RU2762675C9 - Method and apparatus for determining the parameters of a rock formation - Google Patents
Method and apparatus for determining the parameters of a rock formation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2762675C9 RU2762675C9 RU2020141122A RU2020141122A RU2762675C9 RU 2762675 C9 RU2762675 C9 RU 2762675C9 RU 2020141122 A RU2020141122 A RU 2020141122A RU 2020141122 A RU2020141122 A RU 2020141122A RU 2762675 C9 RU2762675 C9 RU 2762675C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rock
- drilling
- drill rod
- unit volume
- value
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 224
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 50
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 158
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 6
- 230000001419 dependent Effects 0.000 claims description 6
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000007621 cluster analysis Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003245 working Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000010192 crystallographic characterization Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для определения параметров пласта горной породы и относится к области геологоразведки.The present invention relates to a method and apparatus for determining the parameters of a rock formation and relates to the field of geological exploration.
Уровень техникиState of the art
В подземных проектах, таких как угольные шахты, выработки и т.д., состояние пластов горной породы оказывает большое влияние на безопасность проекта. В настоящее время информацию о пластах горной породы в основном получают путем отбора керна, бурения, наблюдения и т. д., но эти методы влияют на ход выполнения проекта, требуют затрат времени и трудовых затрат и не могут быть использованы для изучения среды, окружающей пласт горной породы, для проекта в реальном времени.In underground projects such as coal mines, workings, etc., the condition of the rock layers has a great influence on the safety of the project. At present, information about rock formations is mainly obtained through coring, drilling, observation, etc., but these methods affect the progress of the project, require time and labor, and cannot be used to study the environment surrounding the formation. rock, for a real-time project.
В настоящее время технология каротажа при бурении является относительно развитой в нефтяной промышленности, но не получила широкого распространения в подземных проектах, таких как угольные шахты, в связи с их серьезными эксплуатационными ограничениями. Хотя некоторые исследователи предложили метод обнаружения пласта на основе бурового шлама, но буровой шлам сложно собрать; особенно в случае пластов горной породы с разжижаемой водой литологией его буровой шлам не может быть собран. Следовательно, для структуры формации невозможно выполнять непрерывную оценку, и этот метод не может быть использован для прогнозирования прочности горной породы на одноосное сжатие.At present, logging while drilling technology is relatively advanced in the oil industry, but is not widely used in underground projects such as coal mines due to their severe operational limitations. Although some researchers have proposed a formation detection method based on drill cuttings, drilling cuttings are difficult to collect; especially in the case of rock formations with water liquefying lithology, its drilling cuttings cannot be collected. Therefore, it is not possible to continuously evaluate the structure of the formation and this method cannot be used to predict the uniaxial compressive strength of the rock.
Поэтому многие исследователи предложили метод идентификации пластов горной породы в реальном времени на основе параметров самоходной каретки при бурении, но в настоящее время в Китае нет экономически эффективного способа для широкого применения этого метода.Therefore, many researchers have proposed a real-time rock formation identification method based on crawler parameters while drilling, but at present, China does not have a cost-effective way to widely apply this method.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Для решения вышеупомянутых технических проблем известного уровня техники настоящее изобретение предусматривает способ и устройство для определения параметров пласта горной породы.In order to solve the above technical problems of the prior art, the present invention provides a method and apparatus for determining the parameters of a rock formation.
