一种螺旋刀翼PDC钻头切削结构的设计方法及系统

    公开(公告)号:CN118350137A

    公开(公告)日:2024-07-16

    申请号:CN202410273037.5

    申请日:2024-03-11

    摘要: 本发明公开了一种螺旋刀翼PDC钻头切削结构的设计方法及系统,方法包括以下步骤:对露头或井下岩心进行单三轴抗压强度实验,获得岩石力学参数;基于阿基米德螺线以及PDC钻头前后排齿,建立PDC钻头三维切削结构;基于岩石力学参数以及PDC钻头三维切削结构,建立钻头‑岩石有限元模型;基于钻头‑岩石有限元模型,获得钻压扭矩时程曲线;基于钻压扭矩时程曲线,建立钻头切削结构设计方案;基于钻头切削结构设计方案,获得螺旋刀翼钻头切削结构。本发明定量描述了刀翼螺旋度并得出螺旋度和切削断面对PDC钻头破岩效率和稳定性的耦合影响机理,避免了高成本工程试验,所提出设计方案能够在提高PDC钻头破岩效率的同时提高近钻稳定性。

    基于显微图像处理和GBDT决策树砂岩研磨性预测方法

    公开(公告)号:CN117975452A

    公开(公告)日:2024-05-03

    申请号:CN202410133165.X

    申请日:2024-01-31

    IPC分类号: G06V20/69 G06V10/26

    摘要: 本发明公开了基于显微图像处理和GBDT决策树砂岩研磨性预测方法,包括:获取待测岩石样本图像;对所述图像进行图像处理,对处理后的图像划分晶体边界,提取晶体的几何参数,同时对处理后的图像确定岩石成熟度;对所述图像开展岩石研磨性测试,获得所述图像的岩石研磨性;将所述岩石成熟度、所述几何参数和所述岩石研磨性进行特征参数的相关性分析和筛选,构建基于显微图像处理和GBDT决策树砂岩研磨性预测模型。本发明实现了利用井下岩屑精准预测全井段砂岩研磨性的目的。

    基于晶体结构和矿物学特征砂岩可钻性GBDT预测方法

    公开(公告)号:CN117935991A

    公开(公告)日:2024-04-26

    申请号:CN202410133118.5

    申请日:2024-01-31

    摘要: 本发明公开了基于晶体结构和矿物学特征砂岩可钻性GBDT预测方法,包括:获取待测区域岩屑样本,基于岩屑样本划分晶体边界,获取若干晶体样本;对若干晶体样本进行编号,提取若干晶体样本的几何参数和矿物组分;将几何参数和矿物组分与可钻性数据进行相关性分析,获得几何参数、矿物组分和可钻性;将几何参数、矿物组分和可钻性划分为训练集和测试集;通过训练集对GBDT决策树模型进行训练,获得训练后的GBDT决策树模型;通过测试集对训练后的GBDT决策树模型进行精度检测,获得训练后的GBDT决策树模型的预测精度。本发明实现通过井下岩屑精准预测砂岩可钻性,最终得到全井段的可钻性级值。

    一种基于岩石细观结构的可钻性表征方法

    公开(公告)号:CN115078362B

    公开(公告)日:2023-03-28

    申请号:CN202210774204.5

    申请日:2022-07-01

    摘要: 本发明公开了一种基于岩石细观结构的可钻性表征方法,步骤包括:1)选取若干种岩石样品作为研究对象,2)制作铸体薄片;3)拍摄显微图像;4)划分矿物颗粒轮廓:首先制定矿物颗粒轮廓划分原则,进行初步划分,然后配合制定的矿物颗粒划分原则进行精细划分;5)计算矿物颗粒几何参数;6)计算细观结构量化指标;7)进行岩石可钻性测试;8)统计分析岩石的各个细观结构量化指标与可钻性的相关关系,筛选出与岩石可钻性关联性最佳的细观结构量化指标;根据最佳细观结构量化指标,建立岩石细观结构量化指标预测可钻性的模型。本发明方法能够实现岩石矿物颗粒轮廓的精准划分,细观结构量化指标的获取,从细观力学角度揭示钻头破岩的机理。

