深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统及方法技术方案

本申请涉及物质或物体的探测技术领域，特别涉及一种深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统及方法，其中，系统包括：传感器封装系统，用于启动钻进设备进行深地钻进和/或钻进设备钻进到目标深度、目标位置或目标地层时，检测目标深地工程的多源数据；数据采集系统，对多源数据进行临时存储；信息传输系统，用于对数据采集系统临时存储的多源数据进行传输；云平台系统，用于接收信息传输系统传输的多源数据。由此，解决了相关技术中，缺乏对深地工程施工之前的原位超前探测解决方案，导致难以进行深地工程复杂地层多源地质信息多物理场探测，无法实现深地工程大数据的超前、快速、精细化获取，降低了工作效率等问题。降低了工作效率等问题。降低了工作效率等问题。

【技术实现步骤摘要】
深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统及方法


[0001]本申请涉及物质或物体的探测
，特别涉及一种深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统及方法。

技术介绍

[0002]未来将有大批深地工程项目开工建设，面对深地工程高质量建设难题和地球数字科学重大基础前沿需求，我国科学家率先提出“深时数字地球大科学计划”（DDE），得到了国际社会的广泛响应。DDE将在大数据驱动下重建地球生命、地理、物质和气候的演化，进而达到精确重建地球和生命演化历史、识别全球矿产资源与能源的宏观分布规律。DDE将通过大数据、大知识、大平台为学科研究赋能，形成地学研究新范式，并实现基于新范式的学科应用落地。DDE将为全球数百万研究人员和科技专业用户提供一个跨越科学领域和国家的虚拟科研环境，使其能够存储、共享和使用科研数据。作为DDE功能应用的关键一环，如何实现深地工程大数据的超前、快速、精细化获取，为DDE提供深地数据支撑，是深地工程不良地质探测面临的重要难题。
[0003]相关技术中，深地钻探技术主要针对石油和矿产勘探领域，专门研究深地工程不良地质探测问题的较少，已有的深地工程不良地质探测技术多是基于隧道等地下工程开挖以后，以掌子面或临空面为依托展开探测。
[0004]然而，相关技术中，缺乏对深地工程施工之前的原位超前探测解决方案，导致难以进行深地工程复杂地层多源地质信息多物理场探测，无法实现深地工程大数据的超前、快速、精细化获取，降低了工作效率，亟待改善。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统及方法，以解决相关技术中，缺乏对深地工程施工之前的原位超前探测解决方案，导致难以进行深地工程复杂地层多源地质信息多物理场探测，无法实现深地工程大数据的超前、快速、精细化获取，降低了工作效率等问题。
[0006]本申请第一方面实施例提供一种深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统，包括：传感器封装系统，用于启动钻进设备进行深地钻进和/或所述钻进设备钻进到目标深度、目标位置或目标地层时，检测目标深地工程的多源数据；数据采集系统，用于采集所述目标深地工程的多源数据的同时，对多源数据进行临时存储；信息传输系统，用于对所述数据采集系统临时存储的多源数据进行传输；云平台系统，用于接收所述信息传输系统传输的多源数据，并对所述多源数据进行规范化处理，得到满足预设规范条件的标准多源数据，生成管理日志的同时，存储并向预设终端共享所述标准多源数据。
[0007]可选地，在本申请的一个实施例中，所述传感器封装系统封装有测力传感器、扭矩传感器、光电编码器、三轴加速度传感器、三轴磁阻传感器、陀螺仪、激光扫描装置、渗压传感器、红外监测装置、钻孔雷达设备和地震勘探设备中的至少一个，以采集所述多源数据中
的钻进动力参数、时空轨迹参数、钻孔扫描参数、渗流场参数、温度场参数、随钻雷达探测参数和随钻地震探测参数。
[0008]可选地，在本申请的一个实施例中，所述激光扫描装置、所述渗压传感器和所述红外监测装置均设置于所述钻进设备的机身外部且沿表面环向每隔预设度呈阵列分布。
[0009]可选地，在本申请的一个实施例中，在所述钻进设备的外部，由尾部到头部依次搭载所述钻孔雷达设备的接收天线阵列、控制单元和发射天线阵列。
[0010]可选地，在本申请的一个实施例中，在钻头的后方位置设置绝缘装置，且所述接收天线阵列和所述发射天线阵列嵌入设置于铁氧体吸波材料之中。
[0011]可选地，在本申请的一个实施例中，所述信息传输系统进一步用于基于预设编码策略对所述多源数据进行分组编码，以将编码后的数据进行传输。
[0012]可选地，在本申请的一个实施例中，所述数据采集系统进一步用于采用预设转速补偿和硬磁补偿策略以消除旋转和干扰磁场对钻进设备姿态测量的影响的同时，滤除振动干扰信号，以基于坐标转换策略得到所述钻进设备的时空轨迹三维可视化信息。
