本發(fā)明涉及地質(zhì)鉆探，尤其涉及一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，鉆探技術(shù)逐漸成為鐵礦、煤礦井下鉆孔施工的有效技術(shù)手段，通過(guò)分析礦區(qū)地下深部的水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件及環(huán)境地質(zhì)條件，為勘查和開采提供合理的科學(xué)依據(jù)。

2、然而，由于地下空間的不可見(jiàn)性及地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育情況的復(fù)雜性,對(duì)鉆探數(shù)據(jù)的分析難度較大、不確定性高，目前的鉆探分析只是將鉆探數(shù)據(jù)投射到cad平面圖和剖面圖，做不到三維顯示煤層走勢(shì)和空間孔群分布，而且，為了平滑曲線，往往會(huì)將部分鉆探數(shù)據(jù)剔除，造成巖層界面信息與實(shí)際不符，加大后續(xù)煤礦的開采難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，在保留鉆探數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，生成三維地質(zhì)模型對(duì)數(shù)據(jù)直觀顯示，為后續(xù)施工提供數(shù)據(jù)支撐。

2、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、三維建模模塊；

3、所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集巖層勘探數(shù)據(jù)與鉆孔軌跡數(shù)據(jù)；

4、所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)所述巖層勘探數(shù)據(jù)與鉆孔軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，構(gòu)建空間曲面三角網(wǎng)格模型，生成鉆探數(shù)據(jù)；

5、所述三維建模模塊，用于根據(jù)所述鉆探數(shù)據(jù)建立三維地質(zhì)模型。

6、所述數(shù)據(jù)采集模塊具體包括：傳感器單元與光電傳輸單元，所述傳感器單元用于監(jiān)測(cè)鉆頭和各鉆桿的溫度、振動(dòng)變化；所述光電傳輸單元與傳感器單元通過(guò)光信號(hào)通信，用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。

7、所述巖層勘探數(shù)據(jù)包括：鉆孔號(hào)、深度、巖性、品位；所述鉆孔軌跡數(shù)據(jù)包括：鉆孔號(hào)、鉆孔初始三維坐標(biāo)、深度、傾角、方位角；

8、所述對(duì)巖層勘探數(shù)據(jù)與鉆孔軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括：采集地質(zhì)樣本進(jìn)行巖性分析與品位估計(jì)，將各鉆孔號(hào)中不同巖性分界線處的深度值作為各鉆孔號(hào)的不同巖層界面的深度。

9、所述采集地質(zhì)樣本進(jìn)行品位估計(jì)，包括：檢測(cè)各鉆孔號(hào)采集到的地質(zhì)樣本的品位，對(duì)未采集區(qū)域的品位依據(jù)最近樣品法進(jìn)行插值處理，得到品位數(shù)據(jù)；所述品位數(shù)據(jù)指地質(zhì)樣本中有用礦物的含量值；所述最近樣品法是將距離最近的品位數(shù)據(jù)作為該區(qū)域的品位數(shù)據(jù)。

10、所述對(duì)巖層勘探數(shù)據(jù)與鉆孔軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，還包括：將深度、傾角、方位角數(shù)據(jù)進(jìn)行奇異點(diǎn)的數(shù)據(jù)校正；對(duì)校正后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)曲線數(shù)據(jù)相關(guān)性分析后排齊，給定校正系數(shù)，進(jìn)行曲線校正；結(jié)合各鉆孔初始三維坐標(biāo)，將修正后的深度、傾角、方位角數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為各鉆孔三維軌跡數(shù)據(jù)。

11、所述構(gòu)建空間曲面三角網(wǎng)格模型，包括以下步驟：

12、s1、將空間中任兩相鄰離散點(diǎn)進(jìn)行連接，作為線段的兩個(gè)端點(diǎn)；

13、s2、計(jì)算剩余離散點(diǎn)到所述線段的距離，將距離最近的離散點(diǎn)與線段的兩個(gè)端點(diǎn)連接，形成空間三角形；

14、s3、計(jì)算剩余離散點(diǎn)到空間封閉圖形各邊的距離，確定距離最短的一組離散點(diǎn)與邊；

15、s4、將所述離散點(diǎn)與邊進(jìn)行連接，形成新的空間封閉圖形，被連接的邊作為共用邊，不再作為空間封閉圖形的邊；

16、s5、重復(fù)s3與s4過(guò)程，直到所有離散點(diǎn)都處理完畢；所述離散點(diǎn)攜帶鉆孔號(hào)與三維空間坐標(biāo)信息，存在n個(gè)鉆孔號(hào)，對(duì)應(yīng)存在n個(gè)離散點(diǎn)；所述空間封閉圖形由n個(gè)離散點(diǎn)形成，對(duì)應(yīng)n-2個(gè)空間三角形。

