摘要：PDC钻头复合片的磨损是增加钻井成本的主要因素，对复合片磨损程度进行分级是修复钻头的前提。针对目前复合片磨损定级存在效率低、标准性差、精度不足等问题，提出一种基于改进的HRNet和椭圆拟合的磨损定级方法。首先，对复合片轮廓进行提取，为了提高复合片的分割精度，同时降低模型复杂度，使用深度可分离卷积替换HRNet网络的常规卷积，并对网络特征提取层的4个不同分辨率输出通过CGAF特征融合模块进行特征融合，避免通道堆叠带来的信息丢失，同时对融合特征图引入EMA注意力模块，进一步提高网络特征提取能力。然后，对复合片轮廓进行拟合，还原完整复合片轮廓，以RANSAC椭圆拟合算法为基础，通过数据预处理、拟合椭圆筛选以及内点补充提高分割复合片的拟合精度。最后，对拟合图磨损轮廓点进行筛选，确定定级线位置，根据IADC分级标准，对复合片进行磨损定级。实验结果表明，改进后的HRNet网络的平均交并比、类别平均像素准确率与原网络相比分别提升1.22%和0.75%，达到97.60%和98.79%，参数量降低72%，模型大小减小70%。所提椭圆拟合算法与常规算法相比，具有更好的拟合效果。整个定级方法，定级准确率达到96.5%，单张复合片定级所需平均时间仅为0.261s。基本满足PDC钻头复合片磨损定级标准化、高效率、高精度的要求。
