專利名稱：非鉆井操作期間的井下測量的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及一種用于檢測井眼和工具操作條件的方法和設備，該方法和設備在打撈或者其它井下操作時用來移去井眼阻礙物或者在其它非鉆井操作時應用，尤其應用在十分深和/或偏斜井眼。
2.現(xiàn)有技術用于測量同時鉆井(MWD)并且測井同時鉆井(LWD)的設備已經(jīng)是公知的，其中特定的鉆孔條件被測量或者被記錄在井身中的存儲媒體中，或者使用例如移頻鍵控(FSK)的編碼傳送技術傳送到地面。傳送可以通過無線電波或者鉆井泥漿中的流體脈沖實現(xiàn)。所測量的條件通常包括溫度、井筒環(huán)帶壓力、鉆井參數(shù)，諸如鉆頭的重量(WOB)、鉆頭的旋轉速度和/或鉆柱(PRMs)，以及鉆井泥漿流動速率。MWD或者LWD替代物被結合到底孔組件上的鉆柱中，然后在鉆井操作期間操作。利用MWD/LWD技術的鉆井系統(tǒng)的例子在US專利Nos.6,233,524和6,021,377中被描述，這兩個專利為本發(fā)明的受讓人所擁有，并且在這里被結合用作參考。
除了通常的鉆井操作以外，還具有其它的情況，在這些情況中，具有關于在井下操作的工具的操作及其環(huán)境的特定信息是有用的。在非常深和/或高角度井眼中，很難單獨通過地面指示檢驗涉及井下工具操作的細節(jié)。例如，如果某人試圖使用旋轉的研磨設備移去深的和/或偏斜井眼中的套管的粘結部分，那么將有助于測量接近于研磨設備引發(fā)的轉矩的大小。如果不指示接近于研磨設備引發(fā)的轉矩的大小，那么研磨設備會在地面上超轉矩，并且在研磨設備和地面之間的鉆桿柱將吸收力而不有效的將力傳送到研磨工具。在這種情況下，下井儀器串的過轉矩將導致剪切地面以下的下井儀器串，從而產(chǎn)生阻礙物從而更難移去。
就發(fā)明人所知，沒有一種已知的用于在非鉆井情況下提供有用的井下操作條件信息的可接受設備，其中該信息包括轉矩、重量、壓力、張力、旋轉速度以及旋轉方向。進而，在這樣的非鉆井應用中使用標準MWD工具是非常昂貴的。當前的MWD工具被設計為能獲得大量的鉆孔信息，這些信息大多數(shù)與鉆井方案不相關。用于收集鉆井特定信息的設備包括核傳感器，例如用于測定信息密度、核氣孔率和特定的巖石特性的伽馬射線工具；電阻率傳感器，用于測定信息電阻率、介電常數(shù)以及是否存在碳氫化合物；聲敏傳感器，用于測定信息的聲音氣孔率以及信息的地層界面；以及核磁共振傳感器，用于測定信息的氣孔率和其它巖石物理特性。就發(fā)明人所知，沒有已知的可接受的“適用于該目的”的工具，其中該工具的傳感器部分可以定制為當不檢測無關或者不相關信息時，檢測對工作重要的那些數(shù)據(jù)。
需要一種改進的設備和方法，這種改進的設備和方法能夠提供操作條件信息給非鉆井情況下的地面。還需要一種改進的方法和設備，該方法和設備用于實現(xiàn)打撈和恢復型操作。另外，需要一種改進的方法和設備，該方法和設備用于實現(xiàn)其它的鉆井應用，諸如井下擴眼、孔中套管切割等等。本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于檢測和井下非鉆井操作、恢復操作以及井下擴眼或者套管切割操作等等相關的操作條件，其中非鉆井操作包括打撈。在當前優(yōu)選實施例中，條件傳感設備被用作測量井下操作參數(shù)，包括例如轉矩、張力、壓力、旋轉方向以及旋轉速率。然后，操作參數(shù)信息被用作更有效的執(zhí)行井下操作。
在一個實施例中，存儲器媒體被包含在接近傳感器的工具中。檢測到的信息被記錄，然后在工具從鉆孔被移去之后被下載。在進一步的實施例中，檢測到的信息被編碼并被傳送到編碼信號的形式的地面。地面上的接收器或者數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)接收編碼信號并且將它解碼。用于傳送信息給基于地面的接收器的方法包括泥漿脈沖遙測術和用于傳送MWD/LWD信息給地面的其它技術。在本發(fā)明的另一個方面中，提供一種用于調(diào)整響應于一個或多個檢測到的操作信息的井下操作。
