智能化地质钻探技术装备的研发及应用研究

随着全球能源需求的不断增长,传统地质钻探技术已难以满足复杂和极端环境下的勘探需求。因此,本文通过针对智能化地质钻探技术的进步以及存在的技术挑战进行综合分析,全面落实好智能化地质钻探技术装备的研发工作,确保装备满足该技术的实际应用需求,并结合案例合理运用研发后的装备,从而为智能化地质钻探工作提供良好帮助。

特深孔地质岩心钻探技术装备集成及示范

特深孔地质岩心钻探技术装备是由中国地质科学院勘探技术研究所牵头、国内多家单位合作参与研发成功的我国深部矿产资源勘探技术装备,是“十三五”国家重点研发计划项目“5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范”的研究成果,形成的主要研究成果总体实现了特深孔地质岩心钻探工程设计标准化、钻探装备轻量化、钻进控制智能化、孔口操作自动化、孔内钻具系列化、泥浆体系绿色化的目标。以JZ04地热地质勘探井为示范平台,完成了特深孔地质岩心钻探技术装备集成及示范应用,重新构建了新的地质钻探小口径钻孔结构,创造了?114mm绳索取心钻进应用深度、下入?146 mm地质套管深度两项亚洲纪录,初步形成了以绳索取心工艺为主体的特深孔地质岩心钻探技术装备体系。

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

我国社会经济不断发展,新的时代背景对钻井技术提出越来越高的要求。在生产过程中,多种因素导致了复杂的问题,例如,钻孔的深度、孔径等参数的变化都会影响钻井液的正常使用。因此,需要研究一种新型的智能化地质岩芯测排架,提高工作效率、降低成本。

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题,提高钻探装备的自动化、智能化水平,启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作,通过钻机装备、钻探器具研制,钻探工艺技术研究并经试验示范验证,取得多项创新成果,形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配,形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系;基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制,实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化,形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术;基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究,形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术;基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制,形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术;研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术,形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。

5000米智能地质钻探技术与装备研发

深部钻探技术是解决深地探测科技问题的必要手段之一。本文主要介绍了“十三五”国家重点研发计划“5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范”项目方案,项目从构建大深度绳索取心钻孔口径系列、钻具级配、装备配置等入手,开展了钻进智能控制、钻机关键技术与装备、高性能绳索取心钻杆、小口径高效系列钻具、环保冲洗液体系与废浆处理技术、钻探技术装备集成与示范等研究,拟突破智能控制、自动化、轻量化与模块化等关键技术,形成以绳索取心工艺为主体的特深孔地质岩心钻探装备与技术体系,为我国深部探测计划提供技术与装备支撑。

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备的研究与应用

我国智能化发展速度较快,随着经济局势的逐渐明朗,大深度智能地质岩芯钻探技术装备研究和应用成为我国地质钻探工作的主要研究方向,更是开发深度钻探的关键。基于此本文主要研究自动化智能化地质岩芯钻探技术装备进行研究,并且还需明确后期使用,针对研究目标和内容明确研究结果,最终提出现阶段我国自动化智能化钻探技术装备的发展方向,以此对地质资源进行深入剖析,确保各类资源都可在技术装备支持下有效开发,从而推进我国钻探技术的发展。

地质钻探装备智能化升级——以小型工勘钻机和电动水源钻机为例

近年来,我国地质钻探装备在国家、省部等各级科技计划的支持下取得了较快的发展和进步,各类型钻机已初步实现由可编程逻辑控制器、执行机构、检测元件等构成的基础自动化。但是,上述装备在面对具有复杂地质条件的工程勘察、地热资源勘探、深部钻探等任务时,仍存在安全性和效率不高等问题。本文提出一种分层(基础自动化层、状态监测层、智能决策层)递阶式地质钻探装备智能化升级方案,并分别以小型工勘钻机和电动水源钻机为例进行了详细分析和说明。实例结果证明了改进方案的有效性和工程适用性。

