适于在下钻时继续钻井。例如，考虑针对计划外起下钻的钻头和泥浆马达组合的推荐，其中一旦钻柱被起钻，当前的钻头和泥浆马达可以被替换。这种方法可以提供更少的未来起下钻、更佳的ROP、总时间的减少等中的一个或多个。由于起钻可能需要几个小时，在根据ROP发动机推荐决定更换钻头和/或泥浆马达的情况下，可能会发生地面活动，以便于进行更换。例如，采购钻头和/或泥浆马达(例如，从库存中取回、运入等)和准备钻头和/或泥浆马达以便更换(例如，定位、准备工具等)。

如所解释的，ROP发动机可以帮助减少意外损坏的发生，同时提供可能与各种类型的风险相关联的最佳ROP或一组ROP(参见例如图19的GUI1900)。在这种方法中，ROP发动机可以提供一个或多个ROP设定点，这可以促进调度(参见例如图9的GUI 900)并降低调度改变的风险。如图9的GUI 900所示，对于8.5英寸井段的构造，钻井至深度(3530英尺至6530英尺或1076米至1990米)估计需要大约103小时，即大约4.3天。如果由于设备状况需要非预期(例如，计划外)起下钻，时间可能会延长半天，这比预计时间增加约10％。如果设备状况是由于钻头体与正在钻井的地层接合，这可能表明修改ROP值可能是有益的(例如，每个钻头发动机)。在这样的示例中，ROP发动机可以使用信息(例如，钻屑、钻头状况等)生成一个或多个修正的ROP值，从而减少重复的钻头相关事件的风险，并且使得ROP对于相同类型的钻头和/或对于不同类型的钻头和/或马达是可接受的。

图20示出了方法2000的示例，其包括用于接收候选钻头的接收框2010、用于生成切割深度(DOC)和接合数据的生成框2012、用于输出DOC和接合数据的输出框2014、用于接收钻头马达范围的接收框2030、用于生成泥浆马达数据的生成框2032、用于生成一个或多个钻进速率(ROP)值的生成框2050、用于使用一个或多个ROP值中的一个或多个来生成钻井操作计划的计划框2052，以及用于使用一个或多个ROP值中的一个或多个来控制一个或多个钻井操作的控制框2054。作为示例，方法2000可以利用图10的ROP发动机1000的一个或多个特征。例如，框2010、2012和2014可以利用钻头发动机1020，而框2030和2032可以利用泥浆马达发动机1040。如上所述，ROP发动机1000可以包括一个或多个其他特征1060。

在图20的示例中，方法2000可以实时实施，其中，例如，经由一种或多种技术(例如，传感器等)获取的数据被用作对一个或多个框2010、2012、2014、2030、2032和2050的反馈，这可能导致生成一个或多个ROP值，可选地，生成一个或多个修正的ROP值。

在图20的示例中，框2012可以输出数据，例如用于一个或多个钻头的GUI1300的数据，例如，其中可以确定钻头顶部接合地层的切割深度(DOC)(例如，关于钻头体损坏的风险)。作为示例，钻头顶部可以由刀片的一个或多个部分限定。在这样的示例中，DOC可以定义为最大切割深度(例如，最大DOC)。作为示例，最大DOC可以定义为关于钻头的一个或多个部分与地层(例如岩石)之间的不希望的、有害的接触，这可能使钻头处于损坏风险中(例如，寿命缩短)。作为示例，框2012可以利用计算框架，例如IDEAS框架。

在图20的示例中，框2030可以包括接收一个或多个推荐的压差范围、一个或多个SRPM范围、一个或多个流量范围，这可能与一个或多个钻头和泥浆马达组合相关联。作为示例，框2030可以包括从操作数据和/或实时数据接收上述范围中的一个或多个。例如，考虑已钻井段、已钻井段的一部分、已钻井的偏移井等的操作数据。至于实时数据，这种数据可能与现场的设备和/或操作条件密切相关。例如，将泥浆泵数据视为与一种或多种类型的钻井液相关联，这可以提供关于压差范围、流量范围和SRPM范围的指示(例如，因为RPM与钻井液的流量相关)。至于框2032，它可以包括马达功率部分特性，其可以是一个或多条马达功率部分特性曲线的形式(例如，来自规范、泥浆马达发动机、泥浆马达发动机的测试数据等)。

