[发明专利]固定切削刃钻头的动态磨损预测

权利要求书

1.一种用于具有切削结构的钻头的动态磨损预测的方法，其包括：

在信息处置系统的处理器处接收所述切削结构的未磨损轮廓和所述切削结构的金刚石分布；

至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的最终预测磨损轮廓，所述最终预测磨损轮廓指示所述切削结构的完全磨损部分；和

至少部分基于所述最终预测磨损轮廓确定所述钻头的可使用寿命，

其中在所述处理器处接收所述切削结构的所述金刚石分布包括通过下列方法计算所述金刚石分布

将所述切削结构划分为多个无穷小环体积；和

通过它在所述切削结构上的径向和轴向位置和它的金刚石体积而特征化每个环体积。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

所述最终预测磨损轮廓对应于所述钻头使用的最终预测持续时间或用所述钻头钻井的进尺；和

至少部分基于所述最终预测磨损轮廓确定所述钻头的所述可使用寿命包括利用所述钻头使用的所述最终预测持续时间或用所述钻头钻井的进尺确定所述钻头的所述可使用寿命。

3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括在可通信地耦合至所述处理器的显示器上显示所述最终预测磨损轮廓。

4.根据权利要求3所述的方法，其中至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的所述最终预测磨损轮廓包括

至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算第一预测中间磨损轮廓，所述第一预测中间磨损轮廓对应于所述钻头使用的第一持续时间或用所述钻头钻井的进尺；和

至少部分基于所述第一预测中间磨损轮廓计算所述最终预测磨损轮廓。

5.根据权利要求4所述的方法，其中至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述第一预测中间磨损轮廓包括

使用所述多个无穷小环体积在所述未磨损轮廓处计算第一无穷小层中的第一金刚石体积径向分布；

计算所述钻头使用的所述第一持续时间或在用所述钻头钻井的所述进尺期间将由所述钻头移除的岩石数量的第一岩石径向分布；和

通过比较所述第一金刚石体积径向分布与所述第一岩石径向分布计算所述第一预测中间磨损轮廓。

6.根据权利要求4或5中一者所述的方法，其中至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的所述最终预测磨损轮廓包括

至少部分基于所述第一预测中间磨损轮廓计算第二预测中间磨损轮廓，所述第二预测中间磨损轮廓对应于所述钻头使用的第二持续时间或用所述钻头钻井的进尺；和

至少部分基于所述第二预测中间磨损轮廓计算所述最终预测磨损。

7.根据权利要求6所述的方法，其中至少部分基于所述第一预测中间磨损轮廓计算所述第二预测中间磨损轮廓包括

使用所述多个无穷小环体积在所述第一预测中间磨损轮廓处计算第二无穷小层中的第二金刚石体积径向分布；

计算在所述钻头使用的所述第二持续时间或在用所述钻头钻井的进尺期间将由所述钻头移除的岩石数量的第二岩石径向分布；和

通过比较所述第二金刚石体积径向分布与所述第二岩石径向分布计算所述第二预测中间磨损轮廓。

8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括在所述显示器上显示所述未磨损轮廓、所述第一预测中间磨损轮廓和所述第二预测中间磨损轮廓的至少一个。

9.根据权利要求1、2、3、4、5、7、8中任一项所述的方法，其进一步包括将所述金刚石分布的至少部分显示为二维或三维曲线图和/或数表的至少一个。

10.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括将所述金刚石分布的至少部分显示为二维或三维曲线图和/或数表的至少一个。