本發(fā)明提供廉價的條件傳感工具，該工具在多種情況下都有用。本發(fā)明還提供一種“適合于該目的”的工具，該工具可以容易地定制為收集并提供期望的操作條件信息而不收集不期望的信息。在相關的方面，本發(fā)明還提供一種在鉆孔內(nèi)實施非鉆井操作的改進的方法，該非鉆井操作包括打撈操作，其中測定的井下操作條件信息被用來改進非鉆井操作并且使該操作更有效。


本發(fā)明的優(yōu)點的進一步的方面將很容易被本領域的普通技術人員理解，當結合附圖時，參考以下詳細的描述會被變得更好理解，其中，在整個附圖中相同的參考標記表示相同或者類似的元件，并且其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的采用工具和工具組件的示例性井眼所構成的示意性截面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明構造的示例性條件傳感工具的部分截面的等距視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個直觀打撈應用中側面截面的示意性描繪，其中生產(chǎn)油管和采油封隔器被從井眼中移去。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施的直觀補償操作的側面截面的示意性描繪。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施的直觀套管切割布置的示意性側面截面圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施的直觀井下擴眼布置的示意性側面截面圖。
圖7是用于根據(jù)本發(fā)明實施的從井眼內(nèi)移去采油封隔器的直觀打撈應用的示意性側面截面圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明實施的直觀引導研磨應用的示意性側面截面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明實施的用于恢復井底組件的直觀沖刷恢復操作的示意性側面截面圖。
具體實施例方式
圖1是示意性的附圖描繪，從總體上描述了根據(jù)本發(fā)明構建的工具和工具組件的結構和操作以及根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)。盡管這個術語不限制于“打撈”的應用，但是這些工具、工具組件、系統(tǒng)和方法在這里可以被簡稱為“測量同時打撈”系統(tǒng)。事實上，本領域的那些技術人員將理解本發(fā)明的用于系統(tǒng)的大量的非鉆井應用、方法和設備。
圖1示出了用于碳氫化合物井12的鉆架10。將理解，當基于地面的鉆井10被示出時，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法也可以應用于海上鉆機、臺地以及鉆井浮船。從鉆架10開始，鉆孔12從地面14向下延伸。下井儀器串16位于鉆孔12內(nèi)。下井儀器串16可以包括鉆桿部分串、生產(chǎn)油管部分或者盤管部分。下井儀器串16是管狀的并且限定了其中的孔，其中鉆探泥漿或者其它流體會被抽入該孔。盡管圖1中沒有描述，但是鉆架10包括用于將鉆探泥漿或者其它流體抽入到下井儀器串16的裝置以及用于在鉆孔12內(nèi)旋轉下井儀器串16的裝置。在下井儀器串16的下端固定了條件檢測工具18，該條件檢測工具的下端反過來固定到工件20。工件20通常被稱為在鉆孔12內(nèi)執(zhí)行功能并且其特定操作數(shù)據(jù)在表面14所需的工具或者設備。通過參考簡短描述的示例性實施例將會理解，工件20可以包括諸如振動工具或者閉鎖機構的打撈設備，或者包括諸如擴孔器或者套管割刀的切割工具，或者包括其它設備。
應當注意到，鉆孔12可以十分深入地延伸到地面下方(也就是，30000英尺或者更多)，并且當圖1所示基本上垂直定向時，鉆孔12實際上偏斜或者甚至水平地沿著它的長度的一部分。在地面14上是數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)22和控制器24。在地面上的操作器通常通過調(diào)整例如工件上的重量、通過下井儀器串16的流體流動、下井儀器串16(如果有的話)的旋轉速率和方向等等參數(shù)，來控制工件20的操作。
