NO322255B1 - Framgangsmate og anordning for detektering og framvising av momentvibrasjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt framgangsmåte og anordning for måling og framvisning av torsjonsvibrasjoner i forbiendelse med en borestreng.

Under boreoperasjoner blir en borestreng utsatt for aksiale, tversgående og torsjonsbelastninger som stammer fra forskjellige kilder. I samband med en rotasjonsborestreng blir torsjonsbelastninger tilført borestrengen ved rotasjonsbordet, som roterer borestrengen, og ved interferens mellom borestrengen og brønnhullet. Aksiale belastninger virker på borestrengen som et resultat av suksessive påvirkninger av borestrengen på skjærflata, og som et resultat av irregulær vertikal matingshastighet av borestrengen ved boreren. Resultatet av disse kreftene som tilføres borestrengen er et flertall av vibrasjoner introdusert i borestrengen. Den spesielle type vibrasjon vil avhenge av typen av belastning som tilføres. F.eks. vil variasjoner i momentet tilført borestrengen resultere i en torsjonsvibrasjon i borestrengen.

Ved overflata vil torsjonsvibrasjon i borestrengen framstå som en regulær, periodisk syklus fra rotasjonsbordmomentet. Torsjonsoscillasjoner oppstår vanligvis ved en frekvens som er nær den fundamentale torsjonsmodus til borestrengen, som avhenger primært av lengde og størrelse på borerøret, og massen til bunnhullmontasjonen (BHA). Amplituden ved torsjonsvibrasjonen avhenger av naturen av friksjonsmomentet som tilføres borestrengen nedhulls, såvel som egenskaper ved rotasjonsboret. Torsjonsvibrasjoner som forplanter seg i borestrengen er betydelige ved at de vanligvis er ledsaget av alternerende akselerasjon og retardasjon av BHA og borkrone, såvel som repetert vridning av borerørseksjonen til borestrengen.

Relativ stor mengde torsjonsvibrasjon blir produsert i borestrengen ved det som i industrien er kjent som fastne/ løsne oppførsel av kronen og BHA. Ved starten av en fastne/ løsne hendelse, vil rotasjon av borestrengen slipe til en stopp, og rotasjonsbordet begynner å stoppe pga. stor oppbygging av moment i borestrengen. Mens rotasjonsbordet fortsetter å rotere blir moment bygd inn i borestrengen som begynner å vri seg. Dersom rotasjonsbordet har tilstrekkelig momentkapasitet til å overvinne motstanden i rotasjonen ved kronen og BHA, vil borestrengen bli frigjort og rotere i en ukontrollert tilstand, opptil en maksimum hastighet som er en funksjon av friksjonen som virker på hele lengden av borestrengen. Oppbyggingen av moment medfører at borestrengen forkortes, mens den ukontrollerte rotasjonen tenderer til å forlenge borestrengen.

Fastne/ løsne fenomenet representerer det ekstreme utfall av store torsjonsvibrasjoner. Imidlertid vil så å si all periodisk variasjon i momentet som tilføres en borestreng medføre ukontrollert akselerasjon av forskjellige komponenter som utgjør borestrengen, inkludert rotasjonsbor, krone og BHA. I likhet med et fastne/ løsne fenomen kan disse ukontrollerte akselerasjoner av borestrengen bevirke skade på kronen, verktøy i BHA, og kan også medføre slepeskade til veggene i borehullet.

Det er flere fysiske mekanismer forbundet med torsjonsvibrasjon som kan være skadelig for borkrone og borestreng. For det første vil torsjonsvibrasjoner introdusere sykliske belastninger som følger den ikke-jevne rotasjonsbevegelsen til borestrengen. Vedvarende dreiing og oppvikling av borestrengen kan føre til stopp av borestrengen og overbelastning av koplinger, mens varierende hastighet på borkronen kan medføre tretthetsfeil ved skjærelementene på kronen. For det andre kan utbrudd av sideveis BHA vibrasjon følge rotasjonsakselerasjonene av BHA. Disse utbruddene kan produsere bøyebelastninger som til slutt kan gi koplingsfeil eller slagskade til følsomme komponenter i BHA, så som verktøy for måling under boring (MWD). For det tredje kan mellom-liggende perioder av baklengs BHA-kronerotasjon oppstå under fastne/ løsne tilstander, et fenomen som kan føre til avbrekking. Til slutt kan forlengelse av borestrengen pga. ukontrollert framrotasjon drive kronen inn i skjærflata, og føre til en stopptilstand og en fornyet fastne/ løsne syklus.

