CN115717521A - 钻头磨损类型检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻头磨损类型检测方法和装置，涉及随钻监测技术领域，所述方法包括：根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数；根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数；根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型。本发明能够提高钻头磨损类型检测的准确性和速度，并减少钻头磨损类型检测的成本，从而提高钻头磨损类型检测的效率，进而提高整体钻井作业的效率。

Description

钻头磨损类型检测方法和装置

技术领域

本发明涉及随钻监测技术领域，尤其涉及一种钻头磨损类型检测方法和装置。

背景技术

在石油和天然气的勘探开发过程中，往往涉及钻井作业工程的实施，而钻头在钻井过程中会发生磨损。钻头在严重磨损时，若使其继续工作，则一方面会导致钻井速度变慢，另一方面会导致钻头损坏而难以修复，因此，为了钻井作业工程的正常进行，有必要对钻头磨损类型进行检测，以在钻头出现严重磨损时及时起钻。

现有技术中，对于钻头磨损类型的检测，主要为通过人工方式对钻头的有关参数进行分析，以对钻头的磨损类型进行主观检测，且分析所依据的有关参数往往仅为钻头的工程参数(包括但不限于钻压、扭矩、转速及振动幅度等)或仅为钻头的工作状态参数(也可理解为钻头钻进效果指标参数，包括但不限于机械比能(MSE)、切削深度(DOC，Depth ofCut)和钻头摩擦系数(Frictional factor)等)。由于上述方式依赖工作人员的工作经验和工作能力，且依据的钻头参数范围较小，因此钻头磨损类型检测的准确性较低，易导致对磨损情况的类型出现误判而导致提前起钻，增加不必要的趟钻次数，或者导致在钻头已发生严重磨损而不适合继续工作时仍认为其未达到严重磨损的程度而使其继续工作，导致钻头损坏，从而会导致整体钻井作业受到不良影响。且人工分析耗时较长，会使钻头磨损类型检测的速度较慢，耽误整体钻井作业的进度。另外，上述方式中很可能还需要大量实地考察和井下短节测量的工作，不仅进一步增加了整体检测的耗时，还使检测成本较高，使整体钻井作业的成本易超预算。由此可见，上述方式检测效率较为低下，会导致整体钻井作业的效率受到不利影响。

综上所述，现有技术中存在钻头磨损类型检测的准确性较低且速度较慢，钻头磨损类型检测的成本较高，从而使钻头磨损类型检测的效率较低，进而不利于提高整体钻井作业的效率的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种钻头磨损类型检测方法，以解决现有技术中钻头磨损类型检测的准确性较低且速度较慢，钻头磨损类型检测的成本较高，从而使钻头磨损类型检测的效率较低，进而不利于提高整体钻井作业的效率的问题。本发明的另一个目的在于提供一种钻头磨损类型检测装置。本发明的再一个目的在于提供一种计算机设备。本发明的还一个目的在于提供一种可读介质。

为了达到以上目的，本发明的一方面公开了一种钻头磨损类型检测方法，所述方法包括：

根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数；

根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数；

根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型。

可选的，进一步包括：

在根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数之前，

根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数，其中，所述工程参数包括所述目标钻头的地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速、以及动力钻具的动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，所述工作状态参数包括目标钻头的钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度和钻头磨损系数。

可选的，所述根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数，包括：

判断所述目标钻头是否匹配有动力钻具；

若否，根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速，得到所述钻头机械比能；根据所述地面扭矩、地面钻压和钻头直径，得到所述钻头摩擦系数；根据所述机械钻速和钻头转速，得到所述钻头切削深度；根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数；

若是，根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径、钻头转速、动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头机械比能；根据所述地面扭矩、地面钻压、钻头直径、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头摩擦系数；根据所述机械钻速、钻头转速、动力钻具转速排量比和流经动力钻具钻井液排量，得到所述钻头切削深度；根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数。

可选的，所述根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数，包括：

将最后的数据采样点确定为对应的第一目标采样点，并将除所述第一目标采样点外的其他数据采样点中最后的数据采样点确定为对应的第二目标采样点；

根据所述第一目标采样点对应的第一工作状态参数以及所述第二目标采样点对应的第二工作状态参数，得到所述状态变化率参数，其中，所述状态变化率参数包括机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率。

可选的，所述根据所述第一目标采样点对应的第一工作状态参数以及所述第二目标采样点对应的第二工作状态参数，得到所述状态变化率参数，包括：

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头机械比能和所述第二工作状态参数对应的第二钻头机械比能，得到所述机械比能变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头摩擦系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头摩擦系数，得到所述摩擦系数变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头切削深度和所述第二工作状态参数对应的第二钻头切削深度，得到所述切削深度变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头磨损系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头磨损系数，得到所述磨损系数变化率。

可选的，进一步包括：

在根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数之前，

将所述目标钻头正常钻进时的第一立管压力减去将所述目标钻头从对应的井底提离至预设钻井深度时的第二立管压力，得到动力钻具实钻压降。

可选的，所述根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数，包括：

根据所述目标钻头的趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间、机械钻速、钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度、钻头磨损系数、机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率，形成所述检测输入参数，其中，所述工程参数包括所述目标钻头的所述趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间和机械钻速，所述工作状态参数包括所述目标钻头的所述钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度和钻头磨损系数，所述状态变化率参数包括所述目标钻头的所述机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率。

可选的，进一步包括：

在根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型之前，

根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数；

根据所述历史钻头的所述历史采样点的对应历史工程参数、所述历史工作状态参数和历史状态变化率参数，形成输入样本；

将所述历史钻头对应的历史磨损类型作为对应的输出样本，并根据所述历史钻头对应的所述输入样本和对应的所述输出样本，形成对应的待选样本；

根据预设的样本比例，从多个待选样本中确定对应的多个训练样本和多个测试样本，并使用多个所述训练样本和测试样本训练预设的未训练决策树模型，得到已训练决策树模型。

可选的，进一步包括：

在根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数之前，

根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工程参数，得到对应的历史工作状态参数，其中，所述历史工程参数包括所述历史钻头的历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速、以及动力钻具的历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，所述历史工作状态参数包括所述历史钻头的历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度和历史钻头磨损系数。

可选的，所述根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工程参数，得到对应的历史工作状态参数，包括：

判断所述历史钻头是否匹配有动力钻具；

若否，根据所述历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速，得到所述历史钻头机械比能；根据所述历史地面扭矩、历史地面钻压和历史钻头直径，得到所述历史钻头摩擦系数；根据所述历史机械钻速和历史钻头转速，得到所述历史钻头切削深度；根据所述历史地面钻压和历史钻头切削深度，得到所述历史钻头磨损系数；

若是，根据所述历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径、历史钻头转速、历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，得到所述历史钻头机械比能；根据所述历史地面扭矩、历史地面钻压、历史钻头直径、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，得到所述历史钻头摩擦系数；根据所述历史机械钻速、历史钻头转速、历史动力钻具转速排量比和历史流经动力钻具钻井液排量，得到所述历史钻头切削深度；根据所述历史地面钻压和历史钻头切削深度，得到所述历史钻头磨损系数。

可选的，所述根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数，包括：

将最后的历史采样点确定为对应的第三目标采样点，并将除所述第三目标采样点外的其他历史采样点中最后的历史采样点确定为对应的第四目标采样点；

根据所述第三目标采样点对应的第一历史工作状态参数以及所述第四目标采样点对应的第二历史工作状态参数，得到所述历史状态变化率参数，其中，所述历史状态变化率参数包括历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率。

可选的，所述根据所述历史钻头的所述历史采样点的对应历史工程参数、所述历史工作状态参数和历史状态变化率参数，形成输入样本，包括：

根据所述历史钻头的历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间、历史机械钻速、历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度、历史钻头磨损系数、历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率，形成对应所述历史钻头的所述输入样本，其中，所述历史工程参数包括所述历史钻头的所述历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间和历史机械钻速，所述历史工作状态参数包括所述历史钻头的所述历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度和历史钻头磨损系数，所述历史状态变化率参数包括所述历史钻头的所述历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率。

可选的，进一步包括：

在将所述历史钻头对应的历史磨损类型作为对应的输出样本之前，

根据预设的钻头磨损分级标准，确定多个所述历史钻头的起钻原因，并将关联钻头磨损情况的起钻原因对应的历史钻头确定为已选钻头；

根据所述钻头磨损分级标准，确定多个所述已选钻头对应的磨损状态等级；

基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定多个所述历史钻头对应的历史磨损类型，其中，所述历史磨损类型为显著磨损或未显著磨损。

