[发明专利]一种钻具造斜率的确定方法和装置

说明书

本申请提供了一种钻具造斜率的确定方法和装置，其中，该方法包括：获取目标钻具的影响因子，根据目标钻具中导向钻具组合与井壁的接触状态，建立基于所述影响因子的钻具受力刚度方程；根据所述目标钻具钻头处的弯矩求解所述刚度方程，得到待定系数和上切段长度；根据所述待定系数和所述上切段长度，计算得到输出参数，其中，所述输出参数包括以下至少之一：钻头侧向力、钻头转角、钻具的支反力、偏心距；将所述输出参数代入钻速方程，求得第一造斜率；根据第一造斜率和预设的折算系数，得到所述目标钻具的折算造斜率。通过上述方案解决了现有的造斜率确定结果不准确的问题，达到了有效提升造斜率确定的准确度的技术效果。

技术领域

本申请属于数据处理技术领域，尤其涉及一种钻具造斜率的确定方法和装置。

背景技术

目前，导向工具造斜率的预测方法主要包括：平衡曲率法、侧向力法、趋势角法。

其中，“平衡曲率法”认为钻头会向能量消耗最小的方向钻进，即在势能最小时到达平衡状态，通过改变井眼曲率直至侧向力减小至零或趋近于零，将此时的井眼曲率值作为导向钻具组合的造斜率。然而，“平衡曲率法”未考虑钻头切削性能及地层各向异性的影响，且零侧向力准则是一种极限状态，实钻中该状态难以达到，因此计算得到的造斜率明显要高于“折算造斜率法”，计算值与实测值的吻合程度较差。

“侧向力法”考虑了钻具变形的影响，通过底部钻具组合力学分析计算钻头侧向力，利用侧向力的大小反映导向钻具造斜率的大小。然而，侧向力法主要忽略了钻头切削性能和地层各向异性的影响。

“趋势角法”是针对钻头载荷下的钻头轨迹偏离井眼轴线的情况，考虑钻具刚度的影响，将钻头合力作用线与井眼轴线的夹角作为造斜率的评价依据。趋势角法虽然考虑了钻进过程，但是因为其计算结果主要针对于钻头走向进行的预测，并不能直接反映工具造斜率的大小。

进一步的，虽然侧向力和趋势角均与造斜率呈正相关，可以间接表征导向工具的造斜率。然而，这两种方法与造斜率之间的定量关系均不明确，导致工具的造斜率难以计算，在实际应用中存在一定的局限性。

针对现有的造斜率确定方法所存在的准确度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请目的在于提供一种钻具造斜率的确定方法和装置，可以实现对造斜率的准确确定。

本申请提供一种钻具造斜率的确定方法和装置是这样实现的：

一种钻具造斜率的确定方法，所述方法包括：

获取目标钻具的影响因子，其中，所述影响因子包括以下至少之一：钻具长度、井眼视半径、钻井参数、钻具弯度、预设井眼曲率；

根据目标钻具中导向钻具组合与井壁的接触状态，建立基于所述影响因子的钻具受力刚度方程；

根据所述目标钻具钻头处的弯矩求解所述刚度方程，得到待定系数和上切段长度；

根据所述待定系数和所述上切段长度，计算得到输出参数，其中，所述输出参数包括以下至少之一：钻头侧向力、钻头转角、钻具的支反力、偏心距；

将所述输出参数代入钻速方程，求得第一造斜率；

根据第一造斜率和预设的折算系数，得到所述目标钻具的折算造斜率。

在一个实施方式中，根据目标钻具中导向钻具组合与井壁的接触状态，建立基于所述影响因子的钻具受力刚度方程，包括：

根据目标钻具中导向钻具组合与井壁的接触状态，建立多类基于所述影响因子的单元矩阵方程；

对所述多类基于所述影响因子的单元矩阵方程进行融合，得到钻具受力刚度方程；