本发明专利技术提供的一种井下钻压和扭矩的确定方法、装置、设备和存储介质，通过确定在接立柱的过程中钻柱的多个关键状态，根据所述多个关键状态下的工程参数确定所述立柱计算周期内钻头的初始钻压和初始扭矩；确定所述钻柱与井筒的第一摩擦系数，根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩计算地面大钩载荷和地面扭矩，根据计算的地面大钩载荷和计算的地面扭矩调整所述第一摩擦系数，多次调整后得到第二摩擦系数；当钻头在钻进时，根据所述第二摩擦系数计算井下钻压和井下扭矩，使得在钻井过程中，能够在各个立柱周期内动态调整摩擦系数，避免采用恒定的摩擦系数计算井下钻压和扭矩，且该方法无需使用井下传感器，降低了成本的同时提高了精度。时提高了精度。时提高了精度。
【技术实现步骤摘要】
井下钻压和扭矩的确定方法、装置、设备和存储介质
[0001]本专利技术涉及石油勘探开发
，尤其涉及一种井下钻压和扭矩的确定方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
[0002]在钻井的过程中，由于井筒摩擦、钻柱弯曲振动等因素，钻井过程中地面记录的钻压和扭矩参数并非井下钻压和扭矩值。而在钻进过程中井下钻压和扭矩值是反映钻头工况的两个重要指标，钻井过程中井下钻压不足会导致机械钻速降低、延长钻井周期；钻压过大会导致钻柱弯曲、钻柱剧烈振动，超过井下设备极限载荷的钻压和扭矩值设置会导致井下仪器失效、钻具断裂等复杂事故，增加钻井成本。因此，钻井过程中井下钻压和扭矩值的准确监测，对于确定井底钻头真实工作状态，优化钻井效率具有重要意义。在现有技术中，通常采用安装在钻铤上的井下传感器测量接近钻头位置的钻压和扭矩参数，并通过泥浆脉冲或有线钻杆将测量结果传输至地面。
[0003]然而，上述方法中井下传感器容易受井下的剧烈振动影响，存在失效现象和成本较高的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种井下钻压和扭矩的确定方法、装置、设备和存储介质，用以解决现有技术井下传感器容易受井下的剧烈振动影响，存在失效现象和成本较高的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种井下钻压和扭矩的确定方法，所述方法包括：
[0006]确定在接立柱的过程中钻柱的多个关键状态，根据所述多个关键状态下的工程参数确定所述立柱计算周期内钻头的初始钻压和初始扭矩；
[0007]确定所述钻柱与井筒的第一摩擦系数，根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩计算地面大钩载荷和地面扭矩，根据计算的地面大钩载荷和计算的地面扭矩调整所述第一摩擦系数，多次调整后得到第二摩擦系数；
[0008]当钻头在钻进时，根据所述第二摩擦系数计算井下钻压和井下扭矩。
[0009]可选的，所述钻柱被划分为多个单元体；根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩计算地面大钩载荷和地面扭矩，包括：
[0010]采用迭代计算的方式根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩从第一单元体向上依次计算各个单元体对应的上端拉力和扭矩；所述第一单元体为距离所述钻头的位置最近的单元体；
[0011]将第二单元体对应的上端拉力确定为所述地面大钩载荷，将第二单元体对应的扭矩之和确定为所述地面扭矩；所述第二单元体为距离井口的位置最近的单元体。
[0012]可选的，采用迭代计算的方式根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩从第一单元体向上依次计算各个单元体对应的上端拉力和扭矩，包括：
[0013]根据钻头的初始钻压计算所述第一单元体的正压力；
[0014]根据所述第一摩擦系数、所述正压力、所述初始钻压计算所述第一单元体的上端拉力，根据所述第一摩擦系数、所述正压力和初始扭矩计算所述第一单元体的扭矩；
[0015]确定与所述第一单元体相邻的单元体的正压力，根据所述第一单元体的上端拉力、第一单元体的扭矩、所述第一摩擦系数、相邻单元体对应的正压力，计算所述相邻单元体的上端拉力和扭矩；
[0016]依次向上计算各个单元体的上端拉力和扭矩，直至确定所述第二单元体的上端拉力和扭矩。
[0017]可选的，根据计算的地面大钩载荷和计算的地面扭矩调整所述第一摩擦系数，多次调整后得到第二摩擦系数，包括：
[0018]判断计算的地面大钩载荷和计算的地面扭矩是否满足预设条件，当不满足预设条件时，则调整所述第一摩擦系数，并根据调整后的摩擦系数再次计算地面大钩载荷和地面扭矩，直至满足预设条件，将满足预设条件时的摩擦系数确定为所述第二摩擦系数；
[0019]满足预设条件表示第一差值小于大钩载荷阈值且第二差值小于地面扭矩阈值；所述第一差值为计算的地面大钩载荷与实际的地面大钩载荷的差值，所述第二差值为计算的地面扭矩与实际的地面扭矩的差值。
[0020]可选的，确定在接立柱的过程中钻柱的多个关键状态，包括：
[0021]当钻柱处于非钻进状态时，获取该状态下井深、地面大钩载荷、钻头井深、钻柱转速和立压；
[0022]当该状态下的地面大钩载荷大于等于坐卡门限时确定处于钻柱离卡状态；
[0023]在确定钻柱处于离卡状态后，若所述钻头井深小于所述井深超过预设数值，且在预设时间内所述钻头井深持续增大以及所述钻柱转速等于目标转速，则确定处于旋转下放状态；
[0024]在确定钻柱处于离卡状态后，若所述钻头井深小于所述井深超过预设数值，且在预设时间内所述钻头井深不变、所述立压不等于正常钻进立压以及所述钻柱转速等于目标转速，则确定处于旋转且轴向静止状态。
