井噴應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種井噴應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]全世界各大產(chǎn)油國幾乎都含有H2S氣藏，含硫化氫氣井的開采是具有高度危險(xiǎn)性的作業(yè)，在含硫氣井開采過程中，井噴事故的發(fā)生層出不窮。不管是國內(nèi)還是國外公眾利益也在油氣開發(fā)生產(chǎn)過程中需要得到充分保護(hù)。為確保在含硫化氫油氣田開發(fā)過程中減少安全事故，降低事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失，所以在應(yīng)急演練中特別制定出井噴應(yīng)急演練模擬及逃生方案。本實(shí)用新型將在保證人員安全的前提條件下盡可能的模擬真實(shí)事故的產(chǎn)生、處置、及后續(xù)工作安排過程。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種井噴應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:井噴應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)，它包括噴射系統(tǒng)、蓄水池及供水管線、回水管線、應(yīng)急處理監(jiān)測系統(tǒng)和上位機(jī)，所述的噴射系統(tǒng)包括噴頭、高壓輸送管線、水泵、變頻器；所述的蓄水池通過供水管線供水，所述的水泵通過變頻器與接收來自上位機(jī)的控制信號(hào)，將蓄水池中的水通過高壓輸送管線進(jìn)行噴射；所述的回水管線對噴射的水向蓄水池進(jìn)行回水處理；所述的應(yīng)急處理監(jiān)測系統(tǒng)包括設(shè)置于井噴現(xiàn)場需要觀察的各類儀表、開關(guān)上加裝的傳感檢測裝置，所述的傳感檢測裝置將采集到的儀表的讀數(shù)和開關(guān)的開關(guān)情況發(fā)送至上位機(jī)。
[0005]井噴應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)還包括一個(gè)找坡型蓄水導(dǎo)流板，所述的蓄水導(dǎo)流板通過回水管線將回水處理的水送入蓄水池；所述的蓄水導(dǎo)流板設(shè)置于井架平臺(tái)下方。
[0006]井噴應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)還包括一個(gè)有毒氣體檢測系統(tǒng)，所述的有毒氣體檢測系統(tǒng)包括便攜式硫化氫檢測儀，所述的便攜式硫化氫檢測儀包括無線模塊、第一微控制器、DA轉(zhuǎn)換模塊、放大電路、AD轉(zhuǎn)換模塊、第二微控制器和數(shù)字顯示模塊；所述的無線模塊接收來自上位機(jī)傳送過來的信號(hào)，無線模塊的輸出端與第一微控制器連接，第一微控制器的輸出端與DA轉(zhuǎn)換模塊連接，DA轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與放大電路連接，放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與第二微控制器連接，第二微控制器的輸出端與數(shù)字顯示模塊連接。
[0007]井噴應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)還包括一個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器，所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0008]井噴應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)還包括一個(gè)搶險(xiǎn)人員定位系統(tǒng)，所述的搶險(xiǎn)人員定位系統(tǒng)包括多個(gè)有源電子標(biāo)簽、多個(gè)傳感器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；所述的有源電子標(biāo)簽設(shè)置于搶險(xiǎn)人員身上，所述的傳感器的信號(hào)覆蓋整個(gè)監(jiān)控區(qū)域，所述的上位機(jī)為導(dǎo)入整個(gè)監(jiān)控區(qū)域多維地圖的上位機(jī)，所述的上位機(jī)為導(dǎo)入多個(gè)傳感器的位置數(shù)據(jù)、仰角數(shù)據(jù)和偏角數(shù)據(jù)的上位機(jī)；所述的傳感器的接收端接收來自有源電子標(biāo)簽發(fā)送的信號(hào)并對其進(jìn)行解碼，所述的傳感器的發(fā)送端將解碼得到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合并給出判定結(jié)果。
[0009]所述的多個(gè)傳感器包括一個(gè)主傳感器和至少一個(gè)從傳感器，所述的從傳感器的時(shí)間同步接口通過時(shí)間同步線與主傳感器的時(shí)間同步接口連接，所述的從傳感器的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送接口和主傳感器的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送接口均通過網(wǎng)線連接至網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；所述的傳感器的發(fā)送端還將時(shí)間差數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送至上位機(jī)；所述的傳感器處于絕對水平位置；
[0010]所述的多個(gè)傳感器的位置數(shù)據(jù)為包括以其中一臺(tái)傳感器為坐標(biāo)原點(diǎn)、確定一個(gè)橫向方向?yàn)閄軸、面向橫向方向的為Y軸、垂直于水平面方向?yàn)閆軸的所建立的坐標(biāo)系，以及所有傳感器在所述坐標(biāo)系所處的坐標(biāo)。
[0011]所述的搶險(xiǎn)人員定位系統(tǒng)還包括一個(gè)DHCP服務(wù)器，所述的DHCP服務(wù)器用于給傳感器動(dòng)態(tài)分配IP地址，并且分配和上位機(jī)相同的子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼，所述的DHCP服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接。