我国地质找矿钻探技术装备现状及发展趋势分析

随着我国经济的飞速发展,我国对矿产资源的需求量越来越大,使矿产资源逐渐的成为了一种较为稀缺的资源。在对矿产进行开发的过程中,钻探技术占有着重要的地位,所以我们有必要对该技术进行系统的研究,以对我国矿产的开发起到促进的作用。接下来在本文中,笔者将对我国地质找矿钻探技术装备现状及发展趋势进行简要的分析,并针对其中存在的问题提出几点相应的建议,希望能够为我国矿产技术的发展起到促进的作用。

地质钻探技术装备强力支撑地下资源探测

【本刊讯】国土资源大调查项目实施以来，我国钻探技术和装备已经形成系列，并直接服务于矿产资源勘查、地质调查和地球动力学研究。

地质钻探技术装备现状分析及发展建议

从当前宏观的角度来看,矿产资源是当前我国经济实力的重要部分,它能够有效推动我国的经济发展。加强我国地质勘查工作,当前做好地质钻探工作,能够为矿产行业提供良好的发展基础。钻探工程作为当前矿产勘查的重要内容,其能够有效探查地下岩层、矿体、油气、地热等。做好地质勘查是当前主要任务,有利于更好的对地下实物做好分析,从而为地质勘查提供良好的依据。本文围绕当前钻探技术装备现状作出分析,并提出未来的发展建议,以供参考。

基于地质钻探智能云监控系统的钻速优化决策

面向地质钻探智能控制与优化决策的工程需求,基于云控制系统的设计理念,提出了地质钻探智能云监控系统设计方案,实现钻进过程状态监测、效率优化、智能控制与决策等功能.针对云监控系统中效率优化需求,提出了基于高斯过程回归和混合蝙蝠算法的钻速智能优化方案,并运用滑动时间窗口技术实现动态优化.基于智能云监控系统,设计了实际场景应用,结果验证了所提方法的有效性和工程适用性.

工程地质钻探中的智能控制技术

论述了智能控制技术系统的应用领域、范围及作用,并阐明了智能技术在工程地质钻探中的应用及应用效果和所实现的目标;为工程地质钻探可实现智能化提供了依据。

世界矿产地质勘查活动和技术装备的最新发展动态(一)

简要回顾了近年来世界各国在矿产地质勘查方面的某些最新动态 ,扼要介绍了钻探和物探方面的一些最新技术装备和方法及其在实际应用中所取得的效果。

提高煤炭地质钻探技术及装备的水平分析

我国是煤炭资源的超级大国,但是煤炭地质钻探技术在我国却不是太理想,而近几年的煤田的钻探技术的飞速发展,才使我国煤炭工业的发展得到了可靠的资源保障。煤炭地质钻探技术博大精深,本文就用超深煤田的地质钻孔来具体地进行分析煤炭地质钻探技术以及装备水平。

新一代北斗/GNSS智能终端及集成系统助力地质灾害防治

建设自然灾害监测预警系统是防范灾害风险的重要手段。我国是世界上受地质灾害威胁最严重的国家之一,地质灾害分布广、危害大。近年来,北斗/GNSS新技术装备在地质灾害监测预警中得以广泛应用,为灾害监测预警提供了重要技术支撑。本文针对地质灾害监测实际应用中精准定位难。

深部地质钻探中智能勘查自动控制系统设计及应用

由于传统智能勘查自动控制系统控制偏度系数高,为此提出深部地质钻探中智能勘查自动控制系统设计及应用。硬件部分,设计工控机,驱动形式为脉冲宽度调制驱动;设计显示器,展示智能勘查自动控制系统运行结果。软件部分,首先,控制数据自动采样处理,过滤数据中无效的控制数据;最后,映射智能勘查控制当量,完成智能勘查自动控制。设计实例分析,结果表明,设计的控制系统控制偏度系数相较于对照组更低,对深部地质钻探中智能勘查的自动控制精度更高。

