[发明专利]钻探智能监控仪

说明书

本发明的钻探智能监控仪涉及地质岩芯钻探测量类的智能钻探监控仪器属现代测试技术领域。

在地质钻探中，对岩石变化、孔内工况及孔内事故预报，是长期以来国内外钻探界急待解决而又未解决的一大难题，钻探状况的不可预见性，使钻探参数选择和钻进工艺的决策存在着很大盲目性，这在找深部矿和盲矿时更为严重，目前在钻探生产中的各种钻参仪，包括钻进微机多功能监测系统，由于都是孤立地对单个数据采取设上、下限的报警方式；不具备对多参数的相互影响进行综合分析处理的能力，因而无法对钻探生产中发生的烧钻、钻头微烧、断钻杆、可钻性变化、岩石破碎、岩芯堵等进行准确显示或预报。工效提不高，浪费现象严重。

本发明的目的在于提出一种能对钻探状况随时实施监测，正确判断，并优化钻进工艺的钻探智能监控仪。

本发明的钻探智能监控仪，由主机硬件装置系统和计算机软件程序两部份组合而成，与钻机配套使用。

本发明的钻探智能监控仪是在采用现代测试技术，数据处理技术和计算机技术的基础上，充分考虑和发挥了操作人员的主观能动性，特别是人的有效的钻进判断分析方法，并吸收现代钻探新方法，建立起不同的判断模式样本，供对比、分析和判断，实现了多参数自动跟踪、综合判断、人机结合给操作员以优先处理权的最佳执行方案。实破了过去普遍采用的对参数只进行设上、下限的报警方式或孤立并列显示的模式。真正实现了对孔内事故有效报警，并根据事故预报情况采取相应措施，同时可以通过汇编的软件程序与各种不同模式进行对比、分析，从而准确判断出岩石变化及孔内工况。

上述设计思想体现了人工智能的原理，人工智能实际是汲取和模仿有经验钻工的有效的分析判断方法，采用模式识别技术，自学习技术，实现对孔内的实时监测与优化控制。所谓的模式样本有两种类型：一类是采样基础上，通过自动识别和学习而建立样本，然后对以后参数采样，通过特征提取，与样本特征比较，并进行不同模式的综合判断，最后得出结论并输出，同时鉴别样本条件是否变化，如变化，则需重新建立样本，如此往复循环下去，第二类，样本是固定的，在样本库里装着不同样本以供提取，直接与随机采集样本进行比较和判断，最后识别输出。在第二类判断方式中有二个判断子模式需特别指出，加以说明：

(1)判断岩石破碎模式，即岩石破碎系数Ka的确定： K A = Σ ( A - A ‾ ) 2 n - 1 A ‾ ≥ Km ]]>其中：A：代表负荷电流瞬时值；

  A：代表负荷电流平均值；

  n：代表瞬时值个数；

  Km：代表岩石破碎界值；

这个判断模式即有钻工的丰富经验，又有现代数理统计中的变异系统概念，这样使得钻工的经验进一步科学化。

(2)岩石可钻性指数Kz： K Z = V n . Pm ]]>其中：V：代表钻速；n：代表转速；Pm：代表钻压；K_z：为单位钻压下的每转切入量，它对同一钻头在一定钻压范围内是可以反映岩石可钻性大小及钻头与所钻岩石的适配情况参数的。