可选的，所述基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定多个所述历史钻头对应的历史磨损类型，包括：

基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定磨损状态等级高于或等于所述钻头磨损分级标准中预设的每个标准状态等级的已选钻头的已选钻头数量；

根据每个所述标准状态等级对应的已选钻头数量和所有已选钻头的总数量，得到每个所述标准状态等级对应的钻头数量占比；

将所述钻头数量占比大于或等于预设占比阈值的标准状态等级中最高的标准状态等级确定为临界磨损量等级；

根据所述钻头磨损分级标准，确定所述历史钻头中除所述已选钻头外的其他历史钻头对应的磨损状态等级；

将磨损状态等级高于或等于所述临界磨损量等级的历史钻头的历史磨损类型确定为显著磨损，并将磨损状态等级低于所述临界磨损量等级的历史钻头的历史磨损类型确定为未显著磨损。

为了达到以上目的，本发明的另一方面公开了一种钻头磨损类型检测装置，所述装置包括：

变化率确定模块，用于根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数；

输入确定模块，用于根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数；

类型检测模块，用于根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型。

本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。

本发明还公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法。

本发明提供的钻头磨损类型检测方法和装置，通过根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数，能够基于在实际钻井作业的数据采样点采集的、表征目标钻头实际工作状态(钻进效果)的工作状态参数，得到充分表征且符合钻头工作状态变化情况的状态变化率参数，使得到的状态变化率参数具有较高的准确性，有利于提高整体检测过程的准确性；通过根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数，能够综合表征目标钻头机械属性和工程属性的工程参数、表征目标钻头实际工作状态(钻进效果)的工作状态参数以及表征目标钻头的钻头工作状态变化情况的状态变化率参数，形成检测的输入信息，充分考虑了钻头的实际磨损程度与钻头机械属性、整体工程属性、钻头实际工作状态以及钻头工作状态变化情况均密切相关的规律，使用于检测的输入信息的内容较为全面且与钻头磨损情况密切对应，包含的参数范围较广，从而有利于提高整体检测过程的准确性；通过根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型，能够凭借决策树模型适合进行类型检测以及运算处理速度较快的优势，实现自动化地依据检测输入参数，快速准确地得到目标钻头的磨损类型，大幅度减少了对人工的依赖程度，从而大幅度提高了整体钻头磨损类型检测的速度和准确性。另外，本发明提供的钻头磨损类型检测方法和装置，其依据的输入参数便于通过传感器和计算机等设备实现随钻测量和初步分析，且整体分析计算的自动化程度较高，所涉及的信息也可通过网络等方式实现快速传输，因此，还大幅度减少了对实地考察和井下短节测量工作的依赖，从而显著地降低了整体钻头磨损类型检测的成本，并进一步提高了整体钻头磨损类型检测的速度。因此，本发明提供的钻头磨损类型检测方法和装置，显著提高了钻头磨损类型检测的效率，有利于整体钻井作业顺利、准确且安全地进行，并减少了整体钻井作业的成本。综上所述，本发明提供的钻头磨损类型检测方法和装置，能够提高钻头磨损类型检测的准确性和速度，并减少钻头磨损类型检测的成本，从而提高钻头磨损类型检测的效率，进而提高整体钻井作业的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例的一种钻头磨损类型检测方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例的一种可选的得到状态变化率参数的步骤示意图；

图3示出了本发明实施例的一种可选的得到历史状态变化率参数的步骤示意图；

图4示出了本发明实施例的一种可选的确定历史钻头的历史磨损类型的步骤示意图；

图5示出了本发明实施例的一种进一步的确定历史钻头的历史磨损类型的步骤示意图；

图6示出了本发明实施例的一种钻头磨损类型检测装置的模块示意图；

图7示出适于用来实现本发明实施例的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、……等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

需要说明的是，本发明技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。

需要说明的是，本申请公开的一种钻头磨损类型检测方法和装置可用于随钻监测技术领域，也可用于除随钻监测技术领域之外的任意领域，本申请公开的一种钻头磨损类型检测方法和装置的应用领域不做限定。

本发明实施例公开了一种钻头磨损类型检测方法，如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

S101：根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数。

S102：根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数。

S103：根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型。

示例性的，所述钻头磨损的含义，包括但不限于钻头内外切削齿磨损等。需要说明的是，对于钻头磨损的具体含义，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，本发明实施例中涉及的钻头，可以为但不限于PDC钻头。

示例性的，所述步骤S103，可以为但不限于将所述检测输入参数输入到所述已训练决策树模型中进行运算，得到所述决策树模型输出的所述磨损类型。需要说明的是，对于步骤S103的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

优选的，在得到所述磨损类型后，可将所述磨损类型发送给相关的工作人员，使工作人员充分了解目标钻头的磨损情况以调整对应的钻井作业方式，并在磨损类型为显著磨损时，向工作人员进行对应的告警，以使工作人员及时察觉到钻头出现显著磨损情况并对目标钻头进行起钻维护或更换，从而有利于减少出现钻头彻底损坏而不易修复的情况，并使整体钻井作业能够顺利高效地进行。

示例性的，在目标钻头的磨损类型为显著磨损时，说明目标钻头的磨损情况过于严重，不适合继续进行钻井工作而需要修理或更换，在目标钻头的磨损类型为未显著磨损时，说明目标钻头的磨损情况还并未达到显著影响钻井工作正常进行的程度，从而可以使该目标钻头继续进行钻井而暂不需要修理或更换。

本发明提供的钻头磨损类型检测方法和装置，通过根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数，能够基于在实际钻井作业的数据采样点采集的、表征目标钻头实际工作状态(钻进效果)的工作状态参数，得到充分表征且符合钻头工作状态变化情况的状态变化率参数，使得到的状态变化率参数具有较高的准确性，有利于提高整体检测过程的准确性；通过根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数，能够综合表征目标钻头机械属性和工程属性的工程参数、表征目标钻头实际工作状态(钻进效果)的工作状态参数以及表征目标钻头的钻头工作状态变化情况的状态变化率参数，形成检测的输入信息，充分考虑了钻头的实际磨损程度与钻头机械属性、整体工程属性、钻头实际工作状态以及钻头工作状态变化情况均密切相关的规律，使用于检测的输入信息的内容较为全面且与钻头磨损情况密切对应，包含的参数范围较广，从而有利于提高整体检测过程的准确性；通过根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型，能够凭借决策树模型适合进行类型检测以及运算处理速度较快的优势，实现自动化地依据检测输入参数，快速准确地得到目标钻头的磨损类型，大幅度减少了对人工的依赖程度，从而大幅度提高了整体钻头磨损类型检测的速度和准确性。另外，本发明提供的钻头磨损类型检测方法和装置，其依据的输入参数便于通过传感器和计算机等设备实现随钻测量和初步分析，且整体分析计算的自动化程度较高，所涉及的信息也可通过网络等方式实现快速传输，因此，还大幅度减少了对实地考察和井下短节测量工作的依赖，从而显著地降低了整体钻头磨损类型检测的成本，并进一步提高了整体钻头磨损类型检测的速度。因此，本发明提供的钻头磨损类型检测方法和装置，显著提高了钻头磨损类型检测的效率，有利于整体钻井作业顺利、准确且安全地进行，并减少了整体钻井作业的成本。综上所述，本发明提供的钻头磨损类型检测方法和装置，能够提高钻头磨损类型检测的准确性和速度，并减少钻头磨损类型检测的成本，从而提高钻头磨损类型检测的效率，进而提高整体钻井作业的效率。

在一个可选的实施方式中，进一步包括：

在根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数之前，

根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数，其中，所述工程参数包括所述目标钻头的地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速、以及动力钻具的动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，所述工作状态参数包括目标钻头的钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度和钻头磨损系数。

示例性的，目标钻头的地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速，可通过但不限于综合录井仪器等设备对应的传感器等直接采集获取，并可在计算设备上显示，且可通过网络实现传输或共享。需要说明的是，对于目标钻头的地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速的具体来源，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，动力钻具的动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，可通过但不限于综合录井仪器等设备对应的传感器等直接采集获取或查询动力钻具的配置信息(例如，查询动力钻具的说明书等资料)得到，且上述参数也可在计算设备上显示，且也可通过网络实现传输或共享。需要说明的是，对于动力钻具的动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降的具体来源，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，钻头在工作时可配套动力钻具一起使用或单独使用，动力钻具是指能把钻井液的能量转化为钻井破岩动力的井底钻具，例如，涡轮钻具、单螺杆钻具和电动钻具等。由于动力钻具(井底马达)具有高转速，可以显著提高机械钻速，特别是与PDC钻头配合使用将显著地提高钻井速度。需要说明的是，对于钻头工作时组件配套情况和动力钻具的具体功能，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