現(xiàn)在參考圖2，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明構建的一個示例性條件檢測工具18的結構和操作的截面的細節(jié)。工具18通常包括具有軸向端28、30的圓柱外殼26，該軸向端被構造為用于與下井儀器串16和工件20的鄰接部分螺紋接合。外殼26限定了通過那里的流動孔32以允許鉆探泥漿或者其它流體通過。一個或多個芯盒面板34可以沿圓周固定在工具18周圍以幫助保護工具18不受到由鉆孔摩擦和接合引起的損壞。工具18包括具有多個安裝在其上的條件傳感器的傳感器部分36。在所示的示例性工具18中，傳感器部分36包括能夠測定重量的指重表傳感器38以及能夠測量轉矩的轉矩計40，其中該重量由工件20上的下井儀器串16施加，轉矩通過下井儀器串16的旋轉被施加在工件20上。另外，傳感器部分36包括角度彎曲表42，該角度彎曲表能夠測量下井儀器串16內(nèi)的角度偏差或者彎曲力。另外，傳感器部分36包括井筒環(huán)帶壓力計44，該壓力計測量在外殼26和鉆孔12之間產(chǎn)生的環(huán)面內(nèi)的流體壓力?？讐毫τ?6測量工具18的孔32內(nèi)的流體壓力。當每個這些傳感器的可操作的電互連沒有在圖2中示出時，是由于這些都是本領域技術人員所公知的，因此這里不詳細描述。加速計48也被示出，其可以測定軸向、橫向或者角度方向中的工具18的加速度。通過每個上述的傳感器，傳感器部分36獲得并產(chǎn)生與工件20的操作參數(shù)有關的數(shù)據(jù)。
在當前的優(yōu)選實施例中，條件檢測工具18可以包括CoPilot_MWD工具的一部分，其中該工具從本申請的受讓人，即BakerHughes，Incorporated，Houston，Texas，的INTEQ分公司中是可商業(yè)獲取的。應當注意到，不需要條件檢測工具18，并且通常不包括那些主要或者僅在鉆探情況下有用的元件和組件。這些傳感工具包括，例如，伽馬計數(shù)設備和用于相對于環(huán)境信息定向的方向傳感器。這相比于傳統(tǒng)的MWD或者LWD工具大大的減少了工具18的成本和復雜性。工具18是“適用于該目的”的工具，被構造成具有用于給定的工作而不是不需要的其它工作的那些傳感器。結果是，工具18的成本和復雜性被最小化。
工具18還包括處理部分50以及電源部分52。處理部分50可以接收涉及由傳感器部分36讀出的操作條件并且存儲和/或傳送數(shù)據(jù)給遠處的接收器，例如位于地面14上的接收器或者數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)22。處理部分50最好包括數(shù)字信號處理器53和54所示的存儲媒體，該數(shù)字信號處理器和存儲媒體與傳感器部分36互連以存儲由傳感器部分36獲得的數(shù)據(jù)。處理器53(也被稱為“控制單元”或者“處理單元”)包括一個或多個基于電路的微處理器以處理由鉆井操作中至少部分地在井下由傳感器進行的測量。
處理部分50還包括數(shù)據(jù)發(fā)送器，在圖中用56表示。數(shù)據(jù)發(fā)送器56可以包括本技術領域已知的一種類型的泥漿脈沖發(fā)送器，用于利用泥漿脈沖遙測術傳送編碼數(shù)據(jù)信號到地面14。數(shù)據(jù)發(fā)送器56還可以包括其它本技術領域已知的傳送裝置用于傳送這樣的數(shù)據(jù)信號到地面。
電源部分52容納電源58用于操作處理部分50和傳感器部分36內(nèi)的元件的操作。在當前優(yōu)選實施例中，電源58是“泥漿電動機”機構，其通過下井儀器串16并通過工具18的孔32由向下鉆探泥漿或者其它流體的流動激勵。這樣的機構利用渦輪機產(chǎn)生電能，其中渦輪機有例如鉆探泥漿的流體的流動旋轉。這種類型的合適機構的一個例子是在43/4CoPilot_工具內(nèi)的電源組件，其中該CoPilot工具商業(yè)上由Baker Hughes INTEQ出售。其它可接受的電源也可以被采用，例如電池，其中，例如，在執(zhí)行特殊井下操作期間流體不流動。
