一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统，其获取由钻头采集的预定时间段内多个预定时间点的电阻率；将所述多个预定时间点的电阻率通过与所述钻头电连接的钻杆传输至服务器；在所述服务器，将所述多个预定时间点的电阻率按照时间维度排列为电阻率时序输入向量；对所述电阻率时序输入向量进行电阻率时序特征提取和特征自相关强化处理以得到电阻率时序特征；基于所述电阻率时序特征，确定是否存在地质异常体并确认是否生成预警提示

【技术实现步骤摘要】
一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统


[0001]本专利技术涉及智能化地质探测
，尤其涉及一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统
。

技术介绍

[0002]在隧道工程的投资决策
、
线路选择
、
施工方法选择
、
设备选型及配置
、
支护形式及参数
、
工期与造价等方案确定过程中，精细化和准确的工程地质
、
水文地质
、
岩体参数等勘察数据是必不可少的支撑
。
[0003]然而，传统的超前地质探测方法在隧道中的应用面临着许多困难
。
在超前地质探测施工时，隧道掘进施工需要中断，这会占用正常的掘进时间，增加经济和时间成本
。
此外，断层
、
溶洞
、
岩溶含水体
、
断层破碎带等不良地质体具有较强的隐蔽性，给隧道地质的探索增加了难度
。
目前的隧道超前地质探测深度较浅，且钻进方向不可控，这进一步加大了隧道工程的风险
。
[0004]因此，期望一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统
。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统，其获取由钻头采集的预定时间段内多个预定时间点的电阻率；将所述多个预定时间点的电阻率通过与所述钻头电连接的钻杆传输至服务器；在所述服务器，将所述多个预定时间点的电阻率按照时间维度排列为电阻率时序输入向量；对所述电阻率时序输入向量进行电阻率时序特征提取和特征自相关强化处理以得到电阻率时序特征；基于所述电阻率时序特征，确定是否存在地质异常体并确认是否生成预警提示
。
这样，可以进行地质异常体的检测判断，从而实现对钻进方向的实时监测和调整，以在钻进过程中及时发现并避免地质异常体，如断层
、
岩溶
、
水窖等，从而提高钻进效率和安全性
。
[0006]本专利技术实施例还提供了一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统，其包括：地质电阻率采集模块，用于获取由钻头采集的预定时间段内多个预定时间点的电阻率；数据传输模块，用于将所述多个预定时间点的电阻率通过与所述钻头电连接的钻杆传输至服务器；电阻率时序信息排列模块，用于在所述服务器，将所述多个预定时间点的电阻率按照时间维度排列为电阻率时序输入向量；电阻率时序特征分析模块，用于对所述电阻率时序输入向量进行电阻率时序特征提取和特征自相关强化处理以得到电阻率时序特征；地质异常体检测预警模块，用于基于所述电阻率时序特征，确定是否存在地质异常体并确认是否生成预警提示
。
附图说明
[0007]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
在附图中：图1为本专利技术实施例中提供的一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统的框图
。
[0008]图2为本专利技术实施例中提供的一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报方法的流程图
。
[0009]图3为本专利技术实施例中提供的一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报方法的系统架构的示意图
。
[0010]图4为本专利技术实施例中提供的一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统的应用场景图
。
具体实施方式
[0011]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明
。
在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定
。
[0012]除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的
的技术人员通常理解的含义相同
。
本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围
。
[0013]在本申请实施例记载中，需要说明的是，除非另有说明和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义
。
[0014]需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一
\
第二
\
第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一
\
第二
\
第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序
。
应该理解“第一
\
第二
\
第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施例可以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施
。
[0015]传统的超前地质探测方法在隧道中的应用确实面临许多困难
。
传统的超前地质探测方法通常需要中断隧道的掘进施工，以进行地质勘探和数据收集，这会占用正常的掘进时间，增加经济和时间成本
。
隧道工程通常有严格的时间表和预算，因此这种中断可能会导致项目延期和成本超支
。
一些不良地质体，如断层
、
溶洞
、
岩溶含水体和断层破碎带，具有较强的隐蔽性，这些地质体在地下不易被察觉，因此对隧道地质的探测增加了难度
。
传统的超前地质探测方法可能无法准确检测到这些地质体，导致在施工过程中遇到意外情况
。
传统的超前地质探测方法通常只能在较浅的地下深度进行探测，而对于深埋隧道来说，这可能无法提供足够的信息
。
此外，钻进方向的控制也是一个挑战，传统方法往往无法精确控制钻孔的方向，导致探测结果的精度受到限制
。
[0016]因此，在本申请中，提出了一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系
统，其可以在钻孔中进行探测感知孔外可能存在的地质异常体
。
[0017]该系统利用钻头与钻杆之间的电磁波通信技术，将钻头处的地质信息实时传输到地面，从而实现对钻进方向的实时监测和调整
。
该系统还采用了多种地质探测方法，如电阻率
、
自然伽马
、
声波等，以提高探测精度和可靠性
。
该系统的主要优点是能够在钻进过程中及时发现并避免地质异常体，如断层
、
岩溶
、
水窖等，从而提高钻进效率和安全性
。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，图1为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统，其特征在于，包括：地质电阻率采集模块，用于获取由钻头采集的预定时间段内多个预定时间点的电阻率；数据传输模块，用于将所述多个预定时间点的电阻率通过与所述钻头电连接的钻杆传输至服务器；电阻率时序信息排列模块，用于在所述服务器，将所述多个预定时间点的电阻率按照时间维度排列为电阻率时序输入向量；电阻率时序特征分析模块，用于对所述电阻率时序输入向量进行电阻率时序特征提取和特征自相关强化处理以得到电阻率时序特征；地质异常体检测预警模块，用于基于所述电阻率时序特征，确定是否存在地质异常体并确认是否生成预警提示
。2.
根据权利要求1所述的基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统，其特征在于，所述电阻率时序特征分析模块，包括：格式转换单元，用于将所述电阻率时序输入向量通过向量
‑
图像格式转化器以得到电阻率时序图像；电阻率时序特征提取单元，用于通过基于深度神经网络模型的电阻率时序特征提取器对所述电阻率时序图像进行特征提取以得到电阻率时序特征图；电阻率时序特征强化单元，用于对所述电阻率时序特征图进行特征自相关强化处理以得到自相关强化表达电阻率时序特征图作为所述电阻率时序特征
。3.
根据权利要求2所述的基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统，其特征在于，所述深度神经网络模型为卷积神经网络模型
。4.
根据权利要求3所述的基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统，其特征在于，所述电阻率时序特征强化单元，用于：将所述电阻率时序特征图通过特征自相关强化表达模块以得到所述自相关强化表达电阻率时序特征图
。5.
根据权利要求4所述的基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报系统，其特征在于，所述地质异常体检测预警模块，包括：地质异常体检测单元，用于将所述自相关强化表达电阻率时序特征图通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示是否存在地质异常体；预警提示生成单元，用于基于所述分类结果，确认是否生成预警提示
。6.
根据权利要求5所述的基于长距离水平定向钻超前地质探测感知预报...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠胜，闫海涛，韩飞，吴银亮，陈锋，明洋，黄仁杰，陈迪，叶辉，杨永龙，张超，牛广天，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：