[0013]本申请第二方面实施例提供一种深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输方法，包括以下步骤：启动钻进设备进行深地钻进和/或所述钻进设备钻进到目标深度、目标位置或目标地层时，检测目标深地工程的多源数据；采集所述目标深地工程的多源数据的同时，对多源数据进行临时存储；对数据采集系统临时存储的多源数据进行传输；接收信息传输系统传输的多源数据，并对所述多源数据进行规范化处理，得到满足预设规范条件的标准多源数据，生成管理日志的同时，存储并向预设终端共享所述标准多源数据。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，所述传感器封装系统封装有测力传感器、扭矩传感器、光电编码器、三轴加速度传感器、三轴磁阻传感器、陀螺仪、激光扫描装置、渗压传感器、红外监测装置、钻孔雷达设备和地震勘探设备中的至少一个，以采集所述多源数据中的钻进动力参数、时空轨迹参数、钻孔扫描参数、渗流场参数、温度场参数、随钻雷达探测参数和随钻地震探测参数。
[0015]可选地，在本申请的一个实施例中，所述激光扫描装置、所述渗压传感器和所述红外监测装置均设置于所述钻进设备的机身外部且沿表面环向每隔预设度呈阵列分布。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，在所述钻进设备的外部，由尾部到头部依次搭载所述钻孔雷达设备的接收天线阵列、控制单元和发射天线阵列。
[0017]可选地，在本申请的一个实施例中，在钻头的后方位置设置绝缘装置，且所述接收天线阵列和所述发射天线阵列嵌入设置于铁氧体吸波材料之中。
[0018]可选地，在本申请的一个实施例中，所述信息传输系统进一步用于基于预设编码策略对所述多源数据进行分组编码，以将编码后的数据进行传输。
[0019]可选地，在本申请的一个实施例中，所述数据采集系统进一步用于采用预设转速补偿和硬磁补偿策略以消除旋转和干扰磁场对钻进设备姿态测量的影响的同时，滤除振动干扰信号，以基于坐标转换策略得到所述钻进设备的时空轨迹三维可视化信息。
[0020]本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输方法。
[0021]本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质
存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输方法。
[0022]本申请实施例可以借助钻进设备，实现深地条件下随钻不良地质多源信息实时采集、传输、存储及远程共享，从而实现深地工程大数据的超前、快速、精细化获取，实现深地重大工程施工前不良地质信息的原位探测，提高工作效率并节约成本。由此，解决了相关技术中，缺乏深地工程施工之前的原位超前探测解决方案，导致难以进行深地工程复杂地层多源地质信息多物理场探测，无法实现深地工程大数据的超前、快速、精细化获取，降低了工作效率等问题。
[0023]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统，其特征在于，包括：传感器封装系统，用于启动钻进设备进行深地钻进和/或所述钻进设备钻进到目标深度、目标位置或目标地层时，检测目标深地工程的多源数据；数据采集系统，用于采集所述目标深地工程的多源数据的同时，对多源数据进行临时存储；信息传输系统，用于对所述数据采集系统临时存储的多源数据进行传输；云平台系统，用于接收所述信息传输系统传输的多源数据，并对所述多源数据进行规范化处理，得到满足预设规范条件的标准多源数据，生成管理日志的同时，存储并向预设终端共享所述标准多源数据。2.根据权利要求1所述的深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统，其特征在于，所述传感器封装系统封装有测力传感器、扭矩传感器、光电编码器、三轴加速度传感器、三轴磁阻传感器、陀螺仪、激光扫描装置、渗压传感器、红外监测装置、钻孔雷达设备和地震勘探设备中的至少一个，以采集所述多源数据中的钻进动力参数、时空轨迹参数、钻孔扫描参数、渗流场参数、温度场参数、随钻雷达探测参数和随钻地震探测参数。3.根据权利要求2所述的深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统，其特征在于，所述激光扫描装置、所述渗压传感器和所述红外监测装置均设置于所述钻进设备的机身外部且沿表面环向每隔预设度呈阵列分布。4.根据权利要求2所述的深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统，其特征在于，在所述钻进设备的外部，由尾部到头部依次搭载所述钻孔雷达设备的接收天线阵列、控制单元和发射天线阵列。5.根据权利要求4所述的深地工程复杂地层多源信息随钻监测与传输系统，其特征在于，在钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛翊国，傅康，王鹏，公惠民，孔凡猛，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：