用于執(zhí)行本發(fā)明的許多示例性方法和配置將被描述以說明本發(fā)明的系統(tǒng)和方法。圖3描繪了必須從鉆孔12向外撈出生產(chǎn)油管60和可卸式封隔器62的一部分的情況。打撈操作的類型可以是必須的，其中生產(chǎn)油管60已經(jīng)研制出在封隔器62的位置上方的缺口，并且可卸式封隔器62不能利用它的釋放機構被釋放。在圖3中，所示的鉆孔12沿著套管64排列，并且封隔器62相對于套管64的內(nèi)墻被密封。生產(chǎn)油管部分60的上端66已經(jīng)以不平的方式被切斷，并且通向地面14的生產(chǎn)油管串的上部已經(jīng)被移去。
然后，下井儀器串16被下降到如圖3所示的鉆孔12中，其中下井儀器串可以包括一串生產(chǎn)油管或者盤管。條件檢測工具18被固定到下井儀器串16的下端。在這種配置中，工具18具有至少一個指重表傳感器38和轉矩計或者傳感器40。固定到工具18的下端的是接合設備68，其作為工件20。接合設備68是一種打撈工具，是本領域所公知的一種類型，它被構造為接合生產(chǎn)油管部分60的上端66。然后，通過向上拉、震動、向上壓，和/或通過旋轉下井儀器串16，生產(chǎn)油管部分60和封隔器62從鉆孔12中被移去。
在操作中，工具18的指重表傳感器38檢測向上力的大小，該力通過向上拉下井儀器串16而施加到接合設備68上。如果下井儀器串16的旋轉的應用試圖移動油管柱串部分60和封隔器62，那么轉矩計40將檢測來自該旋轉的轉矩的大小，該旋轉實際上由接合工具68感覺?？蛇x的是，如果下井儀器串16被向上壓以有助于釋放油管柱串部分60和封隔器62，將可以檢測孔的壓力和井筒環(huán)帶壓力。這個數(shù)據(jù)被存儲或者被傳送到地面14，從而操作者可以檢測施加到地面的向上或者旋轉的力以及在工件20附近接收的力之間是否具有明顯的差異。明顯的差異可以表明一個問題，即，防止這種力的完全傳輸，比如環(huán)面或儀器串16中進行阻礙，該環(huán)面或儀器串16相對于鉆孔12中的偏移和/或極深部分中的鉆孔12而支承。
現(xiàn)在參考圖4，示出了錨鎖銷或者螺紋接合部，其中本發(fā)明的設備和方法應用被示出，以斷開鉆孔12內(nèi)的螺紋元件。在這種情況下，所示的封隔器元件62相對于鉆孔12的套管64被固定，并且保持生產(chǎn)油管部分66，該生產(chǎn)油管包括被螺紋連接部70固定到上部套管部分72的低套管部分69。上部套管部分72和先前所描述的生產(chǎn)油管部分60一樣已經(jīng)被切割。這里作為工件20的接合工具74被固定到條件檢測工具18，并且被構造為固定的接合上部套管部分72的上端76。這樣的接合工具74是本領域所公知的。希望使螺紋連接部70松脫，從而上部油管柱部分可以從鉆孔12中被移去，并且可以被另一個可以螺紋狀的與低套管部分69接合以在鉆孔12內(nèi)重新恢復生產(chǎn)的油管柱部分代替。使螺紋連接部70松脫取決于提升下井儀器串16直到在螺紋連接部70上的壓力、重量基本上為零時。另外，如果不能松脫，那么螺紋連接部70將非常困難。事實上，嘗試這樣做會損壞螺紋，使它以后更難接觸另一個生產(chǎn)油管部分。相反的，過分的提升下井儀器串16也將會使得螺紋連接部70更難或者不可能通過下井儀器串16的旋轉被松脫。因此，能夠檢測和測定張力和壓力的大小是十分重要的，其中張力和壓力接近于接合工具74被準確的感知。因此，條件檢測工具18被構造為至少檢測重量和轉矩。在操作中，接合工具74被鎖閉到上部72，并且操作者向上推或者放松下井儀器串16直到重量讀數(shù)為零，從而指示螺紋連接部70的松脫會開始。然后，下井儀器串16在必要的方向旋轉來松脫連接部70。從工具18讀出的轉矩將指示是否具有從旋轉下井儀器串16傳送旋轉力到接合工具74的問題。