关于生成框2050，其可利用各种信息生成一个或多个ROP值，该ROP值可作为限制(例如，设定点等)输出，来引导司钻、控制钻井等。作为示例，方法2000可以包括当钻头的刀片顶部与地层有效接触时确定钻头的最大DOC；通过将地面RPM和马达RPM相加来确定钻头的总RPM(例如，马达RPM可以由压差设定点、流量和马达特性来确定)；以及通过将最大DOC(例如，每转)乘以总RPM来生成ROP设定限制。

作为示例，方法2000可输出包括一个或多个ROP值的一个或多个数据结构，例如，分别如图17和18的示例GUI 1700和1800所示。作为示例，方法2000可以以查找表或其他类型的数据结构的形式来输出ROP设定点推荐。在这样的示例中，数据结构可以包括流量、SRPM、压差信息，在给定流量、SRPM和压差的情况下，这些信息可以用来确定ROP设定点。

图20的方法2000示出为包括各种计算机可读存储介质(CRM)框2011、2013、2015、2031、2033、2051、2053和2055，其可包括可指示计算系统(其可为控制系统)执行关于方法2000所述的一个或多个动作的处理器可执行指令。作为示例，诸如图4的系统470的系统可以用于实现方法2000的一个或多个部分。作为示例，指令476可以包括可由一个或多个处理器472中的至少一个执行的指令。

图21示出了方法2100的示例和系统2190的示例。方法2100包括接收框2110，用于接收考虑钻头体地层接合的钻头的最大切割深度值；接收模块2120，用于接收至少部分基于泥浆马达的压差值的钻头的总旋转速率值；生成框2130，用于通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘来生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；以及操作框2140，用于根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。

关于生成框2130，其可利用如关于图20的生成框2050所解释的方法。如所解释的，一种方法可以包括根据所使用的特定钻头、所使用的马达和压差设定点来确定最大ROP设定限制。

作为示例，一种方法可包括确定考虑了钻头体地层接合的钻头的最大切割深度值；通过将地面RPM值和泥浆马达RPM值相加来确定钻头的总RPM值，其中泥浆马达RPM值是使用压差值(例如压差设定点等)、流量值和一个或多个泥浆马达特性来计算的；以及生成最大ROP限制(例如，设定点限制)，用于使用可操作地联接到泥浆马达的钻头进行钻井。在这样的示例中，地面RPM值(SRPM)可以是零或非零值。如上所述，钻井可以经由泥浆马达或经由泥浆马达和一个或多个地面马达(例如，旋转台、顶部驱动器等)进行。

方法2100示出为包括各种计算机可读存储介质(CRM)框2111、2121、2131和2141，其可包括可指示计算系统(其可为控制系统)执行关于方法2100描述的一个或多个动作的处理器可执行指令。

在图21的示例中，系统2190包括一个或多个信息存储设备2191、一个或多个计算机2192、一个或多个网络2195和指令2196。关于一个或多个计算机2192，每个计算机可以包括一个或多个处理器(例如，或处理核)2193和用于存储例如可由一个或多个处理器2193中的至少一个执行的指令2196的存储器2194(例如，参见框2111、2121、2131和2141)。作为示例，计算机可以包括一个或多个网络接口(例如，有线或无线)、一个或多个图形卡、显示接口(例如，有线或无线)等。

作为示例，方法2100可为工作流程，其可使用框架环境内的一个或多个框架实施。作为示例，系统2190可以包括本地和/或远程资源。例如，将在客户端设备上执行的浏览器应用视为相对于该浏览器应用的用户的本地资源，并将基于云的计算设备视为相对于该用户的远程资源。在这样的示例中，用户可以经由浏览器应用与客户端设备交互，其中信息被传输到基于云的计算设备(或多个设备),并且其中信息可以作为响应被接收并被呈现给可操作地联接到客户端设备的显示器(例如，经由服务、API等)。