通过上述步骤，能够以目标钻头的可直接采集获取的工程参数为依据，进行处理得到工作状态参数，进一步使工作状态参数更与目标钻头具体的机械属性和对应的整体工程属性相符，提高了确定工程状态参数的准确性，从而提高了整体钻头磨损类型检测的准确性。

在一个可选的实施方式中，所述根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数，包括：

判断所述目标钻头是否匹配有动力钻具；

若否，根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速，得到所述钻头机械比能；根据所述地面扭矩、地面钻压和钻头直径，得到所述钻头摩擦系数；根据所述机械钻速和钻头转速，得到所述钻头切削深度；根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数；

若是，根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径、钻头转速、动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头机械比能；根据所述地面扭矩、地面钻压、钻头直径、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头摩擦系数；根据所述机械钻速、钻头转速、动力钻具转速排量比和流经动力钻具钻井液排量，得到所述钻头切削深度；根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数。

示例性的，在判断所述目标钻头没有匹配动力钻具时，所述根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速，得到所述钻头机械比能，具体可以表示为但不限于如下式子：

其中，MSE表示钻头机械比能，WOB表示地面钻压(单位可以为但不限于KN)，T表示地面扭矩(单位可以为但不限于KN·m)，ROP表示机械钻速(单位可以为但不限于m/h)，d_B表示钻头直径(单位可以为但不限于mm)，RPM表示钻头转速(单位可以为但不限于r/min)。其中所述钻头转速可以为但不限于钻头地面顶驱或转盘的转速，钻头机械比能具体为但不限于钻头破岩机械比能。

需要说明的是，对于根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速，得到所述钻头机械比能的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，在判断所述目标钻头没有匹配动力钻具时，所述根据所述地面扭矩、地面钻压和钻头直径，得到所述钻头摩擦系数，具体可以表示为但不限于如下式子：

其中，μ表示钻头摩擦系数，T表示地面扭矩(单位可以为但不限于KN·m)，WOB表示地面钻压(单位可以为但不限于KN)，d_B表示钻头直径(单位可以为但不限于mm)。

需要说明的是，对于根据所述地面扭矩、地面钻压和钻头直径，得到所述钻头摩擦系数的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，在判断所述目标钻头没有匹配动力钻具时，所述根据所述机械钻速和钻头转速，得到所述钻头切削深度，具体可以表示为但不限于如下式子：

其中，DOC表示钻头切削深度(单位可以为但不限于mm/rad)，ROP表示机械钻速(单位可以为但不限于m/h)，RPM表示钻头转速(单位可以为但不限于r/min)。其中，所述钻头切削深度可以为但不限于钻头破岩切削深度。

需要说明的是，对于根据所述机械钻速和钻头转速，得到所述钻头切削深度的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，在判断所述目标钻头匹配动力钻具时，所述根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径、钻头转速、动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头机械比能，具体可以表示为但不限于如下式子：

其中，MSE表示钻头机械比能，WOB表示地面钻压(单位可以为但不限于KN)，T表示地面扭矩(单位可以为但不限于KN·m)，ROP表示机械钻速(单位可以为但不限于m/h)，d_B表示钻头直径(单位可以为但不限于mm)，RPM表示钻头转速(单位可以为但不限于r/min)，K_n表示动力钻具转速排量比(单位可以为但不限于r/L)，Q表示流经动力钻具钻井液排量(单位可以为但不限于L/s)，T_max表示动力钻具最大输出扭矩(单位可以为但不限于KN·m)，ΔP_max表示动力钻具最大压降(单位可以为但不限于MPa)，ΔP_PDM表示动力钻具实钻压降(单位可以为但不限于MPa)。其中所述钻头转速可以为但不限于钻头地面顶驱或转盘的转速，钻头机械比能具体为但不限于钻头破岩机械比能。

需要说明的是，对于根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径、钻头转速、动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头机械比能的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，在判断所述目标钻头匹配动力钻具时，所述根据所述地面扭矩、地面钻压、钻头直径、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头摩擦系数，具体可以表示为但不限于如下式子：

其中，μ表示钻头摩擦系数，T表示地面扭矩(单位可以为但不限于KN·m)，WOB表示地面钻压(单位可以为但不限于KN)，d_B表示钻头直径(单位可以为但不限于mm)，T_max表示动力钻具最大输出扭矩(单位可以为但不限于KN·m)，ΔP_max表示动力钻具最大压降(单位可以为但不限于MPa)，ΔP_PDM表示动力钻具实钻压降(单位可以为但不限于MPa)。

需要说明的是，对于根据所述地面扭矩、地面钻压、钻头直径、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头摩擦系数的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，在判断所述目标钻头匹配动力钻具时，所述根据所述机械钻速、钻头转速、动力钻具转速排量比和流经动力钻具钻井液排量，得到所述钻头切削深度，具体可以表示为但不限于如下式子：

其中，DOC表示钻头切削深度(单位可以为但不限于mm/rad)，ROP表示机械钻速(单位可以为但不限于m/h)，RPM表示钻头转速(单位可以为但不限于r/min)，K_n表示动力钻具转速排量比(单位可以为但不限于r/L)，Q表示流经动力钻具钻井液排量(单位可以为但不限于L/s)。其中，所述钻头切削深度可以为但不限于钻头破岩切削深度。

需要说明的是，对于根据所述机械钻速、钻头转速、动力钻具转速排量比和流经动力钻具钻井液排量，得到所述钻头切削深度的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数，具体可以表示为但不限于如下式子：

其中，WF表示钻头磨损系数，WOB表示地面钻压(单位可以为但不限于KN)，DOC表示钻头切削深度(单位可以为但不限于mm/rad)。

需要说明的是，对于根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

通过上述步骤，能够基于相关钻头破岩效果评价指标计算模型中相关标准的输入输出对应关系，计算得到各工作状态参数，大幅度提高了确定工作状态参数的准确性，从而进一步提高了整体钻头磨损类型检测的准确性。

在一个可选的实施方式中，如图2所示，所述根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数，包括如下步骤：

S201：将最后的数据采样点确定为对应的第一目标采样点，并将除所述第一目标采样点外的其他数据采样点中最后的数据采样点确定为对应的第二目标采样点。

S202：根据所述第一目标采样点对应的第一工作状态参数以及所述第二目标采样点对应的第二工作状态参数，得到所述状态变化率参数，其中，所述状态变化率参数包括机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率。

示例性的，所述数据采样点，具体可以为但不限于在目标钻头处于钻井工作状态时在预设的时间区间内以预设的采集时间间隔设置的数据采样点，例如，所述时间区间可以为但不限于目标钻头进行钻井工作时最后的10分钟至30分钟，采集时间间隔可以为但不限于30秒至180秒。或者，还可以为但不限于在目标钻头处于钻井工作状态时在预设的钻井深度区间内以预设的采集深度间隔设置的数据采样点，例如，所述钻井深度区间可以为但不限于目标钻头在进行钻井工作时最后的5米至10米，采集深度间隔可以为但不限于1米。需要说明的是，对于数据采样点的具体性质和依据方面，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述最后的数据采样点，可以为但不限于在多个数据采样点中采集时间最晚或采集深度最深的数据采样点。需要说明的是，对于最后的数据采样点的具体性质，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

通过上述步骤，能够充分考虑最后的两个数据采样点不论是在一趟钻井过程中的深度上还是时间上，均接近钻井结束的节点，因此，上述步骤能够基于与目标钻头当前磨损情况对应的钻井节点最接近两个数据采样点的工作状态参数确定对应的工作状态变化率参数，使工作状态变化率参数更加符合钻头处于当前磨损情况时对应的钻头工作状态变化情况，提高了得到状态变化率参数的准确性，从而提高了整体钻头磨损类型检测的准确性。