Способ определения параметров пласта горной породы, предусмотренный настоящим изобретением, включает: получение g групп данных испытаний, собранных в различные моменты времени t сбора данных во время бурения пласта горной породы, причем данные испытаний в группах данных испытаний содержат рабочие значения
В некоторых случаях способ определения параметров пласта горной породы, предусмотренный настоящим изобретением, также включает: получение выражения V(t) скорости V бурения буровой штанги, которая изменяется со временем t сбора данных, причем скорость бурения буровой штанги представляет собой глубину, на которую буровая штанга проходит в пласт горной породы за секунду, измеренную в м/с; причем способ получения выражения V(t) скорости V бурения буровой штанги включает: подгонку скоростей V бурения различных буровых штанг и моментов времени t сбора скоростей V бурения для получения выражения V(t); определение интервала времени t сбора данных, соответствующего значению прочности горной породы на одноосное сжатие в e-ой последовательности при этом толщину e-го слоя пластов горной породы вычисляют по формуле:In some cases, the method of determining the parameters of the rock formation provided by the present invention also includes: obtaining the expression V (t) drilling speed V of the drill rod, which changes with the time t of data collection, and the drilling speed of the drill rod is the depth to which the drill rod passes into the rock layer in a second, measured in m/s; moreover, the method of obtaining the expression V (t) of the drilling speed V of the drill rod includes: fitting the speeds V of drilling of various drill rods and the time points t of collecting the drilling speeds V to obtain the expression V (t); spacing definition time t of data collection corresponding to the value of the uniaxial compressive strength of the rock in the e-th sequence in this case, the thickness of the e-th layer of rock layers is calculated by the formula:
В некоторых случаях способ определения параметров пласта горной породы, предусмотренный настоящим изобретением, также включает: вычисление рабочего значения
вычисление рабочего значения
вычисление рабочего значения
где F - осевое усилие буровой штанги, измеренное в Н; λ - коэффициент расширения ствола скважины, т.е. отношение площади поперечного сечения скважины к площади поперечного сечения буровой штанги; r - диаметр коронки буровой штанги, измеренный в м; M - крутящий момент буровой штанги, измеренный в Н⋅м; n - частота вращения буровой штанги, измеренная в об/мин.; V - скорость бурения буровой штанги, т.е. глубина прохождения буровой штанги в пласт горной породы за секунду, измеренная в м/с;
В некоторых случаях способ определения формулы оценки прочности
Кроме того, настоящее изобретение дополнительно предусматривает устройство для определения параметров пласта горной породы, которое содержит: модуль сбора, выполненный с возможностью получения g групп данных испытаний, собранных в различные моменты времени t сбора данных во время бурения горной породы, причем данные испытаний в группах данных испытаний содержат рабочие значения
В некоторых случаях модуль сбора в устройстве для определения параметров пласта горной породы, предусмотренный настоящим изобретением, дополнительно выполнен с возможностью получения выражения V(t) скорости V бурения буровой штанги, которая изменяется со временем t сбора данных, причем скорость бурения буровой штанги представляет собой глубину, на которую буровая штанга проходит в пласт горной породы за секунду, измеренную в м/с; причем способ получения выражения V(t) скорости V бурения буровой штанги включает: подгонку скоростей V бурения различных буровых штанг и моментов времени t сбора скоростей V бурения для получения выражения V(t); определение интервала времени t сбора данных, соответствующего значению прочности горной породы на одноосное сжатие в e-ой последовательности при этом толщину e-го слоя пластов горной породы вычисляют по формуле:In some cases, the acquisition module in the apparatus for determining the parameters of the rock formation provided by the present invention is further configured to obtain the expression V (t) drilling speed V of the drill rod, which varies with the data acquisition time t, where the drilling speed of the drill rod represents the depth , by which the drill rod passes into the rock formation per second, measured in m/s; moreover, the method of obtaining the expression V (t) of the drilling speed V of the drill rod includes: fitting the speeds V of drilling of various drill rods and the time points t of collecting the drilling speeds V to obtain the expression V (t); spacing definition time t of data collection corresponding to the value of the uniaxial compressive strength of the rock in the e-th sequence in this case, the thickness of the e-th layer of rock layers is calculated by the formula:
В некоторых случаях, в устройстве для определения параметров пласта горной породы, предусмотренном настоящим изобретением, модуль сбора дополнительно выполнен с возможностью получения рабочего значения
модуль сбора дополнительно выполнен с возможностью получения рабочего значения
модуль сбора дополнительно выполнен с возможностью получения рабочего значения