Den uønskede karakteren ved fysiske fenomener som er forbundet med torsjonsvibrasjoner, blir forsterket ved at torsjonsvibrasjoner relativt enkelt kan bli initiert i en borestreng, vibrasjonenes evne til å vedvare når de først er blitt initiert, og den minimale demping som er forbundet med lavfrekvente former av torsjonsvibrasjonen i en borestreng. De fleste borestrengene har en forholdsvis lav torsjonsstivhet. Som en konsekvens av dette kan små momentfluktuasjoner nedhulls produsere store rotasjonsforskyvninger. Når de er initiert, vil torsjonsbølgene som går langs borerøret bli reflektert nedhulls ved den relativt store motstanden fra rotasjonsbordet, og en selvforsterkende overføring av energi skapes mellom borerøret og BHA-seksjonene som kan bygges inn i en full fastne/ løsne oppførsel som kan bestå til betingelser blir endret.

Dersom boreren er i stand til å forutse størrelsen på torsjonsvibrasjonene som er aktive i borestrengen, kan trinn tas for å lette en potensiell skadesituasjon, så som økning av rotasjonsborhastigheten eller reduksjon av vekta på borkronen (WOB). Imidlertid kan tradisjonelle boreriggsystemer utstyre boreren med fire basisparametre; rotasjonsbordmoment, rotasjonsbordhastighet, kroklast, og standrørtrykk. Selv om avlesningene fra en typisk måler viser et rotasjonsbordmoment vil variere sinusialt under fastne/ løsne tilstander, vil disse analoge målere bare representere et øyeblikksbilde av tilført moment ved et gitt øyeblikk, og kan ikke vise torsjonsvibrasjoner på en nyttig måte.

Tidligere forsøk med å avføle og analysere torsjonsvibrasjoner i en borestreng har ofte fokusert på direkte avføling av vibrasjoner med bruk av akselerometere som er satt inn i et målestykke i BHA eller avføling og analysering av aktuell trekk ved rotasjonsboret. De tidligere systemene krever innsetting av et potensielt kostbart målestykke og telemålingssystem som kan utsettes for feil i likhet med andre verktøy i BHA pga. at de blir utsatt for torsjonsvibrasjoner. Videre vil tradisjonelle telemålingssystemer ikke gi dataavlesninger på sanntidsbasis. I tillegg vil disse målesystemene ha tradisjonell overføring av data til et analyselaboratorium i stedet for til boregulvet der informasjonen trengs av boreren. US patent nr. 5,273,122 og GB 2 275 283 beskriver fremgangsmåter for overvåkning av torsjonsvibrasjoner i en borestreng basert på bruk av akselerometere med tilknyttet utstyr som nevnt ovenfor.

Det andre systemet som brukes for automatisk avføling og analysering av torsjonsvibrasjoner i et borerør som er nevnt ovenfor, kombinerer en strømsensor som er koplet til kraftinntaket til rotasjonsbordet med et dataprogram som analyserer det elektriske signalet produsert ved den aktuelle sensoren. Programmet produserer et plot av standardavvik til momentet (sigma-moment), tilført til borestrengen som en funksjon av tid. I dette systemet er et maksimum tillatt standardavvik av momentstørrelsen spesifisert på basis av empiriske data. En boregulvalarm, i form av et trafikksignallys, er koplet til systemet for å varsle boreren om en potensiell skadelig høy sigmamomentsituasjon. Systemet er konfigurert slik at et gult eller rødt lys vil lyse i borealarmen når det maksimalt tillatte standardavvik for tilført moment blir oversteget.