图22示出了系统2200的示例，其可以是井建造生态系统。如图所示，系统2200可以包括ROP发动机1000的一个或多个实例，并且可以包括钻机基础设施2210和钻井计划组件2220，钻井计划组件2220可以例如经由钻井操作层2240生成或以其他方式传送与要利用钻机基础设施2210执行的计划相关联的信息，钻井操作层2240包括井场组件2242和场外组件2244。如图所示，由钻井操作层2240获取和/或生成的数据可被传输到数据存档组件2250，其可被用于例如计划一个或多个操作的目的(例如，按照钻井计划组件2220)。

在图22的示例中，ROP发动机1000示出为针对钻井计划组件2220、井场组件2242和/或场外组件2244实施。

作为示例，ROP发动机1000可与系统2200中的一个或多个组件相互作用。如图所示，ROP发动机1000可以与钻井计划组件2220结合使用。在这样的示例中，从数据存档组件2250访问的数据可以用于评估ROP发动机1000的输出，或者例如可以用作ROP发动机1000的输入。作为示例，数据存档组件2250可以包括一口或多口偏移井和/或一口或多口当前井的钻井数据，这些数据与一种或多种类型的钻头、一种或多种类型的泥浆马达等的规格和/或操作有关。在这样的示例中，钻井数据可以包括进行底部数据，其中钻头在钻孔底部接合地层以钻入地层。作为示例，这样的数据可以与诸如IDEAS框架之类的框架结合使用。作为示例，这种数据可以与图10的钻头发动机1020结合使用。作为示例，这种数据可以包括泥浆马达运行数据，其可以例如与泥浆马达发动机1040结合使用。如图22所示，钻井操作层2240的各种组件可以利用ROP发动机1000和/或由钻井计划组件2220输出的钻井数字计划。在钻井期间，可以获取执行数据，ROP发动机1000可以利用该执行数据来例如更新一个或多个ROP值(例如，ROP限制等)。这种执行数据可以在数据存档组件2250中存档，其可以在一个或多个钻井操作期间存档，并且可以由钻井计划组件2220获得，例如，用于重新计划等。作为示例，执行数据可以包括进行底部数据，如上所述，该进行(going on)底部数据可以由ROP发动机1000使用和/或与ROP发动机1000结合使用。

例如，进行底部数据可包括与标记底部的钻头相关的数据，其可包括诸如钻压数据，并可包括与经由泥浆马达和/或地面设备旋转钻头相关的数据。作为示例，系统2200可以旨在以符合一个或多个ROP限制的方式优化进行底部。例如，优化可以包括降低损坏井、钻头和/或泥浆马达的风险。作为示例，优化可以考虑例如在连接(例如，添加管道等)期间可能已经迁移到井的底部的地层钻屑。作为示例，一种或多种类型的数据可用于确定钻头是否已经标记底部，包括例如，对应于钻头承受重量的钩载的减少、当钻头开始与井的底部处的物质接合时地面扭矩的增加、当钻头喷嘴流开始遇到更多阻力时立柱压力的增加和/或当钻头到达井的底部处的物质时泥浆马达是否正在运行。如示例GUI 1100中所示，在钻井期间可以利用一个或多个ROP设定点和/或一个或多个ROP限制，其可以是周期性的(例如，以逐个管道或逐个立柱的方式、以基于状态的方式等)。

如前所述的，钻井可增加孔的深度。作为示例，在非钻井期间(例如，非钻井状态)，被泵送到钻柱中的流体的流量可以增加和/或减少，钻柱的旋转速率可以增加和/或减少，钻头可以向上和/或向下移动，或者它们的组合。非钻井活动可以是或包括钻头空闲(例如，不钻井)并且卡瓦组件不与钻柱接合的时间。

作为示例，预连接可指钻头已完成当前管段等的钻井操作的状态，但是卡瓦组件还没有开始移动(例如，径向向内)与钻柱接合。在预连接期间，被泵送到钻柱中的流体的流量可以增加和/或减少，钻柱的旋旋转速率度可以增加和/或减少，钻头可以向上和/或向下移动，或者它们的组合。

