地下热流体关联异常流动监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境监测、油气勘查、气象预报、工程稳定性评价、地热勘查等技术领域，尤其涉及一种能够监测地震、滑坡、矿难的地下热流体关联异常流动监测系统。
【背景技术】
[0002]任何岩石都有熔点和沸点，会产生不同类型的流体，认为热流体在开放的地球系统产生多尺度物质循环，不仅形成洋陆系统和大陆盆山体系，而且成矿成藏，还致灾致难。热灾害链有关的自然灾害包括地震、火山、极端气候事件(如超年度干旱、异常降水)、矿难、森林草原大火、滑坡、泥石流等；前兆异常是指与热和流体有关的各种物理、化学、生物、气象、地质、水文等高于背景值的特征参数。由于热流体异常运动产生的自然灾害具有分区性、群发性、突发性、关联性，目前固定的监测体系站点密度远远不够，监测内容没有针对性，缺少异常关联性监测和分析思想。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能有效监测地下热流体关联异常流动的地下热流体关联异常流动监测系统，用于自然灾害、地热能、油气、环境、水文、气象、工程(地壳)稳定性评价、重要基地和重大工程安保等领域。
[0004]一种地下热流体关联异常流动监测系统，包括:异常监测单元、数据传送单元、数据接收与处理单元；所述异常监测单元、数据传送单元安装在监测车上，在监测车上安装有浅井钻探装置；
[0005]所述浅井钻探装置为能够钻井深2-25m、钻孔直径0.5_lm的便携式电动钻机；
[0006]所述异常监测单元包括:用于测量地面气压的气压计、用于测量井底和井中温度、地电、地应力、地形变、C02、H2、CH4、He、C0的多功能光纤测量仪、分别用于测量Rn和Hg的测氡仪、测汞仪、用于测量地电的地电仪、用于测量地磁场强度和磁偏角的磁力仪；
[0007]数据传送单元，用于将异常监测单元监测到的数据发送给远端的数据接收与处理单元;
[0008]数据接收与处理单元，用于根据接收到的监测数据综合分析判断是否存在自然灾害前兆、以及属于哪种自然灾害。
[0009]进一步地，如上所述的地下热流体关联异常流动监测系统，所述数据传送单元包括时间阀值控制单元，该时间阀值控制单元用于利用异常监测单元监测到的某一数据根据预先设定的预定值控制其发送的时间间隔。
[0010]进一步地，如上所述的地下热流体关联异常流动监测系统，在监测车上安装有摄像装置，所述摄像装置与数据传送单元连接。
[0011]本发明提供的地下热流体关联异常流动监测系统，可在地震、火山、极端气候事件(如超年度干旱、异常降水)、矿难、森林草原大火、滑坡、泥石流、矿难等自然灾害发生之前开展灵活机动的监测，能够大幅提高自然灾害的监测和预测水平，并填补国内外自然灾害(特别是地震)流动监测和热流体及其关联异常综合预测的空白。另外，由于全球气候变化、自然环境污染、极端气象事件、油气无机生成、工程稳定性评价均与地下热流体异常活动有关是开放地球系统中具有关联成因的事件组合，流动监测与热流体异常相关的物理量和化学参数可广泛应用于环境监测、油气勘查、气象预报、工程稳定性评价和地热勘查，因此，本发明提供的地下热流体关联异常流动监测系统具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0012]图1为本发明地下热流体关联异常流动监测系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014]图1为本发明地下热流体关联异常流动监测系统结构示意图，如图1所示，本发明提供的地下热流体关联异常流动监测系统，包括:异常监测单元、数据传送单元、数据接收与处理单元；所述异常监测单元、数据传送单元安装在监测车上，在监测车上安装有浅井钻探装置；
[0015]所述浅井钻探装置为能够钻井深2-25m、钻孔直径0.5_lm的便携式电动钻机；该浅井钻探装置用于为异常监测单元提供一个安装位置，即利用浅井钻探装置先钻一个井，然后将异常监测单元的各种传感器以及测量仪放置安装在该钻井内。
[0016]所述异常监测单元包括:用于测量地面气压的气压计、用于测量井底和井中温度、地电、地应力、地形变、C02、H2、CH4、He、C0的多功能光纤测量仪、分别用于测量Rn和Hg的测氡仪、测汞仪、用于测量地电的地电仪、用于测量地磁场强度和磁偏角的磁力仪；
[0017]数据传送单元，用于将异常监测单元监测到的数据发送给远端的数据接收与处理单元;
[0018]数据接收与处理单元，用于根据接收到的监测数据综合分析判断是否存在自然灾害前兆、以及属于哪种自然灾害。
[0019]进一步地，如上所述的地下热流体关联异常流动监测系统，所述数据传送单元包括时间阀值控制单元，该时间阀值控制单元用于利用异常监测单元监测到的某一数据根据预先设定的预定值控制其发送的时间间隔。
