[发明专利]一种基于井下工程参数的评价数据处理方法及系统

权利要求书

1.一种基于井下工程参数的评价数据处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：在实际钻井过程中，通过近钻传感器(5)实时采集钻头(6)的钻压、扭矩、排量以及加速度特征参数；

步骤S2：对采集的钻压、扭矩、排量、加速度参数通过控制中心(4)进行滤波和有效信息的拾取后存入寄存器(3)中；

步骤S3：寄存器(3)对钻压、扭矩、排量、加速度进行筛选取平均值，并利用极值搜索算法建立实时最优钻头(6)适应性评价模型，具体包括：钻头(6)钻进效率评价模型(公式1)；钻头(6)造斜能力评价模型(公式2)；钻头(6)破碎比功评价模型(公式3)；钻头(6)钻进稳定性评价模型(公式4)；

k_d为侵入能力系数；t₀为初始时间；t为终止时间；v₀为钻头(6)在t₀时刻的速度；a_x为轴向加速度；N为转速；WOB为钻压；

k_t为侵入能力系数；m为钻头(6)质量；

C_e为破碎比功；d为钻头(6)外径；

γ_s为横向不平衡力系数；F_l为横向力载荷；F_d为轴向力载荷；

步骤S4：将步骤S3得到的钻头(6)适应性评价模型，通过泥浆脉冲传输方式，传输到地面终端(1)；

步骤S5：把前0-60分钟分成不同的时间段来收集钻头(6)适应性评价模型中的参数，建立不同时段各种参数的散点图，作为历史大数据散点图；

步骤S6:结合历史大数据散点图，并根据区块统计数据以及井上测得的钻速，判断钻速是否处于钻速最佳范围之内，若处于最佳钻速范围之内，则对控制中心(4)发出“Y”命令控制钻头(6)运动；若未处于最佳钻速范围之内，则对控制中心(4)发出“N”命令终止钻头(6)运动，并调整参数重复步骤。

2.根据权利要求1所述的一种基于井下工程参数的评价数据处理方法，其特征在于：在步骤S3中寄存器(3)取每5-20个数值为一个区间，并取这5-20个数值的平均值作为极值搜索算法的样本值。

3.根据权利要求1中所述的基于井下工程参数的评价数据处理方法，其特征在于：在步骤S3中极值搜索方法使用的是多变量理论的极值搜索方法。

4.根据权利要求3中所述的一种基于井下工程参数的评价数据处理方法，其特征在于：多变量理论极值搜索方法，在规定的一个搜索范围中，设定一个数值为样点极值，然后与搜索窗中的所有数值依次进行比较，若样点极值大于或小于所有的样本值，则样点极值就是极大值或极小值，若在比较过程中有一样本值大于或小于所设定的样点极值，则把该样本值设定为第二个样点极值，并重复上述步骤。

5.根据权利要求1中所述的基于井下工程参数的评价数据处理方法，其特征在于：转速N通过轴向加速度a_x幅频特性得到钻头(6)旋转频率P，并通过频率计算得到转速(公式5)；

N＝60P 公式5

P为钻头(6)旋转频率。

6.根据权利要求1中所述的基于井下工程参数的评价数据处理方法，其特征在于：在步骤S5中把0～60分钟数据为3～5组，且数据采样频率100～1000Hz。

7.一种基于井下工程参数数据处理系统，其特征在于，包括：

井下工程参数获取模块(7)，具体包括：通过近钻传感器(5)来获取钻头的钻压、扭矩及加速度；信号调理模块(8)，将近钻传感器(5)获取得信号进行滤波和有效信息处理；数据分析模块(9)，在寄存器(3)中对这些参数进行筛选取平均值，并利用极值搜索算法建立实时最优钻头(6)适应性评价模型，具体包括：钻头(6)钻进效率评价模型(公式1)；钻头(6)造斜能力评价模型(公式2)；钻头(6)破碎比功评价模型(公式3)；钻头(6)钻进稳定性评价模型(公式4)；

k_d为侵入能力系数；t₀为初始时间；t为终止时间；v₀为钻头(6)在t₀时刻的速度；a_x为轴向加速度；N为转速；WOB为钻压；

k_t为侵入能力系数；m为钻头(6)质量；

C_e为破碎比功；d为钻头(6)外径；

γ_s为横向不平衡力系数；F_l为横向力载荷；F_d为轴向力载荷；钻头适应性评价反馈模块(10)，用于对钻头(6)性能各项指数进行评价，并根据评价结果判断计算出的各项井下工程参数是否超出安全范围，在地面终端(1)对钻头(6)钻进过程中进行实时评价。