基于比能理论的钻头工作状态监测方法

景宁 樊洪海 翟应虎 徐术国 梁海军

中国石油大学（北京）石油工程学院，北京 102249 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院，陕西 西安 710018

钻头工作状态是影响钻井机械钻速和钻井效率的重要因素之一，而钻头的地下工作环境具有高隐蔽性和不确定性，一旦出现异常，很难在第一时间被现场施工人员发现。文中分析了钻头工作状态的影响因素，利用Farrelly等人提出的比能法，通过多元线性回归模型计算钻头扭矩，得到钻进过程中钻头比能值监测的工程简化模型。比能监测值的异常变化，可以反映出钻头的异常工作状态，分析钻头泥包、振动、井底泥包、钻头钝化等情况下钻头比能值的变化趋势，能够迅速有效地发现井下钻头异常情况。通过克拉玛依油田某井现场应用试验，验证了钻头比能监测模型的合理性和有效性，有助于提高机械钻速，降低钻井成本。