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提出了一些新的实时诊断和钻压优化模型建模方法———神经网络法,它们可以克服传统方法需要建立数学模型的缺陷,满足钻进过程控制对实时性的要求。给出了利用反向传播神经网络（ＢＰ网络） 进行实时诊断和建立钻压优化模型的方法。实际应用和计算机仿真研究表明：采用这些新方法可以实时地实现钻进过程的事故诊断,建立的模型不但能够满足自动送钻实时优化钻压的要求,而且也可以用于离线的钻压参数优选 相似文献
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基于目标函数的钻压优化模型建模方法 总被引：3，自引：0，他引：3
研究了如何把过去由地质人员离线确定优化钻压的模型变为自动送钻中在线实时的钻压优化模型。以综合钻井成本最低为准则,建立了钻井成本目标函数,讨论了影响钻井成本的因素,给出了钻压优化模型的约束条件,在以上基础上建立了钻压优化模型,并给出了钻压优化模型在线实时求解过程中有关参数的确定方法,最后总结了基于目标函数钻压优化模型建模方法优缺点和适用范围。本研究对科学自动化钻井具有参考价值。 相似文献
3.
自动送钻的目的是使钻头对井底的钻压保持设定的恒压值,实现最优化钻井的目的。当前深井超深井钻机自动送钻是通过绞车、天车、游动滑车、钢丝绳、大钩来进行的,由于绞车、游动系统存在动载,钢丝绳振动,大钩送钻速度明显不均匀,使井底钻压不稳定,难以实现较准确送钻。阐述了绞车游动系统送钻的工作原理和液压盘式刹车自动送钻、辅助电机自动送钻方法。提出精确自动送钻的理想方案是采用液压缸送钻系统,采用无绞车液压缸升降式钻机,液压缸系统自动送钻并担负起下钻具任务;也可用绞车起下钻具,液压缸自动送钻方案,彻底消除绞车、游动系统对自动送钻的干扰。 相似文献
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介绍了PNN方法原理及其算法训练学习过程,详细阐述了网络识别岩性参数的选取、岩性识别模型的建立过程.通过对比研究PNN与其他6种岩性识别方法,分析相同条件下预测结果,得到不同识别方法的优劣性.经研究发现,PNN概率神经网络方法在生产应用中效果更佳、训练识别用时最短.利用人工智能神经网络对测井数据进行自动解释分析,可满足随钻测井时效性及快速解释处理的地质导向需求. 相似文献
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钻压的自动调节是钻机自动化控制的重要内容之一。用液压系统调压的钻机,以前对钻压的自动调节多是采用变量泵改变流量和（或）比例电磁溢流阀改变节流口大小来实现的。由于这些调压方法存在“调压范围窄”、“不能实现快速手把功能”等致命弱点。中国地质大学（北京）在模拟钻进实验台建设过程中,研制出一种自动钻压调节新方法,克服了上述调压方法的缺点,同时调压精度显著提高,可满足某些实验研究中需要精确调压时的要求。 相似文献
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针对自动送钻控制系统中存在的时变、时滞和非线性条件下难以实现准确控制的情况,提出了一种灰色预测控制算法,该控制算法在建模过程中对原始数据进行累加生成,而这样累加的结果可以大大弱化非线性干扰的影响.利用灰色预测改进模型,实行一步或多步预测,将预测误差与误差变化作为决策机构的输入,送给液压调速系统对绞车的绞车力进行控制,然后控制钻杆的下放速度从而达到恒钻压的目的.该算法自适应强,计算简单,适合于钻压控制系统中.仿真结果表明,该算法是有效的. 相似文献
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本文结合全液压动力头式地面煤层气钻机的结构特点,根据给进机构数学模型及钻压控制经验公式,建立钻压控制模型,设计模糊PID控制器并进行了仿真分析。通过改变门限钻压值和岩石可钻性系数值大小,模拟钻进过程中地层变化和被控对象参数变化对系统的影响,经过仿真分析得出系统的响应速度快,超调量小,具有较好的适应能力和抗干扰能力。因此,用模糊控制来实现恒钻压控制是可行的,对实现钻机的自动化、智能化控制具有一定的指导意义。 相似文献
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利用神经网络法预测风动潜孔锤钻速 总被引：4，自引：1，他引：3
风动潜孔锤钻进在钻效方面有着传统钻进方法无可比拟的优势。以往的钻速预测主要是针对回转钻进,而准确预测风动潜孔锤钻速则更具有现实意义,更有利于合理制定钻井计划。利用有多隐层的BP神经网络原理,综合考虑钻压、转速、风压、风量、钻井深度、钻头工作时间等各方面参数对钻速的影响,研究了贯通式潜孔锤冲击回转钻井钻速的预测方法,并对现场实际钻井作业进行了预测。预测结果与现场实际情况能很好地吻合。同时又以预测结果为基础,优选钻进参数以指导施工。 相似文献
