井下钻孔轨迹微震描述方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及井下钻孔描述方法技术领域，尤其涉及一种矿井深部地应力高异常地区，井下钻孔塌孔、缩孔严重，不具备测井条件时井下钻孔轨迹描述方法。
【背景技术】
[0002]由于井下施工环境条件、岩层结构、施工工艺等多因素影响，井下钻孔轨迹往往较设计存在较大偏差，有时孔深120m的钻孔终孔位置偏差就可能超过30-40m，以至于无法得到所需要的数据资料，或者得出与实际偏差很大甚至完全相反的结论。
[0003]目前，常用的井下钻孔轨迹描述方法为测井仪法，但是在矿井深部地应力高异常地区，井下钻孔塌孔、缩孔严重，有时钻杆刚刚拔出，钻孔就已经坍塌破坏，有时钻杆很难拔出或根本无法拔出，常规测井根本无法进行。因此，研发新的井下钻孔轨迹描述方法，具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种井下钻孔轨迹微震描述方法，所述方法能够对不具备测井条件时井下的钻孔轨迹进行描述，且描述准确，用于后续研宄，具有重要的现实意义。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种井下钻孔轨迹微震描述方法，其特征在于所述方法包括如下步骤:
1)将一组微震检波器布置在井下钻孔孔口位置周围，将所有检波器用电缆连接到井下微震采集分站，形成一个完整的监测单元；
2)井下采集分站通过光纤与矿井环网相连，将监测数据实时传输到地面主服务器进行分析、处理；
3)根据钻进破岩引发的微震事件时空分布情况，对钻孔轨迹进行描述并显示。
[0006]进一步的技术方案在于:每组微震检波器包括6-8个检波器。
[0007]进一步的技术方案在于:在井下巷道条件具备时，采用环绕式布置6-8个微震检波器，检波器间距控制在40m-80m之间；当巷道条件不具备时，可在一条巷道内布置，检波器间距控制在40m-80m之间、检波器之间标高高差确保不小于2m_3m ;在单条巷道长度较小时，可将所有6-8个检波器布置在一个巷道断面内。
[0008]进一步的技术方案在于:在钻进工作开始前24h开启微震监测设备，开始监测；钻孔开始施工后，对开工时间、钻孔进尺、下套管时间、孔口管注浆固孔时间、注浆压力、注浆量、换钻杆时间、停钻时间、封孔过程钻进施工情况做详细记录；钻孔竣工后，继续进行24h监测，完成数据采集工作。
[0009]进一步的技术方案在于:对实时采集到的微震信号进行干扰噪音压制，然后拾取各个检波器的P波起震点到时tp，再根据P波和S波波形规律，选取S波起震点到时ts，进而求取P波和S波到达各个检波器的传播时间tpl和t sl，根据已知的检波器三维坐标X、Y、Z和波速参数，通过定位算法计算事件的空间位置。
[0010]进一步的技术方案在于:根据钻进期间钻头破岩所引发的微弱震动事件时、空分布规律，对钻头运动轨迹进行描述，考虑到微震监测精度情况，所记录位置最小误差3m-6m，最后得出的钻孔轨迹为一弯曲状圆柱体，圆柱体横截面半径3m_6m。
[0011]进一步的技术方案在于:每一个微震事件需要至少通过4道检波器数据进行定位，其中，至少有I个三轴检波器为三道、I个单轴检波器为I道。
[0012]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述方法能够对不具备测井条件时井下的钻孔轨迹进行描述，且描述准确，用于后续研宄，具有重要的现实意义。
【附图说明】
[0013]图1为本发明所述方法使用的的微震描述系统结构图；
图2为井下检波器环绕状布置平面图
图3为单巷线状布置平面图；
图4为环状布置剖面图；
图5为井下钻孔轨迹描述成果剖面图；
其中:1、采集分站2、检波器3、钻孔。
【具体实施方式】
[0014]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0015]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0016]本发明公开了一种井下钻孔轨迹微震描述方法，所述方法包括如下步骤:
1)将一组6-8个微震检波器布置在井下钻孔孔口位置周围，将所有检波器用电缆连接到井下微震采集分站，形成一个完整的监测单元，如图1所示；
2)井下采集分站通过光纤与矿井环网相连，将监测数据实时传输到地面主服务器进行分析、处理；
3)根据钻进破岩引发的微震事件时空分布情况，对钻孔轨迹进行描述并显示。