где F - осевое усилие буровой штанги, измеренное в Н; λ - коэффициент расширения ствола скважины, т.е. отношение площади поперечного сечения скважины к площади поперечного сечения буровой штанги; r - диаметр коронки буровой штанги, измеренный в м; M - крутящий момент буровой штанги, измеренный в Н⋅м; n - частота вращения буровой штанги, измеренная в об/мин.; V - скорость бурения буровой штанги, т.е. глубина прохождения буровой штанги в пласт горной породы за секунду, измеренная в м/с;
В некоторых случаях, в устройстве для определения параметров пласта горной породы, предусмотренном настоящим изобретением, модуль определения дополнительно выполнен с возможностью определения формулы оценки прочности
В некоторых случаях, устройство для определения параметров пласта горной породы, предусмотренное настоящим изобретением, также включает сборщик данных, выполненный с возможностью сбора данных испытаний при выполнении буровой штангой бурения сквозь единицу объема горной породы; причем сборщик данных включает датчик скорости бурения, датчик частоты вращения, датчик давления и датчик крутящего момента; при этом датчик скорости бурения выполнен с возможностью обнаружения скорости V бурения; датчик частоты вращения выполнен с возможностью обнаружения частоты n вращения буровой штанги; датчик давления выполнен с возможностью обнаружения осевого усилия F буровой штанги; датчик крутящего момента выполнен с возможностью обнаружения крутящего момента M буровой штанги; устройство также содержит блок отображения, выполненный с возможностью отображения данных испытаний, собранных сборщиком данных при выполнении буровой штангой бурения сквозь единицу объема горной породы, данных, полученных модулем сбора, и данных, определенных модулем определения; причем модуль сбора выполнен с возможностью приема данных испытаний, собранных сборщиком данных при выполнении буровой штангой бурения сквозь единицу объема горной породы, и соответствующего значения
При помощи способа и устройства для определения параметров пласта горной породы, предусмотренных настоящим изобретением, рабочие значения осевого усилия буровой штанги при пробуривании единицы объема горной породы, рабочие значения крутящего момента буровой штанги при пробуривании единицы объема горной породы и рабочие значения трения между буровой коронкой и забоем ствола скважины при пробуривании единицы объема горной породы во множестве групп данных испытаний, собранных в различные моменты времени сбора данных в процессе бурения горной породы, подставляют в формулу оценки значения R c прочности горной породы на одноосное сжатие для получения множества значений прочности горной породы на одноосное сжатие, причем множество значений прочности горной породы на одноосное сжатие анализируют с использованием программного обеспечения для кластерного анализа методом K-средних для определения последовательностей, состоящих из значений прочности горной породы на одноосное сжатие в различных категориях пластов, при этом среднее значение прочности на одноосное сжатие пластов горной породы получают путем расчета среднего значения прочности горной породы на одноосное сжатие в подпоследовательности. Таким образом, процесс геологоразведочных работ значительно упрощается, осуществляется непрерывное обнаружение литологии для инженерного обеспечения горных работ, а также сокращается трудоемкость и временные затраты.Using the method and apparatus for determining the parameters of a rock formation provided by the present invention, the operating values of the axial force of the drill rod when drilling a unit volume of rock, the operating values of torque of the drill rod when drilling a unit volume of rock, and the operating values of friction between the drill bit and the bottom wellbore when drilling a unit volume of rock in a plurality of test data sets collected at different data collection times in the process of drilling rock, are substituted into the formula for estimating the valueR c uniaxial compressive strength of rock to obtain a plurality of uniaxial compressive strengths of rock, wherein the plurality of uniaxial compressive strengths of rock are analyzed using K-means cluster analysis software to determine sequences consisting of uniaxial compressive strengths of rock compression in different formation categories, wherein the average uniaxial compressive strength of the rock formations is obtained by calculating the average uniaxial compressive strength of the rock in the subsequence. Thus, the process of geological exploration is greatly simplified, continuous detection of lithology for engineering support of mining operations is carried out, and labor intensity and time costs are reduced.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Сопроводительные чертежи, которые включены в данное описание и составляют его часть, иллюстрируют варианты осуществления согласно настоящему изобретению и предназначены для использования вместе с описанием для объяснения принципа настоящего изобретения.The accompanying drawings, which are included in and form part of this specification, illustrate embodiments according to the present invention and are intended to be used in conjunction with the description to explain the principle of the present invention.
На фиг. 1 представлена блок-схема способа определения параметров пласта горной породы согласно варианту осуществления;In FIG. 1 is a flowchart of a method for characterizing a rock formation according to an embodiment;
на фиг. 2 представлена схема соединений устройства для определения параметров пласта горной породы согласно варианту осуществления.in fig. 2 is a wiring diagram of a device for determining the parameters of a rock formation according to an embodiment.
Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения показаны на вышеупомянутых сопроводительных чертежах и будут описаны более подробно ниже. Эти чертежи и описание никоим образом не предназначены для ограничения объема изобретательской концепции настоящего изобретения, а используются для объяснения изобретательской концепции настоящего изобретения специалистам в данной области техники со ссылкой на конкретные варианты осуществления.Specific embodiments of the present invention are shown in the above accompanying drawings and will be described in more detail below. These drawings and description are not intended to limit the scope of the inventive concept of the present invention in any way, but are used to explain the inventive concept of the present invention to those skilled in the art with reference to specific embodiments.
V. Осуществление изобретенияV. Implementation of the invention
Чтобы задача, техническое решение и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения стали более понятными, приведенное ниже техническое решение в вариантах осуществления настоящего изобретения будет подробно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи в вариантах осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описанные в настоящем документе варианты осуществления представляют собой только некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, а не все возможные варианты осуществления настоящего изобретения.In order to better understand the object, the technical solution and the advantages of the embodiments of the present invention, the following technical solution in the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in the embodiments of the present invention. Obviously, the embodiments described herein represent only some embodiments of the present invention, and not all possible embodiments of the present invention.
На основе вариантов осуществления, представленных в настоящем изобретении, все другие варианты осуществления, полученные без каких-либо творческих усилий специалистами, имеющими обычные навыки в данной области техники, считаются подпадающими под объем защиты настоящего изобретения. Нижеследующие варианты осуществления и признаки в вариантах осуществления могут быть объединены друг с другом при условии отсутствия конфликта.Based on the embodiments presented in the present invention, all other embodiments obtained without any creative effort by those of ordinary skill in the art are considered to fall within the protection scope of the present invention. The following embodiments and features in the embodiments may be combined with each other as long as there is no conflict.
Как показано на фиг. 1, способ определения параметров пласта горной породы, предусмотренный в данном варианте осуществления включает следующие этапы:As shown in FIG. 1, the method for determining the parameters of a rock formation provided in this embodiment includes the following steps:
S1: получение g групп данных испытаний, собранных в различные моменты времени t сбора данных во время бурения горной породы, причем данные испытаний в группах данных испытаний содержат рабочие значения
так например, в процессе бурения горной породы с помощью буровой установки данные испытаний, такие как рабочее значение
При этом выражение «g группы данных испытаний» означает множество групп данных испытаний, а не конкретно определяет количество групп данных. Оно является всего лишь выражением количества собранных групп данных испытаний для удобства описания в дальнейшем.Here, the expression "g group test data" means a plurality of test data groups, and does not specifically specify the number of data groups. It is merely an expression of the number of test datasets collected for ease of description hereinafter.
S2: подстановку данных испытаний в g группах данных испытаний в формулу оценки значения
например, формула оценки значения
S3: формирование последовательности данных из определенных g значений
например, в процессе бурения литология пластов горной породы изменяется по мере увеличения глубины бурения, и g значения
Алгоритм K-средних представляет собой аппаратно-реализованный алгоритм кластеризации и характерен для методов кластеризации на основе эталонных образов с использованием целевой функции. Он берет расстояние от точки данных до эталона в качестве целевой функции для оптимизации и получает правила настройки для итерационных операций, используя метод поиска экстремума функции. Алгоритм использует функцию критерия минимума суммы квадратов ошибок (SSE) в качестве функции критерия кластеризации. Программное обеспечение R или Matlab с функцией алгоритма K-средних является широко используемым программным обеспечением. Конкретный процесс кластерного анализа завершают с помощью существующего программного обеспечения. В данном варианте осуществления процесс и принцип кластерного анализа подробно не описаны; вместо этого в качестве примера приведены только исходные данные, которые должны быть введены, и типы данных, которые должны быть получены.The K-means algorithm is a hardware-implemented clustering algorithm and is typical for clustering methods based on reference images using an objective function. It takes the distance from the data point to the benchmark as the objective function for optimization and obtains the tuning rules for iterative operations using the extremum search method of the function. The algorithm uses the minimum sum of squared error (SSE) criterion function as a clustering criterion function. R or Matlab software with K-means algorithm feature is a widely used software. The specific cluster analysis process is completed with existing software. In this embodiment, the process and principle of cluster analysis are not described in detail; instead, only the input data to be entered and the types of data to be received are given as an example.