Selv om standardavvik avfølingssystemer eliminerer behovet for en kostbar og potensiell feilutsatt sensorenhet, er de imidlertid ufordelaktige ulemper forbundet med et slikt system. Informasjonen framvist ved standardawiksystemet er stort sett kvalitativ og krever menneskelig, visuell tolkning av signalet for å avgjøre om en torsjonsvibrasjon skjer. US patentene nr. 3,703,096 og 4,733,263 beskriver fremgangsmåter og apparater som benyttes for å måle oscillasjoner i rotasjonsmoment.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot å komme over, eller i det minste minimalisere en eller flere av de ovennevnte ulemper.

Oppfinnelsens formål oppnås med en framgangsmåte og anordning med trekk som angitt i de selvstendige krav. Ytterligere trekk fremgår av de tilhørende uselvstendige krav.

Oppfinnelsen vil nå forklares nærmere ved hjelp av eksempel på utførelse og med referanse til vedlagte tegninger, der: fig. 1 viser et generelt blokkskjema som illustrerer en utførelse av en framgangsmåte og en anordning for avføling og framvisning av torsjonsvibrasjon,

fig. 2 viser et detaljert blokkskjema som illustrerer en utførelse av en framgangsmåte og en anordning for avføling og framvisning av torsjonsvibrasjon,

fig. 3 er et skjematisk diagram av et eksempel på et lavpassfilter for bruk med anordningen som er illustrert i fig. 2, og

fig. 4 viser et eksempel på en personlig datamaskin display generert ved framgangsmåte og anordning for avføling og framvisning av torsjonsvibrasjon.

I fig. 1, er vist en framgangsmåte og anordning for framvisning av torsjonsvibrasjon generelt benevnt med referanse 10. Anordningen 10 inkluderer en transduser 12, et filter 14, en spekteranalysator 16 og et display 18.

Selv om anordningen 10 kan brukes i forskjellige tekniske områder, vil den spesielt finne anvendelse når den er brukt til å avføle og framvise torsjonsvibrasjon som skjer i en borestreng (ikke vist). Som godt kjent i teknikken er en borkrone typisk koplet til en ende av en borestreng, mens øvre ende av borestrengen er koplet til et motordrevet rotasjonsbord på boregulvet ved overflaten. Rotasjonsbordet gir et moment på borestrengen for å rotere kronen ved motsatt ende av borestrengen. Imidlertid som nevnt tidligere kan andre nedhullshendelser skje og gi moment til borestrengen.

Transduseren 12 er anordnet for å avføle en parameter i forhold til momentet som er påført borestrengen. Da et antall forskjellige parametere kan korreleres til momentet som påføres borestrengen, kan transduseren 12 anta et antall forskjellige former. For eksempel fluktuerer strømmen til motoren som driver rotasjonsbordet i respons til torsjonsbelastninger som oppleves av borestrengen. Når torsjonsbelastningen på borestrengen øker, vil motorstrømmen øke i et forsøk på å overvinne denne belastningen. Motorstrømmen kan avføles ved å plassere en konvensjonelt tilgjengelig strømsensor rundt motorens kraftledning. Slike sensorer er av Halleffekttypen som avføler den magnetiske fluksen i strømbærende ledere av motorens kraftledning og konverterer fluksen til et spenningssignal tilsvarende mengden strøm som passerer gjennom ledningen. Alternativt kan sensorer plasseres på motorens viklinger eller på motorens stator for å avføle momentvibrasjoner som oppleves ved motoren. Sensorer er også tilgjengelig som måler momentet direkte på borestrengen. Faktisk, dersom en hydraulisk motor brukes for å dreie borestrengen, vil væsketrykket (eller variasjoner av dette), som strømmer til motoren kunne avføles, f.eks. ved bruk av trykksensorer, for å generere et signal som er relatert til momentet i borestrengen.

