本文關(guān)鍵詞：救援井信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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(méi)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(kāi)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(guò)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(mén)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(guò)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(mén)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。與此同時(shí),通過(guò)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(kāi)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(kāi)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)點(diǎn)和事故井套管上的匯聚電流,因而可實(shí)現(xiàn)救援井與事故井的距離與方位的測(cè)量。以上工作為鉆井事故的處理提供了救援方法和可供參考的技術(shù)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：救援井 電磁探測(cè) 磁通門(mén)傳感器 重力加速度傳感器
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN911.23
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 救援井電磁探測(cè)研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 國(guó)外救援井電磁探測(cè)研究進(jìn)展9-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)救援井電磁探測(cè)研究進(jìn)展12-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.4 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)14-15
• 第二章 救援井信號(hào)電磁探測(cè)理論15-33
• 2.1 救援井電磁探測(cè)方法分析15-23
• 2.1.1 電磁探測(cè)定位系統(tǒng)模型建立15-17
• 2.1.2 點(diǎn)電流源的匯聚電流模型建立17-20
• 2.1.3 方位角探測(cè)20-23
• 2.2 探測(cè)距離影響因素分析23-25
• 2.2.1 匯聚電流強(qiáng)度對(duì)探測(cè)距離的影響23-24
• 2.2.2 匯聚電流頻率對(duì)探測(cè)距離的影響24-25
• 2.3 磁場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)理論25-30
• 2.3.1 磁通門(mén)測(cè)量原理25-28
• 2.3.2 磁場(chǎng)檢測(cè)方法28-30
• 2.4 重力場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 救援井電磁探測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)33-42
• 3.1 電磁探測(cè)系統(tǒng)工作原理33-34
• 3.2 發(fā)射系統(tǒng)工作原理34-35
• 3.3 信號(hào)檢測(cè)與采集系統(tǒng)工作原理35-38
• 3.3.1 磁通門(mén)信號(hào)檢測(cè)電路35-37
• 3.3.2 加速度信號(hào)檢測(cè)電路37-38
• 3.4 電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)38-41
• 3.4.1 系統(tǒng)供電需求分析38-40
• 3.4.2 系統(tǒng)電源分布結(jié)構(gòu)40-41
• 3.5 本章小節(jié)41-42
• 第四章 救援井檢測(cè)系統(tǒng)電路研究42-54
• 4.1 控制系統(tǒng)電路研制42-47
• 4.1.1 STM32F207系列微控制器簡(jiǎn)介42
• 4.1.2 STM32最小系統(tǒng)42-44
• 4.1.3 通訊控制接口44-46
• 4.1.4 LCD顯示驅(qū)動(dòng)電路46-47
• 4.2 檢測(cè)系統(tǒng)電路研制47-51
• 4.2.1 選頻放大電路47-48
• 4.2.2 濾波及相敏檢波電路48-49
• 4.2.3 高精度A/D轉(zhuǎn)換電路49-51
• 4.3 電源系統(tǒng)電路研制51-53
• 4.4 本章小節(jié)53-54
• 第五章 數(shù)據(jù)處理及軟件程序設(shè)計(jì)54-64
• 5.1 信號(hào)噪聲分析及數(shù)據(jù)濾波處理54-56
• 5.1.1 信號(hào)的噪聲分析與消除54
• 5.1.2 數(shù)據(jù)采集濾波預(yù)處理54-56
• 5.2 STM32系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)56-60
• 5.2.1 DDS頻率信號(hào)子程序58-59
• 5.2.2 數(shù)據(jù)采集子程序59-60
• 5.3 上位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)60-63
• 5.3.1 軟件功能60-61
• 5.3.2 軟件功能的實(shí)現(xiàn)61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 試驗(yàn)技術(shù)研究64-73
• 6.1 室內(nèi)試驗(yàn)研究64-67
• 6.2 室外場(chǎng)地試驗(yàn)研究67-72
• 6.3 本章小結(jié)72-73
• 第七章 總結(jié)與展望73-75
• 7.1 論文工作內(nèi)容總結(jié)73-74
• 7.2 存在問(wèn)題及展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 碩士期間發(fā)表的論文79-80

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：救援井信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：360582