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为提高煤矿巷道支护效率,改善掘进工作面自动化智能化程度,设计了一种集成悬臂式掘进机和六自由度机械臂的钻锚机器人,研究了钻锚孔孔序规划策略及钻臂轨迹规划方法。首先,基于改进的DH方法建立机械臂结构的运动学模型,分析其运动学正解和逆解,解算钻机空间位姿及对应的关节变量值;其次,基于蒙特卡罗随机数方法分析机械臂运动空间,求解双机械臂运动范围;基于钻锚作业工艺要求提出一种钻锚孔孔序规划策略,在不同条件下两机械臂按照一定锚固顺序完成顶板锚固作业任务;最后,基于五次多项式插值方法完成机械臂轨迹规划,以实现钻臂快速平稳达到目标位置。仿真结果表明,钻锚机器人能满足宽×高为6 000 mm×4 500 mm范围内的巷道支护要求,基于该孔序规划策略和钻臂轨迹规划方法,两钻机在进行顶板锚固作业任务时能有效避免干涉,实现准确、平稳运动至锚固点,完成锚固任务。研究结果为发展自动支护和智能掘进提供了一种思路和方法。 相似文献
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车载钻机机动性强、工艺适应范围广,是救援钻孔施工的理想机型,传统的车载钻机均采用液控、液驱的方式,存在控制参数显示不直观、管线较多、难以实现闭环控制等难题,钻遇复杂地层时,司钻人员的反应速度往往难以适应工况的变化,不利于钻孔安全。为满足救援钻孔施工安全、自动化程度高的需求,ZMK5550TZJF50/120型救援车载钻机采用电控、液驱的方式。根据回转和给进两大主要执行机构的负载特性,设计具有无级调速和防吸空特性的回转驱动系统、具有防坠落功能的给进驱动回路;根据系统的控制、监控和驱动要求,设计集中操控和显示的救援钻机电控系统,实现分布式总线协议部署以及具有优先级的闭环散热调节;选取对钻压控制有影响的7个参数,采用BP神经网络技术对历史数据进行了训练、验证和测试,获取钻进参数与钻压控制的连接权值矩阵,实现对钻压的自适应控制(Weight on Bit,WOB)。该钻机在宁夏梅花井现场工业性试验中完成了预定的钻孔工作,电液系统运行稳定,温度控制系统可保证液压系统油温保持在40~60℃区间,柴油机冷却液温度保持在70~90℃区间,验证了温度闭环自适应控制系统的工作效果。ZMK5550TZJF50/120型救援车载钻机初步建立了钻压自适应控制模式,但由于地层的多样性和复杂性,还需要不断丰富样本数量、提高系统计算速度,使钻压自适应控制系统对地层的适应性更强。 相似文献
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碳酸盐岩区大型水库蓄水引起的地下水渗流场及岩溶环境变化的研究,既是一个工程实际问题,同时也是岩溶环境学的理论问题．以高坝洲和隔河岩水库为例,运用数值模拟方法模拟了水库蓄水前后地下水渗流场的平面和剖面流网特征以及地下水渗透流速的空间变化规律．在此基础上,应用扩散边界层（ Ｄ Ｂ Ｌ） 理论模型分析了研究区不同部位的岩溶环境演化趋势．结果表明,由于库水位的大幅度抬升和防渗帷幕的实施,使得研究区防渗帷幕上游岩溶作用的强度减弱;而防渗帷幕下游岩溶作用的强度加强,并发生方解石的沉积作用．这一现象在隔河岩水库蓄水后已经被验证 相似文献
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Lei Zhang Duoxing Yang Yaowei Liu Yongtai Che Dajun Qin 《Environmental Earth Sciences》2014,72(11):4491-4500
It is a common concern that the groundwater flow field caused by the Three Gorges Dam changes the regional seismic activity and environment. The changes in the seepage region could be effectively reflected through the analysis of the groundwater age using chlorofluorocarbons (CFC)-based techniques. In this study, the influences of the reservoir water on groundwater and the seepage region boundary of the reservoir were investigated using CFCs, stable isotopes, and water level in groundwater, reservoir water, and spring