单jc.php

JACIII公司第26卷第3期第279-288页
doi:10.20965/jaciii.2022.p0279
(2022)

纸张:

基于BP神经网络的煤矿近水平定向钻进轨迹预测模型

魏洪超*,**、姚宁平*,**,†、田洪亮*,**、姚亚峰*,**、张金宝**和郝丽*,**

*中国煤炭科学研究院
中国北京市朝阳区和平里青年沟东路5号,邮编:100013

**CCTEG西安研究院
中国陕西省西安市高新区金叶一路82号,邮编710077

通讯作者

收到时间:
2021年11月5日
认可的:
2022年2月8日
出版:
2022年5月20日
关键词:
BP神经网络,近水平井,钻井路径控制,定向钻井,预测模型
摘要

本文建立了基于BP神经网络的煤矿井下定向钻进轨迹控制预测模型。四层BP神经网络模型选择11个轨迹参数(随钻测量(MWD)后12m的倾角和方位角)和两个控制参数作为输入。输出两个参数,倾角和钻头方位角。利用502组数据进行训练,该模型用于预测12个测试数据组。然后将结果与24名技术人员的人工经验预测结果进行比较。研究表明,该预测模型使用logsig激活函数,具有点结构为9×6的双隐层,预测的倾角和方位角的平均绝对误差分别只有0.51°和0.68°。预测误差也遵循正态分布。与工作五年以上的技术人员相比,BP神经网络模型预测结果的准确性降低了33.9%,满足了钻井轨迹控制的需要。

钻具和测量系统

钻具和测量系统

引用本文为:
H.Wei、N.Yao、H.Tian、Y.Yao、J.Zhang和H.Li,“基于BP神经网络的地下煤矿近水平定向钻井路径预测模型”高级计算杂志。因特尔。因特尔。通知。第26卷第3期,第279-288页,2022年。
数据文件:
参考文献
  1. [1] F.Wang等人,“中国煤矿实施地下深孔定向钻井技术缓解温室气体排放”,《温室气体控制国际期刊》,第11卷,第290-303页,2012年。
  2. [2] F.Hungerfod和M.Fagan,“深孔钻柱的超芯回收”,Proc。2019年煤炭运营商大会,采矿工程,2019年第18-20页。
  3. [3] D.Huijin,H.Shijun,F.Jie,“复杂矿井条件下基于定向钻进的火灾异常探测方法”,环境、能源和地球科学(E3S)网络,第38卷,第01007条,2018年。
  4. [4] C.Xu等人,“中国煤矿2000米以上煤层定向钻孔的实践与挑战”,物理研究所会议系列:地球与环境科学,第332卷第2期,2016年第02条,2019年。
  5. [5] L.Jiang等人,“地下煤矿超深孔定向钻进扭摆减阻技术”,《煤矿安全》,第51卷,第11期,第113-116页,2020年。
  6. [6] 姚先生等,“中国地下煤矿复杂地质条件下钻探技术和设备的进展”,《煤炭地质与勘探》,第48卷,第2期,第1-7页,2020年。
  7. [7] 石忠等,“煤矿井下随钻测量定向钻进技术与设备的现状与展望”,《煤炭科学与技术》,第47卷,第5期,第22-28页,2019年。
  8. [8] 石忠等,“中国煤矿井下隧道钻探技术与设备40年的发展与展望”,《煤炭科学与技术》,第48卷,第4期,第3-35页,2020年。
  9. [9] T.Sun等人,“煤矿井下定向钻孔轨迹预测方法”,《煤炭开采技术》,第24卷第1期,第22-25页,2019年。
  10. [10] L.Perneder和E.Detournay,“直孔的平衡倾斜”,石油工程师学会(SPE)J.,第18卷,第3期,第395-405页,2013年。
  11. [11] M.Baylis和J.Matheus,“定向钻具模拟和系统设计”,美国汽车工程师学会(SAE)材料与制造国际期刊,第1卷,第675-689页,2009年。
  12. [12] 石彦等,“钻井井底钻具组合造斜速率预测新方法”,中国石油大学学报(自然科学版),第41卷第1期,第85-89页,2017年。
  13. [13] H.Wei等人,“大直径定向顶板钻探在上隅角天然气控制中的应用”,《煤炭工程》,第49卷,第6期,第64-672017页。
  14. [14] 姚南,“中国煤矿近水平定向钻进技术的发展趋势”,《煤炭地质与勘探》,第36卷第4期,第78-80页,2008年。
  15. [15] X.Lin等人,“钻井时智能地质导向决策的实现和应用”,《石油钻采技术》,第42卷,第1期,第1-5页,2020年。
  16. [16] Z.Zhang等人,“夏92-H井复杂地层地质导向钻井技术”,《石油钻采技术》,第36卷,第4期,第6-9页,2014年。
  17. [17] Z.Cai等人,“定向钻具姿态的双线性补偿控制”,《控制与决策》,第35卷,第7期,第1758-1764页,2020年。
  18. [18] Z.Song等人,“基于BP神经网络的确定性剪切增稠抛光材料去除率模型”,《表面技术》,第49卷,第11期,第320-325+357页,2020年。
  19. [19] T.Zhang等人,“基于BP神经网络的机器人波摩擦修正方法”,《中国工程杂志》,第41卷,第8期,第1085-10912019页。
  20. [20] W.Zhao等人,“基于BP神经网络的磁性体顶部预测”,《石油地球物理勘探》,第55卷,第5期,第1139-1147页,2020年。
  21. [21]S.Fang等,“训练样本数对切削力神经网络预测精度的影响”,西南交通大学学报,第40卷,第5期,第637-640页,2005年。
  22. [22]H.Fattahi和H.Bazdar,“应用改进的人工神经网络模型评估钻速指数”,《隧道与地下空间技术》,第70卷,第114-124页,2017年。
  23. [23]石振中等,“地下煤矿3000m煤层定向钻孔关键技术”,《煤炭地质与勘探》,第47卷第6期,2019年第1-7页。
  24. [24]石振中等,“煤矿井下智能定向钻进的发展路径及关键技术分析”,中国煤炭学会学报,第45卷,第6期,第2217-2224页,2020年。
  25. [25]X.Jin,“在顶板地层中钻探减压瓦斯抽放孔的关键技术”,《煤炭地质与勘探》,第44卷,第3期,第124-127页,2016年。
  26. [26]X.Liu等人,“转向电机几何结构角速度的研究”,《石油学报》,第25卷,第6期,第83-87页,2004年。

*该网站是基于HTML5和CSS3为现代浏览器设计的,例如Chrome、Firefox、Safari、Edge和Opera。

上次更新日期:2024年5月19日