在一个可选的实施方式中，所述根据所述第一目标采样点对应的第一工作状态参数以及所述第二目标采样点对应的第二工作状态参数，得到所述状态变化率参数，包括：

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头机械比能和所述第二工作状态参数对应的第二钻头机械比能，得到所述机械比能变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头摩擦系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头摩擦系数，得到所述摩擦系数变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头切削深度和所述第二工作状态参数对应的第二钻头切削深度，得到所述切削深度变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头磨损系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头磨损系数，得到所述磨损系数变化率。

示例性的，所述根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头机械比能和所述第二工作状态参数对应的第二钻头机械比能，得到所述机械比能变化率，可以为但不限于将所述第一钻头机械比能减去所述第二钻头机械比能后，得到钻头机械比能差值，再将所述钻头机械比能差值除以所述第二钻头机械比能，得到所述机械比能变化率。需要说明的是，对于根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头机械比能和所述第二工作状态参数对应的第二钻头机械比能，得到所述机械比能变化率的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头摩擦系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头摩擦系数，得到所述摩擦系数变化率，可以为但不限于将所述第一钻头摩擦系数减去所述第二钻头摩擦系数后，得到钻头摩擦系数差值，再将所述钻头摩擦系数差值除以所述第二钻头摩擦系数，得到所述摩擦系数变化率。需要说明的是，对于根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头摩擦系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头摩擦系数，得到所述摩擦系数变化率的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头切削深度和所述第二工作状态参数对应的第二钻头切削深度，得到所述切削深度变化率，可以为但不限于将所述第一钻头切削深度减去所述第二钻头切削深度后，得到钻头切削深度差值，再将所述钻头切削深度差值除以所述第二钻头切削深度，得到所述切削深度变化率。需要说明的是，对于根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头切削深度和所述第二工作状态参数对应的第二钻头切削深度，得到所述切削深度变化率的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头磨损系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头磨损系数，得到所述磨损系数变化率，可以为但不限于将所述第一钻头磨损系数减去所述第二钻头磨损系数后，得到钻头磨损系数差值，再将所述钻头磨损系数差值除以所述第二钻头磨损系数，得到所述磨损系数变化率。需要说明的是，对于根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头磨损系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头磨损系数，得到所述磨损系数变化率的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

通过上述步骤，能够进一步基于与目标钻头当前磨损情况对应的钻井节点最接近两个数据采样点的工作状态参数的具体差异确定对应的工作状态变化率参数，使工作状态变化率参数进一步更加符合钻头处于当前磨损情况时对应的钻头工作状态变化情况，进一步提高了得到状态变化率参数的准确性，从而进一步提高了整体钻头磨损类型检测的准确性。

在一个可选的实施方式中，进一步包括：

在根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数之前，

将所述目标钻头正常钻进时的第一立管压力减去将所述目标钻头从对应的井底提离至预设钻井深度时的第二立管压力，得到动力钻具实钻压降。

示例性的，目标钻头正常钻进时的第一立管压力以及将所述目标钻头从对应的井底提离至预设钻井深度时的第二立管压力，可通过但不限于综合录井仪器等设备对应的传感器等直接采集获取。需要说明的是，对于第一立管压力和第二立管压力的具体来源，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述预设钻井深度可以为但不限于距离井底小于1m的深度，需要说明的是，对于所述预设钻井深度，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，将目标钻头从井底提离的具体原因，可以为但不限于工程需求的原因或停止钻进后出于自然受力的原因。需要说明的是，对于将目标钻头从井底提离的具体原因，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

通过上述步骤，能够充分考虑动力钻具实钻压降不便于被直接采集获取的情况，使用计算的方式得到，能够提高确定的动力钻具实钻压降的准确性，并间接减少确定该实钻压降的成本和时间，从而提高整体钻头磨损类型检测的准确性和速度，并降低了整体成本。

在一个可选的实施方式中，所述根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数，包括：

根据所述目标钻头的趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间、机械钻速、钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度、钻头磨损系数、机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率，形成所述检测输入参数，其中，所述工程参数包括所述目标钻头的所述趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间和机械钻速，所述工作状态参数包括所述目标钻头的所述钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度和钻头磨损系数，所述状态变化率参数包括所述目标钻头的所述机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率。

示例性的，所述纯钻时间，具体为钻头在一趟钻井过程中，实际进行破岩工作的时间，其具体可以通过将钻井过程(从开始工作到结束工作)中的每个钻时(每钻进一米所需要的时间，单位为min/m)进行累加得到，其中，所述钻时可以通过仪器设备直接采集获取。例如，在某趟钻井过程中，钻头从深度300米开始向下钻进，在钻进到深度500米时结束该趟钻井过程而起钻，则纯钻时间具体可以通过但不限于将深度300米至500米中每一米的钻时(约200个钻时)进行累加得到。需要说明的是，对于纯钻时间的性质和具体确定方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述进尺时间，具体为钻头在一趟钻井过程中，钻头开始工作进行钻进的时间点和钻头结束钻进的时间点(通常可为在该趟钻井过程中起钻的时间点)之间的时间差，而钻头开始工作进行钻进的时间点以及钻头结束钻进的时间点，可以直接获取。需要说明的是，对于进尺时间的的性质和具体确定方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述趟钻进尺，具体可以通过但不限于将目标钻头钻进一段进尺后因为各种原因进行起钻时对应的起钻井深减去目标钻头刚下入井底进行钻进时的起始井深得到，或通过有关设备和传感器采集得到。需要说明的是，对于趟钻进尺的性质和具体确定方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述纯钻时间可以为但不限于目标钻头在井底纯破岩钻进的时间，所述进尺时间可以为但不限于划眼和短起等钻井辅助过程的累计时间。需要说明的是，对于纯钻时间和进尺时间的性质，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述根据所述目标钻头的趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间、机械钻速、钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度、钻头磨损系数、机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率，形成所述检测输入参数，可以为但不限于将目标钻头的趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间、机械钻速、钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度、钻头磨损系数、机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率作为向量或矩阵等的元素进行整合拼接，得到向量或矩阵形式的所述检测输入参数。需要说明的是，对于根据所述目标钻头的趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间、机械钻速、钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度、钻头磨损系数、机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率，形成所述检测输入参数的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

通过上述步骤，能够细化形成检测输入参数的依据参数粒度，综合一些相对重要的表征目标钻头机械属性和工程属性的工程参数、表征目标钻头实际工作状态(钻进效果)的工作状态参数以及表征目标钻头的钻头工作状态变化情况的状态变化率参数，形成检测的输入信息，能够进一步提高该输入信息的准确性，从而进一步提高整体钻头磨损类型检测的准确性。

在一个可选的实施方式中，进一步包括：

在根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型之前，

根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数；

根据所述历史钻头的所述历史采样点的对应历史工程参数、所述历史工作状态参数和历史状态变化率参数，形成输入样本；

将所述历史钻头对应的历史磨损类型作为对应的输出样本，并根据所述历史钻头对应的所述输入样本和对应的所述输出样本，形成对应的待选样本；

根据预设的样本比例，从多个待选样本中确定对应的多个训练样本和多个测试样本，并使用多个所述训练样本和测试样本训练预设的未训练决策树模型，得到已训练决策树模型。

示例性的，所述根据所述历史钻头对应的所述输入样本和对应的所述输出样本，形成对应的待选样本，可以为但不限于将所述历史钻头的对应的所述输入样本和所述输出样本进行整合，得到对应所述历史钻头的待选样本。其中，一个历史钻头对应一趟历史钻井工程(可通俗称为一趟钻)，对应一份输入样本、一份输出样本和一份待选样本。需要说明的是，对于根据所述历史钻头对应的所述输入样本和对应的所述输出样本，形成对应的待选样本的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述根据预设的样本比例，从多个待选样本中确定对应的多个训练样本和多个测试样本，可以为但不限于根据所述样本比例，确定训练样本数量和测试样本数量的比例，并基于训练样本数量和测试样本数量的比例，对应从多个待选样本中确定对应的训练样本和测试样本。其中，所述训练样本数量和测试样本数量的比例，可以为但不限于10：1至15：1。需要说明的是，对于根据预设的样本比例，从多个待选样本中确定对应的多个训练样本和多个测试样本的具体实现方式以及具体比例的值，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，使用训练样本和测试样本训练模型，为本领域常规技术手段，这里不再赘述。

通过上述步骤，能够以实际历史钻头的历史工程参数、历史工作状态参数、历史状态变化率参数和对应的磨损类型为基础，形成样本，使样本能够准确且充分地表征与历史钻头磨损情况密切相关的特征，从而能够提高训练模型的准确性，使得到的已训练决策树模型具有较快的运算速度和较高的运算准确性，进而能够提高后续对目标钻头磨损类型进行检测的准确性和速度。

