救援井信号检测与处理技术研究
近年国内外发生多起井喷或溢流等钻井事故，严重威胁到人民的生命财产安全，但目前国内还没有一种可行的救援系统。本文结合国家科技重大专项和国家自然基金项目，开展事故井的距离和方位探测，旨在为救援井与事故井的交汇提供依据，以便封堵事故井，在尽可能短的时间内实施救援。本文提出的救援方案是：通过在救援井中设置电极，并向地层注入电流，从而在事故井套管上形成汇聚电流，利用磁通门检测该汇聚电流在地层空间形成的二次磁场，以实现事故井距离和方位的探测。在此基础上，形成相关的信号检测方法，研制出事故井探测与定位原理样机。 根据电磁探测理论，确定救援井探测定位所需要的物理参数，包括探测点的磁场和加速度场。其中，磁场是事故井套管上汇聚电流形成的二次磁场，加速度场是重力加速度场，通过二者的相互结合对事故井进行定位。 根据上述思想，设计并研制了救援井信号检测系统样机。分别利用磁通门传感器和加速度传感器测量二次磁场信号和重力场信号，并结合高精度模数转换芯片完成磁场数据的采集。与此同时，通过 LabVIEW软件实现磁场信号与加速度信号处理，并结合救援井定位算法解析出探测点与事故井的距离和方位角。将解析结果的时域波形和频域波形实时地显示在LabVIEW界面软件上。 在电磁探测系统软硬件研制和开发的同时，构建了室内外模拟试验系统，分别在室内外开展了相关的验证和测试试验。对大量试验数据分析的结果表明：由磁场强度和三维磁场分量能准确测量出探测点与汇聚电流源的距离和方位，其中探测点与汇聚电流源分别代表了救援井中的测点和事故井套管上的汇聚电流，因而可实现救援井与事故井的距离与方位的测量。以上工作为钻井事故的处理提供了救援方法和可供参考的技术依据。
救援井;信号检测;定位算法
西安石油大学
硕士
电子与通信工程
党瑞荣
2016
中文
TE937;TP274
80
2016-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）