我国矿井物探技术及装备的发展现状与思考

矿井物探作为煤矿智能开采过程中一类重要的精准地质勘探及监测预警手段,经过近30年的发展,从基础技术理论、软件模拟性能到装备研发应用等方面都得到了较大的丰富和提升,在当前矿井地质保障系统的构建中起到了关键性作用。值此“十四五”开局之际,总结回顾了以矿井地震类、矿井直流电法类及矿井电磁法类等为主的矿井物探技术、装备发展历程及现状;检索统计了近30年来国内发表的矿井物探类高质量学术论文,并从发表年份、论文作者、机构来源、高质量期刊等多个角度进一步剖析了矿井物探发展规律及特征;面对当前国内煤炭开采地质条件深部化、复杂化的发展趋势,指出基础理论不够完善、应用条件拓展不足、仪器装备智能稳定性亟待提升、数据反演多解性尚未突破等仍是阻碍目前矿井物探技术发展和高质量应用的关键性问题。针对矿井地质保障系统协同构建及其发展趋势,笔者从矿井原位试验平台建设、透明化矿井地质构建、高素质矿井技术人才培养等方面进行思考。未来发展应瞄准精准智能开采方向,紧紧围绕《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中指出的提高智能精准化矿井物探技术装备发展目标,从实际出发,稳步合理全面地推进矿井地质透明化,加速国产高性能多属性参数仪器设备开发,构建多源地质灾害信息云监控、诊断与保障系统等工作,不断提升新时代矿井安全生产的质量和效益。

火星取样钻探技术分析

火星探测一直是人类空间探测的热点。"好奇号"火星车着陆6年多来,先后完成了16次取样钻探,为人类探测火星提供了直接依据。本文根据NASA(美国国家航空航天局)公开的技术资料,围绕取样钻探的设计要求、取样钻探系统结构设计及接触式稳定系统、辅助结构系统、压力和回转传递系统、封闭保护壳(稳定器)系统、钻头系统、转盘系统、主动轴系统和冲击钻进系统等展开了论述。系统设计主要结合智能化、模块化、轻量化要求开展,并先后经过12次的室内联动测试,完成了同火星车的岩屑运移、样品处理分析、数据存储、仪器控制等系统的高度集成,并通过机械臂完成了搭载试验。由于火星取样钻探的首次尝试和NASA的技术保密原因,论文阐述的相关内容仅作为我国开展火星取样钻探研究和地球深部智能钻探研究的参考。

煤矿巷道掘进超前钻探技术应用与发展

随着煤矿巷道智能快速掘进的发展,掘进工作面超前精细化探测需求日益迫切。结合巷道掘进与坑道钻探工作技术特点,分析了煤矿智能绿色开采地质保障发展背景下巷道掘进超前钻探技术特征与技术需求。为有效解决探掘矛盾,提升超前钻探技术装备水平,阐述了掘探一体化、双臂超前钻探和基于定向钻孔的综合探测等技术装备创新实践。相关工程实践表明,双臂钻机超前探施工效果明显,试验巷道单月掘进进尺效率提升了30%;基于定向钻孔技术,综合使用孔内多种物探手段,在山西某矿2203工作面进行超前综合探测,效果良好,探明多处断层与陷落柱等地质构造情况。结合智能化矿山技术的发展趋势,从自动化控制角度探讨了由基础自动化层、过程控制层和智能决策层组成的智能钻进闭环控制策略;从钻探信息融合发展角度,按照有数据、管数据、用数据的技术思路为钻探信息挖掘与管理提供了新的视角。

唐家会煤矿复杂地质条件下智能化建设探索与实践

为了应对复杂的水文地质条件,唐家会煤矿紧跟地质保障技术发展方向,采用智能钻探、钻孔物探、微震监测、随掘随探、随采随探等尖端技术,获取海量的地质信息,基于“GEO+BIM”技术进行精细化数字建模,建设了包括透明防治水、透明掘进、透明回采在内的数字化应用场景;以精准动态地质模型为依托,在61304综放工作面研发了独具特色的特厚煤层自主规划开采与数字孪生技术,开创了大埋深综放工作面透明开采应用新场景,打造了全新的“数据驱动、智能开采”新模式;通过建设智慧一体化管控平台,构建矿山感知、互联、分析、预测、决策为一体的智能管控系统,从而为矿井开拓、采掘、运通、选煤、安全保障、生产管理等全过程智能化运行提供保障,真正做到信息融合、共享与联动。