【技术实现步骤摘要】
一种基于随钻参数特征的智能实时岩层反演识别方法
[0001]本专利技术涉及地质勘测
,特别涉及一种基于随钻参数特征的智能实时岩层反演识别方法。
技术介绍
[0002]在不同的工程领域,相关的地质勘探与分析是其中最复杂、最艰巨的一项任务。在工程地质勘察勘探的各个阶段,可以从野外获得各种地质信息,包括地表地形、地层界面、断层、地下水位、风化层厚度分布以及各种物探化探资料等。但这些信息都是离散不连续的数据,地质工作者很难直接利用它们分析其在地质体中的分布规律,必然会面临如何利用这些实测资料来推断地质信息在研究区域内的分布规律及其复杂关系的问题。其中,钻探、物探方法是目前工程地质勘探中最为常见的勘探手段。钻探方法通过撷取实体样本,能精确、直接地揭露异常地质体,但是撷取实体进行岩层识别耗时长、成本高,而若能在钻探过程中实时的识别出岩层的种类,则可及时根据情况调整钻进路径、钻进参数,对保证工程地质勘探钻孔质量,保障工程顺利实施具有以下重要意义。
技术实现思路
[0003]有鉴于此,本专利技术的目的是提供一种基于随钻参数特征的智能实时岩层反演识别方法,以解决在钻探过程中实时反映钻进岩层的种类的技术问题。
[0004]本专利技术基于随钻参数特征的智能实时岩层反演识别方法包括以下步骤:
[0005]1)在钻进试验台上对不同种类的岩石样品开展模拟钻进试验,并在钻机上设置传感器采集随钻参数,所述随钻参数包括钻进过程中的钻杆扭矩、钻进压力、钻进速度、钻杆转速和钻杆轴向振动信号;
[0006]①< ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于随钻参数特征的智能实时岩层反演识别方法,其特征在于:包括以下步骤:1)在钻进试验台上对不同种类的岩石样品开展模拟钻进试验,并在钻机上安装传感器采集随钻参数,所述随钻参数包括钻进过程中的钻杆扭矩、钻进压力、钻进速度、钻杆转速和钻杆轴向振动信号;
①
采用钻进比功来反映钻进过程中岩石破碎的综合特征,得到在钻进地层中,钻进比功随钻头位移的变化,公式表示为:式中,P
f
为钻进过程中单位时间内钻头破碎岩石所做的功;D
b
为钻头外直径;D
i
为钻头内直径,当为破坏钻进时,D
i
=0;V为穿孔速率;2)对采集到的钻杆轴向振动信号进行处理:
①
对采集的钻杆轴向振动信号采用阈值截取法进行处理,将振幅小于设定阈值的数据全部删除,将大于设定阈值的数据全部保留;
②
对保留下来的钻杆轴向振动信号进行分帧处理,将每个单位采样时间段t视为一个观测单位,每个观测单位内包含N个时间采样点,一个观测单位内的N个时间采样点构成一帧数据x(n),其中0≤n<N;
③
对每帧数据提取特征参数,所述特征参数包括:方差、均方根值、波峰因素和峭度,信号特征参数的表达式分别如下:方差:均方根值:波峰因素:峭度:以上算式中N表示时间采样点的数量,x
i
表示一帧振动数据中第i个采样点的幅值,表示一帧振动数据的N个采样点的振动幅值平均值,|x
i
|
max
表示一帧振动数据的N个采样点中的最大振幅,x
rms
一帧振动数据的波形有效值;提取得到的方差和均方根表示振动信号的平均能量,用于定量反映岩层界面的变化;提取得到的波峰因素表示硬岩和软岩的差异程度,峭度指数反映硬岩和软岩的变化率,波峰因素和峭度用于定性划分岩石性质;
④
对每帧数据进行时域特征分析,得到用于区分岩层岩体结构特征的对数能量,其包括步骤:a)对钻杆轴向振动信号进行分帧处理,N个时间采样点集合成一个观测单位x(n),0≤n<N,称为一帧;相邻两帧之间重叠W个样点,W值为b)对每一帧数据进行快速傅里叶变换,计算频谱:
c)计算每一帧数据的对数能量:d)将对数能量的振幅谱通过一组滤波器组,计算通过滤波器组后的对数能量,滤波器组采用三角滤波器,选定一组中心频率f
m
,m=1,2,...,M,三角滤波器频率响应为:滤波后的对数能量3)对通过采集随钻参数得到的钻进比功与钻杆轴向振动信号相同的分帧处理,并通过方差、均方根值、波峰因素和峭度分析振动信号的时域特征指数;...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈结,李铮,张明天,
申请(专利权)人:重庆市城市建设投资集团有限公司,
类型:发明
国别省市:
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