固定切削刃钻头的动态磨损预测.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105612305A(43)申请公布日2016.05.25(21)申请号201380079643.3(51)Int.Cl.(2006.01)(22)申请日2013.11.08E21B12/02E21B10/42(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2016.03.17(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0691872013.11.08(87)PCT国际申请的公布数据WO2015/069276EN2015.05.14(71)申请人哈利伯顿能源服务公司地址美国得克萨斯州(72)发明人努诺·达席尔瓦V·西伦S·雷格纳德(74)专利代理机构隆天知识产权代理有限公司72003代理人金鹏权利要求书3页说明书6页附图5页(54)发明名称固定切削刃钻头的动态磨损预测(57)摘要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。CN105612305ACN105612305A权利要求书1/3页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。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1至3中任一项所述的方法，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。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。6.根据权利要求5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。7.根据权利要求5或6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。8.根据权利要求7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2CN105612305A权利要求书2/3页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。9.根据权利要求8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。10.根据权利要求1至9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