CN105612305B - 固定切削刃钻头的动态磨损预测 - Google Patents
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Abstract
一种用于具有切削结构的钻头的动态磨损预测的示例性方法可包括在信息处置系统的处理器处接收所述切削结构的未磨损轮廓和所述切削结构的金刚石分布。所述金刚石分布可包括以所述钻头上的径向和轴向位置为特征的三维金刚石分布。所述方法可包括至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的最终预测磨损轮廓。所述方法也可包括至少部分基于所述先前磨损轮廓和所述金刚石分布计算中间磨损轮廓的迭代。所述最终预测磨损轮廓可指示所述切削结构的完全磨损部分。所述钻头的可使用寿命可至少部分基于所述最终预测磨损轮廓确定。
Description
发明背景
本公开大致涉及钻井操作，且更具体地涉及钻头的动态磨损预测。
油气开发钻井操作通常需要延伸至地下数百及数千米的钻孔。钻井操作本身可能是复杂、耗时和成本高昂的。增加钻井操作的开支的一个因素是用于对地层钻孔的钻头的可使用寿命。通常，当钻头磨损时，必须从钻孔移除整个钻柱，替换钻头且接着重新开始钻井。相应地，钻头磨损越快，钻柱需被移除的次数越多，导致延迟钻井进度。
附图简述
可通过部分参考下文描述和附图了解本公开的一些具体示例性实施方案。
图1是根据本公开的方面的示例性钻井系统的图。
图2是根据本公开的方面的示例性固定切削刃钻头的图。
图3是图示根据本公开的方面的示例性信息处置系统的图。
图4是图示径向细分钻头切削结构的典型二维模型的图。
图5是图示典型金刚石径向分布曲线和预测相对磨损速率曲线的图。
图6是图示根据本公开的方面的径向和轴向细分的钻头切削结构的示例性三维示意模型的图。
图7是图示根据本公开的方面的预测磨损轮廓的示例性迭代进展的图。
虽然已参考本公开的示例性实施方案描绘和描述并且定义本公开的实施方案，但是这些参考不暗示对本公开的限制，且不推断这种限制。所公开标的能够在形式及功能上进行如相关领域技术人员且受益于本公开的技术人员将想到的大幅修改、变更和等效物。所描绘和描述的本公开的实施方案只是实例，且并非详尽叙述本公开的范围。
具体实施方式
本公开大致涉及钻井操作，且更具体地涉及固定切削刃钻头的动态磨损预测。
为了本公开的目的，信息处置系统可包括任何仪器或仪器的集合，其可操作以计算、分类、处理、传输、接收、检索、引发、切换、存储、显示、证明、探测、记录、再现、处置或利用任何形式的信息、智能或数据用于商业、科学、控制或其它目的。例如，信息处置系统可为个人计算机、网络计算机、网络存储装置或任意其它适当装置且可在大小、形状、性能、功能和价格上变化。信息处置系统可包括随机访问存储器(RAM)、一个或更多个处理资源(诸如中央处理单元(CPU)或硬件或软件控制逻辑)、只读存储器(ROM)和/或其它类型的非易失性存储器。处理资源可包括其它处理器，诸如图形处理单元(GPU)。信息处置系统的额外组件可包括一个或更多个磁盘驱动器、与外部装置通信的一个或更多个网络端口以及各种输入和输出(I/O)装置(诸如键盘、鼠标和视频显示器)。信息处置系统也可包括一个或更多个总线，其可操作以在各种硬件组件之间传输通信。
本文中详细描述本公开的说明性实施方案。为简明起见，可不在本说明书中描述实际实施的所有特征。当然将了解在任意这种实际实施的开发中，必须作出许多实施特定决策以实现将随实施而变化的特定实施目标。此外，将了解这样一种开发努力可能是复杂且耗时的，但只是受益于本公开的本领域一般技术人员的常规工作。
为了促进更好地理解本公开，给出特定实施方案的下列实例。下列实例绝不应被解读为限制或界定本公开的范围。本公开的实施方案可适用于任何类型的地下地层中的水平、垂直、斜、分支、交汇、旁路(绕开中等深度卡住的落鱼且返回至下方井中)或其它非线性井筒。实施方案可适用于注入井和生产井，包括自然资源生产井诸如硫化氢、油气或地热井；以及用于跨河穿隧和用于接近地面构造目的的其它这种穿隧钻孔的钻孔构造或用于运送诸如油气的流体的钻孔u管管线。下文参考一个实施描述的实施方案不旨在限制。
