【技术实现步骤摘要】
本申请涉及钻进控制，尤其是涉及一种基于声波检测的钻进控制方法、系统及计算机设备。
技术介绍
1、目前，钻进是指使用钻机或其他钻探设备在地下或地表进行钻孔的过程，可广泛应用于地质勘探、矿产开采、地质工程等领域，为相关领域的研究和工作提供了重要的技术支持。
2、在钻进过程中，钻头可通过旋转和推进的方式，依次穿过不同的地质层，例如漂卵石层、砂层等，从而获取地质信息、采集样品或进行地下工程施工等。
3、针对上述中的相关技术，专利技术人发现：由于不同地质层的性质和组成均会影响钻进的难度和工艺，因此，为了提高钻进效率并保证钻进安全，如何根据不同地质层的特征选择合适的钻进工艺，成为了目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了根据不同地质层的特征来选择合适的钻进工艺，提高钻进效率和钻进稳定性，本申请提供了一种基于声波检测的钻进控制方法、系统及计算机设备。
2、第一方面，本申请提供一种基于声波检测的钻进控制方法，采用如下的技术方案：
3、一种基于声波检测的钻进控制方法，应用于包括钻杆和钻头的钻进装置，所述钻杆上设置有声波检测装置，所述声波检测装置用于向钻孔内发射并接收声波信号，以采集各个地质层的声波信号数据；其中，所述声波检测装置与钻头保持预设间隔距离；
4、所述钻进控制方法包括：
5、实时获取所述声波检测装置采集的各个地质层的声波信号数据；
6、根据所述各个地质层的声波信号数据进行处理分析，识别各个地质层的地质类
7、根据所述各个地质层的位置分布信息，确定所述钻头与各个地质层之间的实时距离；
8、判断是否存在所述地质层与所述钻头之间的实时距离小于预设距离阈值，若是，则根据所述地质层的地质类型确定对应的推荐钻进策略；其中，所述推荐钻进策略包括推荐钻头类型和推荐钻进速度；
9、根据所述推荐钻进策略将所述推荐钻头类型发送至用户终端，并接收所述用户终端反馈的钻头配置完成信息；
10、响应于所述钻头配置完成信息，根据所述推荐钻进策略控制所述钻进装置按照所述预设钻进速度进行钻进。
11、通过采用上述技术方案，利用声波检测装置实时采集各个地质层的声波信号数据，通过处理分析声波信号数据可以识别各个地质层的地质类型和位置分布信息，判断钻头与各个地质层之间的实时距离，以判断钻头是否即将接触某一地质层，并在某一地质层与钻头的实时距离低于预设距离阈值时根据该地质层的类型确定推荐钻头类型和推荐钻进速度，通过提示用户根据推荐钻头类型对钻头进行更换后，即可通过响应用户终端反馈的钻头配置完成信息控制钻进装置按照预设钻进速度进行钻进，从而便于根据不同地质层的特征来选择合适的钻进工艺，提高了钻进效率和钻进稳定性。
12、可选的，根据所述各个地质层的声波信号数据进行处理分析，识别各个地质层的地质类型的步骤包括：
13、对所述各个地质层的声波信号数据进行增益调整；
14、将增益调整后的各个声波信号数据进行滤波处理；
15、根据滤波处理后的各个声波信号数据进行特征提取，得到各个地质层对应的信号特征数据；
16、将所述各个地质层对应的信号特征数据分别输入至预先训练的地质层识别模型中，得到各个地质层的地质类型。
17、通过采用上述技术方案，对接收到的各个声波信号数据进行预处理，并提取用于反映地质层特征的信号特征数据，通过预先训练好的地质层识别模型对不同地质层的信号特征数据进行自动识别，从而即可得到更加准确全面的地质层信息。
18、可选的，所述控制方法还包括对所述地质层识别模型进行训练的步骤，所述训练步骤包括：
19、获取样本数据集并进行数据预处理；其中，所述样本数据集包括多个预先标注有地质层类型的声波信号样本数据；
20、对预处理后的所述声波信号样本数据进行特征提取；
21、将所述样本数据集划分为训练集和测试集；
22、将所述训练集输入至待训练的算法模型进行训练，得到地质层识别模型；
23、基于所述测试集对所述地质层识别模型进行测试，并对所述地质层识别模型的参数进行校正，得到训练后的地质层识别模型。
24、通过采用上述技术方案，基于预先标注有地质层类型的声波信号样本数据对算法模型进行训练，通过对算法模型的优化校正，即可得到最优的地质层识别模型，从而提高了地质层识别的准确性。
25、可选的，基于所述测试集对所述地质层识别模型进行测试的步骤包括：
26、将所述测试集输入所述地质层识别模型中，对所述地质层识别模型的模型性能进行测试；其中，所述测试指标包括准确率、精确率和召回率。
27、通过采用上述技术方案，利用未参加建模的测试集数据对所建模型进行测试，以了解模型的分类性能和泛化能力，从而便于对地质层识别模型进行参数校正，进一步提高了识别结果的准确性。
28、可选的，所述确定各个地质层的位置分布信息的步骤包括：
29、实时获取各个地质层的声波信号数据对应的声波发射时间和声波接收时间；
30、根据所述声波发射时间和声波接收时间，得到各个地质层的声波传播时长；
31、基于预设数据库，获取各个地质层的声波传播速度；
32、根据各个地质层的声波传播时长和声波传播速度，得到所述声波检测装置与各个地质层之间的实时距离作为各个地质层的位置分布信息。
