[发明专利]确定钻头扭矩的方法及确定钻头工作效率的方法

权利要求书

1.一种确定钻头扭矩的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一、获取待分析钻头的钻头直径和当前钻压；

步骤二、根据所述钻头直径和钻压，结合预设钻头滑动摩擦系数确定当前钻头扭矩。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，计算所述钻头直径、当前钻压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当前钻头扭矩。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，根据如下表达式确定所述当前钻头扭矩：

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

4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述预设钻头滑动摩擦系数是根据钻头类型确定的。

5.一种确定钻头工作效率的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一、利用如权利要求1～4中任一项所述的钻头扭矩确定方法获取待分析钻头的当前钻头扭矩；

步骤二、根据所述当前钻头扭矩确定当前机械比能，根据所述当前机械比能确定待分析钻头的当前机械效率，并根据所述当前机械效率确定所述待分析钻头的当前工作效率。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，获取待分析钻头的最小机械比能，并根据所述最小机械比能与所述当前机械比能的比值确定所述待分析钻头的当前机械效率。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据如下表达式确定所述待分析钻头的当前机械效率：

其中，EFF表示当前机械效率，MSE_min表示最小机械比能，MSE表示当前机械比能。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，获取无侧限抗压强度，并将所述无侧限抗压强度确定为所述最小机械比能。

9.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，获取有侧限抗压强度，并将所述有侧限抗压强度确定为所述最小机械比能。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，确定有侧限抗压强度的步骤包括：

获取所述待分析钻头的循环泥浆压力和地层孔隙压力，并计算所述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。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，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。