    一种适用于油气钻井行业室内微钻试验的微型牙轮钻头

    公开(公告)号:CN113187406A

    公开(公告)日:2021-07-30

    申请号:CN202110586907.0

    申请日:2021-05-27

    IPC分类号: E21B10/16

    摘要: 本发明提供了一种适用于油气钻井行业室内微钻试验的微型牙轮钻头,解决了现有技术中微牙轮钻头存在的井底模式改变、有效钻进深度低、测试数据误差大和岩芯浪费的技术问题。它包括钻头座(1),所述钻头座(1)的钻进面由倾斜面(8)和水平面(9)构成;所述倾斜面(8)上固定有牙轮轴(5),所述牙轮轴(5)垂直于倾斜面(8),所述牙轮轴(5)上安装有牙轮;所述水平面(9)上固定有加长杆(3),所述加长杆(3)上连接有保径齿(4)。本发明通过牙轮保证井底始终为水平平面,通过保径齿(4)保证在钻进过程中井底破碎坑直径不变,实现在一块岩芯上连续钻进,减少无效钻进,避免岩芯浪费,提高了室内微钻试验效率。

    一种钻头粘滑振动严重程度的评价及优化方法

    公开(公告)号:CN115324554B

    公开(公告)日:2024-05-03

    申请号:CN202211113422.0

    申请日:2022-09-14

    IPC分类号: E21B44/00 G06F17/13 G06F30/20

    摘要: 本发明公开了一种钻头粘滑振动严重程度的评价及优化方法,首先基于实际应用场景获取评价钻头粘滑振动严重程度的必需参数;然后建立时间域内转盘的转速与时间关系图,以及钻头的转速与时间关系图,判断在规定时间范围内钻头的运动状态;当运动状态为粘滑时,明确转速与时间关系中的粘滞阶段和滑脱阶段;再分别计算粘滞阶段的严重程度和滑脱阶段的严重程度,进而计算得到粘滑振动严重程度的评价指标数值;根据计算得到的粘滑振动严重程度的评价指标数值结果评价粘滑振动的严重程度;在不同的钻井操作参数条件下,重复前述步骤,得到不同钻井操作参数条件下的粘滑振动严重程度评价指标数值;调整钻井策略,得到最佳的钻井操作参数。

    基于岩石细观结构与等效石英含量的研磨性综合表征方法

    公开(公告)号:CN115407046B

    公开(公告)日:2024-04-16

    申请号:CN202210944112.7

    申请日:2022-08-05

    摘要: 本发明公开了一种基于岩石细观结构与等效石英含量的研磨性综合表征方法,首先选取若干种岩石样品作为研究对象,然后依次进行下述步骤:XRD岩石样品矿物组分测试、等效石英含量计算、制作铸体薄片、拍摄显微图像、划分矿物颗粒轮廓、计算矿物颗粒几何参数、计算细观结构量化指标与结构成熟度分级、不规则岩样规则化制作、进行岩石研磨性测试、岩石细观结构量化指标与等效石英含量和研磨性的相关性分析、建立岩石细观结构量化指标与等效石英含量共同预测研磨性的模型。本发明的方法通过考虑岩石细观结构参数及岩石等效石英含量和研磨性之间的内在联系,实现利用井下不规则岩屑预测岩石研磨性的目的。

    一种基于岩石细观结构的可钻性表征方法

    公开(公告)号:CN115078362A

    公开(公告)日:2022-09-20

    申请号:CN202210774204.5

    申请日:2022-07-01

    摘要: 本发明公开了一种基于岩石细观结构的可钻性表征方法,步骤包括:1)选取若干种岩石样品作为研究对象,2)制作铸体薄片;3)拍摄显微图像;4)划分矿物颗粒轮廓:首先制定矿物颗粒轮廓划分原则,进行初步划分,然后配合制定的矿物颗粒划分原则进行精细划分;5)计算矿物颗粒几何参数;6)计算细观结构量化指标;7)进行岩石可钻性测试;8)统计分析岩石的各个细观结构量化指标与可钻性的相关关系,筛选出与岩石可钻性关联性最佳的细观结构量化指标;根据最佳细观结构量化指标,建立岩石细观结构量化指标预测可钻性的模型。本发明方法能够实现岩石矿物颗粒轮廓的精准划分,细观结构量化指标的获取,从细观力学角度揭示钻头破岩的机理。