一种基于油压阈值判定有效钻进区间的方法

1.本发明属于岩土工程勘察技术领域，尤其涉及一种基于油压阈值判定有效钻进区间的方法。


背景技术：

2.随着我国综合国力不断增强，对基础设施投入逐渐加大，尤其是公路、水利水电等公共基础工程。地质勘察能正确反映场地的工程地质条件，结合设计和现场施工条件，对不同勘察阶段进行技术评价，为基础建设、矿山、边坡等工程提出施工的指导性意见，服务于工程建设的全过程。物探和钻探是目前工程地质勘探的主要方法。钻探使用深部钻探机械设备与技术进行地下标本的获取，得到地层剖面实况，是地质勘探中最直接、有效的方法，也是对未知区域地质探测的关键技术，钻进地质异常调查、瓦斯抽放等矿井生产应用广泛。因此地质信息的有效获取往往在于钻孔的质量，钻孔深度是一个重要指标，而判定钻机有效钻进时间区间是计算孔深的重要步骤。许多国内外专家也对重要的孔深数据进行了相关性研究。许多国内外专家也对重要的孔深数据进行了相关性研究。如孙志飞等通过人工或仪器计数法确定钻杆数量来确定钻孔深度。王洪光等以旋挖钻机为研究对象，利用增量编码器等多种方案来检测并获取钻杆运动深度。
3.钻孔施工质量与孔深等方面的监测管理逐渐表现出许多不足：1)人工计数孔深方法在现场管理欠缺的情况下，出错概率大，孔深数据精确度不高；2)传统数杆法耗时耗力，而利用仪器计数法对人工和钻孔钻探技术都具有较高的要求，都易受人为影响。因此，如何基于油压监测数据变化规律图准确判定有效钻进区间尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提出一种基于油压阈值判定有效钻进区间的方法，能够快速、准确地判定钻机有效钻进区间，从而进一步用于计算与获取实际钻孔深度。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种基于油压阈值判定有效钻进区间的方法，包括以下步骤：
6.根据研究区域进行钻孔，获取每次向下钻进的起止时间区间，获取钻进过程中的油压数据并绘制油压检测数据变化规律图；
7.根据所述油压检测数据变化规律图和每次向下钻进的起止时间区间获取油压阈值；
8.根据所述油压阈值获取有效钻进区间范围，根据所述有效钻进区间范围，判断出再次钻进的有效钻进区间。
9.可选的，所述油压检测数据变化规律图包括：根据记录的时间作为横坐标，对应的所述油压数据作为纵坐标，绘制成油压检测数据变化规律图。
10.可选的，根据所述油压检测数据变化规律图，按照每次向下钻进的起止时间区间划分若干个有效钻进区间。
11.可选的，根据所述油压检测数据变化规律图获取油压阈值具体包括：油压平均值和油压首次突变变化率，根据所述油压检测数据变化规律图获取有效钻进区间内的油压平均值，根据所述油压检测数据变化规律图获取油压首次突变变化率。
12.可选的，根据所述油压阈值获取有效钻进区间范围具体包括：将若干个有效钻进区间的油压平均值进行数据大小的比较，将比较后的最大值和最小值构成的区间作为若干个有效钻进区间油压平均值的范围；将若干个有效钻进区间的油压首次突变变化率中进行数据比较，将比较后的最小值作为若干个有效钻进区间油压首次突变变化率最小值；根据所述若干个有效钻进区间油压平均值的范围和所述若干个有效钻进区间油压首次突变变化率最小值获取有效钻进区间范围。
13.可选的，根据所述若干个有效钻进区间油压平均值的范围和所述若干个有效钻进区间油压首次突变变化率最小值获取有效钻进区间范围，具体包括：基于所述油压检测数据变化规律图，当所述油压检测数据变化规律图中数据同时满足所述若干个有效钻进区间油压平均值的范围并且不小于所述若干个有效钻进区间油压首次突变变化率最小值时，对应的时间段为再次钻进的有效钻进区间。
14.本发明技术效果：本发明公开了一种基于油压阈值判定有效钻进区间的方法，本发明依靠对钻机钻进过程中油压阈值的监测，实现快速有效判定其有效钻进区间，从而在计算实际孔深时，确保孔深数据的精确性，减小了人工误差；在钻机施工过程中不需要时刻人工记录，降低了人力成本或缩短工期。
附图说明
15.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
16.图1为本发明实施例基于油压阈值判定有效钻进区间的方法的流程示意图；
17.图2为本发明实施例zk1的现场钻孔过程位移和油压监测数据随时间变化图；