在一个可选的实施方式中，进一步包括：

在根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数之前，

根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工程参数，得到对应的历史工作状态参数，其中，所述历史工程参数包括所述历史钻头的历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速、以及动力钻具的历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，所述历史工作状态参数包括所述历史钻头的历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度和历史钻头磨损系数。

示例性的，历史钻头的历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速，可通过但不限于综合录井仪器等设备对应的传感器等直接采集获取，并可在计算设备上显示，且可通过网络实现传输或共享。需要说明的是，对于历史钻头的历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速的具体来源，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，动力钻具的历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，可通过但不限于综合录井仪器等设备对应的传感器等直接采集获取或查询动力钻具的配置信息(例如，查询动力钻具的说明书等资料)得到，且上述参数也可在计算设备上显示，且也可通过网络实现传输或共享。需要说明的是，对于动力钻具的历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降的具体来源，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

优选的，所述历史动力钻具实钻压降，可通过但不限于将历史钻头正常钻进时的立管压力减去将历史钻头从对应的井底提离至预设钻井深度时的立管压力得到。其中，所述预设钻井深度可以为但不限于距离井底小于1m的深度。通过该方式确定历史动力钻具实钻压降，能够充分考虑动力钻具实钻压降不便于被直接采集获取的情况，使用计算的方式得到，能够提高确定的历史动力钻具实钻压降的准确性，并间接减少确定该实钻压降的成本和时间，从而提高整体钻头磨损类型检测的准确性和速度，并降低了整体成本。

通过上述步骤，能够以历史钻头的可直接采集获取的历史工程参数为依据，进行处理得到历史工作状态参数，进一步使历史工作状态参数更与历史钻头具体的机械属性和对应的整体工程属性相符，提高了确定历史工程状态参数的准确性，从而提高了后续模型训练的准确性，进而提高了整体钻头磨损类型检测的准确性。

在一个可选的实施方式中，所述根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工程参数，得到对应的历史工作状态参数，包括：

判断所述历史钻头是否匹配有动力钻具；

若否，根据所述历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速，得到所述历史钻头机械比能；根据所述历史地面扭矩、历史地面钻压和历史钻头直径，得到所述历史钻头摩擦系数；根据所述历史机械钻速和历史钻头转速，得到所述历史钻头切削深度；根据所述历史地面钻压和历史钻头切削深度，得到所述历史钻头磨损系数；

若是，根据所述历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径、历史钻头转速、历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，得到所述历史钻头机械比能；根据所述历史地面扭矩、历史地面钻压、历史钻头直径、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，得到所述历史钻头摩擦系数；根据所述历史机械钻速、历史钻头转速、历史动力钻具转速排量比和历史流经动力钻具钻井液排量，得到所述历史钻头切削深度；根据所述历史地面钻压和历史钻头切削深度，得到所述历史钻头磨损系数。

示例性的，在历史钻头没有匹配动力钻具的条件下，所述根据所述历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速，得到所述历史钻头机械比能；根据所述历史地面扭矩、历史地面钻压和历史钻头直径，得到所述历史钻头摩擦系数；根据所述历史机械钻速和历史钻头转速，得到所述历史钻头切削深度；根据所述历史地面钻压和历史钻头切削深度，得到所述历史钻头磨损系数的具体原理，可以参考本发明实施例中对于根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速，得到所述钻头机械比能；根据所述地面扭矩、地面钻压和钻头直径，得到所述钻头摩擦系数；根据所述机械钻速和钻头转速，得到所述钻头切削深度；根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数的步骤的描述，这里不再赘述。

示例性的，在历史钻头匹配动力钻具的条件下，所述根据所述历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径、历史钻头转速、历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，得到所述历史钻头机械比能；根据所述历史地面扭矩、历史地面钻压、历史钻头直径、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，得到所述历史钻头摩擦系数；根据所述历史机械钻速、历史钻头转速、历史动力钻具转速排量比和历史流经动力钻具钻井液排量，得到所述历史钻头切削深度；根据所述历史地面钻压和历史钻头切削深度，得到所述历史钻头磨损系数的具体原理，可以参考本发明实施例中对于根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径、钻头转速、动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头机械比能；根据所述地面扭矩、地面钻压、钻头直径、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头摩擦系数；根据所述机械钻速、钻头转速、动力钻具转速排量比和流经动力钻具钻井液排量，得到所述钻头切削深度；根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数的步骤的描述，这里不再赘述。

通过上述步骤，能够基于相关钻头破岩效果评价指标计算模型中相关标准的输入输出对应关系，计算得到各历史工作状态参数，大幅度提高了确定历史工作状态参数的准确性，从而大幅度提高了后续模型训练的准确性，进而进一步提高了整体钻头磨损类型检测的准确性。

在一个可选的实施方式中，如图3所示，所述根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数，包括如下步骤：

S301：将最后的历史采样点确定为对应的第三目标采样点，并将除所述第三目标采样点外的其他历史采样点中最后的历史采样点确定为对应的第四目标采样点。

S302：根据所述第三目标采样点对应的第一历史工作状态参数以及所述第四目标采样点对应的第二历史工作状态参数，得到所述历史状态变化率参数，其中，所述历史状态变化率参数包括历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率。

示例性的，所述历史采样点，具体可以为但不限于在历史钻头处于钻井工作状态时在预设的时间区间内以预设的采集时间间隔设置的数据采样点，例如，所述时间区间可以为但不限于历史钻头进行钻井工作时最后的10分钟至30分钟，采集时间间隔可以为但不限于30秒至180秒。或者，还可以为但不限于在历史钻头处于钻井工作状态时在预设的钻井深度区间内以预设的采集深度间隔设置的数据采样点，例如，所述钻井深度区间可以为但不限于历史钻头在进行钻井工作时最后的5米至10米，采集深度间隔可以为但不限于1米。需要说明的是，对于历史采样点的具体性质和依据方面，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述最后的历史采样点，可以为但不限于在多个历史采样点中采集时间最晚或采集深度最深的历史采样点。需要说明的是，对于最后的历史采样点的具体性质，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述步骤S302，可以为但不限于根据所述第一历史工作状态参数对应的第一历史钻头机械比能和所述第二历史工作状态参数对应的第二历史钻头机械比能，得到所述历史机械比能变化率；根据所述第一历史工作状态参数对应的第一历史钻头摩擦系数和所述第二历史工作状态参数对应的第二历史钻头摩擦系数，得到所述历史摩擦系数变化率；根据所述第一历史工作状态参数对应的第一历史钻头切削深度和所述第二历史工作状态参数对应的第二历史钻头切削深度，得到所述历史切削深度变化率；根据所述第一历史工作状态参数对应的第一历史钻头磨损系数和所述第二历史工作状态参数对应的第二历史钻头磨损系数，得到所述历史磨损系数变化率。

其中，所述根据所述第一历史工作状态参数对应的第一历史钻头机械比能和所述第二历史工作状态参数对应的第二历史钻头机械比能，得到所述历史机械比能变化率的具体原理，可以参考本发明实施例中对于根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头机械比能和所述第二工作状态参数对应的第二钻头机械比能，得到所述机械比能变化率的步骤的描述，这里不再赘述。所述根据所述第一历史工作状态参数对应的第一历史钻头摩擦系数和所述第二历史工作状态参数对应的第二历史钻头摩擦系数，得到所述历史摩擦系数变化率的具体原理，可以参考本发明实施例中对于根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头摩擦系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头摩擦系数，得到所述摩擦系数变化率的步骤的描述，这里不再赘述。所述根据所述第一历史工作状态参数对应的第一历史钻头切削深度和所述第二历史工作状态参数对应的第二历史钻头切削深度，得到所述历史切削深度变化率的具体原理，可以参考本发明实施例中对于根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头切削深度和所述第二工作状态参数对应的第二钻头切削深度，得到所述切削深度变化率的步骤的描述，这里不再赘述。所述根据所述第一历史工作状态参数对应的第一历史钻头磨损系数和所述第二历史工作状态参数对应的第二历史钻头磨损系数，得到所述历史磨损系数变化率的具体原理，可以参考本发明实施例中对于根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头磨损系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头磨损系数，得到所述磨损系数变化率的步骤的描述，这里不再赘述。

