Claims (44)
1. Система буровой установки для бурения ствола скважины в земле, причем система буровой установки содержит:1. A drilling rig system for drilling a wellbore in the ground, the drilling rig system comprising:
устройство вращения бурильной колонны;drill string rotation device;
датчик положения устройства вращения относительно оси скважины; иthe position sensor of the rotation device relative to the axis of the well; and
устройство для перемещения устройства вращения в положение на оси скважины.a device for moving the rotation device to a position on the axis of the well.
2. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что устройство вращения содержит верхний привод.2. The drilling rig system for drilling a wellbore according to claim 1, characterized in that the rotation device comprises a top drive.
3. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что устройство вращения содержит роторный стол и ведущую трубу.3. The drilling rig system for drilling a wellbore according to claim 1, characterized in that the rotation device comprises a rotary table and a lead pipe.
4. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что датчик положения устройства вращения включает в себя теодолит и лазерную дальномерную систему, расположенные на расстоянии от устройства вращения.4. The rig system for drilling a borehole according to claim 1, characterized in that the position sensor of the rotation device includes a theodolite and a laser rangefinder system located at a distance from the rotation device.
5. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что датчик положения устройства вращения включает в себя первый датчик, расположенный на расстоянии от устройства вращения, и второй датчик, расположенный на другом расстоянии от устройства вращения, причем первый датчик, ось скважины и второй датчик образуют угол, составляющий приблизительно 90 градусов, на оси скважины в плоскости, перпендикулярной оси скважины.5. The rig system for drilling a borehole according to claim 1, characterized in that the position sensor of the rotation device includes a first sensor located at a distance from the rotation device and a second sensor located at a different distance from the rotation device, the first sensor , the axis of the well and the second sensor form an angle of approximately 90 degrees on the axis of the well in a plane perpendicular to the axis of the well.
6. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что датчик положения устройства вращения включает в себя первый и второй теодолиты, расположенные в плоскости, определенной изгибом мачты, и на двух расстояниях от устройства вращения.6. The rig system for drilling a borehole according to claim 1, characterized in that the position sensor of the rotation device includes first and second theodolites located in the plane defined by the bend of the mast and at two distances from the rotation device.
7. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что датчик положения устройства вращения включает в себя два основных теодолита, расположенных в плоскости, определенной изгибом мачты, и на двух расстояниях от устройства вращения, а также два вспомогательных теодолита, расположенных в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости, определенной изгибом мачты, и на двух расстояниях от устройства вращения.7. The rig system for drilling a wellbore according to claim 1, characterized in that the position sensor of the rotation device includes two main theodolites located in a plane defined by the bend of the mast and at two distances from the rotation device, as well as two auxiliary theodolites located in a vertical plane perpendicular to the plane defined by the bend of the mast, and at two distances from the rotation device.
8. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что датчик положения устройства вращения включает в себя по меньшей мере один инклинометр, который регистрирует наклон мачты.8. The rig system for drilling a borehole according to claim 1, characterized in that the position sensor of the rotation device includes at least one inclinometer that detects the mast inclination.
9. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что датчик положения устройства вращения включает в себя устройство, которое определяет положение устройства вращения относительно мачты, причем система буровой установки дополнительно содержит датчик массы устройства вращения бурильной колонны и бурильной колонны, подвешенной на устройстве вращения бурильной колонны.9. The rig system for drilling a borehole according to claim 1, characterized in that the position sensor of the rotation device includes a device that determines the position of the rotation device relative to the mast, and the drilling system further comprises a mass sensor of the rotation device of the drill string and drill string suspended on a drill string rotation device.
10. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что устройство вращения содержит верхний привод и устройство для перемещения содержит рычаги, которые выдвигаются из каретки/втягиваются в каретку для перемещения верхнего привода относительно мачты буровой установки.10. The drilling rig system for drilling a borehole according to claim 1, characterized in that the rotation device comprises an upper drive and the moving device comprises levers that extend from the carriage / retract into the carriage to move the upper drive relative to the mast of the drilling rig.
11. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что устройство вращения содержит верхний привод и устройство для перемещения содержит устройство для перемещения кронблока относительно мачты буровой установки.11. The drilling rig system for drilling a borehole according to claim 1, characterized in that the rotation device comprises a top drive and the moving device comprises a device for moving the crown block relative to the mast of the drilling rig.
12. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что устройство вращения содержит роторный стол и ведущую трубу и устройство для перемещения содержит по меньшей мере один домкрат буровой установки.12. The rig system for drilling a borehole according to claim 1, characterized in that the rotation device comprises a rotary table and a lead pipe and the device for moving contains at least one jack of the rig.
13. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для перемещения содержит каретку, которая выдвигает/втягивает верхний привод относительно мачты буровой установки, и по меньшей мере один домкрат буровой установки.13. The drilling rig system for drilling a wellbore according to claim 1, characterized in that the moving device comprises a carriage that extends / retracts the top drive relative to the mast of the drilling rig and at least one jack of the drilling rig.
14. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, дополнительно содержащая контроллер устройства для перемещения, работа которого основана на данных от датчика положения.14. A drilling rig system for drilling a wellbore according to claim 1, further comprising a controller for a moving device based on data from a position sensor.
15. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 1, дополнительно содержащая систему управления,15. The drilling rig system for drilling a wellbore according to claim 1, further comprising a control system,
причем система управления записывает данные о положении, соответствующие положению устройства вращения относительно оси скважины, причем данные собираются устройством вращения во множестве значений высоты мачты, и система буровой установки подвергается множеству нагрузок на крюк при каждом значении высоты мачты,moreover, the control system records position data corresponding to the position of the rotation device relative to the axis of the well, and the data is collected by the rotation device in a variety of mast height values, and the rig system is subjected to many hook loads for each mast height,
причем система управления отдает на устройство для перемещения команды на перемещение устройства вращения в записанное положение на основании измеренного значения высоты мачты и измеренной нагрузки на крюк в сравнении со множеством значений высоты мачты и множеством нагрузок на крюк, в которых были записаны данные о положении.moreover, the control system sends to the device to move the command to move the rotation device to the recorded position based on the measured mast height and the measured load on the hook in comparison with the set of mast height and the set of load on the hook in which position data were recorded.
16. Способ бурения ствола скважины в земле, причем способ включает в себя:16. A method of drilling a borehole in the ground, the method comprising:
вращение бурильной колонны устройством вращения;rotation of the drill string by a rotation device;
определение положения устройства вращения относительно оси скважины; иdetermining the position of the rotation device relative to the axis of the well; and
размещение устройства вращения на оси скважины.placement of the rotation device on the axis of the well.
17. Способ бурения ствола скважины по п. 16, отличающийся тем, что вращение включает в себя вращение бурильной колонны посредством верхнего привода.17. The method of drilling a borehole according to claim 16, characterized in that the rotation includes rotation of the drill string by means of a top drive.
18. Способ бурения ствола скважины по п. 16, отличающийся тем, что вращение включает в себя вращение бурильной колонны посредством роторного стола и ведущей трубы.18. The method of drilling a borehole according to claim 16, characterized in that the rotation includes rotation of the drill string by means of a rotary table and a lead pipe.
19. Способ бурения ствола скважины по п. 16, отличающийся тем, что определение положения устройства вращения включает в себя: размещение лазерного генератора на расстоянии от устройства вращения, регистрацию лазерного луча, сгенерированного посредством лазерного генератора, для определения расстояния между лазерным генератором и устройством вращения, и измерение угла между лазерным лучом и опорной постоянной величиной.19. The method of drilling a borehole according to claim 16, characterized in that determining the position of the rotation device includes: placing the laser generator at a distance from the rotation device, registering the laser beam generated by the laser generator to determine the distance between the laser generator and the rotation device , and measuring the angle between the laser beam and the reference constant.
20. Способ бурения ствола скважины по п. 16, отличающийся тем, что определение положения устройства вращения включает в себя: размещение первого и второго лазерных генераторов на расстоянии друг от друга, генерирование первого лазерного луча между первым лазерным генератором и устройством вращения, генерирование второго лазерного луча между вторым лазерным генератором и устройством вращения и измерение углов между каждым из лазерных лучей и опорной постоянной величиной.20. The method of drilling a borehole according to claim 16, characterized in that determining the position of the rotation device includes: placing the first and second laser generators at a distance from each other, generating a first laser beam between the first laser generator and the rotation device, generating a second laser beam between the second laser generator and the rotation device; and measuring the angles between each of the laser beams and the reference constant.
21. Способ бурения ствола скважины по п. 16, отличающийся тем, что определение положения устройства вращения включает в себя: размещение первой и второй дальномерных систем на расстоянии друг от друга, измерение расстояния между первой дальномерной системой и устройством вращения и измерение расстояния между второй дальномерной системой и устройством вращения.21. The method of drilling a borehole according to claim 16, characterized in that determining the position of the rotation device includes: placing the first and second rangefinder systems at a distance from each other, measuring the distance between the first rangefinder system and the rotation device, and measuring the distance between the second rangefinder system and rotation device.
