RU2008144801A

RU2008144801A - Способы конструирования и изготовления долот для роторного бурения, имеющих предсказуемые характеристики поперечных колебаний

Info

Publication number: RU2008144801A
Application number: RU2008144801/03A
Authority: RU
Inventors: Брюс СТАУФФЕР (US); Брюс СТАУФФЕР; Уилльям ХОЙЗЕР (MY); Уилльям ХОЙЗЕР; Джим Л. ДЖАКОБСЕН (US); Джим Л. ДЖАКОБСЕН
Original assignee: Бейкер Хьюз Инкорпорейтед (Us); Бейкер Хьюз Инкорпорейтед
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2010-05-20
Also published as: WO2007120786B1; US20070240904A1; EP2007969A1; CA2648192A1; CN101460701A; WO2007120786A1; US7866413B2

Abstract

1. Способ для использования в бурении по меньшей мере одного подземного пласта, включающий: ! создание базы данных, содержащей информацию о множестве эталонных буровых долот, включающую параметры характеристик поперечных колебаний и множество различных рассчитанных векторов силы дисбаланса, соответствующих множеству различных механических скоростей бурения для каждого соответствующего эталонного бурового долота из указанного множества, ! конструирование другого бурового долота для роторного бурения, включающее: ! обращение к информации в базе данных с целью определения по меньшей мере вектора силы дисбаланса или механической скорости бурения, которые сказываются на желаемых характеристиках поперечных колебаний упомянутого другого бурового долота, ! расчет вектора силы дисбаланса упомянутого другого бурового долота и ! прогнозирование параметров по меньшей мере одной характеристики поперечных колебаний упомянутого другого бурового долота путем использования информации из базы данных, и ! формирование упомянутого другого бурового долота, включающее конфигурирование множества режущих элементов, закрепленных на торце этого долота таким образом, чтобы оно демонстрировало рассчитанный вектор силы дисбаланса. ! 2. Способ по п.1, в котором при формировании другого бурового долота осуществляют: ! формирование множества продольно проходящих лопастей, ограничивающих находящиеся между ними на торце долота отверстия для выноса бурового шлама, и ! устанавливают по меньшей мере один из указанного множества режущих элементов на каждой из этих лопастей. ! 3. Способ по п.2, включающий: ! конфигурирование дру

Claims

1. Способ для использования в бурении по меньшей мере одного подземного пласта, включающий:

создание базы данных, содержащей информацию о множестве эталонных буровых долот, включающую параметры характеристик поперечных колебаний и множество различных рассчитанных векторов силы дисбаланса, соответствующих множеству различных механических скоростей бурения для каждого соответствующего эталонного бурового долота из указанного множества,

конструирование другого бурового долота для роторного бурения, включающее:

обращение к информации в базе данных с целью определения по меньшей мере вектора силы дисбаланса или механической скорости бурения, которые сказываются на желаемых характеристиках поперечных колебаний упомянутого другого бурового долота,

расчет вектора силы дисбаланса упомянутого другого бурового долота и

прогнозирование параметров по меньшей мере одной характеристики поперечных колебаний упомянутого другого бурового долота путем использования информации из базы данных, и

формирование упомянутого другого бурового долота, включающее конфигурирование множества режущих элементов, закрепленных на торце этого долота таким образом, чтобы оно демонстрировало рассчитанный вектор силы дисбаланса.

2. Способ по п.1, в котором при формировании другого бурового долота осуществляют:

формирование множества продольно проходящих лопастей, ограничивающих находящиеся между ними на торце долота отверстия для выноса бурового шлама, и

устанавливают по меньшей мере один из указанного множества режущих элементов на каждой из этих лопастей.

3. Способ по п.2, включающий:

конфигурирование другого бурового долота таким образом, чтобы оно демонстрировало рассчитанный вектор силы дисбаланса в предопределенном направлении относительно одной из указанного множества лопастей так, чтобы придать этому долоту по меньшей мере одну из рассчитанных характеристик поперечных колебаний,

определение траектории прохождения долота через подземный пласт по меньшей мере частично с учетом по меньшей мере одной спрогнозированной характеристики поперечных колебаний долота, и

пробуривание буровой скважины посредством упомянутого другого бурового долота вдоль определенной траектории прохождения долота через по меньшей мере один подземный пласт.

4. Способ по п.3, в котором конфигурирование другого бурового долота для демонстрации им рассчитанного вектора силы дисбаланса включает прикрепление каждого из множества режущих элементов к лопасти в месте и с ориентацией, рассчитанными таким образом, чтобы это долото демонстрировало рассчитанный вектор силы дисбаланса.

5. Способ по п.3 или 4, в котором в котором конфигурирование другого бурового долота для демонстрирования им рассчитанного вектора силы дисбаланса включает или конфигурирование этого долота с целью демонстрирования им рассчитанного вектора силы дисбаланса в направлении к одной из указанного множества лопастей, чтобы долото отклонялось влево, или же конфигурирование указанного долота с целью демонстрирования им рассчитанного вектора силы дисбаланса в направлении к указанному отверстию для выноса бурового шлама.

6. Способ по п.3 или 4, в котором конфигурирование множества режущих элементов, установленных на торце другого бурового долота, для демонстрирования им рассчитанного вектора силы дисбаланса, включает выбор по меньшей мере одного параметра из группы, включающей размер, радиальную позицию относительно долота, продольную позицию относительно долота, угла наклона в задней плоскости, а также угла наклона в боковой плоскости по меньшей мере одного из указанного множества режущих элементов.

