适用于浅覆盖区域松散地层取样的车载反循环钻机及方法技术

本申请涉及一种适用于浅覆盖区域松散地层取样的车载反循环钻机及方法。其包括：包括动力系统、电控系统、钻机、真空泵和钻塔，其特征在于，所述钻塔适于安装于汽车底盘，用于调节所述钻机的高度；所述真空泵用于维持钻孔内的负压防止泥浆进入所述钻孔，所述电控系统用于对所述钻机的参数进行自动调整；所述动力系统用于给所述钻机提供动力。这样，可以适用于浅覆盖区域松散地层取样的车载反循环钻机结合了车载平台的高机动性和反循环钻探技术的高效性，能够实现在浅覆盖区域松散地层中的高效取样。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及地质勘探，具体地，涉及一种适用于浅覆盖区域松散地层取样的车载反循环钻机及方法。

技术介绍

1、在地质勘探领域，浅覆盖区域的采样工作一直是地质研究和资源开发中的一个挑战。目前，国内在这些区域主要采用空气循环钻机进行采样。空气循环钻机的工作原理是利用空气压力将钻杆内深部的介质通过钻杆外壁输送至地表，从而实现取样。然而，这种方法存在一些明显的局限性和缺点。

2、首先，空气循环钻机在取样介质的代表性方面存在不足，不能满足取样介质的代表性。并且，由于空气压力的作用，介质在上升过程中可能会受到空气流动的影响，导致样品的物理和化学性质发生变化，从而也无法真实反映深部地层的化学特征。这种取样介质的失真，会对地质分析和找矿判断造成不利影响，降低勘探的准确性和效率。

3、其次，空气循环钻机在机动性方面也存在问题。目前，国内使用的履带式rc钻机（空气反循环钻机）虽然在一定程度上提高了取样效率，但其机动性较差，难以适应复杂多变的地质环境和工作条件。这限制了钻机在不同地形和条件下的快速部署和灵活应用，影响了勘探工作的连续性和时效性。

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【技术保护点】

1.一种适用于浅覆盖区域松散地层取样的车载反循环钻机，包括动力系统、电控系统、钻机、真空泵和钻塔，其特征在于，所述钻塔适于安装于汽车底盘，用于调节所述钻机的高度；所述真空泵用于维持钻孔内的负压防止泥浆进入所述钻孔，所述电控系统用于对所述钻机的参数进行自动调整；所述动力系统用于给所述钻机提供动力；其中，所述电控系统，包括：数据采集模块，用于获取由传感器采集的钻头负载数据的时间序列和钻杆内压力的时间序列；钻机数据时序自相关模块，用于分别构造所述钻头负载数据的时间序列和所述钻杆内压力的时间序列的空间协方差矩阵以得到钻头负载时序关联矩阵和钻杆内压力时序关联矩阵；钻机数据时序模式特征提取模块，用于...

【技术特征摘要】

1.一种适用于浅覆盖区域松散地层取样的车载反循环钻机，包括动力系统、电控系统、钻机、真空泵和钻塔，其特征在于，所述钻塔适于安装于汽车底盘，用于调节所述钻机的高度；所述真空泵用于维持钻孔内的负压防止泥浆进入所述钻孔，所述电控系统用于对所述钻机的参数进行自动调整；所述动力系统用于给所述钻机提供动力；其中，所述电控系统，包括：数据采集模块，用于获取由传感器采集的钻头负载数据的时间序列和钻杆内压力的时间序列；钻机数据时序自相关模块，用于分别构造所述钻头负载数据的时间序列和所述钻杆内压力的时间序列的空间协方差矩阵以得到钻头负载时序关联矩阵和钻杆内压力时序关联矩阵；钻机数据时序模式特征提取模块，用于通过基于深度神经网络模型的时序模式特征提取器分别对所述钻头负载时序关联矩阵和所述钻杆内压力时序关联矩阵进行特征提取以得到钻头负载时序关联特征向量和钻杆内压力时序关联特征向量；钻头负载-钻杆内压力时序特征交互模块，用于将所述钻头负载时序关联特征向量和所述钻杆内压力时序关联特征向量输入非线性耦合交互模块以得到钻头负载-钻杆内压力时序非线性交互耦合表示向量；钻机推进速度控制模块，用于基于所述钻头负载-钻杆内压力时序非线性交互耦合表示向量，确定当前时间点的推进速度应增大、应减小或应保持不变。

2.根据权利要求1所述的适用于浅覆盖区域松散地层取样的车载反循环钻机，其特征在于，所述钻机数据时序自相关模块，包括：数据规整单元，用于将所述钻头负载数据的时间序列和所述钻杆内压力的时间序列分别按照时间维度进行数据规整以得到钻头负载时序输入向量和钻杆内压力时序输入向量；空间协方差计算单元，用于分别计算所述钻头负载时序输入向量和所述钻杆内压力时序输入向量的空间协方差矩阵以得到所述钻头负载时序关联矩阵和所述钻杆内压力时序关联矩阵。

3.根据权利要求2所述的适用于浅覆盖区域松散地层取样的车载反循环钻机，其特征在于，所述钻机数据时序模式特征提取模块，用于将所述钻头负载时序关联矩阵和所述钻杆内压力时序关联矩阵分别通过基于空洞卷积神经网络模型的时序模式特征提取器以得到所述钻头负载时序关联特征向量和所述钻杆内压力时序关联特征向量。

4.根据权利要求3所述的适用于浅覆盖区域松散地层取样的车载反循环钻机，其特征在于，所述钻头负载-钻杆内压力时序特征交互模块，包括：钻头负载-钻杆内压力时序响应单元，用于计算所述钻杆内压力时序关联特征向量和所述钻头负载时序关联特征向量之间的逐位置响应以得到钻头负载-钻杆内压力时序交互特征向量；钻头负载-钻杆内压力时序交互耦合表示单元，用于将所述钻头负载-钻杆内压力时序交互特征向量进行非线性响应优化处理以得到所述钻头负载-钻杆内压力时序非线性交互耦合表示向量。

5.根据权利要求4所述的适用于浅覆盖区域松散地层取样的车载反循环钻机，其特征在于，所述钻头负载-钻杆内压力时序交互耦合表示单元，用于计算所述钻头负载-钻杆内压力时序交互特征向量中的各个位置特征值的平方值与第一预定调整超参数之间的乘积以得到第一钻头负载-钻杆内压力时序交互非线性因子二次项调整参数；计算所述钻头负载-钻杆内压力时序交互特征向量中的各个位置特征值与第二预定调整超参数之间的乘积以得到第一钻头负载-钻杆内压力时序交互非线性因子一次项调整参数；计算所述第一钻头负载-钻杆内压力时序交互非线性因子二次项调整参数和所述第一钻头负载-钻杆内压力时序交互非线性因子一次项调整参数之间的加和以得到第一钻头负载-钻杆内压力时序交互非线性因子；计算所述钻头负载-钻杆内压力时序交互特征向量中的各个位置特征值的平方值与第三预定调整超参数之间的乘积以得到第二钻头负载-钻杆内压力时序交互非线性因子二次项调整参数；计算所述钻头负载-钻杆内压力时序交互特征向量中的各个位置特征值与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚敏，屈耀鹏，张文国，兰军强，翟建国，熊爱民，
申请(专利权)人：克拉玛依市远山石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：