[发明专利]测量大钩负载

说明书

发明背景

在典型的烃钻井操作中，钻柱、钻头和钻井系统的其他元件从地表处的大钩悬挂在钻孔中。由所悬挂的元件(即“大钩负载”)致使的大钩上的负载被测量以用于多种目的，包括监视由钻头施加到钻孔层的力的量，所述力的量被称作钻压力(WOB)。准确的大钩负载和WOB测量对于延长钻头的可用寿命等其他使用是重要的。

附图简述

图1示出结合本公开的方面的钻井系统。

图2和图3示出根据本公开方面的大钩负载测量装置的放置。

图4A和4B示出根据本公开方面的作用在钻井钢丝绳上的力。

图5是根据本公开方面的示例性大钩负载测量装置的透视图。

图6-8是根据本公开方面的大钩负载测量装置的示例性实施方案的截面图。

图9是根据本公开方面的示例性大钩负载测量装置的截面图。

图10是根据本公开方面的流程图。

图11示出根据本公开方面的环境。

具体实施方式

如图1所示，用于钻井操作的系统(或“钻井系统”)5可包括在地表12处的钻机10，从而支撑钻柱14。在一个或多个实施方案中，钻柱14是通过工作平台16的端到端连接的钻杆区段的组件。在替代性实施方案中，钻柱包括盘管而不是独立的钻杆。在一个或多个实施方案中，钻头18耦接到钻柱14的下端并且钻头18通过钻井操作创造通过地层22和24的钻孔20。

在一个或多个实施方案中，钻井系统5包括钻井钢丝绳26以便在钻孔20中升降钻柱14。在一个或多个实施方案中，钻井钢丝绳26被卷绕在绞盘或绞车28上。在一个或多个实施方案中，钻井钢丝绳26从绞盘28穿过到天车30。在替代性实施方案中，钻井系统是基于海洋的并且被安装在浮式钻机上。钻井钢丝绳从天车30到游车32穿过回到天车30并且回到锚定件34。大钩36将游车32耦接到钻柱14。天车30和游车32用作滑车组装置以在升降钻柱14中提供机械优势。在一个或多个实施方案中，钻井钢丝绳26包括从绞车28延伸到天车30的快线38和从天车30延伸到锚定件34的死绳40。在一个或多个实施方案中，支撑卷筒42存储在钻井钢丝绳26已经使用一段时间并且被认为磨损时可使用的附加钻井钢丝绳26。

在一个或多个实施方案中，大钩负载测量装置44耦接到钻井钢丝绳26以测量钻井钢丝绳26中的张力。在一个或多个实施方案中，来自大钩负载测量装置44的信号通过电缆48可通信地耦接到处理器46。在一个或多个实施方案中，来自大钩负载测量装置44的信号可通过一个或多个无线通信信道可通信地耦接到处理器46。处理器46可以是信息处理系统或计算装置的一部分。如本文所使用的，信息处理系统或计算装置可包括处理器和可通信地耦接到处理器的存储装置，诸如非暂时性计算机可读介质。存储装置可包括一组指令，所述指令在由处理器执行时致使处理器46执行某些行动或步骤。所述组的指令可包括计算机程序或其他软件。在某些实施方案中，与信息处理系统分开的非暂时性计算机可读介质(诸如CD、DVD、闪存等)可包括所述组的指令或计算机代码。

处理器46可耦接到包括一组指令的存储装置，以便致使处理器46接收并且处理来自大钩负载测量装置44的输出信号来确定大钩负载。输出信号可包括由测量装置44生成的电压或电流信号，其中所述电压或电流信号的幅值对应于钻井钢丝绳26的伸长。处理输出信号以确定大钩负载可包括使用输出信号确定钻井钢丝绳26的伸长的中间步骤，如以下将描述的。处理器46可随后使用所计算的大钩负载例如来计算WOB，所述WOB用于做出关于钻井操作的各种决定。

在其中的一个在图1、图2和图3中示出的一个或多个实施方案中，大钩负载测量装置44耦接到死绳40。死绳40围绕锚定件34中的卷筒(未示出)来包裹。在正常操作期间，一组螺栓202将死绳40紧固到锚定件34。螺栓202可被释放用于“滑移和切割”操作，其中新长度的电缆204从供应卷筒42被添加到钻井钢丝绳26。