[发明专利]固定切削刃钻头的动态磨损预测

说明书

一种用于具有切削结构的钻头的动态磨损预测的示例性方法可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。所述金刚石分布可包括以所述钻头上的径向和轴向位置为特征的三维金刚石分布。所述方法可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所述切削结构的最终预测磨损轮廓。所述方法也可包括至少部分基于所述先前磨损轮廓和所述金刚石分布计算中间磨损轮廓的迭代。所述最终预测磨损轮廓可指示所述切削结构的完全磨损部分。所述钻头的可使用寿命可至少部分基于所述最终预测磨损轮廓确定。

发明背景

本公开大致涉及钻井操作，且更具体地涉及钻头的动态磨损预测。

油气开发钻井操作通常需要延伸至地下数百及数千米的钻孔。钻井操作本身可能是复杂、耗时和成本高昂的。增加钻井操作的开支的一个因素是用于对地层钻孔的钻头的可使用寿命。通常，当钻头磨损时，必须从钻孔移除整个钻柱，替换钻头且接着重新开始钻井。相应地，钻头磨损越快，钻柱需被移除的次数越多，导致延迟钻井进度。

附图简述

可通过部分参考下文描述和附图了解本公开的一些具体示例性实施方案。

图1是根据本公开的方面的示例性钻井系统的图。

图2是根据本公开的方面的示例性固定切削刃钻头的图。

图3是图示根据本公开的方面的示例性信息处置系统的图。

图4是图示径向细分钻头切削结构的典型二维模型的图。

图5是图示典型金刚石径向分布曲线和预测相对磨损速率曲线的图。

图6是图示根据本公开的方面的径向和轴向细分的钻头切削结构的示例性三维示意模型的图。

图7是图示根据本公开的方面的预测磨损轮廓的示例性迭代进展的图。

虽然已参考本公开的示例性实施方案描绘和描述并且定义本公开的实施方案，但是这些参考不暗示对本公开的限制，且不推断这种限制。所公开标的能够在形式及功能上进行如相关领域技术人员且受益于本公开的技术人员将想到的大幅修改、变更和等效物。所描绘和描述的本公开的实施方案只是实例，且并非详尽叙述本公开的范围。

具体实施方式

本公开大致涉及钻井操作，且更具体地涉及固定切削刃钻头的动态磨损预测。

为了本公开的目的，信息处置系统可包括任何仪器或仪器的集合，其可操作以计算、分类、处理、传输、接收、检索、引发、切换、存储、显示、证明、探测、记录、再现、处置或利用任何形式的信息、智能或数据用于商业、科学、控制或其它目的。例如，信息处置系统可为个人计算机、网络计算机、网络存储装置或任意其它适当装置且可在大小、形状、性能、功能和价格上变化。信息处置系统可包括随机访问存储器(RAM)、一个或更多个处理资源(诸如中央处理单元(CPU)或硬件或软件控制逻辑)、只读存储器(ROM)和/或其它类型的非易失性存储器。处理资源可包括其它处理器，诸如图形处理单元(GPU)。信息处置系统的额外组件可包括一个或更多个磁盘驱动器、与外部装置通信的一个或更多个网络端口以及各种输入和输出(I/O)装置(诸如键盘、鼠标和视频显示器)。信息处置系统也可包括一个或更多个总线，其可操作以在各种硬件组件之间传输通信。

本文中详细描述本公开的说明性实施方案。为简明起见，可不在本说明书中描述实际实施的所有特征。当然将了解在任意这种实际实施的开发中，必须作出许多实施特定决策以实现将随实施而变化的特定实施目标。此外，将了解这样一种开发努力可能是复杂且耗时的，但只是受益于本公开的本领域一般技术人员的常规工作。