В некоторых случаях, на основе вышеупомянутого варианта осуществления способ определения параметров пласта горной породы, предусмотренный в данном варианте осуществления, дополнительно включает следующие этапы:In some cases, based on the above embodiment, the rock formation characterization method provided in this embodiment further includes the following steps:
S4: получение выражения V(t) скорости V бурения буровой штанги, которая изменяется со временем t сбора данных, причем скорость бурения буровой штанги представляет собой глубину, на которую буровая штанга проходит в пласт горной породы за секунду, измеренную в м/с; способ получения выражения V(t) скорости V бурения буровой штанги включает: подгонку скоростей V бурения различных буровых штанг и моментов времени t сбора скоростей V бурения для получения выражения V(t); определение интервала времени t сбора данных, соответствующего значению прочности горной породы на одноосное сжатие в e-ой последовательности при этом толщину e-го слоя пластов горной породы вычисляют по формуле:S4: deriving an expression V (t) for a drilling speed V of a drill rod that changes with a data acquisition time t, wherein the drilling speed of a drill rod is the depth that a drill rod penetrates into a rock formation per second, measured in m/s; a method for obtaining an expression V (t) of a drilling speed V of a drill rod includes: fitting the drilling speeds V of various drill rods and collection times t of the drilling speeds V to obtain an expression V (t); spacing definition time t of data collection corresponding to the value of the uniaxial compressive strength of the rock in the e-th sequence in this case, the thickness of the e-th layer of rock layers is calculated by the formula:
например, в зависимости от прочности горной породы на одноосное сжатие, скорость бурения буровой штанги в пласте горной породы может изменяться. Датчик скорости бурения может периодически регистрировать скорость бурения буровой штанги, например, один раз в несколько миллисекунд. В соответствии с множеством полученных значений скорости бурения, соответствующих различным моментам времени за определенный период времени в эксперименте, выражение V(t) скорости V бурения буровой штанги, изменяющейся со временем t сбора данных, может быть получено посредством нелинейной аппроксимации.for example, depending on the uniaxial compressive strength of the rock, the drilling speed of the drill rod in the rock formation may vary. The drilling speed sensor may periodically detect the drilling speed of the drill rod, for example once every few milliseconds. According to a plurality of acquired drilling speeds corresponding to different times over a certain period of time in the experiment, an expression V (t) of the drilling speed V of the drill rod changing with the acquisition time t can be obtained by a non-linear approximation.
В альтернативном варианте средняя скорость бурения может быть взята, как скорость V бурения буровой штанги, при условии получения интервала времени t сбора данных в сочетании с общей глубиной бурения в этот период времени.Alternatively, the average drilling speed can be taken as the drilling speed V of the drill rod, provided that the interval is obtained time t of data collection, combined with the total depth of drilling in this period of time.
В некоторых случаях, на основе вышеупомянутого варианта осуществления, этап S1 может дополнительно включать: вычисление рабочего значения
вычисление рабочего значения
вычисление рабочего значения
где F - осевое усилие буровой штанги, измеренное в Н; λ - коэффициент расширения ствола скважины, т.е. отношение площади поперечного сечения скважины к площади поперечного сечения буровой штанги; r - диаметр коронки буровой штанги, измеренный в м; M - крутящий момент буровой штанги, измеренный в Н⋅м; n - частота вращения буровой штанги, измеренная в об/мин.; V - скорость бурения буровой штанги, т.е. глубина прохождения буровой штанги в пласт горной породы за секунду, измеренная в м/с;
Например, некоторые испытательные устройства могут напрямую получать рабочее значение
В некоторых случаях, на основе вышеупомянутого варианта осуществления, этап S2 может дополнительно включать: способ определения формулы оценки значения
Например, метод линейной регрессии представляет собой метод обработки данных, широко используемый в научных исследованиях, и является методом выработки эмпирической формулы путем предварительного получения надежных экспериментальных данных и последующего использования эмпирической формулы для оценки результата. Для многоэлементной линейной регрессии можно использовать программные комплексы для статистических продуктов и услуг (SPSS), Microsoft Excel или другое программное обеспечение, способное обрабатывать данные.For example, the linear regression method is a data processing method widely used in scientific research, and is a method for generating an empirical formula by first obtaining reliable experimental data and then using the empirical formula to evaluate the result. For multi-item linear regression, you can use Statistical Products and Services (SPSS), Microsoft Excel, or other software that can process the data.
