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公开(公告)号：CN114676552A
公开(公告)日：2022-06-28
申请号：CN202210103011.7
申请日：2022-01-27
申请人： 西安电子科技大学 , 中煤科工集团西安研究院有限公司
IPC分类号： G06F30/20 , G06F30/17 , G06F17/11 , G06F119/14
摘要： 本发明提供一种基于互补滤波的钻具重力加速度提取方法，首先通过余弦矩阵微分方程得到基于陀螺仪的重力加速度的递推方程，然后利用陀螺仪和加速度计在频率上互补的特性，在互补滤波框架下融合得到钻具重力加速度；同时，为了提高系统鲁棒性，利用非重力加速度和钻具旋转速度作为模糊算法输入，通过模糊算法动态调整互补滤波参数。该重力加速度提取方法，解决了旋转导向钻井过程中，由于钻具的高速旋转、剧烈振动和冲击给随钻姿态测量带来巨大干扰的问题。
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公开(公告)号：CN114877858B
公开(公告)日：2023-04-14
申请号：CN202210486754.7
申请日：2022-05-06
申请人： 西安电子科技大学 , 中煤科工集团西安研究院有限公司
摘要： 本发明提供一种高动态和磁干扰环境下的姿态估计算法，该姿态估计算法包括第一层姿态估计算法、第二层姿态估计算法，其中第一层算法解算俯仰、滚转角，选用方向余弦矩阵的最后一行作为俯仰、滚转角的状态变量，选用该状态变量的误差状态在EKF框架下进行更新与校正；第二层算法解算航向角，选用方向余弦矩阵的第一列的前两个元素作为航向角的状态变量，同时为了避免磁干扰对姿态解算的影响，使用磁力计模长乘以模块磁场倾角增量再取对数函数的方法表征磁干扰的强度，并将磁干扰的强度和观测噪声相关联。解决了姿态估计算法在高动态环境下精度低、易发散，且姿态角受磁干扰影响的问题，有效提高了姿态估计的精度和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN114877858A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210486754.7
申请日：2022-05-06
申请人： 西安电子科技大学 , 中煤科工集团西安研究院有限公司
摘要： 本发明提供一种高动态和磁干扰环境下的姿态估计算法，该姿态估计算法包括第一层姿态估计算法、第二层姿态估计算法，其中第一层算法解算俯仰、滚转角，选用方向余弦矩阵的最后一行作为俯仰、滚转角的状态变量，选用该状态变量的误差状态在EKF框架下进行更新与校正；第二层算法解算航向角，选用方向余弦矩阵的第一列的前两个元素作为航向角的状态变量，同时为了避免磁干扰对姿态解算的影响，使用磁力计模长乘以模块磁场倾角增量再取对数函数的方法表征磁干扰的强度，并将磁干扰的强度和观测噪声相关联。解决了姿态估计算法在高动态环境下精度低、易发散，且姿态角受磁干扰影响的问题，有效提高了姿态估计的精度和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN114676552B
公开(公告)日：2024-10-08
申请号：CN202210103011.7
申请日：2022-01-27
申请人： 西安电子科技大学 , 中煤科工集团西安研究院有限公司
IPC分类号： G06F30/20 , G06F30/17 , G06F17/11 , G06F119/14
摘要： 本发明提供一种基于互补滤波的钻具重力加速度提取方法，首先通过余弦矩阵微分方程得到基于陀螺仪的重力加速度的递推方程，然后利用陀螺仪和加速度计在频率上互补的特性，在互补滤波框架下融合得到钻具重力加速度；同时，为了提高系统鲁棒性，利用非重力加速度和钻具旋转速度作为模糊算法输入，通过模糊算法动态调整互补滤波参数。该重力加速度提取方法，解决了旋转导向钻井过程中，由于钻具的高速旋转、剧烈振动和冲击给随钻姿态测量带来巨大干扰的问题。
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公开(公告)号：CN114607347B
公开(公告)日：2024-10-18
申请号：CN202210297337.8
申请日：2022-03-24
申请人： 中煤科工集团西安研究院有限公司
摘要： 本发明公开了一种基于中空螺杆钻具的煤矿井下近钻头多参数随钻测量系统，包括中空螺杆钻具和近钻头测量仪器，中空螺杆钻具内设置有中心通孔，近钻头测量仪器安装在中空螺杆钻具的中心通孔内部和两端。定向钻进过程中，近钻头测量仪器实时测量钻头处的钻孔轨迹参数、煤系地层地质参数和钻进工程参数，以有线传输方式传输至上部随钻测量系统，并由上部随钻测量系统传输至孔口。本发明的近钻头多参数随钻测量系统具有结构可靠性高、信号传输快速稳定、仪器尺寸短、对螺杆钻具造斜能力影响小、参数测量种类多等显著优势，为钻孔轨迹精准控制、钻进工况识别和参数优化提供了依据，支撑煤矿井下智能定向钻进的实现。
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公开(公告)号：CN115059449B
公开(公告)日：2024-06-04
