煤矿井下定向钻孔轨迹跟踪算法研究_中国煤炭行业知识服务平台

煤矿井下定向钻孔轨迹跟踪算法研究

作者

雷侃刘宗伟李涛涛陈会许春雨宋建成
单位

太原理工大学煤矿电气设备与智能控制山西省重点实验室山西金鼎高宝钻探有限责任公司山东青东管道有限公司
摘要

针对近水平定向钻孔实钻轨迹跟踪设计轨迹，较为依赖工人操控经验的问题，通过研究单弯螺杆钻具的钻进过程，搭建类似圆锥底面边缘的钻孔轨迹预测模型，分析钻杆受到重力影响，引入挠度计算，提出一种钻孔轨迹预测算法。用预测轨迹代替实钻轨迹，以设计坐标与预测坐标距离为目标函数，通过对目标函数求导推得最佳工具面角的计算公式。通过MATLAB软件仿真验证该算法满足实际施工要求，具有应用价值，并使用LabVIEW软件依据上述算法搭建上位机系统，指导实际钻进过程中工具面角的调整。
关键词

螺杆钻具水平千米定向钻机挠度工具面角
基金项目(Foundation)

山西省重点研发计划项目（202003D111008）；
文章目录

0 引言
1 水平千米定向钻机钻孔轨迹预测模型建立
1.1 圆锥底面边缘坐标的计算
1.2 坐标转换计算
1.3 力学分析叠加挠度计算
2 水平定向钻机钻孔轨迹跟踪算法推导
2.1 距离偏差函数建立
2.2 下一钻杆最优工具面角求解
3 仿真试验
3.1 实钻坐标与设计坐标对比
3.2 轨迹跟踪算法的验证
4 上位机系统
5 结语
引用格式

雷侃,刘宗伟,李涛涛等.煤矿井下定向钻孔轨迹跟踪算法研究[J].煤炭技术,2023,42(07):124-127.DOI:10.13301/j.cnki.ct.2023.07.026.