钻进信息综合集成系统研究与开发

钻进过程同步传输地层信息钻进参数信息,工况信息,以达到钻进过程信息化,科学化.利用人工神经网络技术同步判断所钻地层的岩性,可以弥补由于地质因数和技术因素原因造成采心上的问题所引起的地层失真缺陷.本技术通过野外生产实际和室内实验证明其可靠性与实用性,加强岩样的样本学习扩大岩样的样本库容,可以提高人工神经网络的判层精度.     

基于黄金分割理论的改进BP网络地下水水质评价

利用VB语言编写附加动量的改进BP人工神经网络模型程序,并将其加载到Excel中,以湛江市区地下水为例研究水质状况。该模型采用黄金分割理论和试算相结合的方法对网络模型的隐含层节点数进行了优选,研究结果与其他方法相比显示：改进BP人工神经网络模型在地下水水质评价中能够很好地解决评价因子与水质等级间复杂的非线形关系,评价结果的精度有较大地提高。     

对目前砂金矿钻探中三种进尺方式与砂样质量关系的分析

随着国家对黄金矿产资源的需要日益迫切,砂金矿钻探工作近两年来得到了应有的重视,并有了一定的发展.但是,当前生产上还有一些问题亟待研究解决,本文就目前砂金矿钻探中三种进尺方式的特点、过程及其与砂样质量的关系,进行一些初步的分析. 特点与一般岩芯钻探相比,砂金矿钻探有其自身的特点,主要是: 1.矿体一般由比较松散的砂砾层和含泥质成分较多而又胶结比较致密的砂砾层所组成.砂金通常以不则规的形状,不稳定和不     

南海西部海域难钻地层特征及破碎机制研究

近年来,南海西部海域部分油田的下第三系地层机械钻速较慢,严重影响了勘探开发进度,为了降低钻井成本,增加钻井时效,必须掌握该海域难钻地层的特征及破碎机制。首先开展了岩屑矿物组分测定,结合录井资料,掌握了南海西部海域难钻地层的岩性特征。在对难钻地层的破坏强度、硬度、塑性系数、可钻性、研磨性等相关参数室内试验的基础上,建立了该地层岩石力学参数的预测模型,并基于30口测井的资料建立了难钻地层抗钻特性剖面和南海西部海域三维可钻性剖面,揭示了区域难钻地层的分布情况及抗钻特性;为解决难钻地层的工艺技术难题,还进行了难钻地层PDC钻头的破岩机制试验研究,研究了PDC钻头牙齿齿形、钻压和转速对破岩效率的影响。研究发现：北部湾盆地建议提高钻头的攻击性,并采用高转速的动力钻具复合钻进方式;珠江口盆地应提高钻头复合片的耐磨性,采用较高钻压和合理顶驱转速,为更好地控制钻井成本和提高钻井综合经济效益提供技术指导。     

基于DBSCAN算法的孔深测量与地层反演理论研究

论文针对地质勘探取心工况复杂、钻进深度大、事故发生率高、岩性复杂、钻进参数难以获取、无法实时掌握钻进状态的难题,在充分调研现有工况识别技术的采集原理、功能种类、现场实测的基础上,结合钻探智能化、自动化的发展方向,运用硬件与软件结合的思想,设计了实时测量钻探参数的方案。论文首次提出使用DBSCAN（针对噪声空间基于分布密度进行聚类的算法）密度聚类法分析钻进参数,结合光电编码器增量的正负性进行工况判别,以获取钻头位置以及钻孔深度。该方案可以判别钻进状态,获取钻进工艺参数,将测量数据作为所钻地层的可钻参数来反演地层。钻机的自动化、智能化研究能获取大量地层资料,有利于推进钻进工艺学发展,实现从经验钻探到智能钻探进的突破。同时,为智能钻进系统奠定基础。     

人工神经网络在矿井构造定量评价中的应用

探讨了矿井构造定量评价的人工神经网络方法, 结合东坡井田实际, 重点讨论了 BP模型的输入层、隐含层和输出层的构置和优选等问题, 并使用有序地质量最优分割方法和插值法得到学习样本, 经过学习样本的训练, 对未知单元进行评价取得了良好的效果。      

人工神经网络模型在贾庄闸枢纽渗漏量计算中的应用

结合实际问题的具体条件,对人工神经网络通用模型进行训练,确定了由2个输入层、4个中间隐含层、1个输出层组成的网络模型.利用该模型对枢纽渗漏量进行预测,并与调节计算结果比较,两种方法计算结果接近.通过H、Qk对Qk的灵敏度系数进行计算,发现两者的影响程度基本一致.     

