[发明专利]探测岩性、地质界面和裂缝的方法及装置

权利要求书

1.一种探测岩性、地质界面和裂缝的方法，其特征在于，包括：

通过预置位置的声波传感器接收钻头钻破地层产生的声波信号，所述声波信号包括反射声波信号和直达声波信号；

基于所述预置位置，通过分析所述反射声波信号，获得钻头前方地质裂缝或地质界面的位置信息，通过分析所述直达声波信号，获得钻头处地层的岩性信息以及钻头上方地层的地质信息。

2.根据权利要求1所述的探测岩性、地质界面和裂缝的方法，其特征在于，分析所述直达声波信号获得钻头处地层的岩性信息的方法包括以下步骤：

获取不同钻头钻破不同岩性地层产生的第一声纹，建立声纹库；

基于所述声纹库，通过卷积神经网络进行深度学习训练，得到所述岩性与声纹特征的对应关系；

通过预置位置的声波传感器接收钻头钻破地层产生的所述直达声波信号，进行傅里叶变换，得到所述直达声波相对应的第二声纹；

根据所述岩性信息与所述声纹的对应关系，通过所述第二声纹得到钻头处地层的所述岩性信息。

3.根据权利要求1所述的探测岩性、地质界面和裂缝的方法，其特征在于，分析所述直达声波信号获得钻头上方地层的地质信息的方法包括：根据VSP测井技术，通过射线追踪或偏移成像获得钻头至地面处的地层的地质信息。

4.根据权利要求1所述的探测岩性、地质界面和裂缝的方法，其特征在于，对所述反射声波信号进行分析获得钻头前方地质裂缝或地质界面的位置信息包括：通过绕射扫描或偏移成像，对所述反射声波信号进行处理，获得钻头前方地质裂缝或地质界面的位置信息。

5.根据权利要求1所述的探测岩性、地质界面和裂缝的方法，其特征在于，所述声波传感器的预置位置包括：钻头、与钻头连接的连接杆或者第一地面位置的其中至少一种，其中所述第一地面位置与井口的距离为一预设阈值。

6.根据权利要求5所述的探测岩性、地质界面和裂缝的方法，其特征在于，所述预置位置为钻头或与钻头连接的连接杆的所述声波传感器数量至少为1个，所述预置位置为第一地面位置的所述声波传感器数量至少为1个。

7.根据权利要求6所述的探测岩性、地质界面和裂缝的方法，其特征在于，所述预置位置为钻头或与钻头连接的连接杆的声波传感器类型包括：三分量检波器、加速度计、水听器、基于压电陶瓷的换能器、基于磁致伸缩的换能器或4C传感器。

8.根据权利要求6所述的探测岩性、地质界面和裂缝的方法，其特征在于，所述预置位置为第一地面位置的声波传感器类型包括：三分量检波器、加速度计、基于压电陶瓷的换能器、基于磁致伸缩的换能器或4C传感器。

9.一种探测岩性、地质界面和裂缝的装置，用于执行权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，包括：

井架(101)，

固定在井架(101)并插入转盘(103)的钻杆(102)，

钻柱(104)，所述钻柱(104)一端连接于所述钻杆(102)上，另一端连接于连接杆(105)上，其中，连接杆(105)另一端连接钻头(107)，

第一声波传感器(106)，所述第一声波传感器(106)固定在钻头(107)上和/或连接杆(105)上，

第二声波传感器(201)，所述第二声波传感器(201)固定在距离井口为一预设阈值的地面上。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项的方法。