救援井信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù)研究.pdf

1、近年國(guó)內(nèi)外發(fā)生多起井噴或溢流等鉆井事故，嚴(yán)重威脅到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，但目前國(guó)內(nèi)還沒有一種可行的救援系統(tǒng)。本文結(jié)合國(guó)家科技重大專項(xiàng)和國(guó)家自然基金項(xiàng)目，開展事故井的距離和方位探測(cè)，旨在為救援井與事故井的交匯提供依據(jù)，以便封堵事故井，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)實(shí)施救援。本文提出的救援方案是：通過在救援井中設(shè)置電極，并向地層注入電流，從而在事故井套管上形成匯聚電流，利用磁通門檢測(cè)該匯聚電流在地層空間形成的二次磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)事故井距離和方位的探測(cè)。在此基

2、礎(chǔ)上，形成相關(guān)的信號(hào)檢測(cè)方法，研制出事故井探測(cè)與定位原理樣機(jī)。
　　根據(jù)電磁探測(cè)理論，確定救援井探測(cè)定位所需要的物理參數(shù)，包括探測(cè)點(diǎn)的磁場(chǎng)和加速度場(chǎng)。其中，磁場(chǎng)是事故井套管上匯聚電流形成的二次磁場(chǎng)，加速度場(chǎng)是重力加速度場(chǎng)，通過二者的相互結(jié)合對(duì)事故井進(jìn)行定位。
　　根據(jù)上述思想，設(shè)計(jì)并研制了救援井信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)樣機(jī)。分別利用磁通門傳感器和加速度傳感器測(cè)量二次磁場(chǎng)信號(hào)和重力場(chǎng)信號(hào)，并結(jié)合高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片完成磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集。與此同

3、時(shí)，通過 LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)信號(hào)與加速度信號(hào)處理，并結(jié)合救援井定位算法解析出探測(cè)點(diǎn)與事故井的距離和方位角。將解析結(jié)果的時(shí)域波形和頻域波形實(shí)時(shí)地顯示在LabVIEW界面軟件上。
　　在電磁探測(cè)系統(tǒng)軟硬件研制和開發(fā)的同時(shí)，構(gòu)建了室內(nèi)外模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，分別在室內(nèi)外開展了相關(guān)的驗(yàn)證和測(cè)試試驗(yàn)。對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果表明：由磁場(chǎng)強(qiáng)度和三維磁場(chǎng)分量能準(zhǔn)確測(cè)量出探測(cè)點(diǎn)與匯聚電流源的距離和方位，其中探測(cè)點(diǎn)與匯聚電流源分別代表了救援井中的測(cè)