[发明专利]用于自动铣削操作的方法和系统

说明书

技术领域

本公开总体上涉及井场设备，如油田地面设备、井下组件等。

背景技术

铣削系统用于铣削已形成在井筒内部的污垢沉积物或其它井筒障碍物。使用电缆铣削系统的益处是能提供精确铣削，而无需调动连续油管或笨重的地面设备来用于循环和处理流体。然而，在没有控制钻头上的扭矩的情况下，当在钻头上产生过大的扭矩时，旋转移动可导致损坏工具-管柱或井筒完井设备中的薄弱点。同样，当推力不足够强时，使用者可能没有意识到旋转模块没有正在切割污垢，而是自由地旋转。期望能够自动地实施铣削操作，因为即使实时地测量钻头上的扭矩，但如果使用者必须手工地改变牵引推力，操作工具也是困难的。操作可能是费时的且繁琐的。

希望提供方便和直观的工具控制，该工具控制同时提供工具保护。仍希望提供油田地面设备和/或井下组件的改善。

发明内容

根据本公开的方法涉及一种过程，以在井筒(例如套管井孔环境)中执行高效和直观的铣削操作。自动铣削过程实现受控的材料去除操作，同时最小化不必的人工介入。

自动铣削过程控制铣削组件，该铣削组件利用至少一个带轮的牵引模块以将铣削模块的钻头推靠在污垢上来产生钻压。自动铣削过程监测来自旋转模块中的马达的扭矩测量结果并作为反馈，以从牵引模块产生合适的推力。该过程尝试通过在由使用者设定的预定极限之内自动地调整牵引推力来在钻头上实现同样由使用者设定的目标扭矩。该过程通过最小化由于高的反作用扭矩产生的钻头的失速来实现高效的污垢去除，且允许使用者在钻头失速的情况下采用合适的动作(或采用自动调整)。

铣削组件包括第一电子设备盒，其驱动马达旋转钻头且感测马达扭矩以产生实时反馈信号。铣削组件可包括第二电子设备盒，其驱动牵引模块以响应于扭矩反馈信号控制推力。铣削组件连接到合适的井存取线路例如电缆、一段连续油管等。井存取线路从井筒的地面延伸且与地面设备、控制设备等通信。自动铣削过程能被实施为位于第一电子设备盒、第二电子设备盒以及地面上的控制设备中的一个或多个中的固件和/或软件。

附图说明

通过结合附图参考以下的详细说明，这些和其它的特征和优点将更加容易理解。

图1是通过井筒的剖视图，示出了根据本公开的铣削或井底组件。

图2是图1中示出的铣削或井底组件的透视图。

图3是根据本公开的用于执行自动铣削程序的方法的流程图。

图4是根据本公开的铣削组件和程序的测试的记录。

具体实施方式

现参考图1和2，公开了一种铣削组件或井底组件，总体上以附图标记10表示。组件10包括旋转或铣削模块12和一对牵引模块16和18，该旋转或铣削模块12用于驱动铣削钻头14，该牵引模块16和18用于在井筒W中推进组件10并用于在组件10的操作期间将力提供到铣削钻头14，这将在下文更详细的描述。

旋转或铣削模块12包括补偿器20、马达22和传动箱24，该传动箱24联接到铣削钻头14或与铣削钻头14连通。电子设备盒26将动力和遥测结果提供到旋转模块12的多个构件14、20、22、24，且从旋转模块12的多个构件14、20、22、24获得或接收遥测结果，并控制旋转模块的操作。马达22可包括三相永磁同步电机，其由电子设备盒26驱动。盒26可以其固件实施场定向(field-oriented)控制。