一种适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法与流程

文档序号:31134012发布日期:2022-08-13 09:11阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,其特征在于,包括以下步骤:s1、根据目标钻孔在水平钻孔段的地质突变位置及类型实时计算钻孔方位和深度,钻孔至设计深度后将水力割缝钻头伸入钻孔中;s2、启动水泵,待压力稳定后进行水力割缝;s3、分析所述钻孔孔口出煤情况,直至孔口无煤屑涌出后继续深入,完成钻孔煤段的水力割缝后关闭水泵。2.如权利要求1所述的适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,其特征在于,所述步骤s1所述计算钻孔方位和深度具体步骤为:s11、确定目标钻孔在水平钻孔段的地质突变位置及类型,结合钻孔坐标与地质突变类型,进行建模,生成地面模型及钻孔轨道模型;s12、建立靶平面方程以及靶点坐标系与钻孔口坐标系之间的坐标转换关系;s13、基于钻孔的底点轨迹参数和钻孔段长度,采用深度学习方法,预测入靶方向并校核是否满足工程要求;s14、进行轨道碰撞扫描,得到碰撞结果;s15、根据入靶方向和所述碰撞结果进行钻孔,抓拍获取钻孔原始图像,并进行色度补偿以得到补偿后图像;s16、对补偿后图像的数据进行数据处理;s17、基于实钻轨迹最后两测点的测斜数据,计算末测段的轨迹特征参数,用于表征末测段的轨迹形状;s18、将补偿后图像与所述轨迹特征参数进行拼接后,进行图像编辑处理,以得变换图像;s19、利用去噪处理后的多层小波系数重构对应的变换图像,并根据所述钻孔轨道模型和变换图像计算出实时钻孔方位和深度。3.如权利要求2所述的适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,其特征在于,所述步骤s11确定目标钻孔在水平钻孔段的地质突变位置及类型的具体步骤为:s111、根据目标钻孔的煤层材料的分析处理结果,确定目标钻孔的水平钻孔段中地质突变的预测区域;s112、当水平钻孔段中的钻头到达预测区域时,根据获取的随钻煤层材料,确定地质突变在预测区域中的位置和地质突变的类型。4.如权利要求2所述的适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,其特征在于,所述步骤s13使用已知的数据相关参数进行训练,并进行测试达到深度学习的目的,最终使用本数据预测入靶方向并校核是否满足工程要求,其中入靶方向包括入靶钻孔斜角和方位角。5.如权利要求2所述的适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,其特征在于,所述步骤s14进行轨道碰撞扫描,得到碰撞结果的具体步骤为:使用最小法面距离方法进行轨道碰撞扫描,根据多次的碰撞扫描结果,去除最高价值结果与最低价值结果,以稳定的碰撞扫描结果为准,得到碰撞结果。6.如权利要求2所述的煤适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,其特征在于,所述步骤s15根据入靶方向和碰撞结果进行钻孔,抓拍获取钻孔原始图像,并进行色度补偿以得到补偿后图像的具体步骤为:
s151、在钻孔过程中,获取钻孔原始图像和降质图像,其中降质图像为原始图像加入环境光底色后的图像;s152、获取原始图像与降质图像的色度差异,利用色度差异对所述原始图像进行色度补偿以得到所述补偿后图像。7.如权利要求2所述的适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,其特征在于,所述步骤s16中数据处理依次包括校正、除燥、重排和卷积。8.如权利要求2所述的适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,其特征在于,所述步骤s17中测斜数据为钻孔深、钻孔斜角、方位角。9.如权利要求2所述的适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,其特征在于,所述步骤s18将补偿后图像与所述轨迹特征参数进行拼接后,进行图像编辑处理,以得变换图像具体步骤为:从多个拼接图像中定义供处理的一组图像,使该组图像内的一个或多个成分对齐,通过对一个或者多个图像进行剪裁、调整大小和旋转,来变换经过对齐的该组图像中的一个或者多个,以产生一系列经过变换的图像。10.如权利要求2所述的适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,其特征在于,所述步骤s19利用基于多层小波系数对应的多个噪声阈值的小波阈值去噪函数,对多层小波系数进行去噪处理,根据如下公式确定每层小波系数对应的噪声阈值:其中,g为含噪图像的小波系数的总数,k为对应的分解层序数,λ
k
为对含噪图像进行g层小波分解后第k层的噪声阈值,(w
pq
)
k
表示小波分解后第k层的水平、垂直、对角线方向上的高频系数。

技术总结
本发明涉及一种适用于穿层钻孔水力割缝的钻进方法,属于钻孔开采技术领域,包括以下步骤:S1、根据目标钻孔在水平钻孔段的地质突变位置及类型实时计算钻孔方位和深度,钻孔至设计深度后将水力割缝钻头伸入钻孔中,钻孔过程中对实时钻孔方位和深度进行判断,从而可避开钻孔位置中的地质突变区域,且减少了灾害的发生,大大提升了钻孔作业的安全性能;S2、启动水泵,待压力稳定后进行水力割缝;S3、分析钻孔孔口出煤情况,直至孔口无煤屑涌出后继续深入,完成钻孔煤段的水力割缝后关闭水泵,利用高压水射流的切割作用,对钻孔煤段进行扩孔,增加孔内煤体暴露面积,制造裂隙,提高煤层透气性,提高瓦斯抽采效果。提高瓦斯抽采效果。提高瓦斯抽采效果。


技术研发人员:曲孔典 张锋 耿延辉 王建军 孙东玲 邹洋 李蕾 吴蔚 林德财 刘培东 张强 段佳鑫
受保护的技术使用者:中煤科工集团重庆研究院有限公司
技术研发日:2022.05.31
技术公布日:2022/8/12
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