[发明专利]用于管理钻杆、钻孔工具、钻孔套管等钻探部件的方法

说明书

本发明涉及一种用于管理尤其是用于开采化石燃料岩层或者地热存储的钻杆、钻孔工具、钻孔套管等钻探部件的方法。

为了勘查与开采油田及气田，钻探通常需要很深的钻孔深度，因为钻探必须推进到较深的岩层或者必须海上钻探。这同样也适用于例如利用天然热水贮蓄池来获取能量或者为开采CO₂-岩层的钻探。

在所有这些情况中，都要通过一个位于钻杆前端的钻头或者类似部件来推进钻探，其中，钻杆装置由一个钻杆或者组合而成的钻管组成，并且随着钻探的推进越来越长。由地表或者在某些情况下由海上钻井平台、也就是由水层表面来驱动钻头或者一个惯常的钻孔工具，其中，或者是钻杆用于通过机械装置传导钻孔力，或者是把液压驱动钻头的钻井液泵入钻孔中。钻杆装置通常由用作钻杆的喷射管组成，从而使钻孔时产生的钻屑可以借助钻杆引导的液体向上地从钻孔中输出。钻孔套管通常与钻杆同轴设置，以便给钻孔加上衬套。

为了使随着钻探的推进越来越长的钻杆置入钻孔中，在钻孔周围设置各为12-20米长的钻杆部件、套管部件等类似部件，并且逐个地置入钻孔中，其中，每个待置入钻孔的新部件分别固定在之前被置入的部件上。所述固定通常借助部件末端上的螺纹实现。

一般是从垂直的方向开始钻孔，因而通常设置一个钻井架，其垂直地将各个钻杆部件及类似部件放入钻孔中。钻杆操作器用于自动抓取水平定向的钻孔部件、套管部件等等，并且用于把被抓取的部件调整为在钻孔上方的垂直位置，即所述部件在此被钻井架上的钻孔送给装置收纳。

钻杆长度越长，要使得用于提供和置入各个待置入钻孔的部件尽可能最短，就越是显得重要。因为用于操作部件的时间在整个钻孔的过程中会由此而成倍增加：即不时地需要将整个钻杆从钻孔中移出，以便例如更换磨损或受损的钻头，然后又必须重新把钻杆-通过逐个部件组装的方式-置入钻孔中。在复杂的地质条件下，钻头的使用时间可能限于几个小时，从而使得必须重复地多次移出、分拆、组装和重新送进钻杆，其中，待操作的部件的数量也随着钻孔进程的推进不断增多。

除了用来操作钻杆零件的时间应尽可能短以外，同样重要的是，要有序的存放从钻孔中取出的钻杆的各个部件，从而使其能够在顺序不变的情况下重新置入钻孔中。这一点在具有特殊属性或工具的中间件必须位于钻杆中的某个特定位置上的情况下则尤其非常重要。

有鉴于此，本发明的根本目的是，提供一种用于借助电子数据处理系统来管理待被置入钻孔的部件的方法，所述方法尤其会减少钻杆的单个部件的操作及其组装的时耗。

上述目的通过一种具有根据权利要求1和权力要求2至10所述的特征的方法以及通过一种如权力要求11所述的用法得以实现。

根据本发明，因而推荐一种自动化存放系统，其尤其设有叠放架和/或者搁架以及至少一个用于给钻孔进给装置输送钻杆、钻管、去皮管、中间件、钻头及类似部件以及/或者用于回放相应的、从钻孔中取出的部件的搁架操作器。钻杆、钻孔和去皮管可通过所述自动化存放、导入和回放装置保持有序而明确的定位，在正确的时间点上被导入通常包括了一个钻杆操作器的钻孔输送装置，并且根据需要被回放到明确标明的、可存储的位置上，其而后可由此处自动地以正确的顺序重新被导入钻孔中。

在本发明的范畴中会使用一个电子数据处理系统(EDV系统)，与待被置入钻孔的部件如钻杆、钻管、去皮管、中间件、钻头及类似部件的状态和当前存放位置相关的信息被存储在其中。此外，在EDV系统中还存有与所有被置入钻孔的部件的安装位置和/或安装顺序相关的信息。那么，EDV系统由此就能够控制如本发明所述使用的自动化存放、导入和回放装置。

作为可选或补充方案的是，EDV系统还可以仅仅向一个操作人员显示，其应在何时于何处将哪个待置入钻孔的部件导入钻孔进给系统，因为EDV系统会识别到相应部件的存放位置并且使其与钻孔列表一致，在所述钻孔列表中要确定，先后由哪些部件构成钻杆。

尤其优选使所述自动化存放、导入和回放装置的控制结合显示功能，其中会生成一个钻孔列表。如果某部件不在所述自动化存放、导入和回放装置中或者不能由该装置进行处理，操作人员就将获得一个相应的提示，即某个特定的部件应该从某个特定的存放位置被导入钻孔送给装置中。对于钻头、工具、中间件及类似部件等，尤其会出现后述情况。那么，所述部件就通过手动操作存放，其中，然而尤其有利的是，其确切位置在EDV系统中为已知；甚至在手动操作时会由此节省很多时间，或者是说，几乎更重要的是：在回放时，待由手动操作的部件在从钻孔中移出并且重新置入钻杆中后会存放在由EDV系统给定并且可由EDV系统重新识别到的位置上。