RU2016150161A - Способ и устройство для оценивания внутрискважинных параметров бурильной колонны - Google Patents
Способ и устройство для оценивания внутрискважинных параметров бурильной колонны Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016150161A RU2016150161A RU2016150161A RU2016150161A RU2016150161A RU 2016150161 A RU2016150161 A RU 2016150161A RU 2016150161 A RU2016150161 A RU 2016150161A RU 2016150161 A RU2016150161 A RU 2016150161A RU 2016150161 A RU2016150161 A RU 2016150161A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drill string
- speed
- force
- parameters
- data
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B45/00—Measuring the drilling time or rate of penetration
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/48—Analogue computers for specific processes, systems or devices, e.g. simulators
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B3/00—Rotary drilling
- E21B3/02—Surface drives for rotary drilling
- E21B3/022—Top drives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Claims (33)
1. Способ оценивания величин скоростных и силовых параметров в произвольном месте движущейся бурильной колонны (13) на основании данных измерения тех же параметров на поверхности, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых:
a) используют геометрию и упругие свойства бурильной колонны (130 для расчета передаточных функций, описывающих зависящие от частоты амплитудные и фазовые соотношения между взаимными комбинациями указанных скоростных и силовых параметров на поверхности и в забое;
b) выбирают базовый период времени, который может быть длиннее, но, по существу, не короче периода основного резонанса бурильной колонны;
c) измеряют, напрямую или косвенно, скоростные и силовые параметры на поверхности, обрабатывают указанные измеренные данные, и сохраняют обработанные данные в средствах хранения данных, которые выполнены с возможностью хранения предварительно обработанных данных измерений на поверхности по меньшей мере на протяжении последнего истекшего базового периода времени;
d) при обновлении содержимого средств хранения данных вычисляют внутрискважинные параметры в частотной области путем применения интегрального преобразования, такого как дискретное преобразование Фурье, к величинам, полученным на поверхности, перемножают результаты с указанными передаточными функциями, применяют обратное интегральное преобразование к суммам связанных членов, и выявляют точки в указанных базовых периодах времени, чтобы получить задержанные по времени оценки динамических параметров скорости и силы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оценивание указанных скоростных и силовых параметров предполагает оценивание общих величин, представляющих одну или более следующих пар:
- крутящий момент и скорость вращения;
- сила натяжения и осевая скорость; и
- давление и расход.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно содержат этап прибавления средних значений к указанным оценкам динамической скорости и силы.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что этап а) содержит аппроксимацию указанной бурильной колонны (13) посредством ряда однородных участков.
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что этап с) содержит сохранение данных в кольцевых буферах.
6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что этап с) содержит фильтрацию данных, начиная от пуска средств, приводящих бурильную колонну в движение, таких как верхний силовой привод.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что этап фильтрации данных при пуске содержит задание скорости равной нулю до тех пор, пока средний силовой параметр, такой как средний крутящий момент, не достигнет среднего значения силы, измеренного перед последней остановкой указанных движущих средств бурильной колонны.
8. Способ по любому из пп. 1, 2, 7, отличающийся тем, что этап b) содержит выбор базового периода времени, представляющего величину, обратную основной частоте из ряда гармонических частотных компонентов указанной бурильной колонны.
9. Способ по любому из пп 1, 2, 7, отличающийся тем, что этап d) содержит выявление точек в центре или вблизи центра указанного базового периода времени.
10. Способ по любому из пп. 1, 2, 7, отличающийся тем, что этап а) дополнительно содержат вычисление эффективного характеристического импеданса для выбранной моды бурильной колонны.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что этап вычисления эффективного характеристического механического импеданса бурильной колонны содержит
добавление поправочного коэффициента бурильного замка к параметру импеданса трубы, чтобы учесть бурильные замки в указанной бурильной колонне (13).
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанный поправочный коэффициент бурильного замка используют для вычисления волнового числа участка трубы в бурильной колонне (13), при этом к волновому числу добавляют коэффициент затухания, чтобы учесть линейное затухание вдоль бурильной колонны.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что учет линейного затухания содержит добавление коэффициента затухания, зависящего от частоты и/или коэффициента затухания, не зависящего от частоты.
14. Способ по любому из пп. 2, 7, 11-13, отличающийся тем, что этап с) содержит измерение силы натяжения и осевой скорости в месте крепления неподвижного конца и/или барабана буровой лебедки, и учет инерции движущейся массы перед сохранением данных в указанных средствах хранения данных.
15. Компьютерная программа для реализации способа по любому из пп. 1-14, раскрывающих данный способ.
