[发明专利]确定钻柱的旋转振荡的系统和方法

说明书

本公开的实施例涉及一种有形的、非暂时性的计算机可读介质，其存储可由一个或多个处理器执行的指令，其中所述指令使一个或多个处理器确定与在钻头处的轴向加速度振荡振幅相关联的阈值，其中钻头是钻井系统的一部分。所述指令还使所述一个或多个处理器接收所述钻井系统的操作参数值，将所述操作参数值与所述阈值进行比较，并且响应于将所述操作参数值与所述阈值进行比较来调节所述钻井系统的操作。

技术领域

本公开总体上涉及井下钻井系统，并且更具体地，涉及基于钻柱的旋转运动来控制钻柱的操作。

背景技术

该部分旨在向读者介绍可能与本技术的各个方面有关的本领域的各个方面，下面将对此进行描述和/或要求保护。相信该讨论有助于向读者提供背景信息以促进对本公开的各个方面的更好理解。因此，应当理解，这些陈述应从这种角度来阅读，而不是作为任何形式的承认。

石油和天然气工业过程包括对诸如石油、天然气和水的自然资源的勘探、钻井、测井、开采、运输、提炼、零售等。自然资源可能位于地下，因此，可以使用钻井系统来执行某些过程。例如，钻井系统可以在地下形成钻孔以发现，观察，分析和/或开采自然资源。

然而，现在已经认识到，在钻井时，可能发生高频旋转振荡，其在近钻头钻井部件上产生大的扭转应力，这会导致结构故障。在某些情况下，例如使用正排量马达进行钻进时，可能难以直接检测到这些高频旋转振荡，尤其是当钻柱的马达下方没有合适的测量仪器时，因为这些振荡局限在正排量马达的下方。

发明内容

下面阐述本文公开的某些实施例的概述。应当理解，提出这些方面仅仅是为了向读者提供这些某些实施例的简要概述，并且这些方面无意于限制本公开的范围。

由钻柱钻出钻孔引起的高频旋转振荡可以局限于钻柱的马达下方。因为通常在马达下方没有合适的测量仪器，所以这些振荡可能很难直接检测到。当前公开的系统和方法可以通过确定由旋转振荡对钻柱的钻头的切削作用的影响而产生的轴向振动来间接地确定，分析和/或量化振荡。可以使用加速计、应变仪或马达上方的其他合适仪器来检测可能不局限于马达下方的轴向振动。

相对于本公开的各个方面，可以存在上述特征的各种改进。在这些各个方面中也可以并入其他特征。这些改进和附加特征可以单独存在或以任何组合存在。例如，以下关于一个或多个所示实施例讨论的各种特征可以单独地或以任何组合结合到本公开的上述方面中的任何一个中。再次，以上给出的简要概述仅旨在使读者熟悉本公开的实施例的某些方面和背景，而不限于所要求保护的主题。

在实施例中，有形的、非暂时性的计算机可读介质可以存储可由一个或多个处理器执行的指令，其中所述指令可以使一个或多个处理器确定与为钻井系统的一部分的钻头处的轴向加速度振荡振幅相关联的阈值。所述指令还可以使一个或多个处理器接收钻井系统的操作参数值，将操作参数值与阈值进行比较，以及响应于将操作参数值与阈值进行比较来调节钻井系统的操作。

在实施例中，钻井系统可以包括具有钻头的钻柱，其中钻柱可以旋转并驱动钻头以使钻头与钻孔接合。钻井系统还可以包括可以检测钻井系统的操作参数值的传感器，以及通信地耦接到钻井系统的控制系统。所述控制系统可以包括阈值确定引擎，其可以确定与钻头处的轴向加速度振荡振幅相关联的阈值；处理器；以及可以存储指令的存储装置。所述指令可以使处理器接收由传感器检测到的操作参数值，将操作参数值与阈值进行比较，以及响应于将操作参数值与阈值进行比较来调节钻井系统的操作。

在实施例中，本公开的方法可以包括确定与作为钻井系统的一部分的钻头处的轴向加速度振荡振幅相关联的阈值，接收在钻井系统的检测位置处检测到的操作参数值，将操作参数值与阈值进行比较，并响应于将操作参数值与阈值进行比较来调节钻井系统的操作。

附图说明

通过阅读以下详细描述并参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，在附图中：

图1是根据本公开的实施例的具有钻柱的钻井系统的示意图；