图1示出根据本公开的方面的示例性钻井系统100。钻井系统100包括安装在地面102且定位在地下地层104内的钻孔105上方的钻机101。在所示的实施方案中，钻井组合件106可定位在钻孔105内且可耦合至钻机101。钻井组合件106可包括钻柱107和井底组合件(BHA)108。钻柱107可包括与螺纹接头连接的多个区段。BHA108可包括钻头110、随钻测量(MWD)/随钻测井(LWD)区段109。钻头110可为固定切削刃钻头，例如，其可包括孕镶金刚石钻头，其中金刚石切削刃和刀片的组合件附接至钻头主体。在执行钻井操作时，钻头110旋转以移除其前方地层104的部分，且来自移除程序的摩擦和热导致钻头110磨损。在特定数量的磨损后，钻头110必须更换，其意指将整个钻柱107从钻孔105移除，更换钻头110并且将带新钻头的钻柱107下钻返回至钻孔105中。这是耗成本且耗时的。相应地，钻头在不更换的情况下高效钻井的时间越长减小钻井的时间和成本。
图2图示示例性固定切削刃钻头200。固定切削刃钻头200包括主体203、至少一个刀片202和多个切削刃201，其被安置在至少一个刀片202上以形成切削结构。多个切削刃201在钻头200上的总体形状和定向可被称作钻头200的切削轮廓。钻头主体203可支撑至少一个刀片202并且可例如由钢制成或由绕钢坯体核心的金属基体制成。多个切削刃201可大致至少部分由耐磨粒子(诸如金刚石)制成。多个切削刃201的磨料粒子可接触岩层并且在钻头200时将岩石移除。例如，切削刃201可部分由合成金刚石粉末制成，诸如聚晶金刚石复合片或热稳定多晶金刚石；天然金刚石；或孕镶在结合剂中的合成金刚砂或晶体。多个切削刃201可在径向方向204上从钻头的纵轴205向外延伸。
固定切削刃钻头200的可使用寿命部分依据钻头200上的金刚石与钻头200将移除的岩石数量相比较的分布。在本公开的背景内，如将在下文讨论，如果径向区域与在所述径向位置上移除的岩石数量相比无足够数量的金刚石，那么钻头切削结构的径向区域可称为“薄弱的”。如本领域一般技术人员参考本公开将了解，一旦钻头的径向区域已被完全磨损，钻头就必须从钻孔移除，即使钻头的其余部分具有可用的金刚石。
根据本公开的方面，本文中公开的钻头设计系统和方法可用于通过随时间对钻头磨损建模而确定钻头设计的可使用寿命。系统和方法可提供随时间或距离的切削轮廓的多个“快照”，允许设计者确定钻头如何磨损以及应如何改变金刚石的分布来避免薄弱的径向区域。随时间或距离的切削轮廓的“快照”在本文中可被称作预测磨损轮廓。同样地，未使用钻头的原始切削轮廓在本文中可被称作未磨损轮廓。
可针对多种不同的钻头设计和金刚石分布产生预测磨损轮廓以使钻头的可使用金刚石和寿命最大化。预测磨损轮廓可包括图形二维或三维表示，其可在具有处理器和至少一个存储器装置的信息处置系统内产生。存储器装置可含有在被执行时导致处理器基于特定条件产生预测磨损轮廓的指令。指令集可被包括作为现有软件或建模程序的部分。例如，预测磨损轮廓可产生作为设计概念软件(包括CAD软件)的部分，并且可允许确保切削结构设计的有效性。
图3中示出示例性信息处置系统300的框图。信息处置系统300的处理器或CPU 301可能可通信地耦合至存储器控制器集线器或北桥302。存储器控制器集线器302可耦合至RAM 303和图形处理单元304。存储器控制器集线器302也可耦合至I/O控制器集线器或南桥305。I/O集线器305可耦合至计算机系统的存储元件，包括存储元件306，其可包括闪存ROM，其包括计算机系统的基本输入/输出系统(BIOS)。I/O集线器305也耦合至计算机系统的硬盘驱动器307。硬盘驱动器307可被称作有形计算机可读媒体，其含有指令集，所述指令在被处理器301执行时导致信息处置系统300执行预定组的操作。例如，根据本公开的特定实施方案，且如将在下文讨论，硬盘驱动器307可含有指令，所述指令在被执行时导致CPU 301根据本公开的方面对钻头建模，且产生有关特定钻头设计的磨损表示。
在特定实施方案中，I/O集线器305也可耦合至超级I/O芯片308，所述超级I/O芯片308本身耦合至计算机系统的数个I/O端口，包括键盘309、鼠标310和一个或更多个平行端口。超级I/O芯片308可进一步耦合至网络界面卡(NIC)311。信息处置系统300可经由NIC311接收测量或日志用于在本地存储装置(诸如硬盘驱动器307)上处理或存储。在特定实施方案中，数据可存储在专用大容量存储装置(未示出)中。信息处置系统可接着从专用存储装置检索数据并且使用本地存储在硬盘驱动器307内的算法对数据执行计算。