圖5示出了井眼套管64的一部分被套管割刀80切割的情況。本領域的技術人員會理解它將容易的應用于生產(chǎn)油管的切割。套管80被固定到條件檢測工具18的下端并且大致包括具有一對徑向延伸切割工具84的中心管狀主體82。這樣的切割工具是本領域所公知的，并且僅用來說明本發(fā)明，因此在這里不被詳細描述。所示的套管割刀80穿過套管64切割并且通過切割工具84進入周圍地層86。由于套管割刀80被下井儀器串16的旋轉轉動，所以知道旋轉的方向、旋轉的速度(RPM)以及套管割刀80的重量是很重要的。在操作中，下井儀器串16被旋轉以使得套管割刀80切割套管64以形成一個開口88。工具18被構造為至少檢測接近于套管割刀80的旋轉速度(RPM)和方向，以確保開口88被正確的切割。測量施加到套管割刀80的轉矩以及套管割刀80上的重量也是重要的，并且最好由工具18檢測。
現(xiàn)在參考圖6，結合本發(fā)明的設備和方法的井下擴眼情況被示出。井下擴眼設備90被固定到工具18的下端。本領域所公知的井下擴眼設備90包括具有多個井下擴眼臂94的管狀主體92，其中當井下擴眼主體92圍繞它的縱軸旋轉時，井下擴眼臂樞軸的連接到主體92并且徑向向外移動以切割地層86。當期望放大特定點的鉆孔12的直徑時使用井下擴眼。在一個井下擴眼操作中，監(jiān)視接近于井下擴眼90的轉矩力是很重要的。因此，工具18被構造為至少檢測接近于井下擴眼90的轉矩力。優(yōu)選的是，工具18也被構造為檢測重量、旋轉速率(RPM)以及旋轉方向。
現(xiàn)在轉到圖7，示出了一種配置，其中封隔器100從鉆孔12內(nèi)的一組位置獲取。條件檢測工具18被固定到工具串16的下端，并且接合工具102被固定到條件檢測工具18的下端。接合工具102被構造為鎖閉在封隔器100上，并且不固定它以從鉆孔12中移去。工具串16被放低到鉆孔12中直到接合工具102變得固定地鎖閉到封隔器100上。封隔器100通常通過在工具串16上向上拉和/或旋轉工具串16以便向封隔器100施加拉力和轉矩，從而從與鉆孔12的墻的接合中釋放。然后，在這種情況下，工具18應當被構造為至少測量張力/壓力(重量)以及接近于封隔器100的轉矩。
圖8示出了一個示例性的引導研磨配置，其中旋轉引導研磨機104被固定到條件檢測工具18和工具串16。研磨機104通常具有圓柱形中心主體106，該主體具有多個徑向延伸的研磨葉片108。主體106出現(xiàn)一個鼻端部分110。所示的研磨機104與管狀構件112的上端連接，其中管狀構件112已經(jīng)粘附到鉆孔12中。期望通過旋轉研磨機104研磨掉管狀構件112，從而使得研磨葉片108將管狀構件112切割掉。因此，研磨機104在管狀構件112的頂上被放下，因此鼻端110被插入管狀構件112，并且葉片108連接管狀構件12的上端。在操作期間，鉆探泥漿通過工具串16、工具18和研磨機104向下流通。鉆探泥漿離開接近于葉片108連接管狀構件112的位置的研磨機104，并且用來潤滑切割過程和/或提供一種通過環(huán)面中的井眼流體對地面循環(huán)切割的裝置。
在圖8所示的一個研磨操作中，能夠檢測轉矩力、旋轉方向、重量(也就是，通過工具串16施加到研磨機上的軸向張力和/或壓力)，以及研磨機104的旋轉速度。因此，工具18應當被構造為至少檢測這些井下操作參數(shù)。另外，研磨機104的振動量可以通過結合本領域公知的一種類型的振動傳感器(未示出)到工具18的傳感器部分36中來測定。然后，檢測到的信息被用來調(diào)整研磨工序(也就是，放下或者提升研磨機，改變RPM)以改進研磨工序。
圖9示出了本發(fā)明的一種沖刷恢復操作合成設備和方法。在這種情況下，底孔組件(BHA)118粘附到鉆孔12中。BHA118包括鉆頭120和從鉆頭120向上延伸的鉆桿部分122。鉆桿部分122是鉆桿的短管部分，其中鉆桿在鉆桿柱的剩余部分被切割或者移去之后仍然保留。但是，BHA118是可能粘附在井眼中的一個元件的例子?？赡苋菁{或者粘附在鉆孔12內(nèi)的其它元件包括屏蔽、襯板、鉆桿部分、套管部分等等。
固定到工具串16到下端的是條件檢測工具18和沖刷工具124，其中沖刷工具作為工件20。沖刷工具124包括具有環(huán)形切割邊緣128的銑鞋126，其中銑鞋126用于切除吸附的BHA118周圍的地層。在這種方式中，吸附的元件118被沖刷并且容易被移動。在這個操作中，尤其希望了解接近于沖刷工具124的轉矩力。因此，條件檢測工具18應當被構造為至少檢測轉矩力。最好是，工具18也被構造為檢測PRM以及旋轉的方向，以有助于防止無意的扭曲或者對沖刷工具124或者吸附元件的損壞。
