环境地质调查中智能直推随钻测量装置的应用研究
孙平贺1,2,3, 周生伟1,2,3, 曹 函1,2,3,
高 强1,2,3,程功弼4, 张 辉4
1. 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学),湖南 长沙 410083;2. 有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室,湖南 长沙 410083;3. 中南大学 地球科学与信息物理学院,湖南 长沙 410083;4. 江苏盖亚环境科技股份有限公司,江苏 苏州 215000
a. 针对环境地质调查中现有钻测一体化技术钻进轨迹难以控制、探测点位偏差大的问题,研制了智能随钻测量装置,通过装置内设置微型定量传感器进行孔内钻头姿态识别,为钻进轨迹调整提供数据基础,提高了环境地质调查中钻测一体化靶向钻进的精度。
b. 研发适用于环境地质调查的智能随钻轻量化测量装置,装置的外径为73 mm、长度为300 mm,且该装置在随钻测量过程中外管不回转,仅内部单动固定装置随钻头进行小范围转动,能够极大降低对环境地质调查中污染场地的扰动;该装置属于近钻头测量,能够提高钻头姿态监测的准确性。
c. 研发配套监测软件,可完成顶角、方位角和工具面角等参数的实时采集与存储,监测精度为0.01 °。
d. 搭建室内试验平台并进行现场试验,试验结果表明:顶角的变化范围为0~0.4 °、工具面角的变化率为3.25 %,智能随钻测量装置具有较高的稳定性和可靠性。
1 工作原理与方案设计
1.1 工作原理
1.2 方案设计
1.3 传感器选型
1.4 结构组成
2 室内实验平台
2.1 平台监测模块
2.2 监测软件
3 室内试验
4 现场试验
5 结 论
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孙平贺,教授、博士生导师,中南大学地质工程系主任。长期致力于地质、环境、资源和工程科学钻探技术研究和教学工作。主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金等科研项目20余项,公开发表国内外学术论文100余篇,出版教材专著5部,拥有授权发明专利30余项,荣获湖南省科技进步奖等省部级科技奖励5项。国家级一流课程《岩土钻掘工艺学》骨干成员。科技部、教育部、国家自然科学基金委、四川、江西、湖北等省人才、科技项目评审专家。国际非开挖技术协会会员、美国环境与工程地质学家协会学术委员、中国地质学会探矿工程专业委员会委员、中国地质学会青年工作委员会委员、中国高等教育学会资源能源教育分会理事、湖南省科技特派员。《煤田地质与勘探》《钻探工程》等多个期刊编委会成员。
孙平贺,周生伟,曹函,等. 环境地质调查中智能直推随钻测量装置的应用研究[J]. 煤田地质与勘探,2023,51(9):156−163.
doi: 10.12363/issn.1001-1986.23.06.0315