图4是图示具有无穷小宽度的环的径向分割钻头切削结构的典型二维模型的图。具体地，图4图示现有钻头模型，其将钻头400的切削结构划分为无穷小宽度δr(为说明目的示为具有有限宽度)的环402a-n，其与钻头400的纵轴401同轴，并且确定环402a-n的每个内的金刚石总体积的金刚石径向分布。接着将这些金刚石体积与在钻头寿命期间在相应的径向位置处移除的岩石总量比较以确定钻头的平均相对磨损速率曲线。图5图示依据半径绘制的示例性平均相对磨损速率曲线503。图5也图示示例性二维金刚石径向分布502，其绘制每个无穷小环402a-n中发现的金刚石体积对环与钻头纵轴401的径向距离。平均相对磨损速率曲线503中的任何峰值(诸如峰值505)可识别钻头中的薄弱区域。
虽然二维模型和平均相对磨损速率曲线识别薄弱区域，但是它们未考虑由于钻头的切削结构的改变而发生的磨损速率的变化。这些改变可依据时间或钻井进尺由径向区域的每个上的局部切削条件导致，并且可导致薄弱区域的识别的不准确。根据本公开的方面，切削结构的三维模型可用于对局部切削条件建模，并且计算切削结构随时间或钻井进尺的磨损轮廓。
图6是图示根据本公开的方面的径向和轴向细分的钻头切削结构的示例性三维示意模型600的图。如将在下文描述，模型600可用于提供钻头的径向和轴向金刚石分布，其可用于计算随时间或距离的预测磨损轮廓。钻头600被划分为无穷小宽度δr(为说明目的示为具有有限宽度)的环602a-n，其与钻头600的纵轴601同轴。如也可见，钻头600也被划分为无穷小厚度δz(为说明目的示为具有有限厚度)的层603a-m，其与钻头600的纵轴601垂直。这导致具有矩形截面几何形状的三维无穷小环体积δr.δz 604。明显地，元素δr.δz中每个体积可对应于作为钻头600的切削结构的部分的金刚石的特定体积，且每个通过它们在切削结构上的径向和轴向位置特征化。虽然图6为展示目的示出通过空间划为为圆柱形和同心环的三维金刚石分布的简化模型，但是其它更复杂几何形状是可能的。
切削轮廓的时基快照可通过识别厚度层内(而非钻头600的完整厚度内)的金刚石体积而确定，因为局部切削条件(包括例如，切削深度)可能影响钻头600。在任何给定时间，仅切削结构的切削轮廓处的无穷小层中的金刚石体积与岩石接触。在特定实施方案中，可通过将无穷小层划分为具有矩形形状的多个环体积(类似于图6中)以及使用三维金刚石分布计算环体积内的金刚石而确定金刚石体积。这个计算得到的金刚石体积可被称作金刚石体积径向分布。一旦确定金刚石体积径向分布，就可将它与岩石径向分布比较，其对应于在给定时间段或钻井进尺中通过环体积移除的岩石数量的径向分布。可通过比较金刚石体积径向分布与岩石径向分布来计算给定时间段或钻井进尺的磨损速率。计算得到的磨损速率和所识别局部条件可接着用于计算新的切削轮廓。新的切削轮廓可接着用于计算新的金刚石体积径向分布，其可接着与新的岩石径向分布比较以寻找新的磨损速率等。这个程序可迭代继续，直至达到最终磨损轮廓。最终磨损轮廓可识别钻头的一个区域何时不再含有金刚石。
示例性迭代程序可以具有带未磨损切削轮廓的切削结构的新的钻头设计开始。可使用切削结构的三维金刚石分布确定未磨损轮廓处的第一金刚石体积径向分布。在特定实施方案中，程序可包括计算在钻头使用的第一持续时间或在用钻头钻井的进尺期间将由钻头移除的岩石数量的第一岩石径向分布。在特定实施方案中，可将第一岩石径向分布与第一金刚石体积径向分布比较以确定在钻头使用的第一持续时间或在用钻头钻井的进尺期间的第一磨损速率。可使用第一磨损速率和未磨损轮廓确定第一预测磨损轮廓。
使用类似程序，第一预测磨损轮廓可用于计算第二金刚石体积径向分布，其可与第二岩石径向分布比较以确定第二磨损速率，所述第二磨损速率接着用于计算第二预测磨损轮廓。最后，可确定最终预测磨损轮廓，其中钻头的一个区域可能不再含有金刚石。在特定实施方案中，未磨损轮廓与最终预测磨损轮廓之间的预测磨损轮廓可被称作预测中间磨损轮廓。明显地，通过增加用于计算先前磨损轮廓的使用持续时间或钻井进尺，可计算钻头设计的可使用寿命。