Hastigheten eller hastighetsvariasjonene til motoren kan også være en indikasjon på moment eller torsjonsvibrasjoner som oppleves ved borestrengen. Dermed kan rotasjonshastigheten ved motoren, ved rotasjonsbordet eller ved borestrengen bli avfølt, og hastigheten eller fluktuasjoner i hastigheten kan være en indikasjon på torsjonsbelastninger eller torsjonsvibrasjoner som oppleves ved borestrengen.

Filtret 14 mottar signal fra tranduseren 12. Filtret 14 fjerner uønskede komponenter av det elektriske signalet slik disse komponentene ikke vil forstyrre med videre behandling. Erfaring viser at det meste av torsjonsvibrasjoner oppstår i området 0,1 Hz til 4,0 Hz. I samsvar med dette kan filtret 14 fjerne komponenter ved transdusersignalet under 0,1 Hz og over 4,0 Hz, da disse signalene typisk ikke vil inneholde mye, hvis noe informasjon som angår torsjonsvibrasjoner som oppleves av borestrengen.

Spekteranalysator 16 mottar det filtrerte signalet fra filtret 14 på linje 22. Spekteranalysator 16 konverterer tidsområdesignalet fra filtret 14 til et frekvensområdesignal som ofte kalles frekvensspekteret. Frekvensområdesignalet, som vil beskrives mer i detalj nedenfor, representerer størrelsen på forskjellige frekvenskomponenter av signalet fra filtret 14. Dermed representerer frekvensområdesignalet størrelsen på torsjonsvibrasjoner som oppleves av borestrengen, så vel som frekvensen som torsjonsvibrasjonene skjer ved.

Operatøren fra boregulvet kontrollerer boreoperasjonen. For å lette en fastne/ løsne tilstand, har operatøren mulighet og endre hastigheten som rotasjonsbordet drives med, så vel som muligheten til å bevege borestrengen i en aksial retning, for å lette en fastne/ løsne tilstand. Ifølge gjeldende praksis er operatøren ikke oppmerksom på at en fastne/ løsne tilstand eksisterer før fastne/ løsne tilstanden har blitt forholdsvis kritisk og muligens gitt skade på borestrengen. Derfor vil det være fordelaktig å utstyre operatøren med et display for å indikere til operatøren eksistensen av en fastne/ løsne tilstand, eller å indikere til operatøren størrelsen på torsjonsvibrasjonen som oppleves av borestrengen og som kan være en indikasjon på en fastne/ løsne tilstand eller på starten av en slik tilstand. I samsvar med dette blir frekvensområdesignalet, eller et signal som er korrelert til dette, levert til et eller flere operatørdisplay 18 på linja 24.Displayet 18 kan ha et antall former for å varsle operatøren av en fastne/ løsne tilstand. To slike former vil bli diskutert i større detalj med referanse til fig. 2.

En spesifikk utførelsesform av en anordning for avføling og framvisning av torsjonsvibrasjoner er vist i fig. 2 og er generelt benevnt ved referansenummer 30. Anordningen 30 bruker en strømsensor 32 for å avføle strømmen til motoren som driver rotasjonsbordet. Den illustrerte strømsensoren 32 er en hall-effekt strømsensor som plasseres rundt strømledningen (ikke vist) av rotasjonsbordmotoren. Spesifikt går strømledningen gjennom åpningen 34 i strømsensoren 32. Strømsensoren 32 konverterer den magnetiske fluksen som blir produsert av strømmen som går igjennom lederne i strømledningen til et spenningssignal, og strømsensoren 32 leverer dette spenningssignalet på linje 36 til en egensikker barriere 38. Dette signalet indikerer momentet på motoren og dermed momentet på borestrengen. Elektriske signaler som går til eller fra boregulvet 40 går typisk gjennom en egensikker barriere, så som barrieren 38, som er kjent innen faget.

