【技术实现步骤摘要】
钻进过程运行性能评估方法
[0001]本专利技术涉及地质钻探工程
，尤其涉及一种钻进过程运行性能评估方法。
技术介绍
[0002]随着能源的不断开采，我国浅层易开采的资源逐渐减少，探索地球深部资源，打破资源供需不平衡矛盾，深部地质钻探是必由之路。
[0003]特殊的地质条件使得我国具备了解决深部过程与浅表相应世界级重大科学前沿问题的基础条件和得天独厚的区位优势。但随着钻井深增加，井底温度很容易超过150℃，在钻探深度达到6000米甚至8000米时，井底温度很可能超过200℃。导致钻进过程状态信息缺失，司钻人员缺乏对钻进过程状态的实时监测和评估，易出现钻进效率低下、井下钻具组合性能下降失效、井下事故频、预设井眼轨迹难以保证等技术问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种钻进过程运行性能评估方法，用来解决现有技术中缺乏对钻进过程状态的实时监测和评估，易出现钻进效率低下的技术问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种钻进过程运行性能评估方法，所述评估方法包括如下步骤：
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.钻进过程运行性能评估方法，其特征在于，所述评估方法包括如下步骤：S1：钻进过程运行性能等级划分；引入过程能力指数C
P
，以钻速V为计算变量，获得钻进过程的运行性能等级G，并建立过程能力指数C
P
对应的运行性能等级划分；S2：钻进过程工况识别；运行信息熵理论，初步选取钻进变量构成钻进数据空间，将钻进数据归一化表达和滤波处理，并采用滑动窗口L分割数据；利用回归函数拟合时间序列，设置上下趋势阈值a
u
和a
l
，提取时间序列趋势特征；根据所提取到的所有变量的趋势特征，利用现有专家规则实现工况识别，输出为工况类型；选取正常工况下的运行状态，进行运行性能评估，输出性能等级；S3：运行性能评估模型参数选择；采用主成分分析方法对归一化表达和滤波处理的钻进数据进行特征提取；定义变量得分贡献度λ大于0.9的成分为主成分变量；以主成分空间的得分向量作为运行性能评估模型的输入参数；S4：钻进过程运行性能评估模型实现；根据工况识别结果，以正常工况下的变量建立运行性能评估模型；以运行性能关联参数作为模型输入，以钻进过程运行性能等级作为模型输出，采用粒子群优化的支持向量机方法实现模型，通过交叉验证选取最佳模型超参数，实现钻进过程运行性能评估。2.根据权利要求1所述的钻进过程运行性能评估方法，其特征在于，在步骤S1中，所述钻进过程的运行性能等级划分具体包括如下步骤：S
11
：根据钻进过程运行状态，分析运行参数变化，并获取钻速所服从的正态分布与目标钻速值T；S
12
：采用长度为10的滑动窗口，以钻速V为计算变量，获得对应的过程能力指数值。3.根据权利要求2所述的钻进过程运行性能评估方法，其特征在于，在步骤S
12
中，所述获得对应的过程能力指数的方法为采用田口能力指数计算公式，所述田口能力指数计算公式的表达式如下：其中：USL与LSL分别为所选滑动窗口上、下公差限；修正的分布方差4.根据权利要求3所述的钻进过程运行性能评估方法，其特征在于，在步骤S
12
中，根据所获得的过程能力指数值以及对应相应的系统过程能力评价标准，将钻进过程的运行工况划分至不同的5个性能等级。5.根据权利要求4所述的钻进过程运行性能评估方法，其特征在于，在步骤S2中，所述钻进过程工况识别具体包括如下步骤：S
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：采用最大最小值归一化统一参数格式，对钻进过程数据做滤波和归一化处理；利用信息熵理论，挑选钻进数据中运行性能相关变量，建立工况识别模型；
采用多时间尺度划分提取缓变特征数据变量和突变特征数据变量；基于信息熵理论，获取钻进运行数据的信息增益,所述信息增益的计算公式如下：g(D,A)＝H(D)
‑
H(D|A)其中:H(D|A)表示根据特征A样本空间D的条件熵；S
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：通过钻进数据各变量的信息增益，确定与运行性相关的变量，采用滑动窗口对钻进过程数据进行分割，针对长时间尺度段数据，采用最小二乘拟合方法对滑动窗口中的数据进行拟合，提取缓变特征；设置滑动窗口的长度和时间序列分段中每段数据的长度，其中时间序列在t1‑
t
q
这段时间内，时间序列的线性拟合函数为：F(t
p
)＝at
...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴敏，范海鹏，赖旭芝，陈略峰，陆乘达，杜胜，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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