water during the water storage process of the Three Gorges Reservoir. The results show that the water supplied by the groundwater is older, whereas the water supplied by the reservoir and the springs is younger. With an increase in the water level of the reservoir, the water in well W3, which is located at the vice dam of the head region, becomes older due to the reservoir loading effect, whereas the water in well W4 become younger due to the lateral seepage of reservoir water. This finding indicates that the groundwater seepage regions in wells W3 and W4, which are located at upstream of the reservoir, are all influenced by the Three Gorges Reservoir. In contrast, the sampling points in the northern section of the Xiannvshan fault zone, which is farther from the dam, did not exhibit any direct hydraulic connection between the groundwater and the reservoir water; thus, the reservoir seepage effects may not affect the northern part of the Xiannvshan fault zone. These research results provide important reference data that can be used to analyze the effects of the Three Gorges reservoir storage on the regional environment. 相似文献
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天池口滑坡是清江隔河岩库区一大型松散堆积物滑坡。自1993年4月隔河岩水库蓄水以来,滑坡体开始发生变形,特别是库岸滑体前缘变形日趋明显。根据野外现场调研和室内试验、工程勘察资料,探讨了天池口滑坡的变形机制,并运用极限平衡理论分析了滑坡在蓄水和降水时的稳定性。研究结果表明,天池口滑坡基本上属二元结构,滑坡体的变形是由于水库蓄水和库水位骤涨骤降引起的,在目前正常蓄水条件下,滑坡体基本处于稳定状态。 相似文献
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针对库水位变化条件下滑坡的稳定性定量评价复杂问题,考虑降雨和库水位变化对地下水渗流场变化规律的影响机制,采用饱和-非饱和渗流的基本理论,运用渗流模拟有限元法,对重庆市武隆区羊角滩滑坡在6种不同工况下的库区滑坡的稳定性开展了模拟研究。结果表明: ①降雨工况下,降雨对地下水渗流场都有影响,滑坡中部位置受地下水位影响最大,前后部影响小,降雨条件下,滑坡稳定性随着降雨历时的增加而变小,到达一定阶段后,滑坡已经滑动,滑坡稳定性系数不再变化; ②库水位工况下,主要影响滑坡前缘,地下水位是随库水位变化而迅速变化的,随着库水位的上涨,滑坡稳定性系数呈现先减小后增大的趋势; ③地下水位的骤升对浮托作用影响有限,对压坡作用影响较大,同时降低了渗流力的影响,对滑坡稳定起到了积极作用,地下水位的骤降增大了渗流力,减弱了前缘库水位的压坡作用,滑坡失稳的可能性最大。可为库区该类滑坡的稳定性现状及发展趋势预判提供科学依据。 相似文献
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水库蓄水后库岸边坡的稳定性一直是研究的热点,库水位周期性涨落使得坡体内部渗流场发生变化进而影响其应力场,应力场作用于岩土体产生变形,其中水库水位升降速率对滑坡稳定性的影响尤为显著。本文以瀑布沟水电站库区双家坪滑坡为研究对象,在调查分析的基础上,基于非饱和土力学理论,考虑水—土特征曲线与渗透特性,对库水作用下的双家坪堆积体滑坡稳态—瞬态进行渗流场—稳定性数值计算。运用GeoStudio软件中的seep模块模拟库水作用下滑坡体地下水变化,计算出不同库水位升降速率条件下堆积体滑坡内部渗流场的变化并将结果耦合至slope模块中进行稳定性计算,研究结果表明:水位抬升阶段,滑坡的稳定性表现为先升高再降低,且水位抬升速率越大,滑坡稳定性升高后衰减的程度越大;水位下降阶段,滑坡的稳定性表现为先降低再逐渐回升的趋势,且水位下降速率越大,滑坡稳定性下降后再回升的程度越低。该研究结果对于库区地质灾害防灾减灾、监测预警以及水库合理调蓄具有重要的意义。 相似文献