人工神经网络模型在渭河下游洪水预报中的应用

通过对渭河下游站点的时间序列及空间分布的分析,确定出影响华县站流量的时间和空间信息,并将其引入神经网络模型;采用典型的BP神经网络,重点对网络的隐含层节点数、训练次数和学习率进行分析,构建了渭河下游华县断面流量预报的人工神经网络模型;并采用RMSE、NSC和相关系数 R作为模型效果评定标准,将其与传统多元统计回归模型进行了对比。结果表明,所建的BP神经网络模型较多元统计回归模型的预报效果有显著的提高。     

基于超前钻探测试的隧道地层智能识别方法

可靠地识别掌子面前方地层是保证隧道工程稳定与安全的重要因素之一。传统的超前地质预报方法不能同时保证有高识别精度、低实施成本和占用少的施工时间,对于不同地质情况的地层识别通用性不强。在传统超前钻孔的同时获取掌子面前方围岩钻探测试数据,实时获取不同深度岩层情况,将大大提高超前预报效率,方便快捷,不影响施工,但目前缺乏客观、准确的地层识别方法。提出了一种基于神经网络的钻探测试数据智能分析和地层识别方法,对楚大高速公路九顶山隧道超前钻探测试数据进行了深入分析,通过隧道开挖后所揭示地层对分析方法进行了验证。结果表明：单一钻进参数用于地层识别的错误率在35%左右,打击能和打击数、送水压力和送水流量的参数组合不能显著提升地层识别准确率;钻进速度、扭矩、回转数、推进力的参数组合可降低地层识别错误率至22%。在神经网络模型中引入钻进参数的标准差,可大幅降低错误率,可使地层划分错误率下降9%～12%;多参数组合下的神经网络钻探测试神经网络模型对随机抽样的地层识别错误率小于10%,对单个钻孔的地层识别错误率小于14%。     

南方页岩气基础地质调查黔普地1井钻井施工技术

页岩气基础地质调查项目黔普地1井是部署在黔西南凹陷青山向斜的一口页岩气地质调查井。介绍了该井的工程与地层概况,重点阐述了该井的钻探施工技术;结合实钻地层及测井数据对钻井施工质量进行了分析评价。通过合理的钻探设备选型、井身结构优化、钻进取心工艺配合、泥页岩抑制性钻井液体系优化和钻进参数的合理搭配,提高了钻进效率,钻井质量满足地质要求,有效地完成了钻井施工任务,以期为同类型页岩气调查井的钻井施工提供技术参考。     

有限圈闭复杂沥青质稠油层钻井难点与对策

中东YD油田为海相碳酸盐岩地层,Kazh地层分布着活跃的非均质沥青质稠油,高压并含有酸性气体,为非目的层,需要钻穿并封隔该层后对下部产层进行开发。由于沥青质稠油层分布不均,孔隙压力不确定,对钻井工程造成了极大的挑战。在一期施工中,3口井由于沥青质稠油的侵入被迫工程弃井,未能实现工程目的。针对此世界性难点问题,开展了沥青质稠油侵入机理实验研究、固化剂研制、控压钻井技术应用等一系列配套工艺技术研究,提出了复杂沥青质稠油层安全钻井技术对策,现场应用取得较好的效果。     

定向钻进技术在煤层气勘探中的应用

为有效开采煤层气，应用定向钻进技术施工煤层气定向井。根据定向井的不同施工阶段（直井、造斜、增斜、稳斜），以及所钻遇地层、井深、位移等不同情况，进行钻具合理组合及施工参数选择，并依照技术要求，采取相应技术措施。在钻进过程工中，使用闸带控制及高压喷射钻进，以提高钻进设率。     

定量成矿预测的人工神经网络模型

重点探讨了资源量预测人工神经网络ＢＰ模型（ＢＰ－ＭＲＰ）的建造和预测问题,特别对模型输入层（地质变量）、隐含层和输出层的构置和优选,模型的学习、检验和预测评价等问题作了较深入的讨论,尝试性地提出了模型输入变量的优化方法和模型检验准确率的计算方法,并以长江中下游地区为实例,给出了ＢＰ－ＭＲＰ模型的实际建造步骤和预测。结果证明,人工神经网络模型不仅能够模拟成矿地质因素和矿床特征（值）之间的非线性关系,     

Advanced Mathematical Models to Predict the Compaction Properties of Coarse-Grained Soils from Various Physical Properties

An essential task in the process of construction is the determination of compaction properties of soils. Many years of laboratory test experience strengthen our belief in the existence of predictive equations that govern the compaction characteristics of soils. An advanced mathematical model developed in this research in order to uncertain the governing equations. An advanced mathematical model developed in this research in order to uncertain the governing equations. Through a comparative study among a Multiple Linear Regression (MLR) model, an Artificial Neural Network (ANN) model, Extreme Learning Machine (ELM) and a Support Vector Machine (SVM) model, the best predicting model was determined. For this purpose, Six hundred and six (606) samples collected and split into a dataset used for training the models and another used for validation of the derived model. 8 neural networks with a varying number of hidden layers and a varying number of nodes in hidden layers were employed. In ELM 1 hidden layer with varying number of units were employed. It was found that the equations derived from the ELM models described the relationship with superiority over multiple regression, ANN and SVM models for Maximum Dry Density and MLR models described the relationship with superiority over ANN, ELM and SVM models for Optimum Moisture Content.     

