[发明专利]一种钻头工作效率评估系统

权利要求书

1.一种钻头工作效率评估系统，其特征在于，所述系统包括：

钻井数据采集装置，其用于采集钻井实时数据和钻井非实时数据；

钻头扭矩确定装置，其与所述钻井数据采集装置连接，用于根据所述钻井实时数据中的钻压数据和钻井非实时数据中的钻头直径数据，结合预设钻头摩擦系数确定待分析钻头的钻头扭矩；

工作效率评估装置，其与所述钻井数据采集装置和钻头扭矩确定装置连接，用于根据所述钻井实时数据、钻井非实时数据和钻头扭矩确定待分析钻头的机械效率，并根据所述机械效率确定所述待分析钻头的工作效率。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述钻头扭矩确定装置配置为计算所述钻头直径、钻压数据以及预设钻头滑动摩擦系数的乘积，并根据该乘积确定所述钻头扭矩。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述钻头扭矩确定装置配置为根据如下表达式确定所述钻头扭矩：

其中，T_b表示钻头扭矩，μ表示预设钻头滑动摩擦系数，WOB表示钻压，D_b表示钻头直径。

4.如权利要求1～3中任一项所述的系统，其特征在于，所述钻头扭矩确定装置配置为根据所述钻井非实时数据中的钻头类型数据确定所述预设钻头滑动摩擦系数。

5.如权利要求1～4中任一项所述的系统，其特征在于，所述工作效率评估装置包括：

实际机械比能确定模块，其与所述所述钻井数据采集装置和钻头扭矩确定装置连接，用于根据所述钻井实时数据、钻井非实时数据和钻头扭矩确定待分析钻头各个时刻的机械比能；

最小机械比能确定模块，其与所述钻井数据采集装置连接，用于根据所述钻井实时数据确定所述待分析钻头的最小机械比能；

工作效率评估模块，其与所述实际机械比能确定模块和最小机械比能确定模块连接，用于根据所述待分析钻头的各个时刻的机械比能和最小机械比能确定所述待分析钻头各个时刻的机械效率，并根据所述机械效率确定所述待分析钻头各个时刻的工作效率。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述工作效率评估模块配置为根据所述最小机械比能与各个时刻的机械比能的比值确定所述待分析钻头各个时刻的机械效率。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述最小机械比能确定模块配置为将获取到的无侧限抗压强度确定为所述最小机械比能。

8.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述最小机械比能确定模块配置为根据所述钻井实时数据确定所述待分析钻头的有侧限抗压强度，并将所述有侧限抗压强度确定为所述最小机械比能。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述最小机械比能确定模块配置为执行以下步骤来确定所述有侧限抗压强度：

计算所述钻井实时数据中循环泥浆压力与地层孔隙压力的差值，得到压力差值数据；

根据所述压力差值数据，结合无侧限抗压强度确定所述有侧限抗压强度。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述最小机械比能确定模块配置为根据如下表达式确定所述有侧限抗压强度：

CCS＝UCS+DP+2DP·sin(FA/(1-sinFA))

DP＝ECD-P_p

其中，CCS表示有侧限抗压强度，UCS表示无侧限抗压强度，DP表示压力差值数据，FA表示岩石内摩擦角，ECD表示循环泥浆压力，P_p表示地层孔隙压力。