一种地质钻孔测斜计算方法与流程

本发明属于铀矿地质研究与铀资源区域评价技术领域，具体涉及一种地质钻孔测斜计算方法。

背景技术：

计算钻孔轨迹对建立真实的三维模型具有重大意义，在《发明一种地质钻孔空间轨迹还原方法》中，阐述了一种测斜提取的方法，主要通过转换勘探线纵向、平面投影图，根据钻孔投影线角度，推算投影面并计算交线。所述交线，即为钻孔轨迹线，最终获取钻孔测斜记录。该算法的弊端在于，需逐钻孔手动调整由制图引起的投影线位置误差，当钻孔测点方位角变化超过90度时，会生成多条交线，需手动进行交线编辑，不能快速、准确的提取钻孔测斜记录，耗费人工时。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题为：本发明提供一种地质钻孔测斜计算方法，用于快速、准确的计算钻孔测斜记录，大大的提高了三维建模数据准备的工作效率，使得三维建模数据准备工作高效化。

本发明的技术方案如下所述：

提出一种地质钻孔测斜计算方法，包括以下步骤：步骤s1：钻孔数据库准备；步骤s2：投影线位置调整；步骤s3：设置孔段值，计算测斜记录；步骤s4：分析冗余测斜记录。

步骤1包括以下操作：

步骤s11：往钻孔数据库内添加钻孔记录，包括序号k、钻孔名称holeid及孔深值length；

步骤s12：分钻孔定义钻孔纵向、平面投影线，每一个钻孔名称下应包括两条投影线，并按钻孔进尺方向标定投影线开始点位置。

步骤2包括以下操作：

获取钻孔纵向投影线或平面投影线的开始点坐标，计算与平面投影线或纵向投影线开始点x、y坐标值的差值，以此差值为参数进行平移纵向投影线或平面投影线，校正制图过程中的投点误差，使得钻孔投影线的开始点在同一铅垂面上。

步骤3包括以下操作：

本算法提出：将一曲线等分成无数个小段，此时曲线上相邻两点间的直线长度与两点间的实际弧长之差小于0.01，两点间的实际长度近似等于直线长度。

步骤s31：设置孔段值d，所述孔段值为打钻时的相邻两测点的深度差，根据步骤3的观点进行孔段值设置，在本算法中d的范围为1～5；

步骤s32：设置孔段值后，开始进行钻孔测斜计算，从第一个钻孔k1开始测斜计算，到最终一个点ki终止计算。

从钻孔开孔点位置开始，根据孔段值和开孔点的倾角、方位角计算钻孔第二个点在投影线上的位置，并获取对应的倾角、方位角，进而根据孔段值和第二个点的倾角、方位角计算第三个点在投影线上的位置，以此方法计算直至钻孔终孔点结束循环。

步骤s321：取钻孔开孔点为第一点,取纵向投影线开始点为n1，平面投影线开始点为m1，分别取n1的倾角值α1和m1的方位角值θ1，并赋值record1＝{holeid,d*1,α1,θ1}，根据公式计算纵向投影线的垂深点d1以及平面投影线平长点l1：d1＝d*cosα1；l1＝d*cosα1*cosθ1。

步骤s322：以垂深点d1、平长点l1的距离值，以n1、m1为参考点分别计算投影线上第二个点n2、m2的位置，分别取n2的倾角值α2和m2的方位角值θ2，并赋值record2＝{holeid,d*2,α2,θ2}，根据公式计算纵向投影线的垂深点d2以及平面投影线平长点l2：d2＝d*cosα2；l2＝d*cosα2*cosθ2。

步骤s323：以垂深点d2、平长点l2的距离值，以n2、m2为参考点分别计算投影线上第三个点n3、m3的位置……

步骤s324：当计算到第i个点时，计算钻孔总长l＝d*i，若l值大于孔深值，则停止计算，将终孔点的纵向投影点的倾角赋值给ni，平面投影点的方位角赋值给mi，将钻孔的孔深值length赋给l，recordi＝{holeid,l,αi,θi}，并终止循环，单孔测斜计算完成。

