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针对反井钻机扩孔钻进对扩孔钻头工作状况监控系统数据传递不及时、缺乏动作预测及故障报警等问题，设计了一种反井钻机扩孔钻头工作状态数字孪生实时监控系统。该系统由空中模块、云空间模块、物理实体、虚拟空间模块和数字孪生体组成，形成一套应用于空-云-地-孔智能监测大直径反井钻机扩孔钻头工作面精细定位和智能监控系统。在软硬不均的交互地层中，考虑到钻进参数变化范围大且施工参数变化快的特点，利用物联感知设备并通过多源数据融合，在统一坐标系基础上建立了一套虚实交互的智能监控系统，并提出了模拟近似预测模型，以提高反井钻机扩孔工作面监控系统的实时性、准确性和完整性。