[发明专利]用于估计钻头的磨损的方法和系统

权利要求书

1.一种用于在冲击式的岩石钻进中估计钻头的磨损的方法，其中，冲击装置(106)构造成用于在钻头(108)中产生冲击波以使岩石破碎；

其特征在于，所述方法包括，在钻进期间：

确定所述冲击装置(106)的冲击频率；以及

基于所述冲击装置(106)的所确定的所述冲击频率和所述钻头(108)的磨损的作为冲击频率的函数的模型表示来估计所述钻头(108)的磨损，其中，所述模型表示配置成利用所确定的所述冲击频率作为输入信号来输出所估计的所述钻头(108)的所述磨损。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

除了确定所述冲击频率之外，确定至少一个附加参数，其中，所述模型表示配置成利用所确定的所述冲击频率和所述至少一个附加参数作为输入信号来输出所估计的所述钻头(108)的所述磨损，其中，所述至少一个附加参数包括下述一项或多项：

穿透速率、即所述钻进进展的速度，可以单位时间钻进的距离测量；

钻进期间作用在所述钻头上的钻压和/或进给力；

当前钻孔深度和/或钻柱的当前长度，可由钻杆的当前数目表示。

3.根据权利要求1或2中的任一项所述的方法，还包括，在钻进期间：

产生表示所述钻头(108)的当前磨损状态的信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其中：

表示磨损状态的所述信号指示下述一项或多项：

到需要更换所述钻头为止剩余的钻进米数；

当前钻头的使用百分比的表示；

所述钻头(108)的钻头镶齿(201、202)的磨平部分的量度。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，还包括：

向操作所述岩石钻进的操作员显示所述钻头(108)的所述当前磨损状态。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

将所述钻头(108)的所述当前磨损状态显示为下述一项或多项：

到所述钻头被认为磨损到需要更换的程度为止能够钻进的剩余米数；

相对于所述钻头镶齿总直径的所述钻头镶齿的磨平部分的当前直径；

所述钻头的剩余钻进能力的百分比；或任何其他适合的表示；

针对钻头库中的多个钻头中的每个钻头显示钻头的所述当前磨损状态。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中：

所述钻头(108)的所述磨损的所述模型表示是在钻进期间通过下述各项生成的模型表示：

在用钻头钻进期间针对多个不同钻进距离测量钻头的磨损状态，

至少针对被确定的所述磨损状态所对应的钻进距离来确定和记录所述冲击频率的表示，以及

所述模型表示是数据驱动的模型表示，模型的参数根据所记录的所述磨损状态和对应的冲击频率生成。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

连续地和/或以预定间隔和/或在每次测量所述钻头的所述磨损之间多次地确定和记录所述冲击频率的表示。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中：

所述模型表示根据对多个钻头的所述磨损状态和对应的冲击频率的测量值而生成，其中，模型生成涉及针对多个钻头中的每个钻头的多个不同钻进距离测量磨损状态，以及针对多个钻头中的每个钻头的所述多个不同钻进距离测量的所述磨损状态确定对应的所述冲击频率。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其中，所述模型表示是已经利用归一化冲击频率和/或经求平方的所述归一化冲击频率生成的模型表示。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的方法，其中，所述模型表示是利用多个参数作为针对单个所测量的磨损状态的输入信号而生成的模型表示。