Дополнительно, как показано на фиг. 2, данный вариант осуществления также обеспечивает устройство для определения параметров пласта горной породы, которое содержит: модуль сбора, выполненный с возможностью получения g групп данных испытаний, получаемых в различное время t сбора данных во время бурения горной породы, причем данные испытаний в группах данных испытаний содержат рабочие значения
В некоторых случаях, модуль сбора в устройстве для определения параметров пласта горной породы, предусмотренный в данном варианте осуществления, дополнительно выполнен с возможностью получения выражения V(t) скорости V бурения буровой штанги, которая изменяется со временем t сбора данных, причем скорость бурения буровой штанги представляет собой глубину, на которую буровая штанга проходит в пласт горной породы за секунду, измеренную в м/с; способ получения выражения V(t) скорости V бурения буровой штанги включает: подгонку скоростей V бурения различных буровых штанг и моментов времени t сбора скоростей V бурения для получения выражения V(t); определение интервала времени t сбора данных, соответствующего значению прочности горной породы на одноосное сжатие в e-ой последовательности при этом толщину e-го слоя пластов горной породы вычисляют по формуле:In some cases, the acquisition module in the rock formation determination device provided in this embodiment is further configured to obtain an expression V (t) for the drilling speed V of the drill rod, which varies with the acquisition time t, wherein the drilling speed of the drill rod represents the depth that the drill rod penetrates into the rock formation per second, measured in m/s; a method for obtaining an expression V (t) of a drilling speed V of a drill rod includes: fitting the drilling speeds V of various drill rods and collection times t of the drilling speeds V to obtain an expression V (t); spacing definition time t of data collection corresponding to the value of the uniaxial compressive strength of the rock in the e-th sequence in this case, the thickness of the e-th layer of rock layers is calculated by the formula:
В некоторых случаях, в устройстве для определения параметров пласта горной породы, предусмотренном в данном варианте осуществления, модуль сбора дополнительно выполнен с возможностью получения рабочего значения
модуль сбора дополнительно выполнен с возможностью получения рабочего значения
модуль сбора дополнительно выполнен с возможностью получения рабочего значения
где F - осевое усилие буровой штанги, измеренное в Н; λ - коэффициент расширения ствола скважины, т.е. отношение площади поперечного сечения скважины к площади поперечного сечения буровой штанги; r - диаметр коронки буровой штанги, измеренный в м; M - крутящий момент буровой штанги, измеренный в Н⋅м; n - частота вращения буровой штанги, измеренная в об/мин; V - скорость бурения буровой штанги, т.е. глубина прохождения буровой штанги в пласт горной породы за секунду, измеренная в м/с;
Например, осевое усилие F буровой штанги может быть получено путем вычитания веса буровой установки из давления буровой установки, контактирующей с грунтом; коэффициент λ расширения ствола скважины представляет собой отношение площади поперечного сечения буровой скважины к площади поперечного сечения буровой штанги после того, как ствол буровой скважины пробурен; крутящий момент M буровой штанги может быть измерен при помощи датчика крутящего момента, соединенного с буровой установкой; частота n вращения буровой штанги может быть измерена при помощи датчика частоты вращения, соединенного с буровой установкой; скорость V бурения буровой штанги может быть измерена при помощи датчика скорости бурения, соединенного с буровой установкой.For example, the thrust force F of the drill rod can be obtained by subtracting the weight of the drilling rig from the pressure of the drilling rig in contact with the ground; the wellbore expansion ratio λ is the ratio of the cross-sectional area of the borehole to the cross-sectional area of the drill rod after the wellbore has been drilled; the torque M of the drill rod can be measured with a torque sensor connected to the drilling rig; the speed n of rotation of the drill rod can be measured using a speed sensor connected to the drilling rig; the drilling speed V of the drill rod can be measured using a drilling speed sensor connected to the drilling rig.