需要说明的是，对于步骤S302的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

通过上述步骤，能够充分考虑最后的两个历史采样点不论是在一趟历史钻井过程中的深度上还是时间上，均接近钻井结束的节点，因此，上述步骤能够基于与历史钻头当前磨损情况对应的钻井节点最接近两个历史采样点的工作状态参数的差异情况确定对应的历史工作状态变化率参数，使历史工作状态变化率参数更加符合历史钻头处于被取样时的磨损情况时对应的钻头工作状态变化情况，提高了得到历史状态变化率参数的准确性，从而提高了后续模型训练的准确性，进而提高了整体钻头磨损类型检测的准确性。

在一个可选的实施方式中，所述根据所述历史钻头的所述历史采样点的对应历史工程参数、所述历史工作状态参数和历史状态变化率参数，形成输入样本，包括：

根据所述历史钻头的历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间、历史机械钻速、历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度、历史钻头磨损系数、历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率，形成对应所述历史钻头的所述输入样本，其中，所述历史工程参数包括所述历史钻头的所述历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间和历史机械钻速，所述历史工作状态参数包括所述历史钻头的所述历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度和历史钻头磨损系数，所述历史状态变化率参数包括所述历史钻头的所述历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率。

示例性的，所述历史趟钻进尺、历史纯钻时间和历史进尺时间的性质和具体确定方式，可以参考本发明实施例中对于趟钻进尺、纯钻时间和进尺时间的描述，这里不再赘述。

示例性的，所述根据所述历史钻头的历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间、历史机械钻速、历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度、历史钻头磨损系数、历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率，形成对应所述历史钻头的所述输入样本，可以为但不限于将历史钻头的历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间、历史机械钻速、历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度、历史钻头磨损系数、历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率作为向量或矩阵等的元素进行整合拼接，得到向量或矩阵形式的所述输入样本。需要说明的是，对于根据所述历史钻头的历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间、历史机械钻速、历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度、历史钻头磨损系数、历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率，形成对应所述历史钻头的所述输入样本的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

通过上述步骤，能够细化形成输入样本的依据参数粒度，综合一些相对重要的表征历史钻头机械属性和工程属性的历史工程参数、表征历史钻头实际工作状态(钻进效果)的历史工作状态参数以及表征历史钻头的钻头工作状态变化情况的历史状态变化率参数，形成输入样本，能够进一步提高该输入样本的准确性，从而进一步提高后续模型训练的准确性，进而进一步提高整体钻头磨损类型检测的准确性。

在一个可选的实施方式中，如图4所示，进一步包括如下步骤：

S401：在将所述历史钻头对应的历史磨损类型作为对应的输出样本之前，根据预设的钻头磨损分级标准，确定多个所述历史钻头的起钻原因，并将关联钻头磨损情况的起钻原因对应的历史钻头确定为已选钻头。

S402：根据所述钻头磨损分级标准，确定多个所述已选钻头对应的磨损状态等级。

S403：基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定多个所述历史钻头对应的历史磨损类型，其中，所述历史磨损类型为显著磨损或未显著磨损。

示例性的，所述钻头磨损分级标准，具体为IADC钻头磨损分级标准，其中，所述IADC具体指国际钻井承包商(International Association of Drilling Contractors)。

示例性的，所述步骤S401，可以为但不限于以钻头磨损分级标准的具体内容为依据，通过对应的算法、程序、软件或人工方式，针对历史钻头的相关特性确定对应的起钻原因，并将关联钻头磨损情况的起钻原因对应的历史钻头确定为已选钻头。例如，在IADC钻头磨损分级标准中，其设定的起钻原因包括：PR-机械钻速慢、BHA-更换钻具组合、CM-调整泥浆、CP-达到取心深度、DMF-井下马达失效、DP-钻水泥塞、DSF-钻具失效、DTF-井下工具失效、FM-地层变化、TQ-扭矩变化、WO-钻具刺漏、TW-钻具脱扣、HP-井眼复杂和TD-钻达目标深度，则关联钻头磨损情况的起钻原因则确定为PR-机械钻速慢(其他的起钻原因并不能体现出和钻头磨损的直接关联关系)。需要说明的是，对于步骤S401的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述步骤S402，可以为但不限于以钻头磨损分级标准的具体内容为依据，通过对应的算法、程序、软件或人工方式，针对已选钻头的相关特性确定已选钻头的磨损状态等级。例如，在IADC钻头磨损分级标准中，其设定的钻头磨损状态等级包括0至8，其中，等级越高(对应的等级数字越大)，说明钻头磨损越严重。需要说明的是，对于步骤S402的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

通过步骤S401，能够对历史钻头进行筛选，将可能因钻头磨损严重而起钻的钻头进行筛选，从而使筛选得到的已选钻头适合作为后续确定历史磨损类型的依据，更与实际作业规律相符，间接有利于提高后续模型训练的准确性和速度。通过步骤S402，能够准确地确定表征具体磨损程度的磨损状态等级，为后续确定历史磨损类型的步骤打下了良好的基础。通过步骤S403，能够以多个已选钻头的磨损状态等级为依据，综合考虑多个已选钻头的磨损状态分布情况来确定多个历史钻头的历史磨损类型，能够提高确定的历史磨损类型的准确性，从而提高后续模型训练的准确性，进而提高后续钻头磨损类型检测的准确性。

在一个可选的实施方式中，如图5所示，所述基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定多个所述历史钻头对应的历史磨损类型，包括如下步骤：

S501：基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定磨损状态等级高于或等于所述钻头磨损分级标准中预设的每个标准状态等级的已选钻头的已选钻头数量。

S502：根据每个所述标准状态等级对应的已选钻头数量和所有已选钻头的总数量，得到每个所述标准状态等级对应的钻头数量占比。

S503：将所述钻头数量占比大于或等于预设占比阈值的标准状态等级中最高的标准状态等级确定为临界磨损量等级。

S504：根据所述钻头磨损分级标准，确定所述历史钻头中除所述已选钻头外的其他历史钻头对应的磨损状态等级；

S505：将磨损状态等级高于或等于所述临界磨损量等级的历史钻头的历史磨损类型确定为显著磨损，并将磨损状态等级低于所述临界磨损量等级的历史钻头的历史磨损类型确定为未显著磨损。

示例性的，所述步骤S501，有如下例子：

在IADC钻头磨损分级标准中，所述标准状态等级分别为0级、1级、2级、3级、4级、5级、6级、7级和8级。则需要分别确定磨损状态等级确定高于或等于0级的已选钻头的已选钻头数量(包括等级为0级、1级、2级、3级、4级、5级、6级、7级和8级的已选钻头的累计已选钻头数量)、磨损状态等级确定高于或等于1级的已选钻头的已选钻头数量(包括等级为1级、2级、3级、4级、5级、6级、7级和8级的已选钻头的累计已选钻头数量)、磨损状态等级确定高于或等于2级的已选钻头的已选钻头数量(包括等级为2级、3级、4级、5级、6级、7级和8级的已选钻头的累计已选钻头数量)、磨损状态等级确定高于或等于3级的已选钻头的已选钻头数量(包括等级为3级、4级、5级、6级、7级和8级的已选钻头的累计已选钻头数量)、磨损状态等级确定高于或等于4级的已选钻头的已选钻头数量(包括等级为4级、5级、6级、7级和8级的已选钻头的累计已选钻头数量)、磨损状态等级确定高于或等于5级的已选钻头的已选钻头数量(包括等级为5级、6级、7级和8级的已选钻头的累计已选钻头数量)、磨损状态等级确定高于或等于6级的已选钻头的已选钻头数量(包括等级为6级、7级和8级的已选钻头的累计已选钻头数量)、磨损状态等级确定高于或等于7级的已选钻头的已选钻头数量(包括等级为7级和8级的已选钻头的累计已选钻头数量)以及磨损状态等级为8级的已选钻头的已选钻头数量。

其中，一个标准状态等级对应一个已选钻头数量。

需要说明的是，对于步骤S501的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述步骤S502，可以为但不限于将每个标准状态等级对应的已选钻头数量除以所述总数量，得到对应的所述钻头数量占比。其中，一个标准状态等级对应一个钻头数量占比。需要说明的是，对于步骤S502的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述占比阈值，可由本领域技术人员根据实际情况确定，本发明实施例对此并不做出限制。例如，所述占比阈值可以为但不限于50％或75％等。

