以將該數(shù)據(jù)與存儲的關(guān)于地質(zhì)模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，且更新用于隨后將產(chǎn)生的井眼的地質(zhì)模型46。以這種方式，提高了隨后將被鉆孔的井眼的精度，且具有更低的穿透含有感興趣的物質(zhì)的接合層的可能性。
[0084]因此，系統(tǒng)30的處理器模塊32的處理器36從傳感器包26的傳感器26.1-26.η接收相關(guān)數(shù)據(jù)，如果必要，該數(shù)據(jù)包括來自位置確定傳感器28的數(shù)據(jù)。處理器36訪問在數(shù)據(jù)庫32中的地質(zhì)模型46，且使用從傳感器包26獲得的實時數(shù)據(jù)更新包含在地質(zhì)模型46中的數(shù)據(jù)。由此，提供了更新的地質(zhì)模型46 (圖3)，且產(chǎn)生含有鉆孔井眼所期望的終點的地質(zhì)模型圖48。地質(zhì)模型圖48由處理器模塊32提供到鉆機(jī)控制器24，以控制鉆機(jī)10的作業(yè)。
[0085]地質(zhì)模型圖48顯示為在顯示屏幕42上的顯示50，且在自主鉆機(jī)10的情況下，無論是位于遠(yuǎn)離鉆機(jī)10或在鉆機(jī)10上，或個人監(jiān)視作業(yè)，對于操作者是可見的。顯示50包括由鉆機(jī)10正在鉆孔的工作臺54的三維視圖52，以及剖面顯示56。圖48的剖面顯示56示出了覆蓋層58，諸如，例如，頁巖與將被開采的煤的接合層60由邊界62分離，邊界62是感興趣的煤接合層60的頂部。顯示50還示出了多個被鉆孔的井眼64或?qū)⒈汇@孔到終點的井眼64，在該實施方案中該終點在邊界62。除了終點在邊界上之外，終點還可在邊界62以上預(yù)定的間隔距離“d” (圖8)處，這也將在下面更詳細(xì)地描述。
[0086]雖然終點已經(jīng)被描述為在地質(zhì)模型圖48中的物理位置，但是將要理解的是，終點可用其它方式來限定。例如，終點可通處理器模塊32來建立，確定由傳感器包26的相關(guān)傳感器感測的多個參數(shù)中的每個都到達(dá)的預(yù)定值，這些參數(shù)的值一起限定終點。
[0087]將要理解的是，除了使用由上述參考的國際專利申請所提供的地質(zhì)模型，涉及工作臺54的數(shù)據(jù)可來源于其它方式，例如，在工作臺54中通過預(yù)鉆孔多個孔洞以推斷工作臺54的地層分布。
[0088]在自主鉆機(jī)10的情況下，鉆機(jī)控制器24從地質(zhì)模型46的處理器模塊32和圖48上的終點實時地接收更新的信息。被鉆孔的特定井眼64的終點的位置被限定為邊界62，其在覆蓋層58和煤接合層60之間，或可替代的，在距離邊界62預(yù)定的間隔距離“d”處。
[0089]在遠(yuǎn)程控制的鉆機(jī)10的情況下，顯示屏幕42由操作者監(jiān)視。處理器模塊32發(fā)送指令到鉆機(jī)控制器24以在終點終止鉆孔。在這種情況下，終點被設(shè)置為在邊界62上方，例如，當(dāng)接合層60上方的地層被穿透使得操作者能夠控制鉆機(jī)10以確保鉆頭22不穿透煤接合層60或只最小程度的穿透煤接合層60時。
[0090]鉆機(jī)10還可被位于鉆機(jī)10的駕駛室18中的操作者操作。在這種情況下，當(dāng)鉆頭22到達(dá)終點時，操作員，要么通過監(jiān)視安裝在駕駛室18中的顯示屏幕42上的顯示50，要么在從遠(yuǎn)程站點接收指令之后，操作鉆機(jī)控制器24以使鉆機(jī)控制器24停止鉆孔。再次，在這種情況下，該終點可以是邊界62的上游，以使操作者能夠控制鉆機(jī)10從而確保鉆頭22根本不會穿透煤接合層60或僅最小程度地穿透煤接合層60。
[0091 ] 在后兩種情況下，即遠(yuǎn)程控制的鉆機(jī)10或操作者控制的鉆機(jī)10，系統(tǒng)30可操作以選擇感興趣的物質(zhì)的亞經(jīng)濟(jì)的接合層作為標(biāo)記帶，限定每個將被鉆孔的孔洞的終點。附圖的圖6示出了之前鉆孔的探測孔洞的曲線圖，根據(jù)其推斷出地質(zhì)構(gòu)造的地質(zhì)情況，且根據(jù)其產(chǎn)生地質(zhì)模型46。圖8示出了正被鉆孔到被設(shè)置為在距離接合層60的邊界62以上間隔距離“d”處的終點63的爆破孔洞的示意表示。
[0092]含有將被提取的感興趣的物質(zhì)的接合層以60被示出，該60對應(yīng)于附圖的圖5中的接合層60。限定了標(biāo)記帶61地層覆蓋接合層60且在接合層60上方被垂直隔開，該地層是煤(或其它感興趣的礦物)的亞經(jīng)濟(jì)層，或其可以是到將被提取的接合層60的不同地質(zhì)的地質(zhì)層。