В некоторых случаях, в устройстве для определения параметров пласта горной породы, предусмотренном в данном варианте осуществления, модуль определения дополнительно выполнен с возможностью определения формулы оценки значения
В некоторых случаях, устройство для определения параметров пласта горной породы, предусмотренное в данном варианте осуществления, также включает сборщик данных, выполненный с возможностью сбора данных испытаний при выполнении буровой штангой бурения сквозь единицу объема горной породы; сборщик данных включает датчик скорости бурения, датчик частоты вращения, датчик давления и датчик крутящего момента; датчик скорости бурения выполнен с возможностью обнаружения скорости V бурения; датчик частоты вращения выполнен с возможностью обнаружения частоты n вращения буровой штанги; датчик давления выполнен с возможностью обнаружения осевого усилия F буровой штанги; датчик крутящего момента выполнен с возможностью обнаружения крутящего момента M буровой штанги; устройство также содержит блок отображения, выполненный с возможностью отображения данных испытаний, собранных сборщиком данных при выполнении буровой штангой бурения сквозь единицу объема горной породы, данных, полученных модулем сбора, и данных, определенных модулем определения; модуль сбора выполнен с возможностью приема данных испытаний, собранных сборщиком данных при выполнении буровой штангой бурения сквозь единицу объема горной породы, и соответствующего значения
Специалисты в данной области техники могут легко понять, что все или часть этапов, которые реализуют вышеупомянутый вариант осуществления способа, могут быть выполнены с помощью оборудования, связанного с программами и командами. Программа может храниться на машиночитаемом носителе. При исполнении программы, она выполняет этапы вышеупомянутого варианта осуществления способа; вышеупомянутые носители данных включают в себя ПЗУ, ОЗУ, магнитный диск или оптический диск и т.д., на которых могут храниться программные коды.Those skilled in the art can readily appreciate that all or part of the steps that implement the above method embodiment can be performed by hardware associated with programs and instructions. The program may be stored on a computer-readable medium. When the program is executed, it performs the steps of the above embodiment of the method; the aforementioned storage media includes ROM, RAM, magnetic disk or optical disk, etc., in which program codes may be stored.
Некоторые исследователи провели соответствующие исследования в лаборатории и использовали буровые коронки PDC диаметром 60 мм для проведения буровых экспериментов. Образцы бурения разделены на 28 групп образцов растворов, различающихся по прочности и пронумерованных как J1-J28, и 8 групп образцов песчаника, пронумерованных как S1-S8. В таблице 1 представлено 30 групп экспериментальных данных.Some researchers have carried out relevant studies in the laboratory and have used 60 mm PDC bits to conduct drilling experiments. Drilling samples are divided into 28 groups of mud samples, differing in strength and numbered as J1-J28, and 8 groups of sandstone samples, numbered as S1-S8. Table 1 presents 30 groups of experimental data.
На основании данных в таблице 1, модель оценки значения прочности горной породы на одноосное сжатие задают в виде формулы (1) для многоэлементной линейной регрессии, и формулу оценки значения прочности горной породы на одноосное сжатие получают в виде:Based on the data in Table 1, the model for estimating the uniaxial compressive strength value of the rock is set as the formula (1) for multi-element linear regression, and the uniaxial compressive strength value estimation formula is obtained as:
Claims (79)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910255972.8 | 2019-04-01 | ||
CN201910255972.8A CN110130883A (en) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | The determination method and device of formation parameters |
PCT/CN2019/104107 WO2020199495A1 (en) | 2019-04-01 | 2019-09-03 | Method and device for determining rock stratum parameters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2762675C1 RU2762675C1 (en) | 2021-12-21 |
RU2762675C9 true RU2762675C9 (en) | 2022-08-04 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172834C2 (en) * | 1996-03-25 | 2001-08-27 | Дрессер Индастриз, Инк. | Method of rock compression test |
CN1671946A (en) * | 2002-06-06 | 2005-09-21 | 贝克休斯公司 | Method for in-situ analysis of formation parameters |
WO2006127892A3 (en) * | 2005-05-25 | 2009-04-16 | Geomechanics International Inc | Methods and devices for analyzing and controlling the propagation of waves in a borehole generated by water hammer |