作为示例，连接可指卡瓦组件与钻柱接合并支撑钻柱的状态(例如，钻柱为“在内卡瓦”)。当发生连接时，一段(例如，管道、立柱等)可以被添加到钻柱中以增加钻柱的长度，或者可以从钻柱中移除一段以减少钻柱的长度。

作为示例，后连接可指卡瓦组件释放钻柱，带钻头的钻柱下降至底部(例如，井底或BOH)的状态。在后连接期间，被泵送到钻柱中的流体的流量可以增加和/或减少，钻柱的旋转速率可以增加和/或减少，钻头可以向上和/或向下移动，或者它们的组合。

作为示例，一种方法可包括根据一个或多个生成的ROP值进行钻井，所述ROP值可为一个或多个ROP设定点和/或一个或多个ROP限制。在这样的示例中，钻井系统可以根据一个或多个操作状态(例如，钻井状态等)进行分类。作为示例，到钻井状态的转换可以触发一个或多个ROP值的使用(例如，由ROP发动机1000生成的)。如关于图19的GUI 1900所解释的，可以考虑各种因素来选择ROP值。如上所述的，可以至少部分基于振动风险和/或粘滑风险来选择ROP值。

如图20的方法2000所示，一个或多个生成的ROP值(例如，由ROP发动机1000生成的)可用于计划(例如，通过计划框2052)和/或可用于控制(例如，通过控制框2054)。作为示例，图20的方法2000和/或图21的方法2100的一个或多个动作可以被图22的系统2200利用。

作为示例，一种方法可包括接收考虑钻头体地层接合的钻头最大切割深度值；接收至少部分基于泥浆马达的压差值的钻头的总旋转速率值；通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘，生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；以及根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。在这样的示例中，钻进速率(ROP)值可以是设定点或限制(例如，参见图11的GUI 1100等)。

作为示例，可针对钻井液的流量生成钻进速率值，如前所述，所述钻井液可用于驱动泥浆马达(例如，参见图14的马达部分1410)。

作为示例，可为井场系统的地面设备的地面旋转速率值生成钻进速率值，该井场系统旋转包括钻头和泥浆马达的钻柱。

作为示例，最大切割深度值可考虑一个或多个钮扣形特征，其防止钻头进行钻头-地层弹跳。例如，考虑可以包含在钻头上的碳化钨类型的钮扣状特征。

作为示例，一种方法可包括向可操作地联接至井场系统的控制器的显示器呈现钻进速率值(参见，例如，图4的系统470、图22的系统2200等)。

作为示例，一种方法可包括使用钻进速率值设置钻进速率设定点，以及，例如，使用钻进速率设定点控制井场系统的设备(参见，例如，图11的GUI1100)。

作为示例，钻井可包括滑动模式钻井和/或旋转模式钻井(例如，见图7的图形用户界面700)。

作为示例，一种方法可包括为具有一个或多个相应钻进速率值的多个压差值生成灵敏度信息，其中灵敏度信息指示振动风险(例如，见图19的GUI1900)。在这样的示例中，多个压差值中的每一个可以包括对应的地面旋转速率值，多个压差值中的每一个可以包括对应的钻压值，多个压差值中的每一个可以包括对应的地面旋转速率值和对应的流量值，多个压差值中的每一个可以包括对应的钻压值、对应的地面旋转速率值和对应的流量值。作为示例，振动风险可以包括横向振动风险和轴向振动风险中的至少一个。作为示例，钻井可以包括利用一个或多个相应的钻进速率值之一作为钻进速率设定点(例如，或限制)，以及利用多个压差值之一作为压差设定点(例如，或限制)。

作为示例，一种方法可包括生成具有一个或多个相应钻进速率值的多个钻压值的灵敏度信息，其中灵敏度信息指示振动风险。在这样的示例中，钻井可以包括利用一个或多个相应的钻进速率值中的一个作为钻进速率设定点(例如，或限制)，以及利用多个钻压值中的一个作为钻压设定点(例如，或限制)。