18.图3为本发明实施例zk2的现场钻孔过程位移和油压监测数据随时间变化图。
具体实施方式
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
20.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
21.如图1所示，本实施例中提供一种基于油压阈值判定有效钻进区间的方法，包括以下步骤：
22.根据研究区域进行钻孔，获取每次向下钻进的起止时间区间，获取钻进过程中的油压数据并绘制油压检测数据变化规律图；
23.根据所述油压检测数据变化规律图和每次向下钻进的起止时间区间获取油压阈值；
24.根据所述油压阈值获取有效钻进区间范围，根据所述有效钻进区间范围，判断出
再次钻进的有效钻进区间。
25.进一步优化方案，所述油压检测数据变化规律图包括：根据记录的时间作为横坐标，对应的所述油压数据作为纵坐标，绘制成油压检测数据变化规律图。
26.进一步优化方案，根据所述油压检测数据变化规律图，按照每次向下钻进的起止时间区间划分若干个有效钻进区间。
27.进一步优化方案，根据所述油压检测数据变化规律图获取油压阈值具体包括：油压平均值和油压首次突变变化率，根据所述油压检测数据变化规律图获取有效钻进区间内的油压平均值，根据所述油压检测数据变化规律图获取油压首次突变变化率。
28.进一步优化方案，根据所述油压阈值获取有效钻进区间范围具体包括：将若干个有效钻进区间的油压平均值进行数据大小的比较，将比较后的最大值和最小值构成的区间作为若干个有效钻进区间油压平均值的范围；将若干个有效钻进区间的油压首次突变变化率中进行数据比较，将比较后的最小值作为若干个有效钻进区间油压首次突变变化率最小值；根据所述若干个有效钻进区间油压平均值的范围和所述若干个有效钻进区间油压首次突变变化率最小值获取有效钻进区间范围。
29.进一步优化方案，根据所述若干个有效钻进区间油压平均值的范围和所述若干个有效钻进区间油压首次突变变化率最小值获取有效钻进区间范围，具体包括：基于所述油压检测数据变化规律图，当所述油压检测数据变化规律图中数据同时满足所述若干个有效钻进区间油压平均值的范围并且不小于所述若干个有效钻进区间油压首次突变变化率最小值时，对应的时间段为再次钻进的有效钻进区间。
30.1)在研究区域内进行首次钻孔(记为zk1)时，通过一种实时监测钻机钻进参数的智能化装置监测，记录每次向下钻进的起止时间区间，采集并汇总油压数据，以时间为横坐标，油压为纵坐标，绘制现场钻孔过程油压监测数据变化规律图，如图2所示。
31.2)将钻孔zk1的若干个向下钻进的起止时间区间记为有效钻进区间b1、b2……bk
。
32.3)在有效区间b1内，分别获取两个油压阈值，即油压平均值x1，油压首次突变变化率(5s内)y1；
33.同理，求得有效钻进区间b2、b3、
……
、bk的阈值，即油压平均值x2、x3、
……
、xk和油压首次突变变化率(5s内)y2、y3、
……
、yk。
34.4)设k个有效钻进区间内油压平均值的范围为p1，k个有效钻进区间内油压首次突变变化率(5s内)最小值为p2，公式如下：
35.p1＝[min(x1,x2,x3,
……
,xk),max(x1,x2,x3,
……
,xk)]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0036]
p2＝min(y1,y2,y3,
……
,yk)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0037]
5)在相同研究区域内需要再次钻孔(zk2)时，对照现场钻孔过程油压监测数据，如图3所示，油压平均值当属于p1范围，且油压首次突变变化率(5s内)大于p2时，该时间段即为钻孔(zk2)施工时的有效钻进区间。
[0038]
6)在相同研究区域内重复步骤5)，判定出其余钻孔(zk3、zk4
……
)施工时的有效钻进区间。
[0039]
本发明公开了一种基于油压阈值判定有效钻进区间的方法，本发明依靠对钻机钻进过程中油压阈值的监测，实现快速有效判定其有效钻进区间，从而在计算实际孔深时，确保孔深数据的精确性，减小了人工误差；在钻机施工过程中不需要时刻人工记录，降低了人
力成本或缩短工期。
[0040]
以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。