33、通过采用上述技术方案，预先测定各个地质层的声波传播速度，并通过计算声波传播时长，即可得到声波检测装置与各个地质层之间的实时距离，从而即可作为各个地质层的位置分布信息以反映不同地质层的分布位置。
34、可选的，根据所述各个地质层的位置分布信息，确定所述钻头与各个地质层之间的距离的步骤包括：
35、根据所述各个地质层的位置分布信息，得到所述声波检测装置与各个地质层之间的实时距离；
36、基于所述声波检测装置与各个地质层之间的实时距离以及所述预设间隔距离，得到所述钻头与各个地质层之间的距离。
37、通过采用上述技术方案，根据声波检测装置与各个地质层之间的实时距离以及预设间隔距离之间的差值，即可计算得到钻头与各个地质层之间的距离，进而便于判断钻头是否即将接触某个地质层，并及时采取相应的钻进策略。
38、第二方面，本申请提供一种基于声波检测的钻进控制系统，采用如下的技术方案：
39、一种基于声波检测的钻进控制系统，应用于包括钻杆和钻头的钻进装置，所述钻杆上设置有声波检测装置，所述声波检测装置用于向钻孔内发射并接收声波信号，以采集各个地质层的声波信号数据；其中，所述声波检测装置与钻头保持预设间隔距离；
40、所述钻进控制系统包括：
41、获取模块，用于实时获取所述声波检测装置采集的各个地质层的声波信号数据；
42本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于：应用于包括钻杆和钻头的钻进装置，所述钻杆上设置有声波检测装置，所述声波检测装置用于向钻孔内发射并接收声波信号，以采集各个地质层的声波信号数据；其中，所述声波检测装置与钻头保持预设间隔距离；
2.根据权利要求1所述的一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于，根据所述各个地质层的声波信号数据进行处理分析，识别各个地质层的地质类型的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括对所述地质层识别模型进行训练的步骤，所述训练步骤包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于，基于所述测试集对所述地质层识别模型进行测试的步骤包括：
5.根据权利要求1到4任意一项所述的一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于，所述确定各个地质层的位置分布信息的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于，根据所述各个地质层的位置分布信息，确定所述钻头与各个地质层之间的距离的步骤包括：p>
7.一种基于声波检测的钻进控制系统，其特征在于：应用于包括钻杆和钻头的钻进装置，所述钻杆上设置有声波检测装置，所述声波检测装置用于向钻孔内发射并接收声波信号，以采集各个地质层的声波信号数据；其中，所述声波检测装置与钻头保持预设间隔距离；
8.根据权利要求7所述的一种基于声波检测的钻进控制系统，其特征在于，所述地质类型识别模块（102）包括：
9.根据权利要求7所述的一种基于声波检测的钻进控制系统，其特征在于，所述获取模块（101）还用于实时获取各个地质层的声波信号数据对应的声波发射时间和声波接收时间；
10.一种计算机设备，其特征在于：包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1到6任意一项所述方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于：应用于包括钻杆和钻头的钻进装置，所述钻杆上设置有声波检测装置，所述声波检测装置用于向钻孔内发射并接收声波信号，以采集各个地质层的声波信号数据；其中，所述声波检测装置与钻头保持预设间隔距离；
2.根据权利要求1所述的一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于，根据所述各个地质层的声波信号数据进行处理分析，识别各个地质层的地质类型的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括对所述地质层识别模型进行训练的步骤，所述训练步骤包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于，基于所述测试集对所述地质层识别模型进行测试的步骤包括：
5.根据权利要求1到4任意一项所述的一种基于声波检测的钻进控制方法，其特征在于，所述确定各个地质层的位置分布信息的步骤包括：
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘小耿，马飞，段飞，梅丽佳，元峰，
申请(专利权)人：西安市市政建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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