[發(fā)明專利]便攜式巖土體力學(xué)參數(shù)鉆探測(cè)試系統(tǒng)及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110473013.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN113137226B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳振君;湯華;秦雨樵;宋罡;鄧琴;尹小濤;張勇慧;袁暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;E21B47/12;E21B47/06;E21B45/00
• 代理公司: 武漢知伯樂知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42282
• 代理人: 王福新

1.一種便攜式巖土體力學(xué)參數(shù)鉆探測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括：便攜式伺服控制鉆探模塊，用于可控鉆探；隨鉆測(cè)試數(shù)據(jù)采集處理模塊，用于采集鉆機(jī)鉆進(jìn)參數(shù)；參數(shù)識(shí)別模塊，用于根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)參數(shù)，計(jì)算并得到巖土體力學(xué)參數(shù)；所述隨鉆測(cè)試數(shù)據(jù)采集處理模塊包括：鉆機(jī)參數(shù)采集與處理模塊，用于采集鉆進(jìn)過程中轉(zhuǎn)速、鉆速和孔深參數(shù)，并對(duì)采集的參數(shù)進(jìn)行物理量變換；近鉆頭數(shù)據(jù)采集和傳輸模塊，用于通過在鉆孔內(nèi)鉆頭附近安裝傳感器，采集鉆壓、扭矩和溫度，通過智能鉆桿實(shí)現(xiàn)有線數(shù)據(jù)傳輸；隨鉆激震波采集與處理模塊，用于通過在鉆桿頂部和鉆孔四周安裝三分量檢波器，分別檢測(cè)鉆桿和巖土體中的激震波，獲取激振波的傳播速度和頻譜特性，對(duì)不同距離和方位布置的檢波器信號(hào)進(jìn)行解析，得到鉆孔周圍的巖土波速和振動(dòng)頻譜特性；隨鉆電磁參數(shù)采集與處理模塊，用于在鉆探過程中實(shí)時(shí)測(cè)量鉆桿與參考電極之間電流及電壓信號(hào)及其瞬態(tài)過程，得到鉆孔周圍巖土電磁參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式巖土體力學(xué)參數(shù)鉆探測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述便攜式伺服控制鉆探模塊包括：便攜式鉆機(jī)，用于為巖土體鉆探提供動(dòng)力及操作平臺(tái)；液壓伺服控制單元，用于定量控制便攜式鉆機(jī)的鉆進(jìn)參數(shù)；鉆具，用于在鉆探過程中進(jìn)行破巖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式巖土體力學(xué)參數(shù)鉆探測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)識(shí)別模塊包括：模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)鉆進(jìn)速率、鉆進(jìn)深度、鉆速、鉆壓、扭矩，構(gòu)建考慮圍壓條件的鉆頭破巖力學(xué)模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式巖土體力學(xué)參數(shù)鉆探測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)識(shí)別模塊還包括：巖土力學(xué)參數(shù)模塊，用于獲取巖土體抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量，構(gòu)建復(fù)雜地層力學(xué)參數(shù)表征和分析模式，得到空間上連續(xù)的巖土體力學(xué)參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式巖土體力學(xué)參數(shù)鉆探測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)識(shí)別模塊還包括：智能算法模塊，用于采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法研究巖土激震波波速、頻譜特性和電磁參數(shù)與巖土力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性，并建立智能分析模型，構(gòu)建地層力學(xué)參數(shù)智能表征和識(shí)別方法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式巖土體力學(xué)參數(shù)鉆探測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述隨鉆電磁參數(shù)采集與處理模塊包括：激勵(lì)脈沖電源，用于提供脈沖電源；繼電器，用于對(duì)電路進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和安全轉(zhuǎn)換；參考電極和電磁參數(shù)采集裝置，用于采集參考電極和鉆桿間巖土體的電磁參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式巖土體力學(xué)參數(shù)鉆探測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述激勵(lì)脈沖電源正極連接鉆桿，負(fù)極通過切換繼電器連接到參考電極。

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

至少一個(gè)處理器、至少一個(gè)存儲(chǔ)器、通信接口和總線；其中，

所述處理器、存儲(chǔ)器、通信接口通過所述總線完成相互間的通信；

所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述處理器執(zhí)行的程序指令，所述處理器調(diào)用所述程序指令，以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)。

9.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令使所述計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)。