16. Система (1) для оценивания внутрискважинных скоростных и силовых параметров в произвольном месте движущейся бурильной колонны (13) на основании данных измерения тех же параметров на поверхности, содержащая:
- движущие средства (3) бурильной колонны для обеспечения движения бурильной колонны (13) в стволе (2) скважины;
- средства (7) измерения скорости для измерения скорости на поверхности или вблизи поверхности у ствола скважины;
- средства (9) измерения силы для измерения силы на поверхности или вблизи поверхности у ствола скважины;
- управляющее устройство (5) для выборки, обработки и сохранения, по меньшей мере временного, данных, собранных от указанных средств (7, 9) измерения скорости и силы,
отличающаяся тем, что управляющее устройство (5) дополнительно предназначено для:
- использования геометрии и упругих свойств указанной бурильной колонны (13) для вычисления передаточных функций, описывающих зависящие от частоты амплитудные и фазовые соотношения между взаимными комбинациями указанных скоростных и силовых параметров на поверхности и в забое;
- выбора или получения базового периода времени в качестве входного параметра;
- обработки данных, собранных при помощи средств (7, 9) измерения скорости и силы, и сохранения обработанных данных измерения на поверхности по меньшей мере на протяжении последнего истекшего базового периода времени; и
- при обновлении указанных сохраненных данных, вычисления внутрискважинных параметров в частотной области путем применения интегрального преобразования, такого как преобразование Фурье, параметров с поверхности, перемножения результатов с указанными передаточными функциями, применения обратного интегрального преобразования к суммам связанных членов, и выявления точек в указанном базовом периоде времени, чтобы получить задержанные по времени оценки динамических параметров скорости и силы.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/NO2014/050094 WO2015187027A1 (en) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | Method and device for estimating downhole string variables |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016150161A true RU2016150161A (ru) | 2018-07-10 |
RU2016150161A3 RU2016150161A3 (ru) | 2018-07-10 |
RU2684787C2 RU2684787C2 (ru) | 2019-04-15 |
Family
ID=54767015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016150161A RU2684787C2 (ru) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | Способ и устройство для оценивания внутрискважинных параметров бурильной колонны |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10309211B2 (ru) |
EP (1) | EP3152393B1 (ru) |
CA (1) | CA2950884C (ru) |
MX (1) | MX2016015979A (ru) |
RU (1) | RU2684787C2 (ru) |
SA (1) | SA516380419B1 (ru) |
WO (1) | WO2015187027A1 (ru) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3152393B1 (en) * | 2014-06-05 | 2019-07-24 | National Oilwell Varco Norway AS | Method and device for estimating downhole string variables |
CN106197807B (zh) * | 2016-08-15 | 2018-10-16 | 北京航空航天大学 | 一种用于动态力的测量方法 |
CA3041236C (en) * | 2016-12-09 | 2021-10-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole drilling methods and systems with top drive motor torque commands based on a dynamics model |
US11326404B2 (en) * | 2017-11-01 | 2022-05-10 | Ensco International Incorporated | Tripping speed modification |
WO2019119107A1 (en) | 2017-12-23 | 2019-06-27 | Noetic Technologies Inc. | System and method for optimizing tubular running operations using real-time measurements and modelling |
US11098573B2 (en) | 2018-03-13 | 2021-08-24 | Nabors Drilling Technologies Usa, Inc. | Systems and methods for estimating drill bit rotational velocity using top drive torque and rotational velocity |
AR123395A1 (es) * | 2018-03-15 | 2022-11-30 | Baker Hughes A Ge Co Llc | Amortiguadores para mitigar vibraciones de herramientas de fondo de pozo y dispositivo de aislamiento de vibración para arreglo de fondo de pozo |
EP3765705B1 (en) * | 2018-03-15 | 2024-04-24 | Baker Hughes Holdings Llc | Dampers for mitigation of downhole tool vibrations and vibration isolation device for downhole bottom hole assembly |
US10830038B2 (en) | 2018-05-29 | 2020-11-10 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Borehole communication using vibration frequency |
WO2019232516A1 (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-05 | Schlumberger Technology Corporation | Estimating downhole rpm oscillations |
US11952883B2 (en) * | 2019-09-18 | 2024-04-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | System and method for mitigating stick-slip |
US11366049B2 (en) * | 2020-07-23 | 2022-06-21 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Estimation of objective driven porous material mechanical properties |
CN112100764B (zh) * | 2020-08-27 | 2022-08-02 | 重庆大学 | 力矩分配法的自动模拟分析方法、系统、装置及存储介质 |
WO2024145097A1 (en) * | 2022-12-30 | 2024-07-04 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Utilizing dynamics data and transfer function for formation evaluation |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2554005A (en) * | 1950-12-11 | 1951-05-22 | Soundrill Corp | Earth boring apparatus |