[0093]處理器模塊32被配置以識別標(biāo)記帶61。可以采用各種方式來識別標(biāo)記帶61。例如，一種方法可包括在預(yù)期的深度使用標(biāo)記帶61的特性巖石硬度度量。例如，巖石硬度度量可使用根據(jù)鉆機(jī)10的MWD數(shù)據(jù)調(diào)整的穿透率，如在2012年機(jī)器人與自動化IEEE國際會議論文，由Zhou等人撰寫的題為“Automatic Rock Recognit1n from DrillingPerformance Data” 中所述。
[0094]處理器模塊32設(shè)置孔洞64將要被鉆孔到的終點63在低于標(biāo)記帶61的預(yù)定距離處，以限定從終點63到接合層60的頂部處的邊界62的間隔距離“d”。例如，該間隔距離“d”可以是邊界62以上大約300mm-500mm。以這種方式，操作者控制鉆機(jī)10在標(biāo)記帶61以下的終點63停止鉆孔。鉆孔至如由終點63所限定的標(biāo)記帶61以下的深度，但在接合層60以上間隔距離“d”處終止鉆孔以防止或最小化接合層60的穿透，允許更經(jīng)濟(jì)地有利的接合層60的提取的發(fā)生。標(biāo)記帶61被選擇為地層，其是可容易檢測的，且具有與接合層60的邊界62相對恒定的間距。
[0095]雖然已經(jīng)參考在操作者控制的鉆機(jī)10的情況下標(biāo)記帶61的應(yīng)用而將其使用描述為距離基準(zhǔn)線，或者是遠(yuǎn)程控制，或者是通過位于鉆機(jī)10上的操作者，但是要理解的是，如果需要，該標(biāo)記帶61也可在自主操作的鉆機(jī)的情況下使用。
[0096]在圖4中，參考數(shù)字70通常表示流程圖，其示出鉆孔到相對于地質(zhì)構(gòu)造中的地質(zhì)邊界的位置的方法的實施方案。在方法的步驟72，初始化鉆孔作業(yè)。初始化包括鉆機(jī)10在工作臺54中井眼64將被鉆孔的位置的定位。初始化過程還涉及降低鉆頭22到與井眼64將要被鉆孔到的表面的鄰接。鉆頭22在鉆機(jī)控制器24的控制下降低。
[0097]然后，鉆孔作業(yè)其本身在鉆機(jī)控制器24的控制下開始于步驟74。在進(jìn)行鉆孔的同時，涉及鉆孔作業(yè)的各種參數(shù)在步驟76使用傳感器包26被發(fā)送到處理器模塊32。如上所述，傳感器26.1-26.η監(jiān)視與鉆孔作業(yè)相關(guān)的各種參數(shù)。
[0098]在步驟78，處理器36確定正被鉆孔的工作臺54的地質(zhì)模型是否已經(jīng)可用。如果不可用，處理器模塊32的處理器36使用在步驟80示出的算法生成模型。處理器模塊32的處理器36在算法中使用來自傳感器包26的MWD數(shù)據(jù)，以實時產(chǎn)生地質(zhì)模型46。來自傳感器26.1-26.η的數(shù)據(jù)被用于算法中以提高地質(zhì)模型46的精度。
[0099]如果模型46已經(jīng)存在，在步驟82，利用與從傳感器包26接收的感測參數(shù)相關(guān)的MWD數(shù)據(jù)，更新模型46。
[0100]處理器模塊32監(jiān)視鉆孔進(jìn)度，如步驟84所示，且在步驟86查詢在地質(zhì)圖48中的井眼64的終點是否已經(jīng)到達(dá)。如上所述，在自主鉆機(jī)10的情況下，終點被處理器模塊32選擇為覆蓋層58和接合層60之間的邊界62。如果鉆機(jī)10在非自主模式下運行，或如果需要，也當(dāng)鉆機(jī)10在自主模式下運行時，或如果根據(jù)地質(zhì)模型46中的可用數(shù)據(jù)難以推斷邊界62在哪里時，終點63可由處理器模塊32選擇為在邊界62以上間隔距離“d”處，使得在與邊界62相交之前鉆頭22關(guān)閉。這也抑制了鉆頭22的任何過沖，從而，根本上抑制了接合層60的穿透或僅最小程度的接合層60的穿透。
[0101]如果處理器模塊32確定終點已經(jīng)到達(dá)，則如步驟88所示，由處理器模塊32發(fā)送命令到鉆機(jī)控制器24以結(jié)束鉆孔。
[0102]如果處理器模塊32確定終點尚未到達(dá)，則鉆孔繼續(xù)，如上所述，直到處理器模塊32確定終點已經(jīng)到達(dá)，此時鉆機(jī)控制器24被命令結(jié)束鉆孔作業(yè)。
[0103]要注意的是，在生成地質(zhì)模型46的過程中，使用的算法可采用關(guān)于來源于涉及工作臺54的數(shù)據(jù)的采樣數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)建模。這種數(shù)學(xué)建?？砂ê线m的插值技術(shù)或其它數(shù)學(xué)技術(shù)，諸如高斯過程。
[0104]本公開所述的實施方案的優(yōu)勢是提供了，一種便于地表地質(zhì)模型的實時更新以幫助更精確地確定覆蓋層和待開采物質(zhì)之間的邊界的方法和系統(tǒng)。因此，減小了鉆