[发明专利]用于对高级三维井底钻具组件进行建模的方法和系统

权利要求书

1.一种方法，其包括：

(a)确定具有旋转可导向钻头的钻柱的钻柱性质；

(b)确定钻井操作的钻井参数；

(c)基于所述钻柱性质和所述钻井参数生成所述钻柱的有限元模型；

(d)对所述有限元模型执行振动分析；以及

(e)基于所述振动分析来预测在所述钻井操作期间的钻柱行为，所述钻柱行为包括所述旋转可导向钻头的定向行为、钻速或钻井效率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述振动分析包括基于所述旋转可导向钻头来计算激励因子的影响。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述有限元模型包括三维模型。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

确定所述钻井操作的更新后的钻井参数；

基于所述钻柱性质和所述更新后的钻井参数生成所述钻柱的更新后的有限元模型；

对所述更新后的有限元模型执行更新后的振动分析；

基于所述更新后的振动分析来预测更新后的钻柱行为；以及

确定所述更新后的钻柱行为是否表示相对于钻柱行为的改进。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

检测所述旋转可导向钻头是否在钻井方向上已经前进至少预定长度；以及

响应于检测到所述钻头已经前进至少预定长度而重复步骤(c)-(e)。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

检测所述钻柱性质或所述钻井参数的改变；以及

响应于检测到所述钻柱性质或所述钻井参数的改变而重复步骤(c)-(e)。

7.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(d)-(e)实时或接近实时地执行。

8.一种计算机系统，包括：

处理器；

与所述处理器通信的存储器；以及

存储在所述存储器上的指令，当由所述处理器执行时所述指令使得所述处理器：

(a)确定具有旋转可导向钻头的钻柱的钻柱性质；

(b)确定钻井操作的钻井参数；

(c)基于所述钻柱性质和所述钻井参数生成所述钻柱的有限元模型；

(d)对所述有限元模型执行振动分析；以及

(e)基于所述振动分析来预测在所述钻井操作期间的钻柱行为，所述钻柱行为包括所述旋转可导向钻头的定向行为、钻速或钻井效率。

9.根据权利要求8所述的系统，其中执行所述振动分析包括基于所述旋转可导向钻头来计算激励因子的影响。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述有限元模型包括三维模型。

11.根据权利要求8所述的系统，所述指令还使得所述处理器：

确定所述钻井操作的更新后的钻井参数；

基于所述钻柱性质和所述更新后的钻井参数生成所述钻柱的更新后的有限元模型；

对所述更新后的有限元模型执行更新后的振动分析；

基于所述更新后的振动分析来预测更新后的钻柱行为；以及

确定所述更新后的钻柱行为是否表示相对于钻柱行为的改进。

12.根据权利要求8所述的系统，所述指令还使得所述处理器：

检测所述旋转可导向钻头是否在钻井方向上已经前进至少预定长度；以及

响应于检测到所述钻头已经前进至少预定长度而重复步骤(c)-(e)。

13.根据权利要求8所述的系统，所述指令还使得所述处理器：

检测所述钻柱性质或所述钻井参数的改变；以及

响应于检测到所述钻柱性质或所述钻井参数的改变而重复步骤(c)-(e)。

14.根据权利要求8所述的系统，其中所述执行和预测实时或接近实时地执行。

15.一种制品，其包括存储指令的非易失性计算机可读介质，当由处理器执行时所述指令使得所述处理器：

(a)确定具有旋转可导向钻头的钻柱的钻柱性质；

(b)确定钻井操作的钻井参数；

(c)基于所述钻柱性质和所述钻井参数生成所述钻柱的有限元模型；

(d)对所述有限元模型执行振动分析；以及

(e)基于所述振动分析来预测在所述钻井操作期间的钻柱行为，所述钻柱行为包括所述旋转可导向钻头的定向行为、钻速或钻井效率。