申请/专利权人：山西郎腾信息科技有限公司

申请日：2024-01-08

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117514128B

主分类号：E21B44/00

分类号：E21B44/00;E21B7/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明涉及煤矿井下水平定向钻探控制领域，具体公开一种煤矿井下水平定向智能化钻探控制方法，本发明通过获取当前钻孔的轨迹参数，并与基准轨迹参数进行比对，判断当前钻孔的轨迹是否需要修正，进一步获取当前钻孔轨迹回归预定钻孔轨迹对应的补偿轨迹参数；能够及时发现并解决施工偏差和问题，使得钻机钻孔可以快速的回归到正确的钻孔轨迹，确保钻进方向准确无误；获取当前钻孔的运行参数，并与适宜运行参数比对，判断当前钻孔的运行参数是否需要调节，进一步获取当前钻孔运行参数的调节方向和调节量；能够精准控制钻进过程，确保井下钻探的准确性和一致性，提高钻探成果的质量和可靠性。

主权项：1.一种煤矿井下水平定向智能化钻探控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、钻机钻孔轨迹参数监测：获取煤矿井下钻探作业过程中当前监测周期内钻机钻孔的轨迹参数，将其记为当前监测周期内钻机钻孔的轨迹参数，其中轨迹参数包括钻孔倾角和钻孔位移；步骤二、钻机钻孔轨迹偏离分析：获取当前监测周期内钻机钻孔的预定钻孔轨迹，得到当前监测周期内钻机钻孔的基准轨迹参数，将当前监测周期内钻机钻孔的轨迹参数与基准轨迹参数进行比对，分析当前监测周期内钻机钻孔的轨迹偏离系数；步骤三、钻机钻孔轨迹修正补偿：根据当前监测周期内钻机钻孔的轨迹偏离系数，判断当前监测周期内钻机钻孔的轨迹是否需要修正，如需要修正，获取当前监测周期钻机钻孔轨迹回归预定钻孔轨迹对应的补偿轨迹参数，并进行反馈；步骤四、钻机钻孔运行参数监测：获取当前监测周期内钻机钻孔的运行参数，其中运行参数包括钻进速度、钻头转速和推进力；步骤五、钻机钻孔适宜运行参数分析：获取当前监测周期内钻机钻孔的地质结构类型、岩石硬度和钻机温度，并获取煤矿井下钻探作业的钻探任务量，分析当前监测周期内钻机钻孔的适宜运行参数；步骤六、钻机钻孔运行参数调节：根据当前监测周期内钻机钻孔的运行参数和适宜运行参数，分析当前监测周期内钻机钻孔的运行参数匹配系数，判断当前监测周期内钻机钻孔的运行参数是否需要调节，如需要调节，获取当前监测周期内钻机钻孔运行参数的调节方向和调节量，进一步对钻机钻孔的运行参数进行调控；所述步骤二的具体分析过程为：提取数据库中存储的当前监测周期内钻机钻孔的预定钻孔轨迹，得到当前监测周期内钻机钻孔的预定钻孔轨迹对应的钻孔位移和钻孔倾角，将其分别记为当前监测周期内钻机钻孔的基准钻孔位移和基准钻孔倾角，并分别表示为；通过分析公式得到当前监测周期内钻机钻孔的轨迹偏离系数，其中表示预设的轨迹偏离系数的修正因子，分别表示当前监测周期内钻机钻孔的钻孔位移和钻孔倾角，分别表示钻孔位移和钻孔倾角的权重因子，，表示预设的钻孔位移的偏差阈值，，；所述步骤三的具体分析过程包括：将当前监测周期内钻机钻孔的轨迹偏离系数与预设的轨迹偏离系数阈值进行比较，若当前监测周期内钻机钻孔的轨迹偏离系数大于预设的轨迹偏离系数阈值，则判断当前监测周期内钻机钻孔的轨迹需要修正；所述步骤五的具体分析过程为：S1：通过地质勘探技术获取当前监测周期内钻机钻孔的地质结构类型；获取当前监测周期内钻机钻孔的岩心样本，对当前监测周期内钻机钻孔的岩心样本进行分析，得到当前监测周期内钻机钻孔的岩心样本对应的岩石硬度，将其记为当前监测周期内钻机钻孔的岩石硬度；获取当前监测周期内钻机钻孔的钻机温度，将其记为；提取数据库中存储的煤矿井下钻探作业的钻探任务量，将其记为；S2：提取数据库中存储的各地质结构类型中各岩石硬度范围对应的钻机钻孔的钻进速度，根据当前监测周期内钻机钻孔的地质结构类型和岩石硬度，筛选得到当前监测周期内钻机钻孔的地质结构类型和岩石硬度对应的钻机钻孔的钻进速度，将其记为当前监测周期内钻机钻孔的参考钻进速度，并表示为；通过分析公式得到当前监测周期内钻机钻孔的适宜钻进速度，其中表示预设的钻机钻孔的适宜钻进速度的修正量，表示自然常数，表示预设的单位钻探任务量对应的影响因子，表示预设的钻机温度阈值，分别表示预设的钻探任务量和钻机温度的权值，；S3：同理，根据当前监测周期内钻机钻孔的适宜钻进速度的分析方法，获取当前监测周期内钻机钻孔的适宜钻头转速和适宜推进力；所述步骤六的具体分析过程包括：将当前监测周期内钻机钻孔的钻进速度和适宜钻进速度代入分析公式得到当前监测周期内钻机钻孔的钻进速度匹配系数，其中表示预设的钻进速度匹配系数的修正因子，表示预设的钻机钻孔的钻进速度的偏差阈值；同理，根据当前监测周期内钻机钻孔的钻进速度匹配系数的分析方法，获取当前监测周期内钻机钻孔的钻头转速匹配系数和推进力匹配系数；所述步骤六的具体分析过程还包括：D1：将当前监测周期内钻机钻孔的钻进速度匹配系数与预设的钻进速度匹配系数阈值进行比较，若当前监测周期内钻机钻孔的钻进速度匹配系数小于预设的钻进速度匹配系数阈值，则当前监测周期内钻机钻孔的钻进速度需要调节；将当前监测周期内钻机钻孔的钻进速度减去适宜钻进速度，得到当前监测周期内钻机钻孔的钻进速度偏差，获取当前监测周期内钻机钻孔的钻进速度偏差的符号，进一步得到当前监测周期内钻机钻孔钻进速度的调节方向；获取当前监测周期内钻机钻孔的钻进速度偏差的绝对值，将其记为当前监测周期内钻机钻孔钻进速度的调节量；D2：同理，根据D1的分析方法，判断当前监测周期内钻机钻孔的钻头转速和推进力是否需要调节，并获取当前监测周期内钻机钻孔的钻头转速和推进力的调节方向和调节量。

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