救援井信號檢測與處理技術研究.pdf

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

2、礎上，形成相關的信號檢測方法，研制出事故井探測與定位原理樣機。
　　根據電磁探測理論，確定救援井探測定位所需要的物理參數，包括探測點的磁場和加速度場。其中，磁場是事故井套管上匯聚電流形成的二次磁場，加速度場是重力加速度場，通過二者的相互結合對事故井進行定位。
　　根據上述思想，設計并研制了救援井信號檢測系統(tǒng)樣機。分別利用磁通門傳感器和加速度傳感器測量二次磁場信號和重力場信號，并結合高精度模數轉換芯片完成磁場數據的采集。與此同

3、時，通過 LabVIEW軟件實現(xiàn)磁場信號與加速度信號處理，并結合救援井定位算法解析出探測點與事故井的距離和方位角。將解析結果的時域波形和頻域波形實時地顯示在LabVIEW界面軟件上。
　　在電磁探測系統(tǒng)軟硬件研制和開發(fā)的同時，構建了室內外模擬試驗系統(tǒng)，分別在室內外開展了相關的驗證和測試試驗。對大量試驗數據分析的結果表明：由磁場強度和三維磁場分量能準確測量出探測點與匯聚電流源的距離和方位，其中探測點與匯聚電流源分別代表了救援井中的測