[發明專利]用于鉆孔到相對于地質邊界的位置的方法和系統

有效

• 申請號: 201380035788.3
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN104541307B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 查爾斯·本杰明·麥克休
• 申請（專利權）人: 技術資源有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 周靖,鄭霞

相關申請的交叉參考

本申請要求在2012年7月6日提交的澳大利亞臨時專利申請號為2012902919的優先權益，該申請的內容通過引用整體并入本說明書。

技術領域

本公開一般涉及到鉆孔技術，且更具體地說，涉及到用于鉆孔到相對于地質邊界的位置的方法和系統。

背景

目前，當開采出現在地層帶的金屬或礦物質時，諸如，例如，煤、鉆石或銅，使用操作員控制的鉆機，井眼被鉆孔到進入地層限定的深度，使將能夠執行廢物爆破以移除覆蓋層。如果，例如，在一個露天礦中，需要對將覆蓋層從待開采的物質的接合層分離的地層邊界鉆孔時，操作者通常鉆孔一定數量的、進入接合層的井眼，且通過在鉆孔作業期間圍繞井眼的入口產生的在套環處沉積的物質的顏色來檢測接合層的穿透。

標準程序是每第五個井眼鉆孔進入接合層，且使用收集到的有關接合層的深度的信息來抑制對其余井眼的穿透進入接合層，從而當后續爆破發生時最小化與覆蓋層一起被移除的接合層的物質的量。然而，在實踐中常見的是所有井眼都被鉆孔進入接合層。這就導致了，當后續爆破發生且被穿透的接合層物質與覆蓋層一起被移除時，大量寶貴的接合層物質被損失。

概述

在第一方面，提供了一種鉆孔到相對于地質構造中的地質邊界的位置的方法，該方法包括

當在地質構造中鉆孔井眼時，感測鉆孔參數；

饋送所感測的參數到控制器，所述控制器控制鉆機鉆孔井眼的作業；

使用所感測的參數來定位在地質構造中的鉆機的鉆頭的位置和其在被鉆孔的地質構造的地質模型內的相應位置；

根據所述地質模型產生地質模型圖，其包括在相對于所述地質邊界的預定的位置處的終點，并將所述地質模型圖提供給所述鉆機控制器；

使用所感測的參數以及地質模型定位相對于地質邊界的鉆機的鉆頭的位置；和

使用控制器以鉆孔到終點。

該方法可包括通過以下操作來選擇終點：

檢測被排列在地質邊界上方的地層帶；和

選擇相對于地層帶的位置作為終點。

該方法可包括使用鉆孔期間所感測的參數更新地質模型，且因此，更新地質模型圖。在實施方案中，該方法可包括在對當前井眼到相對于地質邊界的終點的鉆孔過程中，更新地質模型，以用于將被鉆孔的后續的井眼。

該方法可包括使用隨鉆測量(MWD)數據感測井眼參數。該方法可包括從包含以下參數的組中選擇的參數：鉆頭重量、穿透速率、旋轉速率、鉆頭扭矩、溫度、深度、XYZ轉換、氣體壓力、頻譜掃描數據，以及上述的組合。此外，該方法可包括在使用MWD數據進行鉆孔作業期間實時更新地質模型。

在一個實施方案中，控制器可以是自主控制器，且該方法可包括將終點選擇為地質邊界。在另一個實施方案中，控制器可由操作者來控制，且該方法可包括當到達終點時提醒操作者，使得操作者可控制鉆機以避免或最小化對地質邊界的穿透。

在第二方面，提供了一種鉆孔到相對于地質構造中的地質邊界的位置 的方法，該方法包括

當在地質構造中鉆孔井眼時，感測井眼參數；

使用包括地質邊界的地質構造的地質模型以在相對于邊界的預定的位置處確定終點并根據地質模型產生包括終點的地質模型圖，

饋送所感測的參數和地質模型圖到控制器，該控制器控制鉆機鉆孔井眼的作業；

使用控制器以鉆孔到終點；和

使用感測的參數更新地質模型，且更新后續將被鉆孔的孔洞的終點。

在第三方面，提供了一種用于鉆孔到相對于地質構造中的地質邊界的位置的系統，該系統包括

傳感器包，其用于感測與鉆機在地質構造中進行的鉆孔作業相關聯的參數；

數據存儲模塊，其用于存儲地質構造的地質模型和關于感測參數的數據，地質模型包括與地質邊界相關的數據；

處理器模塊，其被配置為使用與感測的參數相關的數據來監視鉆孔作業，且在地質構造中定位鉆機的鉆頭的位置和其在地質模型中對應的位置，該處理器模塊還被配置為根據地質模型產生包括被排列在相對于地質邊界的預定位置的終點的地質模型圖；和

鉆機控制器，其與處理器模塊通信，鉆機控制器被配置為使用地質模型圖來控制鉆機的作業，且當已經到達終點時使鉆機停止鉆孔。

該系統處理器模塊可被配置為通過以下操作來選擇終點：

檢測被排列在地質邊界上方的地層帶；和

選擇相對于地層帶的位置作為終點。