US2745998A (en) * | 1953-04-23 | 1956-05-15 | Drilling Res Inc | Frequency control systems for vibratory transducer |
US3768576A (en) * | 1971-10-07 | 1973-10-30 | L Martini | Percussion drilling system |
US4502552A (en) * | 1982-03-22 | 1985-03-05 | Martini Leo A | Vibratory rotary drilling tool |
NO315670B1 (no) | 1994-10-19 | 2003-10-06 | Anadrill Int Sa | Fremgangsmåte og anordning for måling av boretilstander ved kombinasjon avnedihulls- og overflatemålinger |
RU2244117C2 (ru) * | 2002-03-06 | 2005-01-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Бв | Способ управления работой в скважине и система бурения скважины |
EA007962B1 (ru) * | 2002-04-19 | 2007-02-27 | Марк У. Хатчинсон | Система и способ интерпретации данных процесса бурения |
US8925648B2 (en) * | 2008-05-29 | 2015-01-06 | Peter A. Lucon | Automatic control of oscillatory penetration apparatus |
WO2010063982A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | National Oilwell Varco, L.P. | Method and apparatus for reducing stick-slip |
BRPI0917046B1 (pt) | 2008-12-02 | 2020-11-10 | National Oilwell Varco, L.P. | método para estimar a velocidade rotacional instantânea de uma estrutura inferior do poço |
EP2462475B1 (en) * | 2009-08-07 | 2019-02-20 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods to estimate downhole drilling vibration indices from surface measurement |
US9175535B2 (en) * | 2011-09-29 | 2015-11-03 | Coil Solutions, Inc. | Propulsion generator and method |
NO333959B1 (no) * | 2012-01-24 | 2013-10-28 | Nat Oilwell Varco Norway As | Fremgangsmåte og system for å redusere borestrengoscillasjon |
CA2904782C (en) | 2013-03-21 | 2021-04-20 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method and system for damping vibrations in a tool string system |
EP3152393B1 (en) * | 2014-06-05 | 2019-07-24 | National Oilwell Varco Norway AS | Method and device for estimating downhole string variables |
-
2014
- 2014-06-05 EP EP14894153.7A patent/EP3152393B1/en active Active
- 2014-06-05 MX MX2016015979A patent/MX2016015979A/es active IP Right Grant
- 2014-06-05 RU RU2016150161A patent/RU2684787C2/ru active
- 2014-06-05 WO PCT/NO2014/050094 patent/WO2015187027A1/en active Application Filing
- 2014-06-05 US US15/316,422 patent/US10309211B2/en active Active
- 2014-06-05 CA CA2950884A patent/CA2950884C/en active Active
-
2016
- 2016-12-03 SA SA516380419A patent/SA516380419B1/ar unknown
-
2019
- 2019-04-16 US US16/385,148 patent/US10724357B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3152393A1 (en) | 2017-04-12 |
WO2015187027A1 (en) | 2015-12-10 |
RU2684787C2 (ru) | 2019-04-15 |
EP3152393A4 (en) | 2018-01-24 |
US10724357B2 (en) | 2020-07-28 |
US10309211B2 (en) | 2019-06-04 |
US20190242235A1 (en) | 2019-08-08 |
EP3152393B1 (en) | 2019-07-24 |
CA2950884A1 (en) | 2015-12-10 |
US20170152736A1 (en) | 2017-06-01 |
RU2016150161A3 (ru) | 2018-07-10 |
CA2950884C (en) | 2021-04-13 |
MX2016015979A (es) | 2017-08-04 |
SA516380419B1 (ar) | 2022-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2016150161A (ru) | Способ и устройство для оценивания внутрискважинных параметров бурильной колонны | |
US10145230B2 (en) | Systems and methods for real-time monitoring of downhole pump conditions | |
RU2609038C2 (ru) | Способ уменьшения колебаний буровой колонны | |
Heckl et al. | Curve squeal of train wheels, part 1: mathematical model for its generation | |
RU2011127195A (ru) | Способ и устройство для расчета мгновенной скорости вращения компоновки низа бурильной колонны | |
JP2013538353A5 (ru) | ||
WO2021120454A1 (zh) | 一种随钻测量mwd系统噪声消除方法、装置及存储介质 | |
RU2015134616A (ru) | Способ определения усилия натяжения вантового элемента моста | |
Yagci et al. | Determining the extension of a hydraulic cylinder using spectral estimation | |
Klaus et al. | Model parameter identification from measurement data for dynamic torque calibration | |
US20220026263A1 (en) | Torsional-lateral cross-coupling detection | |
Heo et al. | Characterization of a water pump for drum-type washing machine by vibration power approach | |
JPH10266990A (ja) | ポンプの振動解析方法 | |
RU2705515C1 (ru) | Способ инерциального возбуждения механических колебаний в упругой оболочке | |
Ockleston | LX. The damping of the lateral vibration of a mild steel bar | |
Smith et al. | Vibration of bell towers excited by bell ringing—A new approach to analysis | |
JP6264498B1 (ja) | 減衰定数の推定方法 | |
KR20170075537A (ko) | 적분법 접근을 통한 비선형 복원계수 및 외부 가진력 크기 추정방법 | |
WO2015194171A1 (ja) | 検知装置、検知方法とそのプログラムを記録した記録媒体 | |
FR3051959B1 (fr) | Procede et dispositif pour estimer un signal dereverbere | |
Ledergerber et al. | Humidity in brass instruments and the prevention of corrosion | |
KR101635592B1 (ko) | 기어감속 서보 시스템을 위한 백래시 추정 장치 | |
RU2258912C2 (ru) | Способ измерения параметров свободно затухающих колебаний крутильного маятника | |
Kotowski | Improvement in accuracy of natural frequency determination based on the envelope of cross-correlation function | |
Walber et al. | Measuring and comparing frequency response functions of torque converter turbines submerged in transmission fluid |