示例性的，所述步骤S503，有如下例子：

已确定占比阈值为75％，IADC钻头磨损分级标准中，标准状态等级0级对应的钻头数量占比为100％、1级对应的钻头数量占比为95％、2级对应的钻头数量占比为90％、3级对应的钻头数量占比为85％、4级对应的钻头数量占比为80％、5级对应的钻头数量占比为77％、6级对应的钻头数量占比为76％、7级对应的钻头数量占比为20％且8级对应的钻头数量占比为5％，则钻头数量占比大于或等于预设占比阈值的标准状态等级包括1级至6级，其中，最高的为6级，则确定临界磨损量等级为6级。

需要说明的是，对于步骤S503的具体实现方式，可由本领域技术人员根据实际情况确定，上述说明仅为举例，对此并不构成限制。

示例性的，所述步骤S504的具体原理，可以参考本发明实施例中对于步骤S402的描述，这里不再赘述。

通过上述步骤，能够使确定的临界磨损量等级与已选钻头的磨损状态分布情况密切关联，充分考虑了若某个标准状态等级对应的钻头数量占比若刚好大于且接近预设的占比阈值，则说明该标准状态等级与预期的显著磨损和未显著磨损之间的界限相符的规律，从而提高了确定的临界磨损量等级的准确性，进而使确定历史钻头的历史磨损类型(显著磨损和未显著磨损)所潜在依据的划分界限与预期的界限相符，提高了确定史钻头的历史磨损类型的准确性，因而提高了后续模型训练的准确性，由此提高了后续目标钻头磨损类型检测的准确性。

基于相同原理，本发明实施例公开了一种钻头磨损类型检测装置600，如图6所示，该钻头磨损类型检测装置600包括：

变化率确定模块601，用于根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数；

输入确定模块602，用于根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数；

类型检测模块603，用于根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型。

在一个可选的实施方式中，进一步包括工作状态参数确定模块，用于：

在根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数之前，

根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数，其中，所述工程参数包括所述目标钻头的地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速、以及动力钻具的动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，所述工作状态参数包括目标钻头的钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度和钻头磨损系数。

在一个可选的实施方式中，所述工作状态参数确定模块，用于：

判断所述目标钻头是否匹配有动力钻具；

若否，根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速，得到所述钻头机械比能；根据所述地面扭矩、地面钻压和钻头直径，得到所述钻头摩擦系数；根据所述机械钻速和钻头转速，得到所述钻头切削深度；根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数；

若是，根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径、钻头转速、动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头机械比能；根据所述地面扭矩、地面钻压、钻头直径、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头摩擦系数；根据所述机械钻速、钻头转速、动力钻具转速排量比和流经动力钻具钻井液排量，得到所述钻头切削深度；根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数。

在一个可选的实施方式中，所述变化率确定模块601，用于：

将最后的数据采样点确定为对应的第一目标采样点，并将除所述第一目标采样点外的其他数据采样点中最后的数据采样点确定为对应的第二目标采样点；

根据所述第一目标采样点对应的第一工作状态参数以及所述第二目标采样点对应的第二工作状态参数，得到所述状态变化率参数，其中，所述状态变化率参数包括机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率。

在一个可选的实施方式中，所述变化率确定模块601，用于：

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头机械比能和所述第二工作状态参数对应的第二钻头机械比能，得到所述机械比能变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头摩擦系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头摩擦系数，得到所述摩擦系数变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头切削深度和所述第二工作状态参数对应的第二钻头切削深度，得到所述切削深度变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头磨损系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头磨损系数，得到所述磨损系数变化率。

在一个可选的实施方式中，进一步包括实钻压降确定模块，用于：

在根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数之前，

将所述目标钻头正常钻进时的第一立管压力减去将所述目标钻头从对应的井底提离至预设钻井深度时的第二立管压力，得到动力钻具实钻压降。

在一个可选的实施方式中，所述输入确定模块602，用于：

根据所述目标钻头的趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间、机械钻速、钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度、钻头磨损系数、机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率，形成所述检测输入参数，其中，所述工程参数包括所述目标钻头的所述趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间和机械钻速，所述工作状态参数包括所述目标钻头的所述钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度和钻头磨损系数，所述状态变化率参数包括所述目标钻头的所述机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率。

在一个可选的实施方式中，进一步包括模型训练模块，用于：

在根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型之前，

根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数；

根据所述历史钻头的所述历史采样点的对应历史工程参数、所述历史工作状态参数和历史状态变化率参数，形成输入样本；

将所述历史钻头对应的历史磨损类型作为对应的输出样本，并根据所述历史钻头对应的所述输入样本和对应的所述输出样本，形成对应的待选样本；

根据预设的样本比例，从多个待选样本中确定对应的多个训练样本和多个测试样本，并使用多个所述训练样本和测试样本训练预设的未训练决策树模型，得到已训练决策树模型。

在一个可选的实施方式中，进一步包括历史工作状态参数确定模块，用于：

在根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数之前，

根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工程参数，得到对应的历史工作状态参数，其中，所述历史工程参数包括所述历史钻头的历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速、以及动力钻具的历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，所述历史工作状态参数包括所述历史钻头的历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度和历史钻头磨损系数。

在一个可选的实施方式中，所述历史工作状态参数确定模块，用于：

判断所述历史钻头是否匹配有动力钻具；

若否，根据所述历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速，得到所述历史钻头机械比能；根据所述历史地面扭矩、历史地面钻压和历史钻头直径，得到所述历史钻头摩擦系数；根据所述历史机械钻速和历史钻头转速，得到所述历史钻头切削深度；根据所述历史地面钻压和历史钻头切削深度，得到所述历史钻头磨损系数；

若是，根据所述历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径、历史钻头转速、历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，得到所述历史钻头机械比能；根据所述历史地面扭矩、历史地面钻压、历史钻头直径、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，得到所述历史钻头摩擦系数；根据所述历史机械钻速、历史钻头转速、历史动力钻具转速排量比和历史流经动力钻具钻井液排量，得到所述历史钻头切削深度；根据所述历史地面钻压和历史钻头切削深度，得到所述历史钻头磨损系数。

在一个可选的实施方式中，所述模型训练模块，用于：

将最后的历史采样点确定为对应的第三目标采样点，并将除所述第三目标采样点外的其他历史采样点中最后的历史采样点确定为对应的第四目标采样点；

根据所述第三目标采样点对应的第一历史工作状态参数以及所述第四目标采样点对应的第二历史工作状态参数，得到所述历史状态变化率参数，其中，所述历史状态变化率参数包括历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率。

在一个可选的实施方式中，所述模型训练模块，用于：

根据所述历史钻头的历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间、历史机械钻速、历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度、历史钻头磨损系数、历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率，形成对应所述历史钻头的所述输入样本，其中，所述历史工程参数包括所述历史钻头的所述历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间和历史机械钻速，所述历史工作状态参数包括所述历史钻头的所述历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度和历史钻头磨损系数，所述历史状态变化率参数包括所述历史钻头的所述历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率。

在一个可选的实施方式中，进一步包括历史磨损类型标记模块，用于：

在将所述历史钻头对应的历史磨损类型作为对应的输出样本之前，

根据预设的钻头磨损分级标准，确定多个所述历史钻头的起钻原因，并将关联钻头磨损情况的起钻原因对应的历史钻头确定为已选钻头；

根据所述钻头磨损分级标准，确定多个所述已选钻头对应的磨损状态等级；

基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定多个所述历史钻头对应的历史磨损类型，其中，所述历史磨损类型为显著磨损或未显著磨损。

在一个可选的实施方式中，所述历史磨损类型标记模块，用于：

基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定磨损状态等级高于或等于所述钻头磨损分级标准中预设的每个标准状态等级的已选钻头的已选钻头数量；

根据每个所述标准状态等级对应的已选钻头数量和所有已选钻头的总数量，得到每个所述标准状态等级对应的钻头数量占比；

将所述钻头数量占比大于或等于预设占比阈值的标准状态等级中最高的标准状态等级确定为临界磨损量等级；

根据所述钻头磨损分级标准，确定所述历史钻头中除所述已选钻头外的其他历史钻头对应的磨损状态等级；

将磨损状态等级高于或等于所述临界磨损量等级的历史钻头的历史磨损类型确定为显著磨损，并将磨损状态等级低于所述临界磨损量等级的历史钻头的历史磨损类型确定为未显著磨损。

由于该钻头磨损类型检测装置600解决问题的原理与以上方法类似，因此本钻头磨损类型检测装置600的实施可以参见以上的方法的实施，在此不再赘述。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机设备，具体的，计算机设备例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