作为示例，一种方法可包括响应对通过钻井产生的钻屑的分析，改变钻进速率设定点。例如，考虑分析钻屑，以获得所钻地层的地层特性与钻头体地层接合数据(例如，用于确定最大切割深度值)的地层特性不匹配的指示。作为示例，钻屑可以是例如由钻井液(例如，泥浆)带到地面的岩石的切屑。

作为示例，一种方法可包括，响应暂停钻井和起钻的决定，评估一个或多个钻进速率值，以选择钻头、泥浆马达或钻头和泥浆马达的组合，用于下钻和后续钻井。

作为示例，钻头体地层接合数据可包括基体钻头的数据。例如，钻头体地层接合数据可以包括钻头的一个或多个钮扣形特征的数据。

作为示例，一种方法可包括针对至少一种类型的振动生成钻进速率稳定性灵敏度数据。例如，考虑轴向振动和/或横向振动。

作为示例，钻井可包括定向钻井。作为示例，钻井可以根据包括狗腿的钻孔轨迹来执行。

作为示例，可根据数字计划进行钻井，所述数字计划包括一个或多个生成的ROP值，所述ROP值可用作钻井期间的一个或多个设定点和/或一个或多个限制(例如，数字计划的执行)。作为示例，一个或多个信号可以触发使用一个或多个生成的ROP值改变设定点和/或一个或多个限制。作为示例，诸如图22的系统2200的系统可用于储层开发的一个或多个阶段，用于经由钻入储层并完成以形成井(例如生产井)的钻孔从储层生产流体，和/或用于经由钻入储层并完成以形成井(例如注入井)的钻孔将流体注入储层。

作为示例，系统可包括处理器；处理器可访问的存储器；存储在存储器中的处理器可执行指令，该指令可执行以指示系统:接收考虑钻头体地层接合的钻头的最大切割深度值；接收至少部分基于泥浆马达的压差值的钻头的总旋转速率值；通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘，生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；并且根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。

作为示例，一种或多种计算机可读存储介质可包括处理器可执行指令，以指示计算系统:接收考虑钻头体地层接合的钻头最大切割深度值；接收至少部分基于泥浆马达的压差值的钻头的总旋转速率值；通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘，生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；并且根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。

作为示例，一种方法可以部分地使用计算机可读介质(CRM)来实现，例如，作为模块、框等，其包括诸如适合于由一个或多个处理器(或处理器内核)执行的指令之类的信息来指示计算设备或系统执行一个或多个动作。作为示例，单个介质可以配置有指令以至少部分地允许执行方法的各种动作。作为示例，计算机可读介质(CRM)可以是不是载波的计算机可读存储介质(例如，非瞬态介质)。

根据一实施例，一种或多种计算机可读介质可包括计算机可执行指令，以指示计算系统输出用于控制过程的信息。例如，这种指令可以提供对感测过程、注入过程、钻井过程、提取过程、挤压过程、泵送过程、加热过程等的输出。

在一些实施例中，计算系统可执行一种或多种方法。图23示出了可以包括一个或多个计算系统2301-1、2301-2、2301-3和2301-4的系统2300的示例，这些计算系统可以经由一个或多个网络2309可操作地联接，所述一个或多个网络2309可以包括有线和/或无线网络。

作为示例，系统可包括单独的计算机系统或分布式计算机系统的布置。在图23的示例中，计算机系统2301-1可以包括一个或多个模块2302，其可以是或包括处理器可执行指令，例如，可执行来执行各种任务(例如，接收信息、请求信息、处理信息、模拟、输出信息等)。

作为示例，模块可独立执行，或与一个或多个处理器2304协调执行，一个或多个处理器2304可操作地联接至一个或多个存储介质2306(例如，经由有线、无线等)。作为示例，一个或多个处理器2304中的一个或多个可以操作地联接到一个或多个网络接口2307中的至少一个。在这样的示例中，计算机系统2301-1可以例如经由一个或多个网络2309(例如，考虑因特网、专用网络、蜂窝网络、卫星网络等中的一个或多个)发送和/或接收信息。

