[发明专利]改进井具的设计、制造、性能和/或使用的方法和系统

说明书

本申请是国际申请日为2008年11月26日、国际申请号为PCT/US2008/084783、进入中国国家阶段的申请号为200880125538.8、名称为“改进井具的设计、制造、性能和/或使用的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

相关申请

本申请要求在2007年12月5日提交的美国临时专利申请No.60/992,392的利益，该临时专利申请的内容通过参考由此全部包括。

技术领域

本发明涉及设备和方法，这些设备和方法可以用来改进井具的设计、制造、性能和/或使用，并且更具体地说，涉及新井具和用过的井具的数字扫描，以改进相关联的设计、制造过程和/或操作过程，以对于每个井具实现性能目标。

背景技术

各种类型的三维(3D)测量系统和扫描系统已经用来以各种数字格式，测量和记录与各种各样的产品和过程相关联的详细设计参数。三维(3D)扫描仪一般可以描述为接触扫描仪、激光扫描仪和/或光扫描仪。

3D接触扫描仪典型地使用相应探针，以确定在工件的外部和/或内部表面上的各个点的坐标。3D接触扫描仪有时可以称作坐标测量机(CMM)。CMM机或接触式测量系统可以移动相关联的测量探针，以确定在工件的外部和/或内部表面上的多个点的坐标。相关联的计算机和计算机程序可以用来基于多个点的相应坐标，创建工件的3D图像。

3D激光扫描仪或3D光扫描仪可以使用对着工件的外部和/或内部表面投射的激光束或其它类型的光束。数千个点可以被记录，并且用来确定每个点的尺寸和位置和准备工件的详细3D图像。

可买到的3D扫描仪可以产生复杂3D物体或工件的非常准确和精确的3D数据文件。这样的3D扫描仪可以充分地与相关联的计算机辅助工程(CAE)或计算机辅助设计(CAD)应用相集成，并且可以在相关联的3D坐标系统中提供综合测量。这样的3D扫描仪可以为了质量控制目的、反向工程、快速原型化、快速加工和/或实物大模型，收集高度精确和详细的数字数据。

发明内容

按照本公开的讲授，三维(3D)扫描技术和一个或多个反馈环路可以用来改进各种各样的油田工具和/或井具的设计、制造和/或性能。本公开的一个方面可以包括将3D扫描技术与多个反馈环路相结合，这可以用来改进旋转钻头和其它油田工具或井具的设计、制造、性能和/或使用。本公开的讲授可以用来消除或减少油田工具或井具的制造误差和/或不适当使用。与本公开的讲授相结合的3D扫描技术和一个或多个反馈环路，可以用来改进与油田设备和/或井具的设计、制造和/或使用相关联的过程。

对于某些应用，井具在初始制造之后可以被数字扫描。生成的3D图像可以用来创建“竣工(as built)”3D数据文件。竣工3D数据文件可以与对应设计数据文件或对应3D设计数据文件相比较，该对应设计数据文件或对应3D设计数据文件包括，但不限于，工程图纸、制造图纸、制造程序及相关联的规范。在“竣工”3D数据与设计数据文件之间的任何差别可以用来评估一种或多种制造工艺和程序的性能，以生产与设计数据文件相对应的工件或井具。

按照本发明的讲授，用过的井具也可以被数字扫描，以创建“使用后”3D数据文件。在相应设计数据文件与相关联的使用后3D数据文件之间的比较，可以用来评估这样的井具在油田位置或井场处使用之后的性能。在相应设计数据文件、竣工3D数据文件和/或使用后3D数据文件之间的比较，可以用来改进与这样的井具相关联的关联设计、制造、和/或操作过程。

对于某些实施例，多个反馈环路可以用来改进井具的相关联设计、与井具关联的制造工艺和过程、和/或与井具在油田位置或井场处的使用相关联的过程。例如，评估井具的竣工尺寸和构造可以用来改进相关联的制造工艺和过程，并且/或者可以用来修改相关联的设计数据文件，以允许改进制造效率和降低制造成本。对于其它应用，从用过的井具取得的详细尺寸和构造可以用来改进相关联的设计数据文件、相关联的制造过程和工艺、和/或与井具在油田位置或井场处的使用相关联的过程。

使用本公开的3D扫描技术和其它讲授，可以相互比较设计数据文件、相关联的竣工数据文件及相关联的使用后数据文件。生成的比较结果可以用来选择用来制造井具的各种材料和合金。可以进行这样的材料选择以实现用于井具的希望性能目标。

附图说明

通过参考联系附图所作的如下描述，可以获得目前实施例和其优点的更完全和彻底理解，在附图中，类似附图标记指示类似特征，并且其中：