【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于在由钻机钻岩期间实时调整至少一个钻孔参数的方法。本公开还涉及用于在由钻机钻岩期间实时调整至少一个钻孔参数的控制系统、钻机、计算机程序和计算机可读介质。
技术介绍
1、钻岩(即，在通过开凿岩石来在岩石中钻孔时)是一项具有挑战性且要求高的操作。钻岩通常通过冲击钻孔来实施，其中，通常液压地操作的冲击活塞用于借助于由液压压力(冲击压力)产生的冲击力来产生冲击波。冲击波被传递到钻头，并且因此通过钻头被传递到岩石。钻岩可以附加地或可替代地通过旋转的钻孔(例如，通过在钻岩期间旋转钻头)来执行。钻头可以附加地或可替代地受到进给力，在钻岩操作期间该进给力迫使钻头进一步进入钻孔中。
2、在钻岩操作期间，产生来自岩石的岩屑。优选地，岩屑通过冲洗被从钻孔中去除。冲洗的典型特征在于使用将岩屑从钻孔中带出的诸如空气和/或水的冲洗介质。相应地，在钻岩期间，冲洗介质可以在一定压力下被注入到钻孔中，以从而从钻孔中去除岩屑。
3、通过使用一个或多个钻孔参数来控制钻岩。举例来说，一个或多个钻孔参数可以是钻头的特定冲击频率、特定进给速率和/或特定旋转速度。相应地，一个或多个钻孔参数将影响钻岩性能，例如产生的钻孔的质量和/或钻孔进行得有多快。一个或多个钻孔参数也将影响钻岩部件的使用寿命。因此，一个或多个钻孔参数影响钻孔的质量和钻成钻孔的成本。
4、已经认识到，需要开发改进的技术，以提高钻岩性能。
技术实现思路
1、鉴于上述，本公开的目的是提供用于在由钻机钻岩期间实时调整至少
2、根据本公开的第一方面，目的中的至少一个通过根据权利要求1所述的方法来实现。
3、因此，提供了用于在由钻机钻岩期间实时调整至少一个钻孔参数的方法。钻机被配置为以影响钻岩性能的一组可调整的钻孔参数来操作。
4、方法包括：
5、在正在进行的钻岩操作期间，当钻机以一组可调整的钻孔参数中的一组特定的钻孔参数来操作时，通过使用至少一个传感器来测量由钻岩操作产生的颗粒的颗粒尺寸，其中，测量的颗粒与使用该组特定的钻孔参数时的时间点相关联；以及
6、当测量的颗粒尺寸满足预定义标准时，实时调整该组特定的钻孔参数中的至少一个钻孔参数。
7、本文中使用的钻岩操作也可以表示当钻孔工具(例如，钻头)正在在岩石(尤其是均质岩石)中钻孔时的主要钻岩操作。可以在实际的钻岩操作开始之前，执行打眼钻孔操作。相应地，如本文中公开的钻岩操作不是打眼钻孔操作。
8、通过提供如本文中公开的方法，当测量的颗粒尺寸满足预定义标准时，将实时调整至少一个钻孔参数。从而，可以在钻孔的同时，改进钻岩操作。因此，能够在钻岩期间提高钻岩性能。本公开基于这样的认识，即测量由钻岩操作产生的颗粒的尺寸并使用该信息以在钻岩期间调整一个或多个钻孔参数是有利的。更具体地，已经认识到，测量与使用该组特定的钻孔参数时的时间点相关的颗粒的尺寸是有利的。因此，测量的颗粒尺寸将被用作与该组特定的钻孔参数的使用相关联的钻岩性能的指标。相应地，预定义标准用于指示何时钻岩性能不令人满意以及需要调整钻孔参数中的至少一个。
9、由钻岩操作产生的颗粒也可以表示如上文中提到的岩屑，或者至少形成岩屑的一部分。颗粒也可以表示岩石颗粒，即通过钻岩操作从岩石中去除的岩石颗粒。
10、颗粒尺寸的测量可以包括获取测量的颗粒的平均颗粒尺寸值以及使用平均颗粒尺寸值以与预定义标准进行比较。附加地或可替代地，颗粒尺寸的测量可以包括获取测量的颗粒的颗粒尺寸分布以及使用颗粒尺寸分布值以与预定义标准或在诸如机器学习算法的优化算法中进行比较。举例来说，颗粒尺寸分布的峰值(即，最大值)可以用于与预定义标准进行比较。
11、可选地，在钻岩操作期间，测量颗粒尺寸和实时调整至少一个钻孔参数的步骤在控制回路中连续执行。因此，能够确保在整个钻岩操作期间，即直到钻孔被钻到其最终长度，钻岩性能被优化。
12、可选地，实时调整至少一个钻孔参数包括根据测量的颗粒尺寸增大或减小至少一个钻孔参数，从而获取将被用于正在进行的钻岩操作的一组更新后的钻孔参数。
13、可选地，方法进一步包括：
14、根据一组更新后的钻孔参数评估钻岩性能；
15、通过使用评估，获取该组更新后的钻孔参数、钻岩性能和测量的颗粒尺寸之间的相关性；以及
16、使用所述相关性，以根据测量的颗粒尺寸，确定更新调整级别的需要。
17、因此，已经进一步认识到，根据一组更新后的钻孔参数评估钻岩性能，从而评估是否需要根据测量的颗粒尺寸来更新调整级别可以是有利的。换句话说，通过随着时间的推移的学习，例如通过使用机器学习算法，至少一个钻孔参数的调整能够随着时间的推移而改进，从而导致进一步改进的钻岩性能。
18、举例来说，可以通过使用一个或多个传感器来执行评估，传感器适于测量指示钻岩性能的值，例如指示钻孔的质量的值和/或指示钻孔进行得有多快的值(即，钻孔速度)。钻孔的质量可以与钻孔的平直度有关。评估可以进一步包括与用于钻成钻孔的成本相关的值，例如与钻岩元件的退化(例如用于钻岩的钻头的退化)相关的值。附加地或可替代地，评估还可以包括钻岩操作期间和/或钻岩操作之后的来自用户的手动输入。
19、可选地，该组可调整的钻孔参数包括以下钻孔参数中的至少一个：
20、钻机的钻孔工具的转速；
21、施加在钻机的钻孔工具上的静载荷；
22、施加在钻机的钻孔工具上的冲击力；
23、冲击频率；
24、钻机的钻孔工具的进给速率；
25、指示由钻岩操作产生的颗粒的颗粒去除率的参数；
26、诸如冲洗压力和/或冲洗速度的冲洗参数；
27、施加在钻机的钻孔工具上的扭矩。
28、可选地，通过以下颗粒尺寸测量技术中的至少一种来执行测量颗粒的颗粒尺寸：
29、激光衍射；
30、动态光散射；
31、静电分离；
32、筛分分析；
33、沉积；