17、所述構(gòu)建空間曲面三角網(wǎng)格模型，生成鉆探數(shù)據(jù)，包括：根據(jù)各鉆孔號(hào)處的不同巖層深度以及各鉆孔三維軌跡數(shù)據(jù)，確定各鉆孔不同巖層界面處的三維空間坐標(biāo)，將處于同一巖層界面的空間三維坐標(biāo)作為離散點(diǎn)，形成空間封閉圖形；填滿空間封閉圖形中n-2個(gè)空間三角形中各點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，確定所述各點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的品位數(shù)據(jù)。

18、所述三維建模模塊，用于根據(jù)所述鉆探數(shù)據(jù)建立三維地質(zhì)模型，包括：將空間封閉圖形中各點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維建模模塊中，根據(jù)三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成巖層界面，對(duì)不同巖層界面間的巖層著不同的顏色；將品位數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維建模模塊中，對(duì)巖層中不同品位區(qū)間進(jìn)行不同格式顯示。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、本發(fā)明提供的一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、三維建模模塊，數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理，三維建模模塊根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊處理后生成的鉆探數(shù)據(jù)構(gòu)建三維地質(zhì)模型，對(duì)礦區(qū)地下地質(zhì)進(jìn)行可視化管理，直觀再現(xiàn)了地質(zhì)空間分布，減少勘探風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、三維建模模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊具體包括：傳感器單元與光電傳輸單元，所述傳感器單元用于監(jiān)測(cè)鉆頭和各鉆桿的溫度、振動(dòng)變化；所述光電傳輸單元與傳感器單元通過(guò)光信號(hào)通信，用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述巖層勘探數(shù)據(jù)包括：鉆孔號(hào)、深度、巖性、品位；所述鉆孔軌跡數(shù)據(jù)包括：鉆孔號(hào)、鉆孔初始三維坐標(biāo)、深度、傾角、方位角；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其特征在于，采集地質(zhì)樣本進(jìn)行品位估計(jì)，包括：檢測(cè)各鉆孔號(hào)采集到的地質(zhì)樣本的品位，對(duì)未采集區(qū)域的品位依據(jù)最近樣品法進(jìn)行插值處理，得到品位數(shù)據(jù)；所述品位數(shù)據(jù)指地質(zhì)樣本中有用礦物的含量值；所述最近樣品法是將距離最近的品位數(shù)據(jù)作為該區(qū)域的品位數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)巖層勘探數(shù)據(jù)與鉆孔軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，還包括：將深度、傾角、方位角數(shù)據(jù)進(jìn)行奇異點(diǎn)的數(shù)據(jù)校正；對(duì)校正后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)曲線數(shù)據(jù)相關(guān)性分析后排齊，給定校正系數(shù)，進(jìn)行曲線校正；結(jié)合各鉆孔初始三維坐標(biāo)，將修正后的深度、傾角、方位角數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為各鉆孔三維軌跡數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述構(gòu)建空間曲面三角網(wǎng)格模型，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述構(gòu)建空間曲面三角網(wǎng)格模型，生成鉆探數(shù)據(jù)，包括：根據(jù)各鉆孔號(hào)處的不同巖層深度以及各鉆孔三維軌跡數(shù)據(jù)，確定各鉆孔不同巖層界面處的三維空間坐標(biāo)，將處于同一巖層界面的空間三維坐標(biāo)作為離散點(diǎn)，形成空間封閉圖形；填滿空間封閉圖形中n-2個(gè)空間三角形中各點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，確定所述各點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的品位數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述三維建模模塊，用于根據(jù)所述鉆探數(shù)據(jù)建立三維地質(zhì)模型，包括：將空間封閉圖形中各點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維建模模塊中，根據(jù)三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成巖層界面，對(duì)不同巖層界面間的巖層著不同的顏色；將品位數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維建模模塊中，對(duì)巖層中不同品位區(qū)間進(jìn)行不同格式顯示。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種鉆探數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、三維建模模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集巖層勘探數(shù)據(jù)與鉆孔軌跡數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)所述巖層勘探數(shù)據(jù)與鉆孔軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，構(gòu)建空間曲面三角網(wǎng)格模型，生成鉆探數(shù)據(jù)；所述三維建模模塊，用于根據(jù)所述鉆探數(shù)據(jù)建立三維地質(zhì)模型。通過(guò)上述系統(tǒng)，將鉆探數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維地質(zhì)模型直觀顯示，對(duì)礦區(qū)勘查及開采提供保障。

技術(shù)研發(fā)人員：馮億年,柳西亞,張映錢,李貴亮,李健,胡冰殊,李亞剛,孟昭峰,趙振杰,梁沖沖,馬國(guó)梁,陳飛陽(yáng),張丹丹,李慧,孔曉樂(lè)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21