一种用于实现钻探城市地下空间的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于实现钻探城市地下空间的系统及方法，包括：地面控制模块，其用于在钻具到达目标钻探位置时，发送包含不同类型发射器对应的发射角度、频率和功率的发射控制指令；井下发射模块，其用于基于发射控制指令，控制其内部各类发射器调整到对应的发射角度后，按照相应发射频率和功率，分别发射与发射器的类型对应的含有地下地层信息的发射信号；地面接收模块，其响应同类型的发射信号并将响应结果传输至地面控制模块，以由地面控制模块接收所有响应结果，并从中解析出地下地层信息，得到城市地下空间的地层信息和管道设施分布信息。本发明专利技术不需要大量的地面装置和放炮，能够探测到井眼周边到地表全部深度的信息。

A system and method for drilling urban underground space

【技术实现步骤摘要】
一种用于实现钻探城市地下空间的系统及方法
本专利技术涉及城市地下空间的测绘领域，具体地说，是涉及一种用于实现钻探城市地下空间的系统及方法。
技术介绍
随着城市的不断发展、部分城市功能不断向城市地下转移，例如供电、供水、排污、地铁、通讯等。但是由于城市地下经过多年的建设，特别是一些历史名城，地下更是经过几百年甚至上千年的建设，这些城市地下具有非常复杂的各类建设和施工的遗迹。依据已有的城市地下空间建设的数据，已经很难完整和精细的反应城市地下空间的各类建设和遗迹信息。因此，为了不断进行的城市地下空间的建设，需要建立一个完整的数据库，涵盖尽量多的城市地下空间信息。基于以上原因，需要对城市的地下空间进行探测，获得尽量多的数据信息，便于建立城市地下空间的数据库。这里的城市地下空间需要探测的深度一般在200米以内就足够满足城市建设的需要。由于城市地面上的大量建筑和人群活动，如何有效的探测这些地下空间的各类建设和施工的情况，变得非常困难。特别是很难直接使用成熟的在石油、矿产开发中广泛应用的物探和钻井勘探手段。这些技术手段虽然可以精确的探测地面以下一定深度的地层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于实现钻探城市地下空间的系统，包括：/n地面控制模块，其用于在钻具到达目标钻探位置的情况下，向井下发送发射控制指令，该指令包含针对不同类型发射器的包括发射角度、频率和功率的参数信息，以及在接收到发射信号的响应结果后，从中解析出目标钻探位置到地表的地下地层信息，进而得到用于探测城市地下空间的地层信息和管道设施分布信息；/n井下发射模块，其用于接收并解析所述发射控制指令，在控制其内部各类型的发射器调整到对应的发射角度后，按照相应的发射频率和功率，分别发射与发射器类型对应的发射信号；/n地面接收模块，其具备针对不同类型的发射器所对应的多个接收器，所述接收器响应同类型的所述发射信号并将含有地...

【技术特征摘要】
1.一种用于实现钻探城市地下空间的系统，包括：
地面控制模块，其用于在钻具到达目标钻探位置的情况下，向井下发送发射控制指令，该指令包含针对不同类型发射器的包括发射角度、频率和功率的参数信息，以及在接收到发射信号的响应结果后，从中解析出目标钻探位置到地表的地下地层信息，进而得到用于探测城市地下空间的地层信息和管道设施分布信息；
井下发射模块，其用于接收并解析所述发射控制指令，在控制其内部各类型的发射器调整到对应的发射角度后，按照相应的发射频率和功率，分别发射与发射器类型对应的发射信号；
地面接收模块，其具备针对不同类型的发射器所对应的多个接收器，所述接收器响应同类型的所述发射信号并将含有地下地层信息的响应结果传输至所述地面控制模块。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井下发射模块包括：
发射控制单元，其构成为接收所述发射控制指令，从中筛选出不同类型发射器的发射参数信息，将所述发射参数信息按照发射器类型进行解析，并为每类发射器配置相应的发射参数信息；
第一/二/三类发射器，其与所述发射控制单元连接，构成为获取并解析当前发射器对应类型的发射参数信息，使得所述第一/二/三类发射器将其内部的工具面角调整到相应的发射角度，并向地表发射与对应发射频率和功率匹配的电磁波信号/声波信号/地震波信号。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述地面接收模块包括：
地面轨道；
可移动地设置在所述地面轨道上的一个或多个第一/二/三类接收器，并且每个所述第一/二/三类接收器位于所述第一/二/三类发射器以相应的发射角度输出的同类型所述发射信号映射到地表的目标信号接收位置处的轨道，构成为响应与发射角度匹配的电磁波信号/声波信号/地震波信号，并生成对应的含有地下地层信息的第一/第二/第三波形信号，进一步将所述第一/第二/第三波形信号进行预处理后转发至所述地面控制模块。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
井下方位检测模块，其构成为实时检测钻具的状态，以生成相应的钻具状态信息，并通过钻具数据反馈电缆将所述钻具状态信息传输至所述地面控制模块，其中，所述钻具状态信息包括钻具方位信息、井斜信息、钻进工具面信息和钻具深度信息，其中，
所述地面控制模块，其构成为接收并解析所述钻具状态信息，用以进行分析。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述井下发射模块，其构成为在输出所述发射信号时，向所述井下方位检测模块发送反馈控制指令；
所述井下方位检测模块，其构成为在获取到有效的所述反馈控制指令后，将采集到的所述钻具状态信息通过所述钻具数据反馈电缆传输至地面，以实现所述发射信号和所述钻具状态信息的同步传输。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪卫宁，张卫，李新，闫立鹏，米金泰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11