井喷应急演练模拟系统及模拟方法_2

文档序号:8528867阅读:来源:国知局
3)采用主传感器与从传感器配合使用的蜂窝系统,一个小的单元由几个协同工作的传感器组成,大的区域由多个类似的小单元构成,数千个传感器可集成到系统中用于监控广阔的区域中存在的成千上万个标签,并且传感器可通过不同的方式连接到一起,满足设备成本及定位精度;(4)当传感器连接到POE交换机后,大多数POE交换机支持软开关功能,这对管理传感器供电来讲将会很方便,对于供电不是很方便的环境如仓库屋顶就可以采用POE交换机供电,工程部署将会很方便;(5)主从传感器结构相同,使得在购买的时候更加方便;(6)采用激光测距仪测量坐标位置,更加快速精确;(7)采用超宽频的标签和传感器,而使用超宽频可以从反射信号中识别出直接的路径信号,使得精确的定位脉冲变得简单;(8)采用改进后的便携式硫化氢检测仪,使得本发明更加具有实用性。
【附图说明】
[0015]图1为现有技术的便携式硫化氢检测仪工作原理图;
图2为本发明结构方框图;
图3为本发明便携式硫化氢检测仪结构示意图;
图4为抢险人员定位系统结构方框图;
图5为井喷失控前模拟步骤流程图;
图6为井喷失控后模拟步骤流程图;
图?为定位跟踪子步骤流程图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案:如图2所示,井喷应急演练模拟系统,它包括程控喷射系统、蓄水池及供水管线、回水管线、应急处理监测系统和上位机,所述的程控喷射系统包括喷头、高压输送管线、水泵、变频器;所述的蓄水池通过供水管线供水,所述的水泵通过变频器与接收来自上位机的控制信号,将蓄水池中的水通过高压输送管线进行喷射;所述的回水管线对喷射的水向蓄水池进行回水处理;所述的应急处理监测系统包括设置于井喷现场需要观察的各类仪表、开关上加装的传感检测装置,所述的传感检测装置将采集到的仪表的读数和开关的开关情况发送至上位机。
[0017]在本实施例中,改造的仪表和开关包括:立压表、套压表、回压阀、停机开关、停车开关、停炉开关。
[0018]蓄水池采用开敞式圆形蓄水池结构,池体由池底和池墙两部分组成。水池地基承载力按10 t/m2设计,池底板为C15混凝土,厚度10cm,池壁为M7.5浆砌石,其厚度根据荷载条件按标准设计或有关规范确定。
[0019]井喷应急演练模拟系统还包括一个找坡型蓄水导流板,所述的蓄水导流板通过回水管线将回水处理的水送入蓄水池;所述的蓄水导流板设置于井架平台下方。
[0020]回水管线可根据井架结构设计具体施工方案,利用井架平台的水平平面结构,回水方式可采用普通找坡型蓄水导流板结构,为了尽可能和现场一致,可将井架平台改造为双层金属网板形式,导流板设计在两层网板的夹层。
[0021]程控喷射系统首先需对喷头进行定制,喷头采用多口径组合方式,围绕钻井平台的井筒中心以环形展开,喷射水柱中心直径约1500mm,根据井喷事故级别,可进一步打开外围喷射水柱,形成震撼的井喷失控场景。
[0022]喷射系统的核心部件是离心泵,针对井喷系统流量压力大、扬程高的特点,方案选用卧式双吸泵及定制专用喷射泵组合安装方式,双吸泵和专用喷射泵均是离心泵的一种重要形式,具有扬程高、流量大等特点,在工程中得到广泛应用。这种泵型的叶轮实际上由两个背靠背的叶轮组合而成,从叶轮流出的水流汇入一个蜗壳中,它相当于两个相同直径的单吸叶轮同时工作,在同样的叶轮外径下流量可增大一倍。
[0023]由于应急演练过程中不能用真实的硫化氢气体进行泄露,因此需要对可以看见的硫化氢仪表显示部件进行改造。现有的便携式硫化氢检测仪工作原理图如图1所示:包括硫化氢传感器、放大电路、AD转换电路、微控制器和数字显示电路。改造的方法是将内部传感器检测单元去掉,加入无线控制模块。
[0024]井喷应急演练模拟系统还包括一个有毒气体检测系统,所述的有毒气体监测系统包括便携式硫化氢检测仪,如图3所示,所述的便携式硫化氢检测仪包括无线模块、第一微控制器、DA转换模块、放大电路、AD转换电路、第二微控制器和数字显示模块;所述的无线模块接收来自上位机传送过来的信号,无线模块的输出端与第一微控制器连接,第一微控制器的输出端与DA转换模块连接,DA转换模块的输出端与放大电路连接,放大电路的输出端与AD转换模块连接,AD转换模块的输出端与第二微控制器连接,第二微控制器的输出端与数字显示模块连接。
[0025]井喷应急演练模拟系统还包括一个数据服务器,所述的数据服务器用于存储数据。
[0026]如图4所示,井喷应急演练模拟系统还包括一个抢险人员定位系统,所述的抢险人员定位系统包括多个有源电子标签、多个传感器、网络交换机;所述的有源电子标签设置于抢险人员身上,所述的传感器的信号覆盖整个监控区域,所述的上位机为导入整个监控区域多维地图的上位机,所述的上位机为导入多个传感器的位置数据、仰角数据和偏角数据的上位机;所述的传感器的接收端接收来自有源电子标签发送的信号并对其进行解码,所述的传感器的发送端将解码得到的数据通过网络交换机发送至上位机,上位机将得到的数据进行拟合并给出判定结果。每个在注册过的标签,进入传感器范围的时候,标签发出的信号会被一个或多个传感器接收。即蜂窝状。
[0027]所述的多个传感器包括一个主传感器和至少一个从传感器,所述的从传感器的时间同步接口通过时间同步线与主传感器的时间同步接口连接,所述的从传感器的以太网数据传送接口和主传感器的以太网数据传送接口均通过网线连接至网络交换机;所述的传感器的发送端还将时间差数据通过网络交换机发送至上位机;所述的传感器处于绝对水平位置。
[0028]主传感器和从传感器其实硬件上是一样的,有传感器配置属性设定。主传感器通过时间同步线连接到每台从传感器,每台从传感器接收主传感器的时间同步信号。
[0029]时间同步线是连接主传感器和从传感器之间的电缆,一条时间同步线有效距离是100m,超过这个距离可能不会工作。采用星型结构,这样能够容纳更多的单元。采用超5类或以上优质屏蔽线,尽量减低电缆长度。非屏蔽线可能可以使用,但是在信号干扰比较严重的环境如工厂、变电站等应用环境受影响比较严重。最好不要使用手工制作的屏蔽双绞线,最好是采用工厂制作出来的工业用线。如果采用手工制作屏蔽线最好使用测线仪全部测试通过。
[0030]所述的网络交换机为POE交换机,所述的POE交换机。
[0031]传感器还支持通过原有的以太网数据传输线供电,这种供电模式需要带POE功能的网络交换机支持。POE交换机必须支持802.3af供电标准,每台传感器会在7w功率下运行,需要检查下POE交换机的每个端口的供电情况和合计供电额度。当传感器连接到POE交换机后,传感器就会开始运行。大多数POE交换机支持软开关功能,这对管理传感器供电来讲将会很方便。对于供电不
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