井下鉆孔軌跡微震描述方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及井下鉆孔描述方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種礦井深部地應(yīng)力高異常地區(qū)，井下鉆孔塌孔、縮孔嚴(yán)重，不具備測井條件時井下鉆孔軌跡描述方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于井下施工環(huán)境條件、巖層結(jié)構(gòu)、施工工藝等多因素影響，井下鉆孔軌跡往往較設(shè)計存在較大偏差，有時孔深120m的鉆孔終孔位置偏差就可能超過30-40m，以至于無法得到所需要的數(shù)據(jù)資料，或者得出與實際偏差很大甚至完全相反的結(jié)論。
[0003]目前，常用的井下鉆孔軌跡描述方法為測井儀法，但是在礦井深部地應(yīng)力高異常地區(qū)，井下鉆孔塌孔、縮孔嚴(yán)重，有時鉆桿剛剛拔出，鉆孔就已經(jīng)坍塌破壞，有時鉆桿很難拔出或根本無法拔出，常規(guī)測井根本無法進(jìn)行。因此，研發(fā)新的井下鉆孔軌跡描述方法，具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種井下鉆孔軌跡微震描述方法，所述方法能夠?qū)Σ痪邆錅y井條件時井下的鉆孔軌跡進(jìn)行描述，且描述準(zhǔn)確，用于后續(xù)研宄，具有重要的現(xiàn)實意義。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種井下鉆孔軌跡微震描述方法，其特征在于所述方法包括如下步驟:
1)將一組微震檢波器布置在井下鉆孔孔口位置周圍，將所有檢波器用電纜連接到井下微震采集分站，形成一個完整的監(jiān)測單元；
2)井下采集分站通過光纖與礦井環(huán)網(wǎng)相連，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)降孛嬷鞣?wù)器進(jìn)行分析、處理；
3)根據(jù)鉆進(jìn)破巖引發(fā)的微震事件時空分布情況，對鉆孔軌跡進(jìn)行描述并顯示。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:每組微震檢波器包括6-8個檢波器。
[0007]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:在井下巷道條件具備時，采用環(huán)繞式布置6-8個微震檢波器，檢波器間距控制在40m-80m之間；當(dāng)巷道條件不具備時，可在一條巷道內(nèi)布置，檢波器間距控制在40m-80m之間、檢波器之間標(biāo)高高差確保不小于2m_3m ;在單條巷道長度較小時，可將所有6-8個檢波器布置在一個巷道斷面內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:在鉆進(jìn)工作開始前24h開啟微震監(jiān)測設(shè)備，開始監(jiān)測；鉆孔開始施工后，對開工時間、鉆孔進(jìn)尺、下套管時間、孔口管注漿固孔時間、注漿壓力、注漿量、換鉆桿時間、停鉆時間、封孔過程鉆進(jìn)施工情況做詳細(xì)記錄；鉆孔竣工后，繼續(xù)進(jìn)行24h監(jiān)測，完成數(shù)據(jù)采集工作。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:對實時采集到的微震信號進(jìn)行干擾噪音壓制，然后拾取各個檢波器的P波起震點到時tp，再根據(jù)P波和S波波形規(guī)律，選取S波起震點到時ts，進(jìn)而求取P波和S波到達(dá)各個檢波器的傳播時間tpl和t sl，根據(jù)已知的檢波器三維坐標(biāo)X、Y、Z和波速參數(shù)，通過定位算法計算事件的空間位置。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:根據(jù)鉆進(jìn)期間鉆頭破巖所引發(fā)的微弱震動事件時、空分布規(guī)律，對鉆頭運動軌跡進(jìn)行描述，考慮到微震監(jiān)測精度情況，所記錄位置最小誤差3m-6m，最后得出的鉆孔軌跡為一彎曲狀圓柱體，圓柱體橫截面半徑3m_6m。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:每一個微震事件需要至少通過4道檢波器數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，其中，至少有I個三軸檢波器為三道、I個單軸檢波器為I道。
