[发明专利]用以优化钻井效率同时减少粘滑的方法

说明书

背景技术

本公开一般来说涉及地下钻井操作，且更具体来说，涉及稳定钻头、钻柱和/或井下工具以防横向振动和粘滑。

诸如石油和天然气等烃类通常从可能位于陆上或海上的地下地层中获得。地下操作的发展和从地下地层中除去烃类时所涉及的过程是复杂的。通常，地下操作涉及许多不同的步骤，诸如，例如，在所要井场钻探井筒，处理井筒以优化烃类的生产，以及执行必要步骤以生产和处理来自地下地层的烃类。

诸如钻头、钻柱、底部钻具组合件(BHA)和/或井下工具等地下钻井设备可用一定方式与钻孔壁接触，使得其变得被卡在或绊在钻孔壁中，从而导致钻柱“粘住”。当钻井设备“粘住”时，钻柱的旋转移动停止或严重地减少。尽管钻井设备被粘住，但扭矩仍在地面处施加至钻柱，从而导致钻柱扭转。一旦施加至钻柱的扭矩克服了钻井设备上的静摩擦力，钻井设备会“滑动”或从钻孔壁松开。因为若干理由，这种现象是有问题的，这些理由包括井下组件的使用寿命可能减小，钻孔的质量下降，以及钻井延迟。

附图说明

可通过部分参考以下描述和附图来理解本公开的一些具体示例性实施方案。

图1描绘根据本公开的方面的实例钻井系统。

图2是说明根据本公开的方面的实例顶部驱动扭矩控制系统的图。

图3是说明根据本公开的方面的实例模型预测控制器的图。

图4是说明根据本公开的方面的加权自适应和操作条件的图表。

图5是说明根据本公开的方面的实例极值搜索控制器的图。

图6是说明根据本公开的方面的实例极值搜索控制器的图。

尽管已经描绘和描述并且通过参考本公开的示例性实施方案定义了本公开的实施方案，但此类参考并不意味着对本公开的限制，并且不应推断此类限制。本领域技术人员以及受益于本公开的人员将想到，所公开的主题能够在形式和功能上存在相当多的修改、变更和等效形式。本公开的描绘和描述的实施方案仅仅是实例，而且并未详尽说明本公开的范围。

具体实施方式

为了本公开的目的，信息处置系统可包括任何手段或手段集合，其可操作以计算、分类、处理、发射、接收、检索、发起、切换、存储、显示、表明、检测、记录、再生、处置或利用任何形式的信息、情报，或数据以用于商务、科学、控制或其它目的。例如，信息处置系统可以是个人计算机、网络存储装置，或任何其它合适的装置，且其大小、形状、性能、功能性和价格可变化。信息处置系统可包括随机存取存储器(RAM)、一个或多个处理资源(诸如中央处理单元(CPU)或硬件或软件控制逻辑)、ROM和/或其它类型的非易失性存储器。信息处置系统的额外组件可包括一个或多个磁盘驱动器、用于与外部装置进行通信的一个或多个网络端口，以及各种输入和输出(I/O)装置，诸如键盘、鼠标和视频显示器。信息处置系统还可包括一个或多个总线，其可操作以在各种硬件组件之间传输通信。其还可包括一个或多个接口单元，所述接口单元能够将一个或多个信号传输至控制器、传动器或类似装置。

为了本公开的目的，计算机可读介质可包括可在一段时间内保留数据和/或指令的任何手段或手段的集合。计算机可读介质可包括(例如，但不限于)：存储媒体，诸如直接存取存储装置(例如，硬盘驱动器或软盘驱动器)、顺序存取存储装置(例如，磁带磁盘驱动器)、压缩光盘、CD-ROM、DVD、RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，和/或快闪存储器；以及通信媒体，诸如线、光纤、微波、无线电波和其它电磁和/或光学载波；和/或上述内容的任何组合。

本文中详细描述了本公开的说明性实施方案。为了清楚起见，在本说明书中可能并未描述实际实现方式的所有特征。当然，应了解，在开发任何此类实际实施方案时，做出众多实现方式特定的决定以实现特定实现方式目标，一个实现方式与另一实现方式的目标将不同。此外，应了解，此开发努力可能是复杂的且耗时的，尽管如此，其对于受益于本公开的本领域技术人员来说将为常规任务。

为了促进对本公开的较好理解，给出某些实施方案的以下实例。以下实例决不应解读为限制或限定本公开的范围。本公开的实施方案可适用于任何类型的地下地层中的水平、垂直、偏斜或以其它方式呈非线性的井筒。实施方案可适用于注入井以及生产井，包括烃类井。可使用制造成适合用于沿着地层的部分进行测试、检索和采样的工具来实现实施方案。可用(例如)可通过管柱中的流道或使用电缆、钢丝、连续油管、井下机器人或类似物的工具实现实施方案。