【技术实现步骤摘要】
一种煤田钻探深孔钻探中的钻孔自动纠偏方法
[0001]本专利技术涉及煤田钻探
,具体为一种煤田钻探深孔钻探中的钻孔自动纠偏方法。
技术介绍
[0002]煤田钻探是指在煤矿地区进行的一种勘探和开采前的钻探活动。它主要用于获取有关煤矿地下地质情况的信息,包括煤层的分布、厚度、品质、倾角等参数。这些信息对于煤矿开采的规划和设计非常重要。煤田钻探的主要目的是确定煤田的储量和质量,以便进行矿井设计和开采方案的制定。通过钻探取样和测量,可以确定煤层的物理性质、化学成分以及其他地质参数,为后续的煤矿开采工作提供依据。在煤田钻探中,常用的钻探方法包括钻孔钻探和岩心钻探。钻孔钻探是通过旋转钻杆和钻头来打开地下岩石,然后用钻孔来获取地质样品和测量地下地质参数。岩心钻探则是使用特殊的岩心钻头来采集岩石样本,以获取更准确的地质信息。
[0003]但是在现有技术中,钻孔的实际钻取参数要与预设钻取参数相近,例如中国专利公开了一种煤田钻探深孔钻探中的钻孔自动纠偏方法,CN114482861A,包括以下步骤:S1、保证场地平整,使得储备泥浆高出施工水位,防止钻孔过程中由于孔内压力小于孔外压力而导致坍孔;S2、在确认好钻孔位置后,将钻机移动到施工位置处;S3、操作钻机起落钢丝绳中心应对准桩中心;S4、钻机就位后校正,底座平整稳固,确保在钻进中不发生倾斜和位移,保证钻进中钻具的平稳及钻孔质量;S5、在成孔前,安装垂直度监测系统和钻头纠偏系统,自动纠偏后再成孔操作;S6、清孔后,对钻孔进行阶段性的成孔质量检查;S7、对孔内进行注浆,完成钻孔 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤田钻探深孔钻探中的钻孔自动纠偏方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)纠偏数据采集在钻杆中部安装倾角传感器,在钻杆下部安装方位角传感器,在钻杆上部安装旋转速度传感器,在钻机臂上同样安装倾角传感器和方位角传感器,多个传感器持续对钻杆钻探时的倾角、方位角、旋转速度进行监测,并进行记录;(2)纠偏数据处理对钻探时的倾角、方位角、旋转速度数据进行预处理;(3)纠偏姿态计算采用四元姿态解算算法对纠偏姿态进行确定,具体的:初始化姿态解算、传感器数据更新,其中传感器更新具体步骤为:3.1从传感器数据中获取角速度数据;3.2由当前时刻的获取的旋转速度数据采用四阶龙格库塔法来估计姿态变化四元数,具体的:3.2.1将旋转速度传感器更新频率定义为
△
t,即离散化的时间步长;3.2.2由当前时刻的角速度数据,计算姿态变化四元数的增量
△
q1;3.2.3将当前时刻的角速度数据乘以
△
t的一半,得到中间时刻的角速度:3.2.4由中间时刻的角速度,计算中间时刻的姿态变化四元数的增量
△
q2;3.2.5再次将中间时刻的角速度乘以
△
t的一半,得到另一个中间时刻的角速度:3.2.6由另一个中间时刻的角速度,计算另一个中间时刻的姿态变化四元数的增量
△
q3;3.2.7将三个姿态变化四元数增量并进行加权平均,得到最终的姿态变化四元数增量:
△
q=(
△
q1+2
×△
q2+2
×△
q3+
△
q4)/6,其中
△
q4为使用当前时刻的角速度计算的姿态变化四元数的增量;3.2.8将姿态变化四元数增量与上一时刻的姿态四元数相乘,得到当前时刻的姿态四元数:q(t)=q(t
‑
1)
×△
q;3.3将步骤2.8中得到的姿态变化四元数与上一时刻的四元数相乘,得到当前时刻的姿态四元数;3.4在步骤(3),对姿态四元数进行归一化,使其范数等于1;(4)姿态结果输出转换根据姿态四元数,计算出钻孔的倾角和方位角,具体的:4.1通过姿态四元数转换为欧拉角,对倾斜角度进行表示;4.2通过姿态四元数转换为旋转矩阵,姿...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡莹,王彥霞,牛婕,刘彦磊,闫松松,刘明,詹玫玫,
申请(专利权)人:中国煤炭地质总局一一九勘探队,
类型:发明
国别省市:
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