在一个典型的实例中计算机设备具体包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。

下面参考图7，其示出了适于用来实现本申请实施例的计算机设备700的结构示意图。

如图7所示，计算机设备700包括中央处理单元(CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM)703中的程序而执行各种适当的工作和处理。在RAM703中，还存储有系统700操作所需的各种程序和数据。CPU701、ROM702、以及RAM703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

以下部件连接至I/O接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶反馈器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN卡，调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装如存储部分708。

特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包括用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (17)

1.一种钻头磨损类型检测方法，其特征在于，包括：

根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数；

根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数；

根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数之前，

根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数，其中，所述工程参数包括所述目标钻头的地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速、以及动力钻具的动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，所述工作状态参数包括目标钻头的钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度和钻头磨损系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数，包括：

判断所述目标钻头是否匹配有动力钻具；

若否，根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径和钻头转速，得到所述钻头机械比能；根据所述地面扭矩、地面钻压和钻头直径，得到所述钻头摩擦系数；根据所述机械钻速和钻头转速，得到所述钻头切削深度；根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数；

若是，根据所述地面钻压、地面扭矩、机械钻速、钻头直径、钻头转速、动力钻具转速排量比、流经动力钻具钻井液排量、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头机械比能；根据所述地面扭矩、地面钻压、钻头直径、动力钻具最大输出扭矩、动力钻具最大压降和动力钻具实钻压降，得到所述钻头摩擦系数；根据所述机械钻速、钻头转速、动力钻具转速排量比和流经动力钻具钻井液排量，得到所述钻头切削深度；根据所述地面钻压和钻头切削深度，得到所述钻头磨损系数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数，包括：

将最后的数据采样点确定为对应的第一目标采样点，并将除所述第一目标采样点外的其他数据采样点中最后的数据采样点确定为对应的第二目标采样点；

根据所述第一目标采样点对应的第一工作状态参数以及所述第二目标采样点对应的第二工作状态参数，得到所述状态变化率参数，其中，所述状态变化率参数包括机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一目标采样点对应的第一工作状态参数以及所述第二目标采样点对应的第二工作状态参数，得到所述状态变化率参数，包括：

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头机械比能和所述第二工作状态参数对应的第二钻头机械比能，得到所述机械比能变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头摩擦系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头摩擦系数，得到所述摩擦系数变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头切削深度和所述第二工作状态参数对应的第二钻头切削深度，得到所述切削深度变化率；

根据所述第一工作状态参数对应的第一钻头磨损系数和所述第二工作状态参数对应的第二钻头磨损系数，得到所述磨损系数变化率。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在根据目标钻头的预设数据采样点的工程参数，得到对应的工作状态参数之前，

将所述目标钻头正常钻进时的第一立管压力减去将所述目标钻头从对应的井底提离至预设钻井深度时的第二立管压力，得到动力钻具实钻压降。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数，包括：

根据所述目标钻头的趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间、机械钻速、钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度、钻头磨损系数、机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率，形成所述检测输入参数，其中，所述工程参数包括所述目标钻头的所述趟钻进尺、纯钻时间、进尺时间和机械钻速，所述工作状态参数包括所述目标钻头的所述钻头机械比能、钻头摩擦系数、钻头切削深度和钻头磨损系数，所述状态变化率参数包括所述目标钻头的所述机械比能变化率、摩擦系数变化率、切削深度变化率和磨损系数变化率。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型之前，

根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数；

根据所述历史钻头的所述历史采样点的对应历史工程参数、所述历史工作状态参数和历史状态变化率参数，形成输入样本；

将所述历史钻头对应的历史磨损类型作为对应的输出样本，并根据所述历史钻头对应的所述输入样本和对应的所述输出样本，形成对应的待选样本；

根据预设的样本比例，从多个待选样本中确定对应的多个训练样本和多个测试样本，并使用多个所述训练样本和测试样本训练预设的未训练决策树模型，得到已训练决策树模型。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数之前，

根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工程参数，得到对应的历史工作状态参数，其中，所述历史工程参数包括所述历史钻头的历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速、以及动力钻具的历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，所述历史工作状态参数包括所述历史钻头的历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度和历史钻头磨损系数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工程参数，得到对应的历史工作状态参数，包括：

判断所述历史钻头是否匹配有动力钻具；

若否，根据所述历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径和历史钻头转速，得到所述历史钻头机械比能；根据所述历史地面扭矩、历史地面钻压和历史钻头直径，得到所述历史钻头摩擦系数；根据所述历史机械钻速和历史钻头转速，得到所述历史钻头切削深度；根据所述历史地面钻压和历史钻头切削深度，得到所述历史钻头磨损系数；

若是，根据所述历史地面钻压、历史地面扭矩、历史机械钻速、历史钻头直径、历史钻头转速、历史动力钻具转速排量比、历史流经动力钻具钻井液排量、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，得到所述历史钻头机械比能；根据所述历史地面扭矩、历史地面钻压、历史钻头直径、历史动力钻具最大输出扭矩、历史动力钻具最大压降和历史动力钻具实钻压降，得到所述历史钻头摩擦系数；根据所述历史机械钻速、历史钻头转速、历史动力钻具转速排量比和历史流经动力钻具钻井液排量，得到所述历史钻头切削深度；根据所述历史地面钻压和历史钻头切削深度，得到所述历史钻头磨损系数。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据多个历史钻头的预设历史采样点的历史工作状态参数，得到对应历史钻头的历史状态变化率参数，包括：

将最后的历史采样点确定为对应的第三目标采样点，并将除所述第三目标采样点外的其他历史采样点中最后的历史采样点确定为对应的第四目标采样点；

根据所述第三目标采样点对应的第一历史工作状态参数以及所述第四目标采样点对应的第二历史工作状态参数，得到所述历史状态变化率参数，其中，所述历史状态变化率参数包括历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述历史钻头的所述历史采样点的对应历史工程参数、所述历史工作状态参数和历史状态变化率参数，形成输入样本，包括：

根据所述历史钻头的历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间、历史机械钻速、历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度、历史钻头磨损系数、历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率，形成对应所述历史钻头的所述输入样本，其中，所述历史工程参数包括所述历史钻头的所述历史趟钻进尺、历史纯钻时间、历史进尺时间和历史机械钻速，所述历史工作状态参数包括所述历史钻头的所述历史钻头机械比能、历史钻头摩擦系数、历史钻头切削深度和历史钻头磨损系数，所述历史状态变化率参数包括所述历史钻头的所述历史机械比能变化率、历史摩擦系数变化率、历史切削深度变化率和历史磨损系数变化率。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在将所述历史钻头对应的历史磨损类型作为对应的输出样本之前，

根据预设的钻头磨损分级标准，确定多个所述历史钻头的起钻原因，并将关联钻头磨损情况的起钻原因对应的历史钻头确定为已选钻头；

根据所述钻头磨损分级标准，确定多个所述已选钻头对应的磨损状态等级；

基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定多个所述历史钻头对应的历史磨损类型，其中，所述历史磨损类型为显著磨损或未显著磨损。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定多个所述历史钻头对应的历史磨损类型，包括：

基于多个所述已选钻头的磨损状态等级，确定磨损状态等级高于或等于所述钻头磨损分级标准中预设的每个标准状态等级的已选钻头的已选钻头数量；

根据每个所述标准状态等级对应的已选钻头数量和所有已选钻头的总数量，得到每个所述标准状态等级对应的钻头数量占比；

将所述钻头数量占比大于或等于预设占比阈值的标准状态等级中最高的标准状态等级确定为临界磨损量等级；

根据所述钻头磨损分级标准，确定所述历史钻头中除所述已选钻头外的其他历史钻头对应的磨损状态等级；

将磨损状态等级高于或等于所述临界磨损量等级的历史钻头的历史磨损类型确定为显著磨损，并将磨损状态等级低于所述临界磨损量等级的历史钻头的历史磨损类型确定为未显著磨损。

15.一种钻头磨损类型检测装置，其特征在于，包括：

变化率确定模块，用于根据目标钻头的预设数据采样点的工作状态参数，得到对应的状态变化率参数；

输入确定模块，用于根据所述目标钻头的所述数据采样点的工程参数、所述工作状态参数和状态变化率参数，形成检测输入参数；

类型检测模块，用于根据所述检测输入参数和预设的已训练决策树模型，得到目标钻头的磨损类型。

16.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-14中任一项所述方法。

17.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-14中任一项所述方法。

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