井噴應急演練模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種井噴應急演練模擬系統(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。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)濟損失，所以在應急演練中特別制定出井噴應急演練模擬及逃生方案。本實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事故的產(chǎn)生、處置、及后續(xù)工作安排過程。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種井噴應急演練模擬系統(tǒng)。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:井噴應急演練模擬系統(tǒng)，它包括噴射系統(tǒng)、蓄水池及供水管線、回水管線、應急處理監(jiān)測系統(tǒng)和上位機，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的控制信號，將蓄水池中的水通過高壓輸送管線進行噴射；所述的回水管線對噴射的水向蓄水池進行回水處理；所述的應急處理監(jiān)測系統(tǒng)包括設置于井噴現(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。
[0005]井噴應急演練模擬系統(tǒng)還包括一個找坡型蓄水導流板，所述的蓄水導流板通過回水管線將回水處理的水送入蓄水池；所述的蓄水導流板設置于井架平臺下方。
[0006]井噴應急演練模擬系統(tǒng)還包括一個有毒氣體檢測系統(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傳送過來的信號，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]井噴應急演練模擬系統(tǒng)還包括一個數(shù)據(jù)服務器，所述的數(shù)據(jù)服務器用于存儲數(shù)據(jù)。
[0008]井噴應急演練模擬系統(tǒng)還包括一個搶險人員定位系統(tǒng)，所述的搶險人員定位系統(tǒng)包括多個有源電子標簽、多個傳感器、網(wǎng)絡交換機；所述的有源電子標簽設置于搶險人員身上，所述的傳感器的信號覆蓋整個監(jiān)控區(qū)域，所述的上位機為導入整個監(jiān)控區(qū)域多維地圖的上位機，所述的上位機為導入多個傳感器的位置數(shù)據(jù)、仰角數(shù)據(jù)和偏角數(shù)據(jù)的上位機；所述的傳感器的接收端接收來自有源電子標簽發(fā)送的信號并對其進行解碼，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)絡交換機發(fā)送至上位機，上位機將得到的數(shù)據(jù)進行擬合并給出判定結(jié)果。
[0009]所述的多個傳感器包括一個主傳感器和至少一個從傳感器，所述的從傳感器的時間同步接口通過時間同步線與主傳感器的時間同步接口連接，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)絡交換機；所述的傳感器的發(fā)送端還將時間差數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡交換機發(fā)送至上位機；所述的傳感器處于絕對水平位置；
[0010]所述的多個傳感器的位置數(shù)據(jù)為包括以其中一臺傳感器為坐標原點、確定一個橫向方向為X軸、面向橫向方向的為Y軸、垂直于水平面方向為Z軸的所建立的坐標系，以及所有傳感器在所述坐標系所處的坐標。
[0011]所述的搶險人員定位系統(tǒng)還包括一個DHCP服務器，所述的DHCP服務器用于給傳感器動態(tài)分配IP地址，并且分配和上位機相同的子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼，所述的DHCP服務器與網(wǎng)絡交換機連接。
[0012]所述的有源電子標簽為發(fā)送超寬帶無線電脈沖的有源電子標簽；所述的有源電子標簽包括用于識別的LED燈、用于激活標簽的震動傳感器和用于觸發(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超寬帶無線接收器；所述的傳感器與網(wǎng)絡交換機之間通過超5類網(wǎng)線連接。
[0013]本實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，噴出地面為設計原則，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，噴射的液體流量大小和學員的操作聯(lián)動，由系統(tǒng)自動控制輸出，后期也可根據(jù)實訓情況，手動實時調(diào)整井噴大小；(2)本實用新型在應急演練人員身上安裝有源電子標簽，通過傳感器對有源電子標簽進行定位之后，將數(shù)據(jù)上傳至上位機進行擬合，實現(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)，一個小的單元由幾個協(xié)同工作的傳感器組成，大的區(qū)域由多個類似的小單元構(gòu)成，數(shù)千個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標簽，并且傳感器可通過不同的方式連接到一起，滿足設備成本及定位精度；(4)當傳感器連接到POE交換機后，大多數(shù)POE交換機支持軟開關(guān)功能，這對管理傳感器供電來講將會很方便，對于供電不是很方便的環(huán)境如倉庫屋頂就可以采用POE交換機供電，工程部署將會很方便；(5)主從傳感器結(jié)構(gòu)相同，使得在購買的時候更加方便；(6)采用激光測距儀測量坐標位置，更加快速精確；(7)采用超寬頻的標簽和傳感器，而使用超寬頻可以從反射信號中識別出直接的路徑信號，使得精確的定位脈沖變得簡單；(8)采用改進后的便攜式硫化氫檢測儀，使得本實用新型更加具有實用性。
【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為本實用新型結(jié)構(gòu)方框圖；
[0016]圖3為本實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。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術(shù)方案:如圖2所示，井噴應急演練模擬系統(tǒng)，它包括噴射系統(tǒng)、蓄水池及供水管線、回水管線、應急處理監(jiān)測系統(tǒng)和上位機，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的控制信號，將蓄水池中的水通過高壓輸送管線進行噴射；所述的回水管線對噴射的水向蓄水池進行回水處理；所述的應急處理監(jiān)測系統(tǒng)包括設置于井噴現(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。
[0022]在本實施例中，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設計，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)荷載條件按標準設計或有關(guān)規(guī)范確定。
[0024]井噴應急演練模擬系統(tǒng)還包括一個找坡型蓄水導流板，所述的蓄水導流板通過回水管線將回水處理的水送入蓄水池；所述的蓄水導流板設置于井架平臺下方。
[0025]回水管線可根據(jù)井架結(jié)構(gòu)設計具體施工方案，利用井架平臺的水平平面結(jié)構(gòu)，回水方式可采用普通找坡型蓄水導流板結(jié)構(gòu)，為了盡可能和現(xiàn)場一致，可將井架平臺改造為雙層金屬網(wǎng)板形式，導流板設計在兩層網(wǎng)板的夾層。
[0026]噴射系統(tǒng)首先需對噴頭進行定制，噴頭采用多口徑組合方式，圍繞鉆井平臺的井筒中心以環(huán)形展開，噴射水柱中心直徑約1500mm，根據(jù)井噴事故級別，可進一步打開外圍噴射水柱，形成震撼的井