泥浆在钻井中的使用一般原则及现场调配

北京地区生产水井钻井泥浆现状,还是以细分散泥浆体系为主的。通过一口地质条件较为复杂的地热井改细分散体系泥浆为共聚物体系泥浆的对比,揭示了泥浆工作在钻井工程中的重要性。阐述了泥浆使用要保证安全、高效、经济的原则及要注意的技术要求,要结合地层岩性、现场设备条件、钻探工艺、孔深孔径和井身设计要求等综合考虑。分类列举了针对北京地区不同地层如松散回填层、第四系砂卵石层、第四系粘泥层、完整基岩稳定地层、水敏性地层、漏失地层等所应选用的不同泥浆体系,进行了理论分析。强调不同的泥浆体系一定要与地层岩性相匹配,根据地层选择合理的泥浆体系是钻井工作能否顺利、高效完成,甚至是钻井成败的关键。对泥浆工作的现场调配与使用从试验、调配到安装布局做了原则总结,较全面的论述了现场泥浆使用中要注意的各种事项。     

提高绳索取心钻进效率的有效途径

提高绳索取心钻进效率要做到:一是根据孔深、钻孔孔径、钻孔所遇地层及其岩性的完整程度、构造特点、风化带发育深度等选择套管的直径及下入深度;二是采取措施克服轴向压力预防孔斜;三是根据钻遇岩石的可钻性级别选择钻头,按照一定顺序依次使用,并合理控制时效及提钻间隔;四是根据地层特点,钻孔深度,施工要求选择合适的钻井液技术参数;五是根据钻井过程中遇到的特殊现象及钻井液漏失程度判别漏失类型,并采用合理的堵漏方法,实现安全钻进;六是定期检查钻具,更换破损、变形部件,作好维修保养工作。     

Forecasting gob gas venthole production performances using intelligent computing methods for optimum methane control in longwall coal mines

Gob gas ventholes (GGV) are used to control methane inflows into a longwall operation by capturing it within the overlying fractured strata before it enters the work environment. Thus, it is important to understand the effects of various factors, such as drilling parameters, location of borehole, applied vacuum by exhausters and mining/panel parameters in order to be able to evaluate the performance of GGVs and to predict their effectiveness in controlling methane emissions. However, a practical model for this purpose currently does not exist.In this paper, we analyzed the total gas flow rates and methane percentages from 10 GGVs located on three adjacent panels operated in Pittsburgh coalbed in Southwestern Pennsylvania section of Northern Appalachian basin. The ventholes were drilled from different surface elevations and were located at varying distances from the start-up ends of the panels and from the tailgate entries. Exhauster pressures, casing diameters, location of longwall face and mining rates and production data were also recorded. These data were incorporated into a multilayer-perceptron (MLP) type artificial neural network (ANN) to model venthole production. The results showed that the two-hidden layer model predicted total production and the methane content of the GGVs with more than 90% accuracy. The ANN model was further used to conduct sensitivity analyses about the mean of the input variables to determine the effect of each input variable on the predicted production performance of GGVs.     

煤矿隐伏小断层的瓦斯抽采钻孔探测方法

断层对煤与瓦斯突出危险性影响较大,准确探测断层位置对预防灾害具有重要作用。目前,煤矿进行采掘作业之前,施工大量瓦斯抽采钻孔,但是这些钻孔包含的地质信息未被充分重视,为此,提出了利用穿层、顺层瓦斯抽采钻孔群探测隐伏断层的技术方法。通过建立瓦斯抽采钻孔探测断层的数学模型,计算断层面、煤层底板的三维坐标,通过绘制煤层底板等高线图及其三维图,确定断层位置、落差、产状和断层性质等基础参数。基于Matlab软件的图形用户界面（GUI）工具,编写了瓦斯抽采钻孔探测断层的软件,实现了断层信息的可视化,为准确判识断层提供了技术平台。通过钻孔定位、模型计算、图像处理、断层识别等综合技术方法,成功实现了利用瓦斯抽采钻孔进行隐伏小断层探测。      

冲击回转在复杂条件下钻进若干问题分析及处理措施

气动冲击回转钻进主要应用于难用或忌用液体作为循环介质的地区。而“引松入长”工程中的爆破孔施工是在水量极丰富、气温极低、地层极复杂条件下进行,本文对其出现的问题进行了分析,并提出了合理的解决措施     

地质雷达在溪洛渡浙西800kV特高压直流输电线路工程塔基勘察中的应用

溪洛渡浙西800kV 特高压直流输电线路经过的湘西地区交通极为不便,地形起伏较大,地质条件复杂,在这一地区开展工程钻探工作,困难重重。初勘资料表明,线路经过的灰岩区,岩溶发育强烈,对塔基稳定构成安全威胁,同时线路经过的砂岩区中部分塔基覆盖黏土层中含有风化碎屑,普通麻花钻难以准确判定覆盖层厚度。为了查明塔基下方岩溶发育情况,基岩面埋深等工程地质问题,经综合试验比选,采用地质雷达进行探测。岩溶探测过程中为了进一步查清桩孔基底之下至少5m以内的岩溶情况,除了地面工作外,还进行了桩底探测。钻探及施工开挖结果表明地质雷达能有效探查地下隐伏岩溶、基岩面、风化带、断裂及破碎带等,为合理选择塔位、设计基础深度提供了科学依据,取得了良好的应用效果。