[0012]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述方法能夠?qū)Σ痪邆錅y井條件時井下的鉆孔軌跡進(jìn)行描述，且描述準(zhǔn)確，用于后續(xù)研宄，具有重要的現(xiàn)實意義。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明所述方法使用的的微震描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2為井下檢波器環(huán)繞狀布置平面圖
圖3為單巷線狀布置平面圖；
圖4為環(huán)狀布置剖面圖；
圖5為井下鉆孔軌跡描述成果剖面圖；
其中:1、采集分站2、檢波器3、鉆孔。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0016]本發(fā)明公開了一種井下鉆孔軌跡微震描述方法，所述方法包括如下步驟:
1)將一組6-8個微震檢波器布置在井下鉆孔孔口位置周圍，將所有檢波器用電纜連接到井下微震采集分站，形成一個完整的監(jiān)測單元，如圖1所示；
2)井下采集分站通過光纖與礦井環(huán)網(wǎng)相連，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)降孛嬷鞣?wù)器進(jìn)行分析、處理；
3)根據(jù)鉆進(jìn)破巖引發(fā)的微震事件時空分布情況，對鉆孔軌跡進(jìn)行描述并顯示。
[0017]微震檢波器的布置情況有三種:第一種，如圖2所示，在井下巷道條件具備時，采用環(huán)繞式布置6-8個微震檢波器，檢波器間距控制在40m-80m之間；第二種，如圖3所示，當(dāng)巷道條件不具備時，可在一條巷道內(nèi)布置，檢波器間距控制在40m-80m之間、檢波器之間標(biāo)高高差確保不小于2m-3m;第三種，如圖4所示，在單條巷道長度較小時，可將所有6_8個檢波器布置在一個巷道斷面內(nèi)。
[0018]在鉆進(jìn)工作開始前24h開啟微震監(jiān)測設(shè)備，開始監(jiān)測；鉆孔開始施工后，對開工時間、鉆孔進(jìn)尺、下套管時間、孔口管注漿固孔時間、注漿壓力、注漿量、換鉆桿時間、停鉆時間、封孔過程鉆進(jìn)施工情況做詳細(xì)記錄；鉆孔竣工后，繼續(xù)進(jìn)行24h監(jiān)測，完成數(shù)據(jù)采集工作。
[0019]根據(jù)鉆進(jìn)期間鉆頭破巖所引發(fā)的微弱震動事件時、空分布規(guī)律，對鉆頭運動軌跡進(jìn)行描述，考慮到微震監(jiān)測精度情況，所記錄位置最小誤差3m-6m，最后得出的鉆孔軌跡為一彎曲狀圓柱體，圓柱體橫截面半徑3m-6m，如圖5所示。
[0020]進(jìn)一步的，地面主服務(wù)器通過以下方法得到鉆孔軌跡:對實時采集到的微震信號進(jìn)行干擾噪音壓制，然后拾取各個檢波器的P波起震點到時tp，再根據(jù)P波和S波波形規(guī)律，選取S波起震點到時ts，進(jìn)而求取P波和S波到達(dá)各個檢波器的傳播時間tpl和t sl，根據(jù)已知的檢波器三維坐標(biāo)X、Y、Z和波速參數(shù)，通過定位算法計算鉆孔的空間位置。每一個微震事件需要至少通過4道檢波器數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，其中，至少有I個三軸檢波器為三道、I個單軸檢波器為I道。
[0021]所述方法能夠?qū)Σ痪邆錅y井條件時井下的鉆孔軌跡進(jìn)行描述，且描述準(zhǔn)確，用于后續(xù)研宄，具有重要的現(xiàn)實意義。
【主權(quán)項】