图7是图示根据本公开的方面的预测磨损轮廓703a-z的示例性迭代进展的图。如上所述，预测磨损轮廓的进展可考虑将切削的岩石数量和钻头的金刚石分布，并且可识别给定时间点或钻井进尺处钻头的预测磨损轮廓。也如上所述，可在迭代程序后计算图7中的预测磨损轮廓，其中从前一计算得到的磨损轮廓703z-1计算每个磨损轮廓703z，使得每个磨损轮廓至少部分基于前一计算得到的磨损轮廓的每个。
参考与钻头的纵轴701的径向距离和相对于钻头的纵轴701的轴向位置绘制预测磨损轮廓703a-z。在所示的实施方案中，第一磨损轮廓703a包括钻头设计中的切削结构的未磨损轮廓。磨损轮廓703z包括最终预测磨损轮廓，其中磨损轮廓的一部分到达钻头主体轮廓704，其指示所述部分不再含有金刚石。当在任何径向位置处，预测磨损轮廓到达钻头主体轮廓704时，预测磨损轮廓被视为最终预测磨损轮廓且接着切削结构被视为完全磨损。
在特定实施方案中，可将至少一个磨损轮廓(诸如最终预测磨损轮廓)显示给用户。也可将其它轮廓(诸如未磨损轮廓和中间磨损轮廓)显示给用户。通过在磨损轮廓随时间而演变时对磨损轮廓进行建模和显示，固定切削刃钻头上的金刚石分布可被最佳化来消除或减少导致不均匀磨损模式的薄弱点，其延长钻头寿命。在特定实施方案中，三维金刚石分布可被显示为二维或三维曲线图和/或数表的至少一个。这可允许设计者在查看所计算和所显示磨损轮廓时动态修改金刚石分布。
根据本公开的方面，用于具有切削结构的钻头的动态磨损预测的示例性方法可包括在信息处置系统的处理器处接收切削结构的未磨损轮廓和切削结构的金刚石分布。金刚石分布可包括以在钻头上的径向和轴向位置为特征的三维金刚石分布。所述方法可包括至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的最终预测磨损轮廓。所述最终预测磨损轮廓可指示所述切削结构的完全磨损部分。所述钻头的可使用寿命可至少部分基于所述最终预测磨损轮廓确定。
在特定实施方案中，最终预测磨损轮廓可对应于钻头使用的最终预测持续时间或用钻头钻井的进尺。至少部分基于最终预测磨损轮廓确定钻头的可使用寿命可包括使用钻头使用的最终预测持续时间或用钻头钻井的进尺确定钻头的可使用寿命。在特定实施方案中，方法可包括在可通信地耦合至处理器的显示器上显示最终预测磨损轮廓。
在处理器处接收切削结构的金刚石分布可包括通过将切削结构划分为多个无穷小环体积以及通过其在切削结构上的径向和轴向位置和它的金刚石体积特征化每个环体积而计算金刚石分布。在特定实施方案中，至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算切削结构的最终预测磨损轮廓可包括至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算第一预测中间磨损轮廓。第一预测中间磨损轮廓可对应于钻头使用的第一持续时间或用钻头钻井的进尺。至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算切削结构的最终预测磨损轮廓也包括至少部分基于第一预测中间磨损轮廓计算最终预测磨损轮廓。在特定实施方案中，至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算第一预测中间磨损轮廓可包括：使用多个无穷小环体积在未磨损轮廓处计算第一无限小层中的第一金刚石体积径向分布；计算在钻头使用的第一持续时间或用钻头钻井的进尺期间将由钻头移除的岩石数量的第一岩石径向分布；和通过比较第一钻石体积径向分布与第一岩石径向分布而计算第一预测中间磨损轮廓。
在特定实施方案中，至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算切削结构的最终预测磨损轮廓可包括至少部分基于第一预测中间磨损轮廓计算第二预测中间磨损轮廓。第二预测中间磨损轮廓可对应于钻头使用的第二持续时间或用钻头钻井的进尺。至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算切削结构的最终预测磨损轮廓也包括至少部分基于第二预测中间磨损轮廓计算最终预测磨损。在特定实施方案中，至少部分基于第一预测中间磨损轮廓计算第二预测中间磨损轮廓可包括：使用多个无穷小环体积在第一预测中间磨损轮廓处计算第二无限小层中的第二金刚石体积径向分布；计算在钻头使用的第二持续时间或用钻头钻井的进尺期间将由钻头移除的岩石数量的第二岩石径向分布；和通过比较第二钻石体积径向分布与第二岩石径向分布而计算第二预测中间磨损轮廓。