步骤s325：将计算完成的钻孔测斜记录存储至钻孔数据库内，并进入下一个钻孔的测斜计算，至最终一个钻孔ki终止计算。

步骤s3中，利用孔段值d足够小，进而追踪钻孔下一点，即使钻孔测点方位角变化超过90度，对钻孔测斜计算不产生影响，突破以往测斜提取工作流程的生成多条交线的弊端。

步骤4包括以下操作：

依据步骤s3得到钻孔测斜记录，进行测斜记录冗余分析。

由于孔段值较小，若孔段值为1，一个500米的钻孔至少生成了500条测斜记录，逐钻孔对record进行运算分析，若|αi-αi-1|<0.1&&|θi-θi-1|<0.1，则删除recordi记录。在保证钻孔形态不变的情况下减少测斜记录，为后期建模简化数据。

步骤s41：新定义字段record为测斜记录，从k1钻孔第一个测斜记录开始，n＝1，i＝1，record1＝record1。

步骤s42：从第二个测斜记录开始进行分析计算，n＝2，i＝2，若|α2-α1|<0.1&&|θ2-θ1|&lt;0.1，则删除record2记录，且将1赋值给n，即n＝1。若|α2-α1|&gt;0.1|||θ2-θ1|&gt;0.1，则record2＝record2。

步骤s43：开始第i个测斜记录的计算，n＝n+1，i＝i+1。若|αi-αi-1|<0.1&&|θi-θi-1|&lt;0.1，则删除recordi记录，且将n＝n-1。若|αi-αi-1|&gt;0.1|||αi-αi-1|&gt;0.1，则recordn＝recordi。直至最后一个测斜记录，终止计算。recordn所组成的测斜记录即为钻孔的最终测斜记录。

步骤s44：将完成运算后的钻孔k1的测斜记录record更新至钻孔数据库，开始钻孔k2的测斜记录冗余分析，至钻孔ki终止计算。

本发明的有益效果为：

(1)本发明提供一种地质钻孔测斜计算方法，能够自动化生成钻孔测斜记录，减少数据处理过程中人为参与工作量，提高三维建模数据准备工作的效率；

(2)本发明提供一种地质钻孔测斜计算方法，突破以往测斜提取工作流程的弊端，用于快速、准确的计算钻孔测斜记录。

附图说明

图1为钻孔纵向投影线和横向投影线空间关系示例图；

图2为本发明的公式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种地质钻孔测斜计算方法作进一步详细说明。

本发明提供的一种地质钻孔测斜计算方法，包括以下步骤：步骤s1：钻孔数据库准备；步骤s2：投影线位置调整；步骤s3：设置孔段值，计算测斜记录；步骤s4：分析冗余测斜记录。

步骤s1：钻孔数据库准备：

钻孔数据库准备包括孔位信息表的导入，以及钻孔纵向、平面投影线的定义。钻孔数据库支持钻孔表信息存储，和钻孔线的空间索引。

步骤s11：往钻孔数据库内添加钻孔记录，包括序号k、钻孔名称holeid及孔深值length。

步骤s12：如图1所示，分钻孔定义钻孔纵向、平面投影线，每一个钻孔名称下应包括两条投影线，并按钻孔进尺方向标定投影线开始点位置。

步骤s2：投影线位置调整：

获取钻孔纵向投影线(或平面投影线)的开始点坐标，计算与平面投影线(或纵向投影线)开始点x、y坐标值的差值，以此差值为参数进行平移纵向投影线(或平面投影线)，校正制图过程中的投点误差，使得钻孔投影线的开始点在同一铅垂面上。