應當注意到，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)22最好包括圖1中23表示的圖形顯示器，該圖像顯示器是本領域公知的一種類型，從而允許操作員觀測井下操作條件的指示并響應于該指示調(diào)整井下操作(也就是，通過調(diào)整旋轉的速率或者放下重量)。調(diào)整的效果將通過工具18的井下傳感器檢測，然后被傳送到地面14，其中它被數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)22接收。因此，可以看出閉環(huán)系統(tǒng)用于控制基于檢測到的數(shù)據(jù)的非鉆井應用。
還應當注意到，顯示器和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)22可以包括被適應性程序化的個人計算機，其和與MWD和LWD系統(tǒng)相關的“rigfloor”顯示器相反。由于測量和監(jiān)測的參數(shù)比MWD或LWD系統(tǒng)更少并且更簡單，所以，僅需要較簡單和較便宜的顯示器和查詢系統(tǒng)。
在本發(fā)明的進一步的方面中，非鉆井過程的自動或半自動控制可以利用閉環(huán)系統(tǒng)。處理器53處理在條件檢測工具18中由傳感器檢測的測量值。被處理的信號或者計算的結果通過條件檢測工具18的發(fā)送器56被發(fā)送到地面14。這些信號或者結果通過數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)22在地面14上被接收，并且被提供給控制器24。隨后，控制器24控制響應于信號或者提供給控制器的結果的井下操作。
處理器53也可以控制傳感器以及工具串16中的其它設備的操作。在工具18內(nèi)的處理器53也可以處理條件檢測工具18中的不同傳感器的信號，并且還控制它們的操作。處理器53還可以控制與工具18相關的其它設備，例如套管割刀80或者擴孔器90。單獨的處理器可以被用作每個傳感器或者設備。每個傳感器也可以具有另外的用于惟一操作的電路。處理器53最好包含用于存儲程序化指令、模型(可以是交互式模型)、數(shù)據(jù)以及其它必要控制電路的一個或多個微處理器或者微控制器。微處理器控制不同傳感器的操作，提供井下傳感器之間的通信，并且可以通過雙向泥漿脈沖遙測術提供工具18和地面14儀器之間的雙向數(shù)據(jù)和信號通信。
地面控制器24從井下傳感器和設備接收信號，并且處理根據(jù)提供給控制器24的程序化指令的信號?？刂破?4顯示期望的鉆井參數(shù)以及其它顯示器/監(jiān)視器23上的信息，其中顯示器/監(jiān)視器23被操作者利用以控制鉆井操作?？刂破?4最好包含計算機、存儲數(shù)據(jù)的存儲器、記錄數(shù)據(jù)的記錄器以及其它必要的外圍設備?？刂破?4也可以包括模擬模型并且根據(jù)程序化的指令處理數(shù)據(jù)。當一定的危險或者不期望的操作發(fā)生時，控制器24也可以適用于啟動警報。
雖然在所描述的實施例中，所示的條件檢測工具18直接連接到工件20，但是不總是這樣?？赡艿氖?，轉換工具或者一些其它元件可以間接固定到工件20和工具18之間。
為了說明和解釋的目的，前面的描述是針對本發(fā)明的具體實施例。但是，本領域技術人員應當理解，不脫離本發(fā)明的范圍和精神可以對上述的實施例進行變型和改變。
權利要求
1.一種用于在非鉆井井眼操作期間檢測井眼條件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括位于井眼內(nèi)的工具串；在工具串中用于執(zhí)行井眼內(nèi)的非鉆井井眼操作的工件；以及在工具串內(nèi)用于檢測井下條件的條件檢測工具。
2.如權利要求1的系統(tǒng)，其中工件包括打撈設備。
3.如權利要求1的系統(tǒng)，其中工件包括切割工具。
4.如權利要求3的系統(tǒng)，其中切割工具包括擴孔器。
5.如權利要求3的系統(tǒng)，其中切割工具包括套管割刀。