Momentsignalet går fra barrieren 38 til et lavpassfilter 42 på linje 44. Som tidligere nevnt har erfaring vist at torsjonsvibrasjoner på en borestreng typisk skjer mellom 0,1 Hz og 4,0 Hz. I samsvar med dette er vibrasjoner i frekvensbåndet over 4,0 Hz typisk ikke torsjonsindusert. Dermed kan lavpassfiltret 42 konfigureres til å slippe igjennom all energi fra 0 til 4,0 Hz og dempe energi over 4,0 Hz. I det tilfellet at noe energi over 4,0 Hz kan være korrelert til torsjonsvibrasjoner eller til harmoniske assosiert med disse, kan lavpassfiltret settes til en høyere avstengingsfrekvens, så som 5 Hz eller 10 Hz.

I en spesifikk utførelsesform er lavpassfiltret 42 et analogt filter som opererer på det analoge momentsignalet. Et slikt filter er vist i fig. 3. Momentsignalet blir levert til lavpassfiltret 42 på linje 44, som omfattes av linjene 44a og 44b. Med andre ord oppstår momentsignalet ved inngangen til lavpassfiltret 42 som et differensialsignal. Momentsignalet blir levert på linjene 44a og 44b til inngangene av en instrumentforsterker 46. Et sett av dip-svitsjer 48 styrer forsterkningen av instrumentforsterkeren 46 som hovedsakelig er en differensialforsterker. I denne utførelsen blir dip-svitsjene 48 satt til å gi instrumentforsterkeren 46 med en enhetsforsterkning. På grunn av at instrumentforsterkeren 46 har en meget høy inngangsimpedans, blir forspennings-strømmotstander 50 og 52 plassert i en tilbakekoplingssløyfe for å senke denne inngangsmotstanden.

Lavpassfiltret 42 vist i fig. 3 er et totrinns, eller topols, filter. Komponentene ved filtret 42 som er beskrevet utgjør første trinn. Dermed bærer utgangen av instrumentforsterkeren 46 på linje 54 et signal som har en spesiell avskjæringsfrekvens og avrullingsrate. I dette spesielle eksemplet er avskjæringsfrekvensen 3,6 Hz og avrullingsraten er 20 dB/dekade. Det filtrerte signalet på linje 54 går gjennom en bryter 56 som i denne posisjonen deler signalet ved motstandsforholdet. Det filtrerte signalet på linjen 56 blir levert til det andre trinnet av filtret 42 som i denne utførelsen er et "salong og nøkkel"-filter. Dette andre trinnet av filtret 42 inkluderer en operasjonsforsterker 58 som har en enhetsforsterkning. Elementene koplet til operasjonsforsterkeren blir valgt for å gi en andre avskjæringsfrekvens og en andre ønsket avrullingsrate. I denne utførelsen gir det andre filtertrinnet en avskjæringsfrekvens på 4,2 Hz og det gir en total avrullingsrate for momentsignalet på 40 dB pr. dekade. Dermed blir størrelsen på det filtrerte momentsignalet som oppstår i utgangen av lavpassfiltret på linjen 60 gå gjennom 0 ved ca. 5,0 Hz.

Ved igjen å referere til anordningen 30 i fig. 2 blir det filtrerte momentsignalet på linje 60 levert til en datamaskin 62, så som en IBM-kompatibel personlig datamaskin. Datamaskinen 62 inkluderer en A/D-omformer 64 som omformer det analoge filtrerte momentsignalet på linje 60 til et digitalt signal. Mens flere A/D-omformere av hyllevare kan brukes, er i en spesiell utførelse A/D-omformeren 64 en 12 bits omformer. Drift av datamaskinen 62 under programkontroll vil beskrives generelt nedenfor.

Den digitale versjonen av det filtrerte momentsignalet blir levert til et høypassfilter 66 på linje 68. Det vil forstås at linjene beskrevet her er brukt kun for illustrasjon, da linje 68 kan være en buss som har flere ledere eller annen kombinasjon av hardware og/eller software. Høypassfilteret 66 er et digitalt filter som kan implementeres ved bruk av programvare og/eller elektronikk, som er konstruert for å fjerne likestrømskomponenten fra det filtrerte momentsignalet. I denne utførelsen blir høypassfiltret 66 valgt for å slippe igjennom frekvenser på 0,01 Hz og høyere.

