基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法。包括：物探数据采集步骤，用于在回转钻进过程中采集物探数据，所述物探数据至少包括倾角、方位角、工具面向角；钻进状态判断步骤，用于根据工具面向角的变化，判断回转钻进当前状态并分别记录对应工作状态在线时间；孔深信息确定步骤，用于根据回转钻进工作状态及该状态在线时间，标记有效物探数据并按照预设钻杆累加钻孔深度信息。因此，本方法通过对原本就需要采集的物探数据进行自动采集和智能分析，在钻探施工结束后，将分析结果导出至孔外防爆终端即可实现对钻进施工状态的统计。的统计。的统计。

【技术实现步骤摘要】
基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法


[0001]本专利技术涉及一种钻进监测方法，属于钻探
，具体是涉及一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法。

技术介绍

[0002]根据煤矿安全生产实际需求，在煤矿井下需要大规模施工探放水钻孔、瓦斯抽采钻孔，特别是在高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井，为实现煤层中瓦斯的有效治理与利用，施工钻进大量瓦斯抽采钻孔。基于不同的用途、不同的钻场环境，钻孔的施工钻进方式也不同。常规的钻进方式主要有定向钻进和回转钻进，一般在煤矿井下中抽巷或底抽巷等中浅深度钻孔的施工过程中多使用回转钻进的施工钻进方式。针对回转钻进施工的状态信息，每班的当班班长会进行较为详细的记录，如本班进尺、施工钻孔深度、停钻时长、施工钻进时长等，但是由于钻场空间狭小、煤灰大且存在钻井液飞溅现象，时间长了存在井下历史记录缺失、损毁或看不清楚的问题。虽然当班班长升井后还要凭借记忆在值班室记录本重新记录当班钻进状态信息，但信息存在一定的随机性。而且，为了统计钻孔钻进施工状态信息，值班人员还需要将笔录信息进行电子化誊录，费工分时，很难与当前正在进行的智能化、少人化矿山建设要求所匹配。
[0003]为克服上述问题，本专利技术提出一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，该方法不需要增加额外运行成本、不受钻场环境影响、不受人为因素影响，通过对原本就需要采集的物探数据进行自动采集和智能分析，在钻探施工结束后，将已实现分类统计的结果导出至孔外防爆终端及地面值班室电脑，实现对钻进施工状态的统计与分析。该方法具有智能化、无纸化、采集分析一体化等优点，而且还可实现对钻孔深度的数字化计量。