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为研究地下水"热"源对于渗流场的影响,选取某水库水源地辐射取水区及部分扩张区为研究范围,使用地下水通用软件FEFLOW对单一地下水热源作用下的Y型河道的渗流场和温度场进行研究,得出地下水热源对渗流场和温度场的影响规律,结果显示:地下水位受水源的影响,在不同位置水位不同,含水层内随着到水源点距离的增加,水位逐渐降低,到达某个位置时会保持稳定不变;靠近地表的地下水温会随着到水源点距离的增加逐渐降低,在垂向上,含水层内地下水温随着高程的降低逐渐降低,而在库水区,受库水的影响垂向水温变化规律则刚好相反,研究结论可为实际工程提供理论指导。 相似文献
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绥化市红兴水库渗漏分析及渗控方案模拟预测 总被引：2，自引：0，他引：2
为解决水库建成后渗漏较为严重的问题,依据黑龙江省绥化市红兴水库初期蓄水失败后补充的地质勘探资料,分析水库渗漏的主要原因是库区内的粘土层分布不连续。采用三维数值模拟计算,建立红兴水库区地下水流概念模型及其数学模型,运用FEFLOW 软件的剖分功能对研究区进行了刻画;在此基础上,对无防渗方案和拟修4种防渗墙方案的防渗效果进行了模拟预测和对比。结果表明：有坝段防渗对渗漏总量的控制具有十分明显的作用,可以使水库渗漏总量减少约70％;渗漏量及渗透比降基本随防渗长度的增大呈线性趋势减小;南岸东侧防渗1 000 m、西侧防渗1 700 m时,为防渗效果最好的方案。 相似文献
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许多大坝的失事是由于高地下水位引起坝肩失稳所致。绕坝渗流是影响坝肩高地下水位的主要因素。为此通常将大坝基础防渗帷幕延伸到坝肩岸坡内一定距离,以减小绕坝渗流影响。而防渗帷幕运行性态随时间变化,为了评价坝肩防渗帷幕和地下水位的运行性态,首先分析了地下水位观测资料和水位、降水、温度、时效等时空影响因素及其表达式,随后基于岸坡地下水位观测资料,利用最小二乘法建立了大坝岸坡地下水位的时空分布模型。通过比较模型剩余标准差和测点的剩余标准差,可以确定坝肩地下水位的异常测点,分析岸坡防渗薄弱部位,掌握坝肩岸坡渗流场时空分布规律,监控绕坝渗流的性态。 相似文献
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冗赖水库位于珠江流域的北盘江与南盘江两大水系之间的高原岩溶台地,左右岸外侧均存在低邻槽谷,坝址下游存在底部发育落水洞的大型岩溶海子,水库成库难度大,当地人饮水问题突出。通过岩溶水文地质调查、钻探、物探、连通试验等手段,从地形条件、地层岩性、地质构造、水文地质条件、岩溶发育特征等方面,对冗赖水库成库条件进行了分析论证。认为水库库盆底部依托隔水性岩体,不存在库水渗漏问题,但水库两岸受分水岭地下水位低、断层破碎带及岩溶发育等影响,存在库水渗漏问题,同时库首两岸可能存在顺平缓岩层面、溶蚀裂隙等产生渗漏问题。因此建议采用垂直防渗方式,防渗标准（透水率）小于3 Lu或防渗帷幕下限接稳定地下水位以下10 m,遇到溶洞等地质缺陷时应查明其分布特征,并根据实际情况降低防渗底线。 相似文献
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基于数值模拟的汾河二库对晋祠泉岩溶水系统渗漏补给作用研究 总被引：1，自引：0，他引：1
汾河二库的下闸蓄水，改变了晋祠泉域汾河地表水对岩溶水的渗漏补给条件，对区域岩溶水流场变化有着长远的影响。本研究通过系统梳理库区水文地质条件，勾画地表水渗漏补给岩溶水范围，考虑地层岩性、蓄水高度等因素，确定二库不同蓄水水位下晋祠泉域获渗漏量占比；构建晋祠泉三维岩溶地下水流模型，研究二库渗漏对泉域岩溶地下水补给作用，并预测不同蓄水情景下晋祠泉口水位变化趋势。结果表明:晋祠泉域获渗漏量占比随二库蓄水位非线性变化，最低为92.8%，在二库蓄水位达902 m后稳定在93.7%，而渗漏量与二库蓄水高度呈正相关；泉域岩溶水径流区受渗漏补给作用最显著，其次为排泄区、北部补给区；渗漏补给作用下，地下水位回升值受二库水位和补水距离影响；维持设计水位（905.7 m）和2017年水位（895.9~902.4 m）时，预计晋祠泉口水位分别在2021年7月和2023年1月达到泉口高程。 相似文献