I denne utførelsesform blir det filtrerte momentsignalet levert via linje 70 til et Hanning- vindu 72. Hanning-vinduet 72 er en godt kjent vindusfunksjon brukt i samband med digitale filtre for å gi en jevnere frekvensrespons og et mer håndterbart digitalt signal.

Hanning-vinduet 72 leverer et momentsignal til en hurtig fouriertransformasjon 74 via linje 76.1 likhet med Hanning-vindu funksjonen er hurtig fouriertransformasjon (FFT) godt kjent i området for digital prosessering. FFT 74 omformer tidsområde momentsignalet på linje 76 til et frekvensområde momentsignal. FFT 74 kan levere frekvensområdesignalet, vanligvis kalt frekvensspektret, til en display monitor 78 via linje 80. En slik display monitor 78 er vist i fig. 4. Et frekvensspekter 82 er illustrert i skjemaet 84 lokalisert på venstre side av displayet 78.1 dette eksemplet kan det ses at frekvensspektret 82 bærer forholdsvis liten energi bortsett fra ved omtrent 105 sykluser pr. minutt. Imidlertid, ved ca. 105 sykluser pr. minutt illustrerer frekvensspektret 82 en torsjonsvibrasjon av forholdsvis stor størrelse. For å gi operatøren på boregulvet 40 informasjon som angår størrelsen på torsjonsvibrasjonen som avføles ved anordningen 30, gir FFT 74 frekvensspektret 82 til en spissdetektor 86 via linja 88. Spissdetektoren 86 kan anta forskjellige former. For eksempel kan spissdetektoren 86 ganske enkelt velge høyeste spiss på frekvensspektret 82 og levere størrelsen på denne spissen til et display på boregulvet 40. Alternativt kan spissdetektoren 86 velge et antall forskjellige spisser eller bestemme total effekt i frekvensspektret 82, og levere en korrelert størrelse til et display på boregulvet 40. Uavhengig av hvilken metode som er valgt vil spissdetektoren 86 levere et signal som er korrelert til frekvensspektret 82 til en D/A-omformer 90 via linje 92. D/A-omformeren 90 omformer det digitale signalet på linje 92 til et analogt signal og gir ut det analoge signalet på linje 94. Dermed er det analoge signalet på linje 94 korrelert til torsjonsvibrasjonene som oppleves av borestrengen.

Det analoge signalet på linje 94 blir levert til ett eller flere display(er) på boregulvet 40, slik at operatøren på boregulvet 40 kan justere hastighet og/eller aksial posisjon av borestrengen i respons til den framviste informasjon. Naturligvis går det analoge signalet på linje 94 gjennom en egensikker barriere før det når et display på boregulvet 40.1 denne utførelsesform går det analoge signalet på linje 94 gjennom en barriere 96 før det når displayet 98, og det går gjennom en egensikker barriere 100 før det når displayet 102.

Displayet 98 kan være et analogt eller digitalt display plassert i nærheten av operatøren på boregulvet 40. Displayet 98 gir operatøren størrelsen på torsjonsvibrasjoner som påføres borestrengen. Imidlertid, muligens mer viktig enn størrelsen på slike vibrasjoner kan det være med endringen i størrelsen på vibrasjonen. Derfor vil displayet 98 fortrinnsvis være forholdsvis følsom for endringer i størrelsen på torsjonsvibrasjoner slik at operatøren lett kan identifisere en fastne/ løsne tilstand.

Det andre displayet 102 kan fortrinnsvis ha form av trafikklys. Trafikklyset 102 inkluderer en grønn lampe 104, en gul lampe 106 og en rød lampe 108. Lampene 104, 106 og 108 kan konfigureres ved trafikklysdisplayet 102 for å lyse i respons til størrelsen på torsjonsvibrasjonen i spesifikke (størrelses-)områder.

