Universal physics-based rate of penetration prediction model for rotary drilling
Notice bibliographique
Résumé
The drilling process is one of the most important and expensive aspects of the oil and gas industry. Drilling is required during mining for different ore production processes such as blasting and large drilling operations. Overall, it contributes significantly to the total cost of mining. As a result, an accurate prediction of the rate of penetration (ROP) is crucial for drilling performance optimization and contributes directly to reducing drilling costs. Knowledge of drilling performance is a powerful tool to aid in the development of a consistent drilling plan as well as to anticipate issues that may arise during drilling operations. Several approaches, with varying degrees of complexity and accuracy, have been tested to predict drilling performance, but all have shown several limitation to predict the complete drilling performance curve including locate the founder point. This limitation can be extended to their capacity of covering different drilling scenarios with high accuracy. In this thesis (manuscript style) a review of the history of drilling performance prediction is conducted with emphasis on the rotary drilling of small and large diameters. The approaches are grouped into two categories: physics-based models and data-driven models. Due to the low complexity of the physics-based models and the scarcity of drilling performance prediction research that reports the founder point location, a novel physics-based ROP prediction model for rotary drilling that includes the founder point location is presented. This model presents high accuracy to predict the drilling performance for fixed cutter drill bit, roller-cone drill bit, and large diameter drilling operations. The behaviors of the new model constants (drillability coefficient and drillability constant term) are discussed when analyzed in relation to the unconfined compressive strength (UCS), bit diameter, and rotary speed. Additionally, a new experimental setup approach was developed based on the circular movement of the full-scale disc cutter that are normally used in raise boring and tunnel boring machines. This setup will permit to simulate the large diameter drilling operations in laboratory scale aiming the understanding of the fragmentation process and application of optimization to this scenario.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».