[0025]可选的，根据所述多个关键状态下的工程参数确定所述立柱计算周期内钻头的初始钻压和初始扭矩，包括：
[0026]根据所述旋转钻进状态下的地面扭矩和旋转且轴向静止状态下的地面扭矩，确定钻头位置的初始扭矩；
[0027]根据旋转下放状态下的地面大钩载荷和旋转钻进状态下的地面大钩载荷，确定钻头位置的初始钻压。
[0028]可选的，当钻头在钻进时，根据所述第二摩擦系数计算井下钻压和井下扭矩，包括：
[0029]获取钻进过程中的地面大钩载荷和钻进过程中的地面扭矩；
[0030]根据所述第二摩擦系数、钻进过程中的地面大钩载荷和钻进过程中的地面扭矩采用迭代计算的方式确定井下钻压和井下扭矩。
[0031]第二方面，本专利技术提供一种井下钻压和扭矩的确定装置，所述装置包括：
[0032]第一确定模块，用于确定在接立柱的过程中钻柱的多个关键状态，根据所述多个关键状态下的工程参数确定所述立柱计算周期内钻头的初始钻压和初始扭矩；
[0033]第二确定模块，用于确定所述钻柱与井筒的第一摩擦系数，根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩计算地面大钩载荷和地面扭矩，根据计算的地面大钩载荷和计算的地面扭矩调整所述第一摩擦系数，多次调整后得到第二摩擦系数；
[0034]第三确定模块，用于当钻头在钻进时，根据所述第二摩擦系数计算井下钻压和井下扭矩。
[0035]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括：至少一个处理器和存储器；
[0036]存储器存储计算机执行指令；
[0037]至少一个处理器执行存储器存储的计算机执行指令，使得至少一个处理器执行如第一方面任一项的方法。
[0038]第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行计算机执行指令时，实现如第一方面任一项的方法。
[0039]本专利技术提供的一种井下钻压和扭矩的确定方法、装置、设备和存储介质，通过确定在接立柱的过程中钻柱的多个关键状态，根据所述多个关键状态下的工程参数确定所述立柱计算周期内钻头的初始钻压和初始扭矩；确定所述钻柱与井筒的第一摩擦系数，根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩计算地面大钩载荷和地面扭矩，根据计算的地面大钩载荷和计算的地面扭矩调整所述第一摩擦系数，多次调整后得到第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种井下钻压和扭矩的确定方法，其特征在于，所述方法包括：确定在接立柱的过程中钻柱的多个关键状态，根据所述多个关键状态下的地面工程参数确定所述立柱计算周期内钻头的初始钻压和初始扭矩；确定所述钻柱与井筒的第一摩擦系数，根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩计算地面大钩载荷和地面扭矩，根据计算的地面大钩载荷和计算的地面扭矩调整所述第一摩擦系数，多次调整后得到第二摩擦系数；当钻头在钻进时，根据所述第二摩擦系数计算井下钻压和井下扭矩。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻柱被划分为多个单元体；根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩计算地面大钩载荷和地面扭矩，包括：采用迭代计算的方式根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩从第一单元体向上依次计算各个单元体对应的上端拉力和扭矩；所述第一单元体为距离所述钻头的位置最近的单元体；将第二单元体对应的上端拉力确定为所述地面大钩载荷，将第二单元体对应的扭矩确定为所述地面扭矩；所述第二单元体为距离井口的位置最近的单元体。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用迭代计算的方式根据所述第一摩擦系数、初始钻压和初始扭矩从第一单元体向上依次计算各个单元体对应的上端拉力和扭矩，包括：根据钻头的初始钻压计算所述第一单元体的正压力；根据所述第一摩擦系数、所述正压力、所述初始钻压计算所述第一单元体的上端拉力，根据所述第一摩擦系数、所述正压力和初始扭矩计算所述第一单元体的扭矩；确定与所述第一单元体相邻的单元体的正压力，根据所述第一单元体的上端拉力、第一单元体的扭矩、所述第一摩擦系数、相邻单元体对应的正压力，计算所述相邻单元体的上端拉力和扭矩；依次向上计算各个单元体的上端拉力和扭矩，直至确定所述第二单元体的上端拉力和扭矩。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据计算的地面大钩载荷和计算的地面扭矩调整所述第一摩擦系数，多次调整后得到第二摩擦系数，包括：判断计算的地面大钩载荷和计算的地面扭矩是否满足预设条件，当不满足预设条件时，则调整所述第一摩擦系数，并根据调整后的摩擦系数再次计算地面大钩载荷和地面扭矩，直至满足预设条件，将满足预设条件时的摩擦系数确定为所述第二摩擦系数；满足预设条件表示第一差值小于大钩载荷阈值且第二差值小于地面扭矩阈值；所述第一差值为计算的地面大钩载荷与实际的地面大钩载荷的差值，所述第二差值为计算的地面扭矩与实际的地面扭矩的差值。5.根据权利要求1所述的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：张佳伟，邹灵战，王庆，纪国栋，于璟，黄洪春，崔猛，陈畅畅，李冰，于金平，常龙，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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