[發明專利]一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法

有效

• 申請號: 202110671334.1
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113236345B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 張天軍;張碩;潘紅宇;張磊;宋爽;高璐;劉楠;秦斌峰;賀綏男
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B49/00;G06T17/05
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所(普通合伙) 13113
• 代理人: 蘇興娟;劉蘭芳

本發明屬于鉆孔裂隙可視化技術領域，公開了一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法，首先對研究區域的鉆孔基本圖并進行統一坐標化處理，通過對鉆場的基本信息離散化得到包括空間坐標信息和非空間信息的空間數據體，并對采集的實測數據進行標準化處理；將空間數據體中的空間坐標信息、實測數據按空間位置拆分，并進行網格劃分；對裂隙數據進行判斷后，按照網格劃分進行數據填充和賦值并進行拼接，對實測數據進行修正得到最終裂隙模型實現可視化，根據所得對裂隙的具體信息進行計算，得到裂隙的長度、寬度、傾角、占比率等信息。本發明用于實現不同布置鉆孔下不同裂隙的可視化處理，克服了裂隙發育程度不清楚、分布位置不詳的問題。

技術領域

本發明屬于鉆孔裂隙可視化技術領域，具體涉及一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法。

背景技術

瓦斯抽采是治理和利用煤礦瓦斯的根本措施和主要途徑，但在大多數情況下瓦斯抽采率普遍較低，究其原因主要為孔壁穩定性差，孔周裂隙的發育導致鉆孔周邊裂隙漏氣，而封孔段內部裂隙的發育往往會促進瓦斯的抽采。

早在70年代初對于三維地質體建模技術的研究開始在國外嶄露頭角。在利用多源數據構建三維模型上，學者們通過對多源數據特性的挖掘，如有的學者利用潛在數據場，地震圖像與面數據，鉆孔數據并結合由地質專家解譯獲取的平面地質數據等不同數據源構建三維模型；有的學者考慮整體的水文地質環境，整合鉆孔數據、地質剖面數據以及電阻率探測數據構建三維模型；還有一些學者利用傳統測井數據并結合巖心數據以及影像數據構建三維模型，為解決面向數字礦山建設中，包括統一數據模型結構、統一坐標系統和處理模型接邊不一致三個問題在內的建模數據一體化問題，提出高分辨率礦山三維地質模型的構建方法。

以上研究已經研究了鉆孔孔周裂隙的發育規律和三維地質體的建?？梢暬?，但是裂隙在巖體中的分布情況、裂隙可視化卻沒有深入的研究，尤其是裂隙的發育程度并沒有得到統一的結論，裂隙在巖體中的不同的分布狀態對煤巖體的力學性能有著不同的會影響，對于抽采的質量有著重要的影響。

發明內容

本發明的目的，是要提供一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法，以克服裂隙發育程度不清楚、分布位置不詳的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法，包括以下步驟：

S1、通過研究區域的地層綜合柱狀圖，完善研究區域的地層信息，建立研究區域地層圖；

S2、通過研究區域工作面的基本數據信息、研究區域的鉆孔布置和鉆孔工程信息，得到鉆場的基本信息；

S3、根據研究區域地層圖和鉆場的基本信息確定研究區域的幾何尺寸和其空間位置信息，得到研究區域的鉆孔基本圖；

S4、對得到的鉆孔基本圖進行統一坐標化處理，其相對坐標以鉆孔圓心為原點建立；

S5、將鉆孔基本圖中的鉆場的基本信息沿三維坐標系中的一個坐標軸進行離散化得到由離散點組成的包括空間坐標信息和非空間信息的空間數據體，并對采集的實測數據進行標準化處理；

S6、通過步驟S5空間坐標信息中的鉆孔工程信息中包含的鉆孔所經過地層信息所描述的地層在鉆孔縱向上的分布，確定研究區域內地層分布及其之間的空間關系；

S7、將所得空間數據體中的空間坐標信息、實測數據按空間位置沿離散化時所選的坐標軸進行拆分，并對拆分的每個單元體進行編號，采用ansys中的四邊形網格劃分規則，對每個單元體進行網格劃分；

對離散化時所選的坐標軸刨面的實測數據制定統一的標準進行預處理剔除異常數據；

S8、將實測數據中無數據為空點的地方，識別為裂隙，然后對為空點處進行標記，并對鉆孔周圍的貫通裂隙進行判定；