基于IADC的钻头选型程序

自20世纪80年代末,PDC钻头首次投入工业使用以来,其使用越来越广泛,如何优选PDC钻头已成为人们广泛关注的问题。学者们通过研究,已提出多种PDC钻头的选型方法,如:通过钻头使用效果进行优选的方法、通过岩石力学参数优选的方法、钻头结构参数优选法和根据地层综合系数分析的方法等。

随着有限元技术和编程语言的进步,利用钻头参数和数据库等优选钻头的方法更加便捷和实用。本问将介绍一种基于IADC(国际钻井承包商协会)代码来进行PDC钻头选型的方法。

%PDC钻头的选型思路为:

%首先需注意:本程序仅给出进行适用度系数判断的部分,UCS值的定义和IADC码的定义未给出

%输入UCS(单轴抗压强度)

%2、将UCS和PDC钻头的各项参数转化成IADC代码

%3、计算各项参数的适用度系数

%4、给出各项参数与其适用度系数的关系图,找出其最大值

%5、将最大适用度系数代回IADC码,找出对应的钻头参数

%6、输出参数,结束代码

%例如:

%输入UCS=50,其对应IADC代码为UCSL=1

%对应PDC钻头刀翼数m的待定参数am为2,bm为4

%3刀翼PDC钻头对应IADC码为cm=1,则

%适用度系数为:f(1)=exp(-(cm-am)^2/(2*bm))=exp(-(1-2)^2/(2*4))=0.8825

%依次求出3刀翼、4刀翼。。。9刀翼的适用度系数,找出其最大值对应的IADC量化值

%依照IADC量化值求出最佳刀翼数为4

 

%--------------------------------------------------------------------------

%进行PDC钻头刀翼适用系数判断

%以下为刀翼数m的适用度系数计算

%进行相关参数bm的判断和赋值

%其中:

%bm:与刀翼数适用度系数有关的特性参数bm。当cm<am时,bm=4;cm>am时,bm=22.5。

%cm:为刀翼数的量化值

%   刀翼数   刀翼数量化值

%      3        1

%      4        2

%     ...     ...依次类推

%      9        7

im=1;

for cm=1:7%刀翼数IADC码为1到7

    if cm<=am        %当cm>am时,bm=4

        bm(im)=4;

        im=im+1;

    elseif cm>am

        bm(im)=22.5; %当cm>am时,bm=22.5

        im=im+1;

    end

end

%进行刀翼数适用度函数fm(cm)计算

im1=1;

for cm1=1:7

fm(cm1)=exp(-(cm1-am)^2/(2*bm(im1)));%刀翼数m对应的适用度系数为fm     

im1=im1+1;

end

%绘制刀翼量化数与其适用度系数关系图

cm2=1:7;

subplot(2,2,1);

plot(cm2,fm);

set(gca,'XTick',0:1:7);

set(gca,'YTick',0:0.2:1.2);

xlabel('刀翼数量化值');

ylabel('刀翼数适用度系数');

title('刀翼数适用度系数与其量化值关系图')

%找出最大刀翼适用度系数对应的真实的刀翼数

[fm3,cm3]=max(fm);%找出最大刀翼适用度系数对应的刀翼数量化值

cm4=cm3+2;%真实的刀翼数为刀翼数量化值加2

 

结果:

 

基于IADC的钻头选型程序

基于IADC的钻头选型程序

作者:GaiJM