[發(fā)明專利]鉆頭-巖石相互作用建模在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201780091826.5 | 申請(qǐng)日： | 2017-07-07 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN110720080A | 公開（公告）日： | 2020-01-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳世林 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 哈利伯頓能源服務(wù)公司 |
| 主分類號(hào)： | G05B17/02 | 分類號(hào)： | G05B17/02;G05B19/19;E21B10/42 |
| 代理公司： | 72003 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 金鵬 |
| 地址： | 美國得*** | 國省代碼： | 美國;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鉆頭模型 鉆頭 井筒模型 移位位置 局部力 矩陣 存儲(chǔ)器 參數(shù)確定 幾何因子 矩陣存儲(chǔ) 矩陣指示 處理器 基底 建模 刀具 地層 巖石 更新 | ||
1.一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其包括：
選擇鉆頭模型的參數(shù)，所述參數(shù)包括在所述鉆頭模型中表示的刀具的幾何因子；
將所述鉆頭模型動(dòng)態(tài)地調(diào)整到移位位置；
更新由所述鉆頭模型的所述移位位置形成的井筒模型的形狀；
基于所述井筒模型的所述形狀和所述鉆頭模型的所述參數(shù)確定所述鉆頭模型上的局部力和初始力；
基于所述鉆頭模型上的所述局部力和所述初始力通過處理器確定鉆頭矩陣的至少一個(gè)系數(shù)；以及
將所述鉆頭矩陣存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，其中所述鉆頭矩陣指示由所述鉆頭模型表示的鉆頭與地層基底之間的相互作用。
2.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其還包括：
基于所述井筒模型的所需取向選擇所述鉆頭模型的速度。
3.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述存儲(chǔ)器為用于井底鉆具組件的控制器的部分，所述方法還包括至少部分地基于所述鉆頭矩陣控制鉆井操作中的鉆柱動(dòng)力學(xué)。
4.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其還包括至少部分地基于包括所述鉆頭矩陣的鉆頭-巖石相互作用模型制造所述鉆頭。
5.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中通過所述處理器確定所述鉆頭矩陣的所述至少一個(gè)系數(shù)包括：
確定所述鉆頭上的游動(dòng)力。
6.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其還包括至少部分地基于所述鉆頭模型在所述井筒模型中的第一方向上的速度和所述鉆頭模型圍繞所述井筒模型中的第二方向的角速度確定所述移位位置。
7.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中更新所述井筒模型的所述形狀包括確定在所述鉆頭模型中表示的所述刀具的切削表面的切削深度、拖拽面積或接觸面積中的一者。
8.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中基于所述井筒模型的所述形狀確定所述鉆頭模型上的所述局部力包括確定所述鉆頭模型上的拖拽力、轉(zhuǎn)向力和游動(dòng)力中的至少一者。
9.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其還包括根據(jù)所述鉆頭矩陣中的至少一個(gè)系數(shù)確定鉆井效率。
10.一種系統(tǒng)，其包括：
存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器被配置來存儲(chǔ)鉆頭矩陣，所述鉆頭矩陣包括至少部分地基于鉆頭-巖石相互作用模型確定的至少一個(gè)系數(shù)，以反映鉆頭模型的移位位置以及根據(jù)由所述鉆頭模型的所述移位位置形成的井筒模型的更新形狀確定的所述鉆頭模型上的局部力和初始力；以及
控制器，所述控制器被配置來：
利用所述鉆頭矩陣使井筒中的鉆頭轉(zhuǎn)向，所述鉆頭由所述鉆頭模型表示。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置來：
基于所述鉆頭矩陣控制鉆井操作的鉆柱動(dòng)力學(xué)。
12.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置來：
基于來自所述鉆頭矩陣的游動(dòng)力參數(shù)和鉆頭轉(zhuǎn)向性參數(shù)確定所述鉆頭上的扭矩；以及
至少部分地基于所述扭矩使所述鉆頭轉(zhuǎn)向。
13.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置來：
確定所述鉆頭在所述井筒中的第一方向上的速度和圍繞所述井筒中的第二方向的角速度；以及
至少部分地基于所述速度和所述鉆頭矩陣使所述鉆頭轉(zhuǎn)向。
14.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置來：
選擇所述鉆頭上的力和扭矩以增加由所述鉆頭中的刀具切削掉的地層部分的大小；以及
至少部分地基于所述力、所述扭矩和所述鉆頭矩陣使所述鉆頭轉(zhuǎn)向。
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