34、电区。
35、可以使用技术人员已知的另外的测量技术。然而，上述测量技术已经显示出能够有效地测量由钻岩操作产生的颗粒的颗粒尺寸。
36、可选地，测量由钻岩操作产生的颗粒的颗粒尺寸包括使用时间延迟参数，该时间延迟参数指示使用该组特定的钻孔参数时的时间点与执行颗粒尺寸的测量时的时间点之间的差，其中，时间延迟参数用于将测量的颗粒与使用该组特定的钻孔参数时的时间点相关联。已经进一步认识到，在远离钻孔工具与岩石之间的发生实际接触的位置的位置执本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于在由钻机(10)钻岩期间实时调整至少一个钻孔参数的方法，其中，所述钻机(10)被配置为以影响所述钻岩性能的一组可调整的钻孔参数来操作，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述钻岩操作期间，测量颗粒尺寸和实时调整至少一个钻孔参数的步骤在控制回路中连续执行。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中实时调整所述至少一个钻孔参数包括根据测量的所述颗粒尺寸增大或减小所述至少一个钻孔参数，从而获取将被用于所述正在进行的钻岩操作的一组更新后的钻孔参数。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一组可调整的钻孔参数包括以下钻孔参数中的至少一个：
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过以下颗粒尺寸测量技术中的至少一种来执行测量颗粒的所述颗粒尺寸：
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，测量由所述钻岩操作产生的颗粒的所述颗粒尺寸包括使用时间延迟参数，所述时间延迟参数指示使用所述一组特定的钻孔参数时的所述时间点与执行所述颗粒尺
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述时间延迟参数是可变的，例如在所述正在进行的钻孔操作期间根据当前钻孔深度而变化。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述预定义标准与其中执行所述正在进行的钻孔操作的岩石的类型相关联。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述预定义标准与所述一组特定的钻孔参数相关联。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：将所述一组调整过的钻孔参数用于后续钻岩操作，以钻另一个钻孔。
12.一种用于在由钻机(10)钻岩期间实时调整至少一个钻孔参数的控制系统(100)，其中，所述钻机(10)被配置为以影响所述钻岩性能的一组可调整的钻孔参数来操作，所述控制系统(100)包括用于测量由所述钻机的钻岩操作产生的颗粒的颗粒尺寸的至少一个传感器(110)，其中，所述控制系统(100)被配置为执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
13.一种钻机(10)，包括根据权利要求12所述的控制系统(100)。
14.一种计算机程序，包括用于使根据权利要求11所述的控制系统(100)执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的指令。
15.一种计算机可读介质，具有存储在其上的根据权利要求14所述的计算机程序。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于在由钻机(10)钻岩期间实时调整至少一个钻孔参数的方法，其中，所述钻机(10)被配置为以影响所述钻岩性能的一组可调整的钻孔参数来操作，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述钻岩操作期间，测量颗粒尺寸和实时调整至少一个钻孔参数的步骤在控制回路中连续执行。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中实时调整所述至少一个钻孔参数包括根据测量的所述颗粒尺寸增大或减小所述至少一个钻孔参数，从而获取将被用于所述正在进行的钻岩操作的一组更新后的钻孔参数。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一组可调整的钻孔参数包括以下钻孔参数中的至少一个：
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过以下颗粒尺寸测量技术中的至少一种来执行测量颗粒的所述颗粒尺寸：
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，测量由所述钻岩操作产生的颗粒的所述颗粒尺寸包括使用时间延迟参数，所述时间延迟参数指示使用所述一组特定的钻孔参数时的所述时间点与执行所述颗粒尺寸的测量时的所述时间点之间的差，其中，所述时间延迟参数用于将测量的所述颗粒与使用所述一组特定的钻孔参数时的所述时间点相关联。
8.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德斯·佩尔松，帕特里克·马尔默，
申请(专利权)人：安百拓凿岩有限公司，
类型：发明
国别省市：
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