CN101460698B (en) * | 2006-12-15 | 2013-01-02 | 哈里伯顿能源服务公司 | Antenna coupling component measurement tool having rotating antenna configuration |
RU2595278C1 (en) * | 2015-07-29 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГЕРС Технолоджи" | Complex downhole device for exploration of wells during drilling |
RU2613374C2 (en) * | 2008-03-03 | 2017-03-16 | Интеллизерв Интернэшнл Холдинг, Лтд | Monitoring borehole indexes by means of measuring system distributed along drill string |
CN110130883A (en) * | 2019-04-01 | 2019-08-16 | 中国矿业大学 | The determination method and device of formation parameters |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172834C2 (en) * | 1996-03-25 | 2001-08-27 | Дрессер Индастриз, Инк. | Method of rock compression test |
CN1671946A (en) * | 2002-06-06 | 2005-09-21 | 贝克休斯公司 | Method for in-situ analysis of formation parameters |
WO2006127892A3 (en) * | 2005-05-25 | 2009-04-16 | Geomechanics International Inc | Methods and devices for analyzing and controlling the propagation of waves in a borehole generated by water hammer |
CN101460698B (en) * | 2006-12-15 | 2013-01-02 | 哈里伯顿能源服务公司 | Antenna coupling component measurement tool having rotating antenna configuration |
RU2613374C2 (en) * | 2008-03-03 | 2017-03-16 | Интеллизерв Интернэшнл Холдинг, Лтд | Monitoring borehole indexes by means of measuring system distributed along drill string |
RU2595278C1 (en) * | 2015-07-29 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГЕРС Технолоджи" | Complex downhole device for exploration of wells during drilling |
CN110130883A (en) * | 2019-04-01 | 2019-08-16 | 中国矿业大学 | The determination method and device of formation parameters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2020199495A1 (en) | Method and device for determining rock stratum parameters | |
EP3414566B1 (en) | Thermal maturity determination of rock formations using mud gas isotope logging | |
CN102216563B (en) | Method for correcting the measured concentrations of gas components in drilling mud | |
Rajesh Kumar et al. | Prediction of uniaxial compressive strength, tensile strength and porosity of sedimentary rocks using sound level produced during rotary drilling | |
US20090260883A1 (en) | Continuous measurement of heterogeneity of geomaterials | |
US20240044248A1 (en) | Drilling fluid contamination determination for downhole fluid sampling tool | |
EP2772775A1 (en) | Method for determining in real time the porosity and water saturation of an underground formation using gas level and drilling data | |
NO344538B1 (en) | Procedure and computer-readable medium for prediction of production zone | |
EP3488077B1 (en) | Fluid characterization and phase envelope prediction from downhole fluid sampling tool | |
US11592433B2 (en) | Quantifying contamination of downhole samples | |
US11808147B2 (en) | Multi-phase fluid identification for subsurface sensor measurement | |
CN109543915B (en) | Method for identifying total organic carbon content of hydrocarbon source rock in whole well section based on logging information | |
CN103306672B (en) | A kind of method predicting the abrasiveness of the different drilling direction of shale formation | |
Ibrahim et al. | Integration of pressure-transient and fracture area for detecting unconventional wells interference | |
Wang et al. | In situ strength profiles along two adjacent vertical drillholes from digitalization of hydraulic rotary drilling | |
RU2762675C9 (en) | Method and apparatus for determining the parameters of a rock formation | |
WO2012125501A1 (en) | Analyzing fluid release properties of a subterranean area of the earth | |
CN116203631A (en) | Method for predicting lithology based on seismic data | |
BR112019011191A2 (en) | synthetic chromatogram of physical properties | |
Wang et al. | A case study of drilling process monitoring for geomaterial strength assessment along hydraulic rotary drillhole | |
CN115822574A (en) | Method for evaluating distribution of high-quality hydrocarbon source rock in low-exploration-degree area | |
CN113513331A (en) | Tunneling face rock-soil type identification method, system and medium based on shield machine operation parameters | |
RU2471206C1 (en) | Investigation method of geological section of oil-and-gas wells | |
CN116721223A (en) | Rock mass stability analysis method based on oblique photography and measurement while drilling technology | |
Carugo et al. | A Multidisciplinary Application for an Exploration Well in the Tano Basin, Ghana |