基于地质模型与随钻数据的钻孔轨迹自适应规划

杜昭; 朱明鎏; 侯树宏; 毛国会

doi:10.13436/j.mkjx.202602014

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (2) : 70 -75. DOI: 10.13436/j.mkjx.202602014

基于地质模型与随钻数据的钻孔轨迹自适应规划

杜昭, 朱明鎏, 侯树宏, 毛国会

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摘要

针对钻机在复杂地层中因地质动态不确定、控制响应滞后与钻孔轨迹强非线性耦合而导致的轨迹偏离问题，提出一种钻孔轨迹自适应规划方法。针对地质模型更新滞后，通过构建以井斜变化率与垂深位移为核心的地质模型，引入集合卡尔曼滤波实现随钻数据实时同化，提升地层识别精度；针对传统PID控制参数固化，设计参数自整定模糊PID控制器，以井斜变化率偏差、垂深位移偏差和入靶井斜角偏差为输入，实现钻孔轨迹的实时闭环调节；针对最大钻孔轨迹变化率非线性导致的控制失稳，结合导向工具物理极限建立变化率约束机制，优化控制指令生成过程。在枣泉煤矿130207工作面的试验表明：随钻数据与伽马值呈现强正相关性，钻孔轨迹精准通过3个预设靶点，形态符合设计要求，验证了该方法在复杂地层中实现钻孔轨迹精准导向与稳定控制的有效性。