1.一種井下鉆孔軌跡微震描述方法，其特征在于所述方法包括如下步驟: 1)將一組微震檢波器布置在井下鉆孔孔口位置周圍，將所有檢波器用電纜連接到井下微震采集分站，形成一個完整的監(jiān)測單元； 2)井下采集分站通過光纖與礦井環(huán)網(wǎng)相連，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)降孛嬷鞣?wù)器進(jìn)行分析、處理； 3)地面主服務(wù)器根據(jù)鉆進(jìn)破巖引發(fā)的微震事件時、空分布情況，對鉆孔軌跡進(jìn)行描述并顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔軌跡微震描述方法，其特征在于:每組微震檢波器包括6-8個檢波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔軌跡微震描述方法，其特征在于:在井下巷道條件具備時，采用環(huán)繞式以鉆孔開孔位置為中心在四周巷道布置6-8個微震檢波器，檢波器間距控制在40m-80m之間；當(dāng)巷道條件不具備時，可在一條巷道內(nèi)布置，檢波器間距控制在40m-80m之間、檢波器之間標(biāo)高高差確保不小于2m_3m ;在單條巷道長度較小時，可將所有6-8個檢波器布置在一個巷道斷面內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔軌跡微震描述方法，其特征在于:在鉆進(jìn)工作開始前24h開啟微震監(jiān)測設(shè)備，開始監(jiān)測；鉆孔開始施工后，對開工時間、鉆孔進(jìn)尺、下套管時間、孔口管注漿固孔時間、注漿壓力、注漿量、換鉆桿時間、停鉆時間、封孔過程做詳細(xì)記錄；鉆孔竣工后，繼續(xù)進(jìn)行24h監(jiān)測，完成數(shù)據(jù)采集工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔軌跡微震描述方法，其特征在于:根據(jù)鉆進(jìn)期間鉆頭破巖所引發(fā)的微弱震動事件時、空分布規(guī)律，對鉆頭運動軌跡進(jìn)行描述，考慮到微震監(jiān)測精度情況，所記錄位置最小誤差3m-6m，最后得出的鉆孔軌跡為一彎曲狀圓柱體，圓柱體橫截面半徑3m_6m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔軌跡微震描述方法，其特征在于地面主服務(wù)器通過以下方法得到鉆孔軌跡:對實時采集到的微震信號進(jìn)行干擾噪音壓制，然后拾取各個檢波器的P波起震點到時tp，再根據(jù)P波和S波波形規(guī)律，選取S波起震點到時ts，進(jìn)而求取P波和S波到達(dá)各個檢波器的傳播時間tpl和t sl，根據(jù)已知的檢波器三維坐標(biāo)X、Y、Z和波速參數(shù)，通過定位算法計算鉆孔的空間位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔軌跡微震描述方法，其特征在于:每一個微震事件需要至少通過4道檢波器數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，其中，至少有I個三軸檢波器為三道、I個單軸檢波器為I道。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種井下鉆孔軌跡微震描述方法，涉及井下鉆孔描述方法技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括如下步驟：1）將一組微震檢波器布置在井下鉆孔孔口位置周圍，將所有檢波器用電纜連接到井下微震采集分站，形成一個完整的監(jiān)測單元；2）井下采集分站通過光纖與礦井環(huán)網(wǎng)相連，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)降孛嬷鞣?wù)器進(jìn)行分析、處理；3）地面主服務(wù)器根據(jù)鉆進(jìn)破巖引發(fā)的微震事件時空分布情況，對鉆孔軌跡進(jìn)行描述并顯示。所述方法能夠?qū)Σ痪邆錅y井條件時井下的鉆孔軌跡進(jìn)行描述，且描述準(zhǔn)確，用于后續(xù)研究，具有重要的現(xiàn)實意義。
【IPC分類】E21B47-0224
【公開號】CN104832160
【申請?zhí)枴緾N201510261561
【發(fā)明人】劉建功, 李玉寶, 啜曉宇, 趙立松, 孫新博, 孟凡嶺, 路光, 王丹
【申請人】河北煤炭科學(xué)研究院
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月21日