For eksempel for størrelser på torsjonsvibrasjoner som er i et lavt område, er den grønne lampa 104 av trafikklysdisplayet 102 opplyst. Dette indikerer til operatøren et fravær av vesentlig torsjonsvibrasjoner slik at operatøren kan fortsette med boreprosedyren. For størrelser på torsjonsvibrasjoner i et middels område blir det gule lyset 106 på trafikklys-displayet 102 opplyst. Det gule lyset 106 indikerer at torsjonsvibrasjoner er til stede, og muligens indikerer nærvær av en fastne/ løsne tilstand. Imidlertid har disse vibrasjonene ikke tilstrekkelig størrelse til at operatøren må avbryte boreprosedyren. Snarere vil opplysningen av det gule lyset 106 indikere at operatøren skal foreta seg noe for å lette fastne/ løsne tilstanden. Disse tiltakene kan inkludere endring av hastigheten som borestrengen roteres med eller endring av den aksiale posisjonen av borestrengen. For en høyere grad av torsjonsvibrasjonen vil den røde lampa 108 på trafikklysdisplayet 102 blir opplyst. At den røde lampa 108 tennes, indikerer nærvær av torsjonsvibrasjoner som har en høy størrelse og dermed nærvær av mer alvorlig fastne/ løsne tilstand. Dermed indikerer opplysning av den røde lampa 108 at operatøren må stanse boreprosedyren for å forhindre skade på borestrengen.

Parametere av denne type kan også gis til datamaskinens displaymonitor 78. Selv om

utførelsesformen vist i fig. 2 har blitt beskrevet som bruk av et signal som er korrelert til momentet på borestrengen, avfølt ved plassering av en strøm-transduser rundt motorens strømkabel, kan andre signaler avføles. Som vist i det øvre diagram 110 i fig. 4, kan ikke bare momentsignalet 112, dvs. signalet som oppstår på linjen 44, bli avfølt, men også andre signaler. For eksempel kan hastigheten til motoren bli avfølt og framvist som illustrert ved signal 114. Også kraklast og standrørtrykk kan bli avfølt og framvist som vist ved signalene 116 og 118. Disse signalene kan også brukes som input til sanntids målere, så som målere vist i displayvindu 120 i nedre høyre del 78. Displaymålerene 122, 124, 126 og 128 viser moment, RPM, standrørtrykk, henholdsvis kraklast, på en måte som lettere kan tolkes av personer, enn displayet som er vist i diagrammet 110.

Av disse andre signaler målt med anordningen 30 kan hastigheten av motoren, rotasjonsbord eller borestreng brukes for å indikere mengden av moment, og torsjonsvibrasjoner som eksisterer på borestrengen. Når momentet indusert ved en fastne/ løsne tilstand øker, vil hastigheten på borestrengen bli redusert. Dermed vil hastighetssignalet være godt korrelert med torsjonsvibrasjoner som oppleves ved borestrengen.

Det antas at ved bestemmelse av størrelsen på torsjonsvibrasjoner som oppleves i borestrengen og framskaffelse av denne informasjonen til operatøren, vil borestrengfeil reduseres.

Mens oppfinnelsen kan gjennomgå forskjellige modifikasjoner og alternative former har spesifikke utførelser blitt vist ved hjelp av eksempel i tegningene og vil beskrives i detalj her. Det skal imidlertid forstås at oppfinnelsen ikke er ment å være begrenset til de former som her er vist, men er kun begrenset gjennom de etterfølgende patentkrav.

Claims (7)

1. Anordning (10) for avføling og framvisning av torsjonsvibrasjoner i en borestreng og tilveiebringe på displayet (18) en fremvisning som har en størrelse som er korrelert til størrelsen på torsjonsvibrasjoner i borestrengen til en operatør lokalisert på boregulvet, omfattende en transduser (32) for å frembringe et første signal som er korrelert til torsjonsvibrasjoner i borestrengen, en spekteranalysator (16) som mottar det første signalet og konverterer det første signalet til et frekvensområdesignal som har en størrelse som er korrelert til en størrelse av torsjonsvibrasjoner i borestrengen, idet displayet (18) mottar nevnte frekvensområdesignal eller et signal som er korrelert til dette og gir en fremvisning som er korrelert til størrelsen på torsjonsvibrasjonen i borestrengen, karakterisert ved at transduseren (32) er en strømavfølende transduser koplet til en motor som benyttes til å rotere borestrengen.

2. Anordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved å også å omfatte en spissdetektor (86) som mottar frekvensområdespektret, idet spissdetektoren (86) detekterer en størrelse av minst en spiss av frekvensspektret og produserer et signal som er korrelert til størrelsen av den minste ene spiss.

3. Anordning (30) i samsvar med patentkrav 1 eller 2, karakterisert ved å omfatte et lavpassfilter (42) som mottar nevnte første signal, idet lavpassfilteret (42) slipper gjennom frekvenser av nevnte første signal som inneholder innformasjon som er korrelert til torsjonsvibrasjoner i borestrengen og leverer et andre signal som er korrelert til disse, et høypassfilter (66) som mottar dette andre signal idet høypassfilteret (66) fjerner en likestrømskomponent av nevnte andre signal og leverer et tredje signal som er korrelert til torsjonsvibrasjonene i borestrengen, idet spekteranalysatoren (74) mottar det tredje signal og gjør en fouriertransformasjon av det tredje signal for å konvertere det til et frekvensområdesignal, mens spissdetektor (86) detekterer en størrelse av minst én spiss av nevnte frekvensspekter og produserer et signal som er korrelert til størrelsen på nevnte spiss, mens displayet mottar nevnte signal som er korrelert til størrelsen på den minst ene spiss og fremviser en størrelse som er korrelert til størrelsen av torsjonsvibrasjoner i borestrengen.

4. Anordning i samsvar med patentkrav 1,2 eller 3, karakterisert ved at displayet (18) viser en indikasjon som er korrelert til en endring i størrelsen av torsjonsvibrasjoner i borestrengen.

5. Anordning i samsvar med patentkrav 1, 2, 3 eller 4, karakterisert ved at den strømfølende transduser er en Hall effekt strømsensor som er anordnet rundt strømledningen til borestrengen.

6. Framgangsmåte for avføling og framvisning av torsjonsvibrasjoner i en borestreng, karakterisert ved å omfatte følgende trinn: a) å produsere et signal som er korrelert til torsjonsvibrasjoner i borestrengen, b) å produsere et frekvensspekter av signalet som er korrelert til størrelsen av torsjonsvibrasjoner i borestrengen, idet frekvensspektret har en størrelse som er korrelert til størrelsen på torsjonsvibrasj onene i borestrengen, og c) å fremvise en indikasjon på størrelsen av torsjonsvibrasjoner i borestrengen i respons til mottak av frekvensspektret, karakterisert ved at en strømfølende transduser blir benyttet i trinn a) for å produsere signalet som er korrelert til torsjonsvibrasjonene i borestrengen, idet transduseren er koplet til en motor som blir benyttet for å rotere nevnte borestreng.

7. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 6, karakterisert ved videre å omfattende trinnene: - før trinn b) å sende frekvenser av nevne signal inneholdende informasjon som er korrelert til torsjonsvibrasjonene i borestrengen og levere et andre signal i samsbar med dette, å fjerne en likestrømskomponent fra nevnte andre signal og levere et tredje signal som er korrelert til torsjonsvibrasjonene i borestrengen, idet trinn b) omfatter å produsere et frekvensspekter av nevnte tredje signal, samt før trinn c) å detektere en størrelse av i det minste en spiss i nevnte frekvensspekter og produsere et fjerde signal som er korrelert til størrelsen på denne minst ene spiss og lokalisere et display inntil boregulvet, idet displayet mottar det fjerde signal og fremviser en størrelse som er korrelert til størrelsen av torsjonsvibrasjonene i borestrengen.