在特定实施方案中，方法可包括在显示器上显示未磨损轮廓、第一预测中间磨损轮廓和第二预测中间磨损轮廓的至少一个。金刚石分布的至少部分也可被显示为二维或三维曲线图和/或数表的至少一个。
根据本公开的方面，用于具有切削结构的钻头的动态磨损预测的示例性系统可包括处理器和耦合至处理器的存储器装置。存储器装置可包括指令集，所述指令集在被处理器执行时，导致处理器接收切削结构的未磨损轮廓和切削结构的金刚石分布；至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算切削结构的最终预测磨损轮廓；和至少部分基于最终预测磨损轮廓确定钻头的可使用寿命。最终预测磨损轮廓可指示切削结构的完全磨损部分。
在特定实施方案中，最终预测磨损轮廓可对应于钻头使用的最终预测持续时间或用钻头钻井的进尺。导致处理器至少部分基于最终预测磨损轮廓确定钻头的可使用寿命的指令集可进一步导致处理器使用钻头使用的最终预测持续时间或用钻头钻井的进尺确定钻头的可使用寿命。在特定实施方案中，系统可包括可通信地耦合至处理器的显示器。指令集进一步导致处理器在显示器上显示最终预测磨损轮廓。
导致处理器在处理器处接收切削结构的金刚石分布的指令集可进一步导致处理器将切削结构划分为多个无穷小环体积以及通过其在切削结构上的径向和轴向位置和它的金刚石体积特征化每个环体积。导致处理器至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算切削结构的最终预测磨损轮廓的指令集可进一步导致处理器至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算第一预测中间磨损轮廓，和至少部分基于第一预测中间磨损轮廓计算最终预测磨损轮廓。第一预测中间磨损轮廓可对应于钻头使用的第一持续时间或用钻头钻井的进尺。导致处理器至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算第一预测中间磨损轮廓的指令集可进一步导致处理器：使用多个无穷小环体积在未磨损轮廓处计算第一无限小层中的第一金刚石体积金刚分布；计算在钻头使用的第一持续时间或用钻头钻井的进尺期间将由钻头移除的岩石数量的第一岩石径向分布；和通过比较第一钻石体积径向分布与第一岩石径向分布而计算第一预测中间磨损轮廓。
在特定实施方案中，导致处理器至少部分基于未磨损轮廓和金刚石分布计算切削结构的最终预测磨损轮廓的指令集可进一步导致处理器至少部分基于第一预测中间磨损轮廓计算第二预测中间磨损轮廓，和至少部分基于第二预测中间磨损轮廓计算最终预测磨损。第二预测中间磨损轮廓可对应于钻头使用的第二持续时间或用钻头钻井的进尺。导致处理器至少部分基于第一预测中间磨损轮廓计算第二预测中间磨损轮廓的指令集可进一步导致处理器：使用多个无穷小环体积在第一预测中间磨损轮廓处计算第二无限小层中的第二金刚石体积金刚分布；计算在钻头使用的第二持续时间或用钻头钻井的进尺期间将由钻头移除的岩石数量的第二岩石径向分布；和通过比较第二钻石体积径向分布与第二岩石径向分布而计算第二预测中间磨损轮廓。
在特定实施方案中，指令集可进一步导致处理器在显示器上显示未磨损轮廓、第一预测中间磨损轮廓和第二预测中间磨损轮廓的至少一个。指令集可进一步导致处理器将金刚石分布的至少部分显示为二维或三维曲线图和/或数表的至少一个。
因此，本公开非常适于实现所提及的目的和优点以及其中固有的目的和优点。上文公开的特定实施方案只是说明性的，因为本公开可以受益于本文教示的本领域技术人员所知的不同但等效方式修改并且实践。此外，不旨在限制本文所示的构造或设计的细节，除非所附权利要求另有描述。因此，明显地，上文公开的特定说明性实施方案可被变更或修改，且所有这些变动被视为在本公开的范围和精神内。此外，权利要求书中的术语具有其平常、常规含义，除非专利权所有人另外明确和清楚规定。如权利要求书中使用的不定冠词“一(a或an)”在本文中被定义来意指它所介绍的一个或多个元件。
