钻具组合设计是钻井工程设计中的一个技术难度大,又非常重要的环节,特别是定向井与水平井的发展,更使钻具组合设计成为钻井工程关键问题之一。面对当前智能制造的发展趋势,为了提高钻具组合设计的效率和质量,需要一种智能化的设计方法来实现对钻具组合设计知识的继承、共享和重用。目前由于钻井工程设计信息的异构性、分布性,造成知识难以共享和重用、知识管理困难。传统知识建模方法在复杂钻具组合设计概念及其关系上的表达能力、推理能力及灵活性不足,难以解决异构知识的共享与重用问题。本体知识表示方法具有良好的概念层次结构、逻辑推理能力和较强的知识表达能力,在解决知识表示、推理、融合、共享等方面具有明显优势。因此运用信息技术和本体在知识领域的优势,进行钻具组合的智能辅助设计研究具有重要意义。本文针对钻具组合设计过程中模糊性、随机性等问题,提出了基于本体的钻具组合设计知识模型。首先,在整理分析钻具组合设计知识特点及设计知识间关系的基础上,规范采用钻井设计领域概念和术语,明确概念间的关系,并对钻具组合设计知识进行语义描述,参照CommonKADS知识本体模型,构建了钻具组合设计领域知识本体库。其次,在采用本体描述钻具组合设计知识的同时,利用本体推理实现了对钻具组合设计本体库的本体映射,利用本体映射规则以及自定义规则,借助Jena推理机完成基于本体知识与规则的推理过程。并且利用本体与案例推理相结合的方法,实现钻具组合本体知识库与钻具组合设计案例知识库有效结合,利用语义匹配相似度以及属性相似度实现钻具组合智能设计。最后,利用本体知识库与钻头选型地层综合系数法相结合实现钻头的智能选型,并对钻具组合智能设计进行了原型实现。实验和运行表明,基于本体的钻具组合智能辅助解决方案可行,能大大提高实际工作效率。