申请号：CN202210711860.0
申请日：2022-06-22
申请人： 中煤科工集团西安研究院有限公司
摘要： 本发明提供了一种煤矿井下自识别多参数近钻头随钻测量装置及方法，其特征在于，发射缸体分为五段，发射缸体内设置有第一过流通道，第一过流通道内位于第二段和第三段交界的位置设置有十字过线桥；十字过线桥上固定设置有测量模块安装座的后端，测量模块安装座内开设有前端开放的测量模块安装腔；第三段的外壁上开设有周向均匀分布相互独立的多个传感器模块安装腔；第四段的外壁上开设有周向均匀分布相互独立的多个电池及探管安装腔；第五段用于与单弯螺杆马达的前端配合安装。本发明的装置可对钻头附近的数据进行多参数测量，并且数据全部存储至存储器内，方便后续研究调取。
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公开(公告)号：CN113279716B
公开(公告)日：2023-06-13
申请号：CN202110634853.0
申请日：2021-06-08
申请人： 中煤科工集团西安研究院有限公司
IPC分类号： E21B25/00 , E21B25/16 , E21B21/00 , E21B47/024 , E21B7/04
摘要： 本发明公开一种定向连续反循环取芯组合钻具及方法，包括依次连接的取芯钻头、取芯导向装置、埋线双壁钻杆、埋线双壁送水器、计算机。取芯导向装置包括中心管、外管、套筒、测斜元件和导向机构，计算机与埋线双壁送水器、埋线双壁钻杆及取芯导向装置埋设的导线连通，导线连接测斜元件，测斜元件连接导向机构。计算机发送控制指令，测斜元件测量并回传钻孔轨迹参数，导向机构上布设的推靠巴掌根据指令以不同推力推靠孔壁，实现定向钻进，同时取芯钻头钻取岩芯，岩芯在水力作用下沿着中心通道返出孔外，从而实现连续定向取芯钻进。本发明能有效实现沿设计取芯轨迹定向连续取芯的目的，可为地质勘探、矿产资源开发和评价等提供可靠的实物资料。
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公开(公告)号：CN113719237B
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202110968895.8
申请日：2021-08-23
申请人： 中煤科工集团西安研究院有限公司
摘要： 本发明公开一种碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合及方法，包括依次相连的定向钻头、前置测量短节、无磁过线螺杆钻具、后置测量短节和中心通缆钻杆；前置测量短节用于近钻头位置钻孔倾角、工具面向角和地层自然伽马放射性强度的测量；无磁过线螺杆钻具用于给定向钻头提供碎岩动力，并将前置测量短节的测量数据通过无磁过线螺杆钻具侧壁通信组件输送至后置测量短节；后置测量短节用于前置测量短节测量数据接收和钻孔方位角的测量；中心通缆钻杆用于孔底测量数据的上传。通过本发明的技术方案能有效提高碎软薄煤层瓦斯抽采钻孔成孔深度和成孔率，缩短瓦斯治理周期，降低瓦斯治理成本。
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公开(公告)号：CN113464121A
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202110619219.X
申请日：2021-05-12
申请人： 中煤科工集团西安研究院有限公司
IPC分类号： E21B47/022
摘要： 本发明公开了一种随钻方位伽马地质导向钻进轨迹确定方法，包括：步骤1、收集目标矿区的勘探数据，并根据收集到的勘探数据确定目标矿区内的伽马射线强度地层吸收校正系数；步骤2、根据收集到的勘探数据确定目标矿区内的伽马射线强度地层厚度校正系数；步骤3、根据步骤1确定的伽马射线强度地层吸收校正系数和步骤2确定的伽马射线强度地层厚度校正系数，确定目标矿区内不同数据收集扇区的伽马曲线幅值，所述伽马曲线幅值包括上伽马曲线幅值和下伽马曲线幅值；步骤4、根据收集到的勘探数据确定钻头到煤岩界面的钻遇距离和垂直距离；步骤5、确定地质导向钻进轨迹。
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公开(公告)号：CN113204056A
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202110491465.1
申请日：2021-05-06
申请人： 中煤科工集团西安研究院有限公司
摘要： 本发明公开了一种用于确定煤岩界面剖面分布位置的反演方法，该方法使用随钻方位电磁波测井仪获取目标煤层与目标煤层顶/底板任意探测深度位置上的感应电动势和相位差信号，通过感应电动势和相位差信号转换，利用于基于Broyden的改进型牛顿算法、二维成像处理，得到目标煤层与目标煤层顶/底板的剖面电阻率分布图；最后对得到的目标煤层与目标煤层顶/底板的剖面电阻率分布图进行电阻率边界分布差异处理，得到煤岩界面剖面分布位置。本发明方法实现了在煤层釆、掘工作的前期，对顺目标煤层的超前探测，以确定理想的钻进轨迹，从而可以有效提高钻进效率，节约企业的钻进作业成本，保障安全生产。
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