作为示例，计算机系统2301-1可从一个或多个其他设备接收信息和/或向一个或多个其他装置发送信息，所述其他装置可为或包括例如一个或多个计算机系统2301-2等。设备可以位于不同于计算机系统2301-1的物理位置。作为示例，位置可以是例如处理设施位置、数据中心位置(例如，服务器场等)、钻机位置、井场位置、井下位置等。

作为示例，处理器可为或包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统、可编程集成电路、可编程门阵列或其他控制或计算装置。

作为示例，存储介质2306可实施为一种或多种计算机可读或机器可读存储介质。作为示例，存储可以分布在计算系统和/或附加计算系统的多个内部和/或外部机箱内和/或之间。

作为示例，一个或多个存储介质可包括一种或多种不同形式的存储器，包括半导体存储设备，如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦除和可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)和闪存、磁盘，如固定磁盘、软盘和可移动磁盘、包括磁带在内的其他磁介质、光学介质，如光盘(CD)或数字视频光盘(DVD)、蓝光光盘或其他类型的光学存储器，或其他类型的存储设备。

作为示例，一个或多个存储介质可位于运行机器可读指令的机器中，或位于可通过网络下载机器可读指令以供执行的远程站点。

作为示例，系统的各种组件，例如计算机系统，可在硬件、软件或硬件和软件的组合(例如，包括固件)中实施，包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路。

作为示例，系统可包括处理装置，该处理装置可为或包括通用处理器或专用芯片(例如，或芯片组)，如ASIC、FPGA、PLD或其他合适的设备。

图24示出了计算系统2400和网络系统2410的组件。系统2400包括一个或多个处理器2402、存储器和/或存储组件2404、一个或多个输入和/或输出设备2406以及总线2408。根据一实施例，指令可以存储在一个或多个计算机可读介质(例如，存储器/存储组件2404)中。这样的指令可以由一个或多个处理器(例如，处理器2402)经由通信总线(例如，总线2408)来读取，通信总线可以是有线的或无线的。一个或多个处理器可以执行这样的指令来实现(全部或部分)一个或多个属性(例如，作为方法的一部分)。用户可以经由I/O设备(例如，设备2406)查看来自过程的输出并与之交互。根据一实施例，计算机可读介质可以是存储组件，例如物理存储器存储设备，例如芯片、封装上的芯片、存储卡等。

根据一实施例，组件可为分布式的，例如在网络系统2410中。网络系统2410包括组件2422-1、2422-2、2422-3...2422-N。例如，组件2422-1可以包括处理器2402，而组件2422-3可以包括可由处理器2402访问的存储器。此外，组件2422-2可以包括用于显示和可选地与方法交互的I/O设备。网络可以是或包括互联网、内联网、蜂窝网络、卫星网络等。

例如，设备可为包括一个或多个用于信息通信的网络接口的移动设备。例如，移动设备可以包括无线网络接口(例如，可经由IEEE 802.11、ETSI GSM、蓝牙、卫星等操作)。作为示例，移动设备可以包括诸如主处理器、存储器、显示器、显示图形电路(例如，可选地包括触摸和手势电路)、SIM插槽、音频/视频电路、运动处理电路(例如，加速度计、陀螺仪)、无线LAN电路、智能卡电路、发射器电路、GPS电路和电池之类的组件。作为示例，移动设备可以被配置为手机、平板电脑等。作为示例，可以使用移动设备来实现(例如，全部或部分)一种方法。作为示例，系统可以包括一个或多个移动设备。

作为示例，系统可为分布式环境，例如，所谓的“云”环境，其中各种设备、组件等为数据存储、通信、计算等目的进行交互。作为示例，设备或系统可以包括一个或多个组件，用于经由互联网(例如，在经由一个或多个互联网协议进行通信的情况下)、蜂窝网络、卫星网络等中的一个或多个进行信息通信。作为示例，方法可以在分布式环境中实现(例如，全部或部分作为基于云的服务)。