[0012]所述的有源電子標(biāo)簽為發(fā)送超寬帶無線電脈沖的有源電子標(biāo)簽；所述的有源電子標(biāo)簽包括用于識(shí)別的LED燈、用于激活標(biāo)簽的震動(dòng)傳感器和用于觸發(fā)事件的按鈕；所述的傳感器為高精度超寬帶傳感器，所述的傳感器包括一組天線陣列和一個(gè)超寬帶無線接收器；所述的傳感器與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間通過超5類網(wǎng)線連接。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:(I)井噴模擬系統(tǒng)以最大程度模擬高壓流體連續(xù)不斷的涌入井筒，噴出地面為設(shè)計(jì)原則，由清水模擬井底流體，以完全可控的方式從井筒內(nèi)向上噴射出鉆井平臺(tái)，噴射的液體流量大小和學(xué)員的操作聯(lián)動(dòng)，由系統(tǒng)自動(dòng)控制輸出，后期也可根據(jù)實(shí)訓(xùn)情況，手動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整井噴大??；(2)本實(shí)用新型在應(yīng)急演練人員身上安裝有源電子標(biāo)簽，通過傳感器對有源電子標(biāo)簽進(jìn)行定位之后，將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)進(jìn)行擬合，實(shí)現(xiàn)定位及跟蹤；(3)采用主傳感器與從傳感器配合使用的蜂窩系統(tǒng)，一個(gè)小的單元由幾個(gè)協(xié)同工作的傳感器組成，大的區(qū)域由多個(gè)類似的小單元構(gòu)成，數(shù)千個(gè)傳感器可集成到系統(tǒng)中用于監(jiān)控廣闊的區(qū)域中存在的成千上萬個(gè)標(biāo)簽，并且傳感器可通過不同的方式連接到一起，滿足設(shè)備成本及定位精度；(4)當(dāng)傳感器連接到POE交換機(jī)后，大多數(shù)POE交換機(jī)支持軟開關(guān)功能，這對管理傳感器供電來講將會(huì)很方便，對于供電不是很方便的環(huán)境如倉庫屋頂就可以采用POE交換機(jī)供電，工程部署將會(huì)很方便；(5)主從傳感器結(jié)構(gòu)相同，使得在購買的時(shí)候更加方便；(6)采用激光測距儀測量坐標(biāo)位置，更加快速精確；(7)采用超寬頻的標(biāo)簽和傳感器，而使用超寬頻可以從反射信號(hào)中識(shí)別出直接的路徑信號(hào)，使得精確的定位脈沖變得簡單；(8)采用改進(jìn)后的便攜式硫化氫檢測儀，使得本實(shí)用新型更加具有實(shí)用性。
【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的便攜式硫化氫檢測儀工作原理圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)方框圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型便攜式硫化氫檢測儀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為搶險(xiǎn)人員定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖；
[0018]圖5為井噴失控前模擬步驟流程圖；
[0019]圖6為井噴失控后模擬步驟流程圖；
[0020]圖7為定位跟蹤子步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案:如圖2所示，井噴應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)，它包括噴射系統(tǒng)、蓄水池及供水管線、回水管線、應(yīng)急處理監(jiān)測系統(tǒng)和上位機(jī)，所述的噴射系統(tǒng)包括噴頭、高壓輸送管線、水泵、變頻器；所述的蓄水池通過供水管線供水，所述的水泵通過變頻器與接收來自上位機(jī)的控制信號(hào)，將蓄水池中的水通過高壓輸送管線進(jìn)行噴射；所述的回水管線對噴射的水向蓄水池進(jìn)行回水處理；所述的應(yīng)急處理監(jiān)測系統(tǒng)包括設(shè)置于井噴現(xiàn)場需要觀察的各類儀表、開關(guān)上加裝的傳感檢測裝置，所述的傳感檢測裝置將采集到的儀表的讀數(shù)和開關(guān)的開關(guān)情況發(fā)送至上位機(jī)。
[0022]在本實(shí)施例中，改造的儀表和開關(guān)包括:立壓表、套壓表、回壓閥、停機(jī)開關(guān)、停車開關(guān)、停爐開關(guān)。
[0023]蓄水池采用開敞式圓形蓄水池結(jié)構(gòu)，池體由池底和池墻兩部分組成。水池地基承載力按10 t/m2設(shè)計(jì)，池底板為C15混凝土，厚度10cm，池壁為M7.5漿砌石，其厚度根據(jù)荷載條件按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或有關(guān)規(guī)范確定。
[0024]井噴應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)還包括一個(gè)找坡型蓄水導(dǎo)流板，所述的蓄水導(dǎo)流板通過回水管線將回水處理的水送入蓄水池；所述的蓄水導(dǎo)流板設(shè)置于井架平臺(tái)下方。
[0025]回水管線可根據(jù)井架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具體施工方案，利用井架平臺(tái)的水平平面結(jié)構(gòu)，回水方式可采用普通找坡型蓄水導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)，為了盡可能和現(xiàn)場一致，可將井架平臺(tái)改造為雙層金屬網(wǎng)板形式，導(dǎo)流板設(shè)計(jì)在兩層網(wǎng)板的夾層。
[0026]噴射系統(tǒng)首先需對噴頭進(jìn)行定制，噴頭采用多口徑組合方式，圍繞鉆井平臺(tái)的井筒中心以環(huán)形展開，噴射水柱中心直徑約1500mm，根據(jù)井噴事故級(jí)別，可進(jìn)一步打開外圍噴射水柱，形成震撼的井