用于水平定向钻井中的功率控制的设备和方法

摘要

本公开针对用于控制在水平定向钻井中自引擎的泵功率提取的方法和设备。本发明的各个实施方式针对一种水平定向钻井机(12)，其包括：引擎(201)，输出机械能；旋转泵(202)，利用由引擎输出的机械能来操作用于旋转钻柱(22)的旋转电机(19)；推进泵，利用由引擎输出的机械能来操作用于纵向移动钻柱的推进电机(17)；泥浆泵(204)，利用由引擎输出的机械能来操作用于通过钻柱递送流体的泥浆电机；以及控制电路(211，212，213)，包括控制器和存储器，该处理器配置为执行存储在存储器中的程序指令，处理器执行存储的程序指令使得控制电路：计算自引擎的旋转泵功率提取，计算自引擎的推进泵功率提取，计算自引擎的泥浆泵功率提取，基于旋转泵功率提取、推进泵功率提取和泥浆泵功率提取计算总功率提取，比较总功率提取和阈值，以及基于总功率提取超过阈值而降低旋转泵、推进泵和泥浆泵中的每个自引擎的机械能提取。

主权项

一种具有功率控制的水平定向钻井机，包括：引擎，通过旋转轴输出机械能；旋转泵，利用由所述引擎通过所述旋转轴的旋转而输出的机械能来操作旋转电机，所述旋转电机通过所述旋转泵与所述旋转电机之间的旋转液压流体回路的加压来旋转钻柱；推进泵，利用由所述引擎通过所述旋转轴的旋转而输出的机械能来操作推进电机，所述推进电机通过所述推进泵与所述推进电机之间的推进液压流体回路的加压来纵向移动所述钻柱；泥浆泵，利用由所述引擎通过所述旋转轴的旋转而输出的机械能来操作泥浆电机，所述泥浆电机通过所述泥浆泵与所述泥浆电机之间的泥浆液压流体回路的加压来通过所述钻柱递送流体；旋转液压流体传感器，输出指示所述旋转液压流体回路中的液压流体压力的旋转压力信号；推进液压流体传感器，输出指示所述推进液压流体回路中的液压流体压力的推进压力信号；泥浆液压流体传感器，输出指示所述泥浆液压流体回路中的液压流体压力的泥浆压力信号；传感器，输出指示所述旋转轴的旋转速率的旋转信号；以及控制电路，包括处理器和存储器，该处理器配置为执行存储在所述存储器中的程序指令，处理器执行所述存储的程序指令使得控制电路：控制所述旋转泵自所述引擎输出的机械能的功率提取，控制所述推进泵自所述引擎输出的机械能的功率提取，控制所述泥浆泵自所述引擎输出的机械能的功率提取，基于所述旋转压力信号和所述旋转信号计算自所述引擎的旋转泵功率提取，基于所述推进压力信号和所述旋转信号计算自所述引擎的推进泵功率提取，基于所述泥浆压力信号和所述旋转信号计算自所述引擎的泥浆泵功率提取，基于所述旋转泵功率提取、所述推进泵功率提取和所述泥浆泵功率提取计算总功率提取，比较所述总功率提取和与所述引擎的输出能力相关的阈值，以及基于所述总功率提取超过所述阈值而降低所述旋转泵、所述推进泵和所述泥浆泵的每个自所述引擎的机械能提取。