[发明专利]一种钻井钻压计算方法、装置及钻压指示设备

权利要求书

1.一种钻井钻压计算方法，其特征在于，所述方法包括：

获取实时钻井数据，利用建立的噪声与干扰对数据影响的分析模型处理所述实时钻井数据，获取优化后实时钻井数据；

获取钻柱的力学特征数据，将所述优化后实时钻井数据与所述力学特征数据进行耦合，计算得到井下轴向振动强度指数；

将获取的包括有效钻压、机械钻速、钻头转速及钻头物理参数的钻井工程参数建立用于实时评价轴向振动诱发的破岩效率的能效评价综合指数；

基于所述井下轴向振动强度指数、能效评价综合指数和机械钻速确定钻井的最优钻压。

2.如权利要求1所述的一种钻井钻压计算方法，其特征在于，所述基于所述井下轴向振动强度指数、能效评价综合指数和机械钻速确定钻井的最优钻压，包括：

当判断所述井下轴向振动强度指数呈递增趋势或达到预设阈值时，计算调整有效钻压、钻头转速后的井下轴向振动强度指数和能效综合指数变化信息，直至所述井下轴向振动强度指数、能效评价综合指数满足设置的钻井评价要求；将所述满足所述钻井评价要求时所对应的有效钻压作为钻井的最优钻压。

3.如权利要求1所述的一种钻井钻压计算方法，其特征在于，所述基于所述井下轴向振动强度指数、能效评价综合指数和机械钻速确定钻井的最优钻压，包括：

当判断所述井下轴向振动强度指数大于预设阈值时，执行将有效钻压提升第一钻压步长、将钻头转速降低第一转速步长的第一执行步骤，当满足所述井下轴向振动强度指数降低、能效评价综合指数降低、机械钻速升高的调整条件时将当前有效钻压设置为最优钻压。

4.如权利要求3所述的一种钻井钻压计算方法，其特征在于，所述方法还包括：

在达到所述第一执行步骤执行的重复次数或者达到所述有效钻压的上限值时，执行抽离井底，释放钻柱扭矩，并将所述钻头转速设置为初始值的第一百分比、将当前钻压提高初始值的第二百分比的第二执行步骤；设置将所述钻头转速逐步恢复至初始值，若在所述恢复至初始值的过程中判断出满足所述调整条件时，将当前有效钻压设置为最优钻压。

5.如权利要求4所述的一种钻井钻压计算方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述钻头转速逐步恢复至初始值后仍不满足所述调整条件时，执行抽离井底，释放钻柱扭矩，并将所述钻头转速设置为初始值的第三百分比、将所述当前钻压提高初始值的第四百分比的第三执行步骤；设置将所述钻头转速逐步恢复至初始值的第五百分比，若在所述恢复至值初始值的第五百分比的过程中判断出满足所述调整条件时，将当前有效钻压设置为最优钻压。

6.如权利要求5所述的一种钻井钻压计算方法，其特征在于，采用下述中的至少一种设置方式计算得到所述钻井的最优钻压：

所述预设阈值的取值为1；

所述当前有效钻压提升的第一钻压步长的取值为：10kN；

所述钻头转速降低的第一转速步长的取值范围为：5～10rev/min；

所述第一执行步骤执行的重复次数的取值范围为：3～5；

所述第一百分比的取值范围包括：40％～50％；

所述第二百分比的取值范围包括：10％～20％；

所述第三百分比的取值范围包括：40％～50％；

所述第四百分比的取值范围包括：10％～20％；

所述第五百分比的取值包括：70％～80％。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的一种钻井钻压计算方法，其特征在于，所述利用建立的噪声与干扰对数据影响的分析模型处理所述实时钻井数据，包括：

计算所述实时钻井数据当前时刻实际测量值与预估值的差值，将所述差值与设置的误差增量的乘积加上所述预估值得到优化后实时钻井数据。

8.如权利要求7所述的一种钻井钻压计算方法，其特征在于，所述建立的噪声与干扰对所述数据影响的分析模型为：

X(k|k)＝X(k|k-1)+Kg(k)*(Z(k)-X(k|k-1))

上式中，k表示实时钻井数据的当前样点，X(k|k)表示为所述当前样点优化后的数据；X(k|k-1)表示为所述当前样点的上一个样点的预估值，Z(k)表示为获取的所述当前样点的实际测量值，Kg(k)表示为获取的所述当前样点的误差增量。