[發(fā)明專利]用于在進行的鉆進過程期間優(yōu)化鉆進參數(shù)的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202180081725.6
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN116547435A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 馬蒂亞斯·約特貝里;安德斯·約翰遜;塞繆爾·恩布盧姆
• 申請（專利權）人: 安百拓鑿巖有限公司
• 主分類號: E21B1/00
• 分類號: E21B1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 黃霖

本發(fā)明涉及一種用于在進行的鉆進過程期間優(yōu)化至少一個鉆進參數(shù)的方法，該鉆進由沖擊鉆進機器(105)執(zhí)行，鉆進機器(105)被設定成在操作點處鉆進，鉆進的操作點通過設定多個控制參數(shù)來確定。該方法包括確定第一多個鉆進機器操作點(401a至401d；402b至402d；403c至403d；404a至404d)，操作點(401a至401d；402b至402d；403c至403d；404a至404d)由所述多個控制參數(shù)設定。此外，沖擊鉆進在所述第一多個操作點(401a至401d；402b至402d；403c至403d；404a至404d)中的每個操作點處執(zhí)行，并且評估用于多個操作點(401a至401d；402b至402d；403c至403d；404a至404d)中的每個操作點的至少一個最終鉆進參數(shù)。該方法還包括基于所述評估確定待鉆進的新的多個鉆進機器操作點(401a至401d；402b至402d；403c至403d；404a至404d)，并且隨后鉆進新的多個鉆進機器操作點(401a至401d；402b至402d；403c至403d；404a至404d)。

技術領域

本發(fā)明涉及沖擊式巖石鉆進，并且更具體地涉及用于在進行的鉆進過程期間優(yōu)化至少一個鉆進參數(shù)的方法。本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的系統(tǒng)，以及包括這種系統(tǒng)的巖石鉆機。

背景技術

巖石鉆機可以用于許多應用領域。例如，巖石鉆機可以用于開挖隧道、露天采礦、地下采礦、巖石加固、天井鉆進，并且可以用于例如鉆爆破孔、灌漿孔、用于安裝巖石錨桿的孔、水井和其他井、打樁和地基鉆進等。因此，巖石鉆機具有廣泛的用途。

巖石的實際破碎通常由接觸巖石的鉆頭執(zhí)行，其中，鉆頭通常借助于鉆柱連接至鉆進機器。鉆進可以以各種方式完成，并且例如可以是沖擊式的，其中，例如，鉆進機器的沖擊元件——例如呈沖擊活塞的形式——經(jīng)常通過撞擊將鉆頭連接至鉆進機器的鉆柱而反復地撞擊鉆頭，以將呈沖擊波、即呈應力波的形式的沖擊脈沖傳遞至鉆頭并且進一步傳遞到巖石中。沖擊鉆進可以與旋轉結合以便獲得下述鉆進：在這種鉆進中，鉆頭的球齒、鑲齒在每次沖程中撞擊新巖石，從而提高鉆進的效率。

鉆頭可以在鉆進期間借助于進給力壓靠巖石，以確保盡可能多的撞擊能量從沖擊裝置傳送至巖石。

為了獲得有效的沖擊鉆進過程，重要的是設定各種鉆進參數(shù)，使得以允許由沖擊元件感應到的進入鉆柱中的沖擊波能量盡可能多地傳遞到巖石中以用于使巖石破碎的方式進行沖擊鉆進。以這種方式，可以獲得巖石的有效破碎。在由沖擊元件的撞擊傳送太低的沖擊波能量的情況下，這可能對鉆進的生產(chǎn)率具有負面影響。此外，在沖擊波能量相對于鉆柱壓靠巖石所借助的力太低以及/或者太低而不能使巖石破碎的情況下，也可能發(fā)生有害的反射。當沖擊波包含與使巖石破碎所需的能量相比更多的能量時，情況也是如此。

在鉆頭沒有牢固地壓靠巖石的情況下，能量可能被反射至不期望的程度并且返回至鉆進機器以潛在地導致過度磨損或損壞。如果鉆柱的接頭沒有充分擰緊，則情況也是如此。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠在進行的鉆進過程期間優(yōu)化至少一個鉆進參數(shù)的方法和系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于在進行的鉆進過程期間優(yōu)化至少一個鉆進參數(shù)的方法。鉆進由沖擊鉆進機器執(zhí)行。鉆進機器被設定成在操作點處進行鉆進，其中，鉆進的操作點通過設定多個控制參數(shù)來確定。

該方法包括確定待鉆進的第一多個鉆進機器操作點，操作點由所述多個控制參數(shù)設定。此外，在所述第一多個操作點中的每個操作點處執(zhí)行沖擊鉆進，并且評估用于多個操作點中的每個操作點的至少一個最終鉆進參數(shù)。該方法還包括基于所述評估確定待鉆進的新的多個鉆進機器操作點，并且隨后鉆進新的多個鉆進機器操作點。

關于術語“優(yōu)化”、“優(yōu)化的”等，應當理解的是，鉆進的優(yōu)化是找到比當前進行鉆進位置處的操作點更好的操作點。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化是從最終鉆進參數(shù)、比如說鉆進速率的角度來看，尋找比當前操作點更好的操作點。