技术实现思路

[0004]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0005]针对现有手段存在的诸多问题，本专利技术的目的在于，提出一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，解决现有手段因钻场环境导致历史记录缺失、损毁或不宜被其他班组人员识别以及记录信息存在随机性误差的问题，可实现回转钻进施工状态统计方式的智能化与无纸化。该方法不需要增加额外运行成本、不受钻场环境影响、不受人为因素影响。
[0006]为了解决上述技术手段存在的问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0007]一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，包括：
[0008]物探数据采集步骤，用于在回转钻进过程中采集物探数据，所述物探数据至少包括倾角、方位角、工具面向角；
[0009]钻进状态判断步骤，用于根据工具面向角的变化，判断回转钻进当前状态并分别记录对应工作状态在线时间；
[0010]孔深信息确定步骤，用于根据回转钻进工作状态及该状态在线时间，标记有效物探数据并按照预设钻杆累加钻孔深度信息。
[0011]优选的，上述的一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，
[0012]所述物探数据采集步骤中，利用测斜传感器模块按照预设输出频率定时输出钻具当前姿态信息。
[0013]优选的，上述的一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，钻进状态判断步骤中，
[0014]当工具面向角的变化量ΔΩ满足公式(1)且该变化持续时间ΔT满足公式(2)，则当前孔中测量仪器及钻具处于静止状态，系统判定回转钻进目前处于停钻工作状态，并累积记录停钻工作状态在线时间T
t
。
[0015]ΔΩ＝Ω
i+1
‑
Ω
i
≤0.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0016]ΔT＞T1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0017]其中：
[0018]ΔΩ：工具面向角变化量，单位为
°
；
[0019]Ω
i+1
：当前采样点工具面向角测量值，单位为
°
；
[0020]Ω
i
：前一采样点工具面向角测量值，单位为
°
；
[0021]ΔT：工具面向角变化持续时间，单位为秒；
[0022]T1：工具面向角变化抗扰动门限值，单位为秒。
[0023]优选的，上述的一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，
[0024]钻进状态判断步骤中，当工具面向角的变化量ΔΩ满足公式(3)且该变化持续时间ΔT满足公式(2)，则当前孔中测量仪器及钻具处于钻进施工状态，系统判定回转钻进目前处于钻进工作状态，并累积记录该状态在线时间Tz。
[0025]ΔΩ＝Ω
i+1
‑
Ω
i
＞0.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0026]其中：
[0027]△
Ω：工具面向角变化量，单位为
°
；
[0028]Ω
i+1
：当前采样点工具面向角测量值，单位为
°
；
[0029]Ω
i
：前一采样点工具面向角测量值，单位为
°
；
[0030]T
z
：钻进工作状态持续时间，单位为秒。
[0031]优选的，上述的一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，孔深信息确定步骤中，
[0032]当处于停钻工作状态时，若工具面向角变化持续时间ΔT满足公式(4)且上一次有效测量点与本次停钻状态之间间隔时间满足公式(5)时，则认为测量仪器处于有效停钻，需要进行一次有效测量点位标记；
[0033]T2＜ΔT＜T3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0034]T4＜ΔT
t
＝T
t(j+1)
‑
T
t(j)
＜T5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0035]T2：本次有效停钻工具面向角变化持续时间下门限，单位为秒；
[0036]T3：本次有效停钻工具面向角变化持续时间上门限，单位为秒；
[0037]ΔT
t
：相邻两个有效停钻测量点之间时间变化量，单位为秒；
[0038]T
t(j+1)
：从开始测量至本次测量点累计计时总时长，单位为秒；
[0039]T
t(j)
：从开始测量至上一次测量点累计计时总时长，单位为秒；
[0040]T4：相邻两个有效测量点间隔时间下门限，单位为秒；
[0041]T5：相邻两个有效测量点间隔时间上门限，单位为秒。
[0042]优选的，上述的一种基于物探数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，其特征在于，包括：物探数据采集步骤，用于在回转钻进过程中采集物探数据，所述物探数据至少包括倾角、方位角、工具面向角；钻进状态判断步骤，用于根据工具面向角的变化，判断回转钻进当前状态并分别记录对应工作状态在线时间；孔深信息确定步骤，用于根据回转钻进工作状态及该状态在线时间，标记有效物探数据并按照预设钻杆累加钻孔深度信息。2.根据权利要求1所述的一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，其特征在于，所述物探数据采集步骤中，利用测斜传感器模块按照预设输出频率定时输出钻具当前姿态信息。3.根据权利要求1所述的一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，其特征在于，钻进状态判断步骤中，当工具面向角的变化量ΔΩ满足公式(1)且该变化持续时间ΔT满足公式(2)，则当前孔中测量仪器及钻具处于静止状态，系统判定回转钻进目前处于停钻工作状态，并累积记录停钻工作状态在线时间T
t
。ΔΩ＝Ω
i+1
‑
Ω
i
≤0.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)ΔT＞T1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中：ΔΩ：工具面向角变化量，单位为
°
；Ω
i+1
：当前采样点工具面向角测量值，单位为
°
；Ω
i
：前一采样点工具面向角测量值，单位为
°
；ΔT：工具面向角变化持续时间，单位为秒；T1：工具面向角变化抗扰动门限值，单位为秒。4.根据权利要求1所述的一种基于物探数据的回转钻进状态智能监测方法，其特征在于，钻进状态判断步骤中，当工具面向角的变化量ΔΩ满足公式(3)且该变化持续时间ΔT满足公式(2)，则当前孔中测量仪器及钻具处于钻进施工状态，系统判定回转钻进目前处于钻进工作状态，并累积记录该状态在线时间Tz。ΔΩ＝Ω
i+1
‑
Ω
i
＞0.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中：
△
Ω：工具面向角变化量，单位为
°
；Ω
i+1
：当前采样点工具面向角测量值，单位为
°
；Ω
i
：前一采样点工具面向角测量值，单位为
°
；T
z
：钻进工作状态持续时间，单位...

【专利技术属性】
技术研发人员：田小超，蒋必辞，王云宏，王博，李渊，闫文超，贾若辰，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：