[發明專利]一種鉆探泥漿配方和性能參數調配的系統及方法

有效

• 申請號: 202110540172.8
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113279747B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 何王勇;高輝;馬媛媛;李勇波;徐媛;吳萍
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B21/00;E21B21/06;G05D11/13
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孔燦

本發明提供了一種鉆探泥漿配方和性能參數調配的系統及方法，包括鉆探地層信息模塊、現場鉆探檢測裝置、水文水井鉆探領域專家系統、機器學習預測模型和控制系統；形成自動調配鉆探泥漿配方系統；所述現場鉆探檢測裝置包括鉆進參數檢測裝置、井身結構檢測裝置、泥漿性能參數檢測裝置；通過鉆探地層信息模塊、鉆進參數檢測裝置和井身結構檢測裝置，輸送數據到所述水文水井鉆探領域專家系統進行判斷地層的變化情況，提供相應地層的鉆探泥漿配方，作為控制系統的輸入參數；所述機器學習預測模型包括泥漿性能參數預測模型和泥漿配方添加劑加量預測模型。本發明可根據現場地層的實際情況，提供該地層相應的泥漿配方，大大增加現場鉆探鉆進的工作效益。

技術領域

本發明涉及水文水井鉆探工程技術領域，尤其涉及一種鉆探泥漿配方和性能參數調配的系統及方法。

背景技術

水文水井鉆探是探明和開采地下水資源的重要手段之一。特別是處于高原地帶的青海省，近年來，隨著青海省工業化、城鎮化進程加速推進，青海省人均用水量逐年攀升。雖全球變暖導致的高山融雪，在一定程度上緩解了青海省當前日益嚴重的用水需求；但要從根本上解決問題，還要依賴水文鉆井尋求開發地下水資源來解決。大量的開發利用地下水資源，地下水位逐年下降，建井越來越深，鉆遇地層越來越復雜。這樣不僅需要研制開發一大批鉆探新技術、新方法，而且還需要將這些新技術、新方法及時推廣應用到實際工程中去。施工時泥漿配制的優劣在很大程度上決定著鉆探工作的快慢和優劣，工程人員也越來越清醒地認識到，鉆探工程中出現的各種復雜情況都可能直接或者間接地與所采用的鉆井液有關。因此，設計合理的泥漿配方是成功進行水文水井鉆探作業和降低鉆探費用的關鍵。

但是，就我國目前鉆探泥漿技術水平的普及程度而言，大多數工程施工過程中對泥漿設計和采用不夠重視，泥漿設計和處理劑的選用通常都是由工程技術人員憑借自己的工程經驗來進行的，只有在鉆進遇阻之后才想到聯系專家對現場泥漿進行調整。隨著計算機科學的發展，將人工智能領域的相關技術引入到泥漿配方的設計中來。可以把各種行之有效的方法(專家經驗、工程經驗、理論分析、數值計算、實驗模擬、現場監測)綜合到一個基于知識的智能系統中，一種方法難以解決的問題可以轉化為另一種方法來解決。并且在固體礦產勘探、工程施工鉆探、水文水井鉆探等領域，鉆探泥漿的專家經驗、專家知識庫的獲取建立復雜繁瑣，設計軟件的開發顯得比較落后，已研發的成果也并沒有得到廣泛的應用和推廣。因此繼承已有的研究成果，開拓創新，開發出一個可以供鉆探現場利用的一種鉆探泥漿配方和性能參數調配的系統及方法，為現場技術人員正確的進行泥漿優化設計提供有效的輔助，是一件十分有意義的事情。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種鉆探泥漿配方和性能參數調配的系統及方法，解決了現有技術中不能滿足的水文水井鉆探過程中，實時提供高性能的鉆探泥漿配方的技術問題。

一種鉆探泥漿配方和性能參數調配的系統，包括：鉆探地層信息模塊、現場鉆探檢測裝置、水文水井鉆探領域專家系統、機器學習預測模型和控制系統；

所述現場鉆探檢測裝置包括：鉆進參數檢測裝置、井身結構檢測裝置以及泥漿性能參數檢測裝置；

所述水文水井鉆探領域專家系統包括：輸入單元、專家推理模塊、輸出單元和全過程信息化人機界面；

所述機器學習預測模型包括：泥漿性能參數預測模型和泥漿配方添加劑加量預測模型；

所述全過程信息化人機界面包括預測模型數據庫和專家數據庫；

所述鉆探地層信息模塊、鉆進參數檢測裝置以及井身結構檢測裝置，均連接所述水文水井鉆探領域專家系統中的輸入單元，所述水文水井鉆探領域專家系統中的輸出單元，連接所述控制系統和所述機器學習預測模型中的泥漿性能參數預測模型；

所述全過程信息化人機界面用于建立所述預測模型數據庫和所述專家數據庫，根據現場鉆探的實際鉆探情況，實時完成對數據庫的添加、修改、查找、刪除操作；