22. Способ бурения ствола скважины по п. 16, отличающийся тем, что вращение включает в себя вращение бурильной колонны посредством верхнего привода и размещение включает в себя выдвижение/втягивание каретки верхнего привода относительно мачты буровой установки.22. The method of drilling a borehole according to claim 16, characterized in that the rotation includes rotation of the drill string by means of the top drive and placement includes extension / retraction of the top drive carriage relative to the mast of the drilling rig.
23. Способ бурения ствола скважины по п. 16, отличающийся тем, что вращение включает в себя вращение бурильной колонны посредством роторного стола и ведущей трубы и размещение включает в себя подъем домкратом частей буровой установки.23. The method of drilling a borehole according to claim 16, characterized in that the rotation includes rotation of the drill string by means of a rotary table and a lead pipe and placement includes jacking up parts of the drilling rig.
24. Способ бурения ствола скважины по п. 16, отличающийся тем, что размещение включает в себя выдвижение/втягивание каретки верхнего привода относительно мачты буровой установки и подъем домкратом частей буровой установки.24. The method of drilling a borehole according to claim 16, characterized in that the placement includes extension / retraction of the upper drive carriage relative to the mast of the drilling rig and jacking of parts of the drilling rig.
25. Способ бурения ствола скважины по п. 16,25. The method of drilling a wellbore according to claim 16,
отличающийся тем, что определение положения устройства вращения относительно оси скважины включает в себя определение расстояний между устройством вращения и осью скважины при множестве значений высоты мачты и множестве нагрузок на крюк при каждом значении высоты мачты, иcharacterized in that determining the position of the rotation device relative to the axis of the well includes determining the distances between the rotation device and the axis of the well for a plurality of mast heights and a plurality of hook loads for each mast heights, and
причем размещение устройства вращения на оси скважины включает в себя перемещение устройства вращения на определенное расстояние относительно оси скважины в зависимости от значения высоты мачты устройства вращения и нагрузки на крюк в сравнении со множеством значений высоты мачты и множеством нагрузок на крюк при каждом значении высоты мачты.moreover, the placement of the rotation device on the axis of the well includes moving the rotation device at a certain distance relative to the axis of the well depending on the mast height of the rotation device and the load on the hook in comparison with the set of mast height values and the set of loads on the hook for each mast height.
26. Система буровой установки для бурения ствола скважины в земле, причем система буровой установки содержит:26. A drilling rig system for drilling a wellbore in the ground, the drilling rig system comprising:
буровую установку, содержащую:drilling rig containing:
основание, поддерживающее пол буровой установки, и мачту, проходящую вертикально над полом буровой установки;a base supporting the floor of the rig, and a mast extending vertically above the floor of the rig;
верхний привод, поддерживаемый канатом, намотанным между кронблоком и талевым блоком;top drive supported by a rope wound between the crown block and the tackle block;
каретку, направляемую посредством направляющих на мачте, причем каретка содержит по меньшей мере один рычаг, который выдвигается/втягивается для размещения верхнего привода дальше от мачты/ближе к мачте;a carriage guided by guides on the mast, the carriage comprising at least one lever that extends / retracts to position the top drive farther from the mast / closer to the mast;
первый лазерный генератор, расположенный так, чтобы генерировать лазерный луч относительно верхнего привода для определения положения верхнего привода относительно оси скважины; иa first laser generator arranged to generate a laser beam relative to the top drive to determine the position of the top drive relative to the axis of the well; and
контроллер по меньшей мере одного рычага, работающий на основании положения верхнего привода, определенного лазерным генератором.a controller of at least one lever operating on the basis of the position of the top drive determined by the laser generator.
27. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 26, дополнительно содержащая второй лазерный генератор, расположенный так, чтобы генерировать лазерный луч относительно верхнего привода для определения положения верхнего привода относительно оси скважины, причем второй лазерный генератор расположен на расстоянии от первого лазерного генератора.27. The rig system for drilling a borehole according to claim 26, further comprising a second laser generator positioned to generate a laser beam relative to the top drive to determine the position of the top drive relative to the axis of the well, the second laser generator being located at a distance from the first laser generator .
28. Система буровой установки для бурения ствола скважины по п. 26, дополнительно содержащая множество домкратов под основанием, которые изменяют наклон буровой установки под управлением контроллера на основании положения верхнего привода, определенного первым лазерным генератором.28. The rig system for drilling a borehole according to claim 26, further comprising a plurality of jacks under the base that change the inclination of the rig under the control of the controller based on the position of the top drive determined by the first laser generator.