步骤s3：设置孔段值，计算测斜记录：

本算法提出：将一曲线等分成无数个小段，此时曲线上相邻两点间的直线长度与两点间的实际弧长之差小于0.01，两点间的实际长度近似等于直线长度。

步骤s31：设置孔段值d，所述孔段值为打钻时的相邻两测点的深度差，根据步骤3的观点进行孔段值设置，在本算法中d的范围为1～5

步骤s32：

从钻孔开孔点位置k1开始，根据孔段值和开孔点的倾角、方位角计算钻孔第二个点k2在投影线上的位置，并获取对应的倾角、方位角，进而根据孔段值和k2的倾角、方位角计算k3在投影线上的位置，以此方法计算直至钻孔终孔点ki并结束循环。

步骤s321：取钻孔开孔点为第一点,取纵向投影线开始点为n1，平面投影线开始点为m1，分别取n1的倾角值α1和m1的方位角值θ1，并赋值record1＝{holeid,d*1,α1,θ1}，根据公式计算纵向投影线的垂深点d1以及平面投影线平长点l1：d1＝d*cosα1；l1＝d*cosα1*cosθ1，如图2所示。

步骤s322：以垂深点d1、平长点l1的距离值，以n1、m1为参考点分别计算投影线上第二个点n2、m2的位置，分别取n2的倾角值α2和m2的方位角值θ2，并赋值record2＝{holeid,d*2,α2,θ2}，根据公式计算纵向投影线的垂深点d2以及平面投影线平长点l2：d2＝d*cosα2；l2＝d*cosα2*cosθ2。

步骤s323：以垂深点d2、平长点l2的距离值，以n2、m2为参考点分别计算投影线上第三个点n3、m3的位置……

步骤s324：当计算到第i个点时，计算钻孔总长l＝d*i，若l值大于孔深值，则停止计算，将终孔点的纵向投影点的倾角赋值给ni，平面投影点的方位角赋值给mi，将钻孔的孔深值length赋给l，recordi＝{holeid,l,αi,θi}，并终止循环，单孔测斜计算完成。

步骤s325：将计算完成的钻孔测斜记录存储至钻孔数据库内，并进入下一个钻孔的测斜计算，至最终一个钻孔ki终止计算。

步骤s3中，利用孔段值d足够小，进而追踪钻孔下一点，即使钻孔测点方位角变化超过90度，对钻孔测斜计算不产生影响，突破以往测斜提取工作流程的生成多条交线的弊端。

步骤s4：分析冗余测斜记录：

依据步骤s3得到钻孔测斜记录，进行测斜记录冗余分析。

由于孔段值较小，若孔段值为1，一个500米的钻孔至少生成了500条测斜记录，逐钻孔对record进行运算分析，若|αi-αi-1|<0.1&&|θi-θi-1|<0.1，则删除recordi记录。在保证钻孔形态不变的情况下减少测斜记录，为后期建模简化数据。

步骤s41：新定义字段record为测斜记录，从k1钻孔第一个测斜记录开始，n＝1，i＝1，record1＝record1。

步骤s42：从第二个测斜记录开始进行分析计算，n＝2，i＝2，若|α2-α1|<0.1&&|θ2-θ1|&lt;0.1，则删除record2记录，且将1赋值给n，即n＝1。若|α2-α1|&gt;0.1|||θ2-θ1|&gt;0.1，则record2＝record2。

步骤s43：开始第i个测斜记录的计算，n＝n+1，i＝i+1。若|αi-αi-1|<0.1&&|θi-θi-1|&lt;0.1，则删除recordi记录，且将n＝n-1。若|αi-αi-1|&gt;0.1|||αi-αi-1|&gt;0.1，则recordn＝recordi。直至最后一个测斜记录，终止计算。recordn所组成的测斜记录即为钻孔的最终测斜记录。

步骤s44：将完成运算后的钻孔k1的测斜记录record更新至钻孔数据库，开始钻孔k2的测斜记录冗余分析，至钻孔ki终止计算。