[0020]具体地，譬如，异常监测单元监测的井中温度，系统设定当井中温度为25°C时，每隔2分钟的时间间隔发送一次井中温度数据；当井中温度为30°C时，每隔I分钟的时间间隔发送一次井中温度数据；该时间间隔是可以根据需求预先设定的。
[0021]进一步地，如上所述的地下热流体关联异常流动监测系统，在监测车上安装有摄像装置，所述摄像装置与数据传送单元连接。
[0022]实施例:
[0023]第一步:改装越野车或定做具有越野功能的汽车，车子结构分为3部分，前面是能坐2-3人的驾驶室，中间是主体部分，该主体部分包括异常监测单元；后面是浅井钻探装置及辅助系统(如车载动力系统)。
[0024]第二步:安装具有钻探井深为2-25m、钻孔直径0.5_lm的便携式电动钻机，该电动钻机由内燃机或交流、直流发电机驱动；
[0025]第三步:安装用于实时流动动态监测的多种仪器来测量与热流体异常关联的物理量和化学量，主要是测量地面气压的气压计；测量井底和井中温度、地电、地应力、地形变、CO2, H2, CH4, He、CO的多功能光纤测量仪；测量Rn和Hg的测氡仪、测汞仪；测量地电、地磁场强度和磁偏角的地电仪、磁力仪；
[0026]第四步:将多功能热流体关联异常监测车开到需要监测的地点，根据流动监测和灾害预测等需要，按照相应的动态范围、观测精度和时间分辨率，然后将气压计、多功能光纤测量仪、测氡仪、测汞仪、地电仪、磁力仪根据需要置于电动钻机钻的钻探井内进行实时监测；
[0027]第五步:数据传输，常态的数据传输依靠网络通信设备，防止网络异常或灾后网络破坏备用卫星通信设备；每台监测车单次数据传送量每1min至少30KB。
[0028]其中，数据传送单元还包括时间阀值控制单元，该时间阀值控制单元用于利用异常监测单元监测到的某一数据根据预先设定的预定值控制其发送的时间间隔。
[0029]进一步地，为了能够更加直观、全面地反应监测车周围的环境状况和第一时间实报灾情，在监测车上还安装有摄像设备。
[0030]本发明提供的地下热流体关联异常流动监测系统，由具有良好越野性能的监测车和车载动力装置构成，各种监测仪器可根据流动监测和灾害预测的需要，按照相应的动态范围、观测精度和时间分辨率，合理配置，从而使得监测内容具有明确的针对性，而且监测密度也可根据需要进行调整。车载动力系统保证数据长时间连续采集本发明能够有效检测自然灾害与热流体异常运动有关的前兆异常，主要为地震、火山、滑坡、天然矿难、森林大火、极端气候事件等自然灾害短临预测服务，也可用于油气、地热能的勘查和地壳或工程稳定性评价。
[0031]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种地下热流体关联异常流动监测系统，其特征在于，包括:异常监测单元、数据传送单元、数据接收与处理单元；所述异常监测单元、数据传送单元安装在监测车上，在监测车上安装有浅井钻探装置； 所述浅井钻探装置为能够钻井深2-25ΠΚ钻孔直径0.5-lm的便携式电动钻机； 所述异常监测单元包括:用于测量地面气压的气压计、用于测量井底和井中温度、地电、地应力、地形变、C02、H2、CH4、He、C0的多功能光纤测量仪、分别用于测量Rn和Hg的测氡仪、测未仪、用于测量地电的地电仪、用于测量地磁场强度和磁偏角的磁力仪； 数据传送单元，用于将异常监测单元监测到的数据发送给远端的数据接收与处理单元; 数据接收与处理单元，用于根据接收到的监测数据综合分析判断是否存在自然灾害前兆、以及属于哪种自然灾害。2.根据权利要求1所述的地下热流体关联异常流动监测系统，其特征在于，所述数据传送单元包括时间阀值控制单元，该时间阀值控制单元用于利用异常监测单元监测到的某一数据根据预先设定的预定值控制其发送的时间间隔。3.根据权利要求1所述的地下热流体关联异常流动监测系统，其特征在于，在监测车上安装有摄像装置，所述摄像装置与数据传送单元连接。
【专利摘要】本发明提供一种地下热流体关联异常流动监测系统，包括：异常监测单元、数据传送单元、数据接收与处理单元；所述异常监测单元、数据传送单元安装在监测车上，在监测车上安装有浅井钻探装置；所述浅井钻探装置为能够钻井深2-25m、钻孔直径0.5-1m的便携式电动钻机；本发明可用于灾害监测与预测、地热能勘查、极端气候和环境监测与预测、工程稳定性评价等领域，特别是能够大幅提高自然灾害的监测和预测水平，并填补国内外自然灾害(特别是地震)流动监测和热流体及其关联异常综合预测的空白。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN104931095
【申请号】CN201510275082
【发明人】李德威
【申请人】李德威
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月27日