Claims (20)
1.一种用于具有切削结构的钻头的动态磨损预测的方法，其包括：
在信息处置系统的处理器处接收所述切削结构的未磨损轮廓和所述切削结构的金刚石分布；
至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的最终预测磨损轮廓，所述最终预测磨损轮廓指示所述切削结构的完全磨损部分；和
至少部分基于所述最终预测磨损轮廓确定所述钻头的可使用寿命，
其中在所述处理器处接收所述切削结构的所述金刚石分布包括通过下列方法计算所述金刚石分布
将所述切削结构划分为多个无穷小环体积；和
通过它在所述切削结构上的径向和轴向位置和它的金刚石体积而特征化每个环体积。
2.根据权利要求1所述的方法，其中
所述最终预测磨损轮廓对应于所述钻头使用的最终预测持续时间或用所述钻头钻井的进尺；和
至少部分基于所述最终预测磨损轮廓确定所述钻头的所述可使用寿命包括利用所述钻头使用的所述最终预测持续时间或用所述钻头钻井的进尺确定所述钻头的所述可使用寿命。
3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括在可通信地耦合至所述处理器的显示器上显示所述最终预测磨损轮廓。
4.根据权利要求3所述的方法，其中至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的所述最终预测磨损轮廓包括
至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算第一预测中间磨损轮廓，所述第一预测中间磨损轮廓对应于所述钻头使用的第一持续时间或用所述钻头钻井的进尺；和
至少部分基于所述第一预测中间磨损轮廓计算所述最终预测磨损轮廓。
5.根据权利要求4所述的方法，其中至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述第一预测中间磨损轮廓包括
使用所述多个无穷小环体积在所述未磨损轮廓处计算第一无穷小层中的第一金刚石体积径向分布；
计算所述钻头使用的所述第一持续时间或在用所述钻头钻井的所述进尺期间将由所述钻头移除的岩石数量的第一岩石径向分布；和
通过比较所述第一金刚石体积径向分布与所述第一岩石径向分布计算所述第一预测中间磨损轮廓。
6.根据权利要求4或5中一者所述的方法，其中至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的所述最终预测磨损轮廓包括
至少部分基于所述第一预测中间磨损轮廓计算第二预测中间磨损轮廓，所述第二预测中间磨损轮廓对应于所述钻头使用的第二持续时间或用所述钻头钻井的进尺；和
至少部分基于所述第二预测中间磨损轮廓计算所述最终预测磨损。
7.根据权利要求6所述的方法，其中至少部分基于所述第一预测中间磨损轮廓计算所述第二预测中间磨损轮廓包括
使用所述多个无穷小环体积在所述第一预测中间磨损轮廓处计算第二无穷小层中的第二金刚石体积径向分布；
计算在所述钻头使用的所述第二持续时间或在用所述钻头钻井的进尺期间将由所述钻头移除的岩石数量的第二岩石径向分布；和
通过比较所述第二金刚石体积径向分布与所述第二岩石径向分布计算所述第二预测中间磨损轮廓。
8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括在所述显示器上显示所述未磨损轮廓、所述第一预测中间磨损轮廓和所述第二预测中间磨损轮廓的至少一个。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、7、8中任一项所述的方法，其进一步包括将所述金刚石分布的至少部分显示为二维或三维曲线图和/或数表的至少一个。
10.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括将所述金刚石分布的至少部分显示为二维或三维曲线图和/或数表的至少一个。
11.一种用于具有切削结构的钻头的动态磨损预测的系统，其包括：
处理器；和