6.如權利要求1的系統(tǒng)，其中井下條件基本上是由轉矩、重量、工具串壓力、工具串張力、工具串旋轉速度、振動以及工具串旋轉的方向組成的一組條件中的一個條件。
7.如權利要求1的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)的條件檢測工具包括其中限定傳感器部分的外殼；以及至少一個保留在傳感器部分中用于檢測井下條件的傳感器。
8.如權利要求7的系統(tǒng)，其中條件檢測工具還包括用于接收關于井下條件的數(shù)據(jù)以及傳送數(shù)據(jù)到遠處的接收器的處理部分。
9.如權利要求7的系統(tǒng)，其中條件檢測工具還包括用于接收關于井下條件的數(shù)據(jù)并存儲數(shù)據(jù)的處理部分。
10.如權利要求1的系統(tǒng)，還包括電源部分。
11.一種在非鉆井操作期間在井眼中使用以檢測井眼中的至少一個井下條件的條件檢測工具，該條件檢測工具包括限定通過其中的軸向流體流通孔的外殼；限定在外殼中的傳感器部分；以及至少一個用于檢測基本上由轉矩、重量、工具串壓力、工具串張力、工具串旋轉速度、振動以及工具串旋轉的方向組成的一組條件中的至少一個非鉆井井下條件。
12.如權利要求11的條件檢測工具，還包括在外殼內(nèi)的用于提供電源給傳感器部分的電源部分。
13.如權利要求11的條件檢測工具，還包括用于接收關于井下條件的數(shù)據(jù)并且傳送數(shù)據(jù)到遠處的接收器的處理部分。
14.一種執(zhí)行非鉆井井下井眼操作的方法，包括結合工件和條件檢測工具到工具串中；將工具串設置在井眼中；操縱工件以實施非鉆井井下操作；以及使用條件檢測工具檢測至少一個井下條件。
15.如權利要求14的方法，還包括傳送指示井下條件的信息給遠處的步驟。
16.如權利要求14的方法，還包括存儲指示井下條件的信息到條件檢測工具的處理部分內(nèi)的步驟。
17.如權利要求14的方法，其中a)工件包括用于接合粘附構件到井眼內(nèi)的打撈工具；b)非鉆井井下操作包括打撈操作，以從井眼移去粘附部件；以及c)條件檢測工具檢測重量和轉矩。
18.如權利要求14的方法，其中a)工件包括錨鎖銷；b)非鉆井井下操作包括松脫井眼內(nèi)的螺紋連接部；以及c)條件檢測工具檢測工具串壓力以及工具串張力。
19.如權利要求14的方法，其中a)工件包括套管割刀；b)非鉆井井下操作包括套管割刀操作，以及c)條件檢測工具檢測工具串的旋轉的速度和方向。
20.如權利要求14的方法，其中a)工件包括擴孔器；b)非鉆井井下操作包括擴孔器操作，以及c)條件檢測工具檢測轉矩。
21.如權利要求20的方法，其中條件檢測工具還檢測重量、旋轉速度以及旋轉方向。
22.如權利要求14的方法，其中a)附加包括封隔器；b)非鉆井井下操作包括從井眼內(nèi)的一組位置中取回封隔器；以及c)條件檢測工具檢測轉矩和重量。
23.如權利要求14的方法，其中a)工件包括導向銑刀；b)非鉆井井下操作包括通過導向銑刀研磨掉井眼內(nèi)的管狀構件的一部分；以及c)條件檢測工具檢測轉矩、重量、工具串壓力、工具串張力、工具串旋轉速度、振動以及工具串旋轉的方向組成的一組條件中的至少一些井下條件。
24.如權利要求14的方法，其中a)工件包括沖刷工具；b)非鉆井井下操作包括用于切割掉井眼內(nèi)圍繞粘附物體的地層的一部分的沖刷操作；以及c)條件檢測工具檢測轉矩。
25.如權利要求24的方法，其中條件檢測工具還檢測旋轉的速度和方向。
全文摘要
用于檢測非鉆井操作中與井下相關的操作條件的方法和設備，包括打撈并且取回操作以及井下擴眼或者套管切割操作等等。條件檢測設備被用來測量井下操作參數(shù)，包括例如，轉矩、張力、壓力、旋轉的方向和旋轉的速率。然后，操作參數(shù)信息被用來更有效的執(zhí)行井下操作。
文檔編號E21B47/00GK101018926SQ200480006946
公開日2007年8月15日 申請日期2004年2月2日 優(yōu)先權日2003年2月14日
發(fā)明者J·A·桑尼爾, R·B·科爾博特, J·W·安德森, G·海希西, B·C·皮佐拉托, J·C·?？怂?申請人:貝克休斯公司