作为示例，信息可从显示器(例如，考虑触摸屏)输入，输出到显示器或两者。作为示例，信息可以输出到投影仪、激光设备、打印机等，使得信息可以被查看。作为示例，信息可以立体地或全息地输出。至于打印机，考虑2D或3D打印机。作为示例，3D打印机可以包括一种或多种物质，可以输出这些物质来构造3D对象。例如，数据可以被提供给3D打印机以构建地下地层的3D表示。作为示例，层可以以3D方式构建(例如，层位等)、3D构造的地质体等。作为示例，孔洞、裂缝等可以3D方式构建(例如，作为正结构、作为负结构等)。

尽管上文仅详细描述了几个示例，但本领域技术人员将容易理解，示例中可能存在许多修改。因此，所有这样的修改都旨在包括在如以下权利要求所限定的本公开的范围内。在权利要求中，装置加功能条款旨在涵盖在此描述的执行所述功能的结构，不仅是结构等同物，而且是等同结构。因此，尽管钉子和螺钉在结构上可能不是等同的，因为钉子采用圆柱形表面将木制部件固定在一起，而螺钉采用螺旋表面，但是在紧固木制部件的环境中，钉子和螺钉可以是等同的结构。申请人的明确意图是不援引35U.S.C.112第6段对本文中的任何权利要求进行任何限制，除了权利要求中明确使用词语“用于...装置”以及相关功能的那些限制。

Claims (20)

1.一种方法，包括:

接收考虑钻头体地层接合的钻头的最大切割深度值；

接收至少部分地基于泥浆马达的压差值的钻头的总旋转速率值；

通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘，生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；和

根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钻进速率值是针对钻井液的流量生成的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钻进速率值是针对所述井场系统的地面设备的地面旋转速率值生成的，所述地面设备旋转包括所述钻头和泥浆马达的钻柱。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，最大切割深度值考虑一个或多个钮扣形特征，该一个或多个钮扣形特征保护钻头免受钻头-地层弹跳。

5.根据权利要求1所述的方法，包括将所述钻进速率值呈现给显示器，该显示器可操作地联接到所述井场系统的控制器。

6.根据权利要求1所述的方法，包括使用钻进速率值设定钻进速率设定点。

7.根据权利要求6所述的方法，包括使用钻进速率设定点控制所述井场系统的设备。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，钻井包括以滑动模式钻井。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，钻井包括以旋转模式钻井。

10.根据权利要求1所述的方法，包括为具有一个或多个对应的钻进速率值的多个压差值生成灵敏度信息，其中所述灵敏度信息指示振动风险。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个压差值中的每一个包括相应的地面旋转速率值。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个压差值中的每一个包括相应的钻压值。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个压差值中的每一个包括相应的地面旋转速率值和相应的流量值。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个压差值中的每一个包括相应的钻压值、相应的地面旋转速率值和相应的流量值。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，振动风险包括横向振动风险和轴向振动风险中的至少一个。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，钻井包括利用一个或多个相应的钻进速率值之一作为钻进速率设定点，并利用多个压差值之一作为压差设定点。

17.根据权利要求1所述的方法，包括为具有一个或多个相应钻进速率值的多个钻压值生成灵敏度信息，其中所述灵敏度信息指示振动风险。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，钻井包括利用一个或多个相应的钻进速率值之一作为钻进速率设定点，并利用多个钻压值之一作为钻压设定点。

19.一种系统，包括:

处理器；

由处理器可访问的存储器；

处理器可执行指令，该处理器可执行指令存储在存储器中并且是可执行的以指示系统:

接收考虑钻头体地层接合的钻头的最大切割深度值；

接收至少部分地基于泥浆马达的压差值的钻头的总旋转速率值；

通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘，生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；和

根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。

20.一个或多个计算机可读存储介质，包括处理器可执行指令，以指示计算系统:

接收考虑钻头体地层接合的钻头的最大切割深度值；

接收至少部分地基于泥浆马达的压差值的钻头的总旋转速率值；

通过将最大切割深度值与总旋转速率值相乘，生成可操作地联接到泥浆马达的钻头的钻进速率值；和

根据钻进速率值操作井场系统，以使用可操作地联接到泥浆马达的钻头钻一部分钻孔。

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