存储器装置，其耦合至所述处理器，所述存储器装置包括指令集，所述指令集在被所述处理器执行时导致所述处理器
接收所述切削结构的未磨损轮廓和所述切削结构的金刚石分布；
至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的最终预测磨损轮廓，所述最终预测磨损轮廓指示所述切削结构的完全磨损部分；和
至少部分基于所述最终预测磨损轮廓确定所述钻头的可使用寿命，
其中导致所述处理器在所述处理器处接收所述切削结构的所述金刚石分布的所述指令集进一步导致所述处理器
将所述切削结构划分为多个无穷小环体积；和
通过它在所述切削结构上的径向和轴向位置和它的金刚石体积特征化每个环体积。
12.根据权利要求11所述的系统，其中
所述最终预测磨损轮廓对应于所述钻头使用的最终预测持续时间或用所述钻头钻井的进尺；和
导致所述处理器至少部分基于所述最终预测磨损轮廓确定所述钻头的所述可使用寿命的所述指令集进一步导致所述处理器利用所述钻头使用的所述最终预测持续时间或用所述钻头钻井的进尺确定所述钻头的所述可使用寿命。
13.根据权利要求12所述的系统，其进一步包括可通信地耦合至所述处理器的显示器，其中所述指令集进一步导致所述处理器在所述显示器上显示所述最终预测磨损轮廓。
14.根据权利要求13所述的系统，其中导致所述处理器至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的所述最终预测磨损轮廓的所述指令集进一步导致所述处理器
至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算第一预测中间磨损轮廓，所述第一预测中间磨损轮廓对应于所述钻头使用的第一持续时间或用所述钻头钻井的进尺；和
至少部分基于所述第一预测中间磨损轮廓计算所述最终预测磨损轮廓。
15.根据权利要求14所述的系统，其中导致所述处理器至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述第一预测中间磨损轮廓的所述指令集进一步导致所述处理器
使用所述多个无穷小环体积在所述未磨损轮廓处计算第一无穷小层中的第一金刚石体积径向分布；
计算在所述钻头使用的所述第一持续时间或用所述钻头钻井的进尺期间将由所述钻头移除的岩石数量的第一岩石径向分布；和
通过比较所述第一金刚石体积径向分布与所述第一岩石径向分布计算所述第一预测中间磨损轮廓。
16.根据权利要求14或15中一项所述的系统，其中导致所述处理器至少部分基于所述未磨损轮廓和所述金刚石分布计算所述切削结构的所述最终预测磨损轮廓的所述指令集进一步导致所述处理器
至少部分基于所述第一预测中间磨损轮廓计算第二预测中间磨损轮廓，所述第二预测中间磨损轮廓对应于所述钻头使用的第二持续时间或用所述钻头钻井的进尺；和
至少部分基于所述第二预测中间磨损轮廓计算所述最终预测磨损。
17.根据权利要求16所述的系统，其中导致所述处理器至少部分基于所述第一预测中间磨损轮廓计算所述第二预测中间磨损轮廓的所述指令集进一步导致所述处理器
使用所述多个无穷小环体积在所述第一预测中间磨损轮廓处计算第二无穷小层中的第二金刚石体积径向分布；
计算在所述钻头使用的所述第二持续时间或在用所述钻头钻井的进尺期间将由所述钻头移除的岩石数量的第二岩石径向分布；和
通过比较所述第二金刚石体积径向分布与所述第二岩石径向分布计算所述第二预测中间磨损轮廓。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述指令集进一步导致所述处理器在所述显示器上显示所述未磨损轮廓、所述第一预测中间磨损轮廓和所述第二预测中间磨损轮廓的至少一个。
19.根据权利要求11、12、13、14、15、17、18中任一项所述的系统，其中所述指令集进一步导致所述处理器将所述金刚石分布的至少部分显示为二维或三维曲线图和/或数表的至少一个。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述指令集进一步导致所述处理器将所述金刚石分布的至少部分显示为二维或三维曲线图和/或数表的至少一个。
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