7. Способ по п.5, в котором конфигурирование другого бурового долота для демонстрирования им рассчитанного вектора силы дисбаланса включает или конфигурирование этого долота с целью демонстрирования им рассчитанного вектора силы дисбаланса в направлении к одной из указанного множества лопастей, чтобы долото отклонялось влево, или же конфигурирование указанного долота с целью демонстрирования им рассчитанного вектора силы дисбаланса в направлении к указанному отверстию для выноса бурового шлама.

8. Способ по п.1, включающий шаги, обеспечивающие демонстрирование упомянутым другим буровым долотом вектора силы дисбаланса, по существу соответствующего по меньшей мере одному вектору силы дисбаланса по меньшей мере одного эталонного бурового долота.

9. Способ по п.8, в котором указанные шаги включают закрепление множества режущих элементов в предопределенных местах расположения и в предопределенной ориентации на торце упомянутого другого бурового долота.

10. Способ по п.8 или 9, в котором создание базы данных включает:

изготовление множества эталонных буровых долот для роторного бурения, каждое из которых содержит множество режущих элементов, неподвижно закрепленных на его торце,

измерение мест расположения и ориентации по меньшей мере некоторых из множества режущих элементов на торце каждого эталонного бурового долота из указанного множества,

расчет вектора силы дисбаланса для каждого эталонного бурового долота из указанного множества посредством использования зарегистрированных мест расположения и ориентации по меньшей мере некоторых режущих элементов, и

добавление в базу данных вектора силы дисбаланса каждого эталонного бурового долота.

11. Способ по п.10, в котором упомянутое измерение мест расположения и ориентации по меньшей мере некоторых режущих элементов на торце каждого эталонного бурового долота включает измерение продольной позиции относительно продольной оси каждого соответствующего эталонного бурового долота, радиальной позиции относительно продольной оси каждого соответствующего эталонного бурового долота, угла наклона в задней плоскости и угла наклона в боковой плоскости каждого из указанных по меньшей мере некоторых режущих элементов.

12. Способ по п.10, в котором осуществляют расчет вектора силы дисбаланса каждого эталонного бурового долота из указанного множества при по меньшей мере одной выбранной механической скорости бурения.

13. Способ по п.10, в котором для создания базы данных также осуществляют:

пробуривание по меньшей мере одного подземного пласта посредством каждого эталонного бурового долота из указанного множества,

определение характеристик поперечных колебаний каждого эталонного бурового долота при одной или более механической скорости бурения и

добавление к базе данных информации, относящейся к этим характеристикам поперечных колебаний и к одной или более механической скорости бурения каждого эталонного бурового долота.

14. Способ по п.13, в котором упомянутое измерение мест расположения и ориентации по меньшей мере некоторых режущих элементов на торце каждого эталонного бурового долота включает измерение продольной позиции относительно продольной оси каждого соответствующего эталонного бурового долота, радиальной позиции относительно продольной оси каждого соответствующего эталонного бурового долота, угла наклона в задней плоскости и угла наклона в боковой плоскости каждого из указанных по меньшей мере некоторых режущих элементов.

15. Способ по п.14, в котором осуществляют расчет вектора силы дисбаланса каждого эталонного бурового долота из указанного множества при по меньшей мере одной выбранной механической скорости бурения.

16. Способ по одному из пп.1-4, в котором при обращении к базе данных используют компьютерную систему для выполнения алгоритма действий для обращения в электронной форме к базе данных и сравнения рассчитанного вектора силы дисбаланса упомянутого другого бурового долота с рассчитанным вектором силы дисбаланса по меньшей мере некоторых из указанного множества эталонных буровых долот, чтобы предсказать характеристики поперечных колебаний бурового долота.

17. Устройство, содержащее буровое долото для роторного бурения и систему сбора данных для сбора данных, относящихся к силе дисбаланса бурового долота, содержащую электронное устройство, размещенное внутри бурового долота и выполненное с возможностью расчета и регистрации силы дисбаланса бурового долота.

18. Устройство по п.17, в котором буровое долото сконфигурировано с возможностью получения силы дисбаланса, сориентированной в направлении отверстия для выноса бурового шлама, располагающегося между двумя лопастями из множества продольно проходящих лопастей долота так, что это долото демонстрирует характеристики поперечных колебаний, направленных влево.

19. Устройство по п.17 или 18, в котором электронное устройство включает:

по меньшей мере один процессор для обработки электронных сигналов,

по меньшей мере одно запоминающее устройство, электрически соединенное с указанным по меньшей мере одним процессором, и

по меньшей мере одно устройство ввода, также электрически соединенное с указанным по меньшей мере одним процессором.

20. Устройство по п.19, в котором в память по меньшей мере одного запоминающего устройства программируют данные о месте расположения предопределенной целевой области внутри подземного пласта.

21. Устройство по п.17, в котором буровое долото сконфигурировано с возможностью демонстрирования силы дисбаланса, сориентированной в предопределенном направлении таким образом, чтобы буровое долото демонстрировало по меньшей мере одну из характеристик поперечных колебаний.

22. Устройство по п.19, в котором указанное по меньшей мере одно устройство ввода содержит по меньшей мере акселерометр или магнитометр.

23. Устройство по п.22, в котором в память по меньшей мере одного запоминающего устройства программируют данные о месте расположения предопределенной целевой области внутри подземного пласта.

24. Устройство по п.23, в котором упомянутое электронное устройство сконфигурировано под контролем программы с возможностью сравнивания места расположения бурового долота с местом расположения предопределенной целевой области внутри подземного пласта.