[0017]微震检波器的布置情况有三种:第一种，如图2所示，在井下巷道条件具备时，采用环绕式布置6-8个微震检波器，检波器间距控制在40m-80m之间；第二种，如图3所示，当巷道条件不具备时，可在一条巷道内布置，检波器间距控制在40m-80m之间、检波器之间标高高差确保不小于2m-3m;第三种，如图4所示，在单条巷道长度较小时，可将所有6_8个检波器布置在一个巷道断面内。
[0018]在钻进工作开始前24h开启微震监测设备，开始监测；钻孔开始施工后，对开工时间、钻孔进尺、下套管时间、孔口管注浆固孔时间、注浆压力、注浆量、换钻杆时间、停钻时间、封孔过程钻进施工情况做详细记录；钻孔竣工后，继续进行24h监测，完成数据采集工作。
[0019]根据钻进期间钻头破岩所引发的微弱震动事件时、空分布规律，对钻头运动轨迹进行描述，考虑到微震监测精度情况，所记录位置最小误差3m-6m，最后得出的钻孔轨迹为一弯曲状圆柱体，圆柱体横截面半径3m-6m，如图5所示。
[0020]进一步的，地面主服务器通过以下方法得到钻孔轨迹:对实时采集到的微震信号进行干扰噪音压制，然后拾取各个检波器的P波起震点到时tp，再根据P波和S波波形规律，选取S波起震点到时ts，进而求取P波和S波到达各个检波器的传播时间tpl和t sl，根据已知的检波器三维坐标X、Y、Z和波速参数，通过定位算法计算钻孔的空间位置。每一个微震事件需要至少通过4道检波器数据进行定位，其中，至少有I个三轴检波器为三道、I个单轴检波器为I道。
[0021]所述方法能够对不具备测井条件时井下的钻孔轨迹进行描述，且描述准确，用于后续研宄，具有重要的现实意义。
【主权项】
1.一种井下钻孔轨迹微震描述方法，其特征在于所述方法包括如下步骤: 1)将一组微震检波器布置在井下钻孔孔口位置周围，将所有检波器用电缆连接到井下微震采集分站，形成一个完整的监测单元； 2)井下采集分站通过光纤与矿井环网相连，将监测数据实时传输到地面主服务器进行分析、处理； 3)地面主服务器根据钻进破岩引发的微震事件时、空分布情况，对钻孔轨迹进行描述并显示。
2.根据权利要求1所述的井下钻孔轨迹微震描述方法，其特征在于:每组微震检波器包括6-8个检波器。
3.根据权利要求1所述的井下钻孔轨迹微震描述方法，其特征在于:在井下巷道条件具备时，采用环绕式以钻孔开孔位置为中心在四周巷道布置6-8个微震检波器，检波器间距控制在40m-80m之间；当巷道条件不具备时，可在一条巷道内布置，检波器间距控制在40m-80m之间、检波器之间标高高差确保不小于2m_3m ;在单条巷道长度较小时，可将所有6-8个检波器布置在一个巷道断面内。
4.根据权利要求1所述的井下钻孔轨迹微震描述方法，其特征在于:在钻进工作开始前24h开启微震监测设备，开始监测；钻孔开始施工后，对开工时间、钻孔进尺、下套管时间、孔口管注浆固孔时间、注浆压力、注浆量、换钻杆时间、停钻时间、封孔过程做详细记录；钻孔竣工后，继续进行24h监测，完成数据采集工作。
5.根据权利要求1所述的井下钻孔轨迹微震描述方法，其特征在于:根据钻进期间钻头破岩所引发的微弱震动事件时、空分布规律，对钻头运动轨迹进行描述，考虑到微震监测精度情况，所记录位置最小误差3m-6m，最后得出的钻孔轨迹为一弯曲状圆柱体，圆柱体横截面半径3m_6m。
6.根据权利要求1所述的井下钻孔轨迹微震描述方法，其特征在于地面主服务器通过以下方法得到钻孔轨迹:对实时采集到的微震信号进行干扰噪音压制，然后拾取各个检波器的P波起震点到时tp，再根据P波和S波波形规律，选取S波起震点到时ts，进而求取P波和S波到达各个检波器的传播时间tpl和t sl，根据已知的检波器三维坐标X、Y、Z和波速参数，通过定位算法计算钻孔的空间位置。
7.根据权利要求1所述的井下钻孔轨迹微震描述方法，其特征在于:每一个微震事件需要至少通过4道检波器数据进行定位，其中，至少有I个三轴检波器为三道、I个单轴检波器为I道。
【专利摘要】本发明公开了一种井下钻孔轨迹微震描述方法，涉及井下钻孔描述方法技术领域。所述方法包括如下步骤：1）将一组微震检波器布置在井下钻孔孔口位置周围，将所有检波器用电缆连接到井下微震采集分站，形成一个完整的监测单元；2）井下采集分站通过光纤与矿井环网相连，将监测数据实时传输到地面主服务器进行分析、处理；3）地面主服务器根据钻进破岩引发的微震事件时空分布情况，对钻孔轨迹进行描述并显示。所述方法能够对不具备测井条件时井下的钻孔轨迹进行描述，且描述准确，用于后续研究，具有重要的现实意义。
【IPC分类】E21B47-0224
【公开号】CN104832160
【申请号】CN201510261561
【发明人】刘建功, 李玉宝, 啜晓宇, 赵立松, 孙新博, 孟凡岭, 路光, 王丹
【申请人】河北煤炭科学研究院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月21日