井喷应急演练模拟系统及模拟方法_3

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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。
[0032]所述的多个传感器的位置数据为包括以其中一台传感器为坐标原点、确定一个横向方向为X轴、面向横向方向的为Y轴、垂直于水平面方向为Z轴的所建立的坐标系,以及所有传感器在所述坐标系所处的坐标。
[0033]所述的位置数据通过激光测距仪进行测算,所述的激光测距仪将测到的数据导入上位机。
[0034]传感器的位置需要确保绝对精确到5厘米从而保证系统的最佳性能,最佳的测距方法是采用激光测距仪测量坐标位置,这样可以快速精确地测量传感器位置。首先选择一个坐标原点,确定一个横向方向为坐标X轴,面向这个方向的则为Y轴,上下位置则为Z轴,利用这个建立的坐标系标出传感器的坐标位置。并且要测量出每台传感器相对于原点的仰角和偏角,需要注意每台传感器所在的位置。
[0035]所述的抢险人员定位系统还包括一个DHCP服务器,所述的DHCP服务器用于给传感器动态分配IP地址,并且分配和上位机相同的子网和子网掩码,所述的DHCP服务器与网络交换机连接。
[0036]上位机需要连接在系统网络中,需要处于同一个子网中。需要有支持IGMP V2或V3模式的路由器,支持广播传输传感器和路由器之间的信息。需要一个DHCP服务器用来动态分配传感器的IP地址,DHCP服务器的需要分配和服务器相同的子网和子网掩码,并且确保路由器和网关是允许通过的,传感器在没有正确DHCP服务器配置下将无法正常工作。
[0037]所述的有源电子标签为发送超宽带无线电脉冲的有源电子标签;所述的有源电子标签包括用于识别的LED灯、用于激活标签的震动传感器和用于触发事件的按钮。
[0038]当没有按下触发键的时候,标签的指示灯会长亮,表面此时的标签正在深度睡眠。要唤醒标签,需要按下触发按钮,这时候灯会灭掉。这时候绿灯将会不停地闪烁,这表面标签正在寻找传感器。过了一段时间后,红灯也会闪亮起来,这表明标签被传感器找到。现在你就可以通过此标签来校准传感器单元。
[0039]所述的传感器为高精度超宽带传感器,所述的传感器包括一组天线阵列和一个超宽带无线接收器;所述的传感器与网络交换机之间通过超5类网线连接。
[0040]传感器使用传统的双向收发2.4GHz无线技术支持与标签之间的双向控制和遥测通信。双向通信是可以动态管理标签刷新率、发送反馈给用户(通过标签LED灯显示)、电池状态信息查询、及检测标签按键信息并可以以无线的方式对标签编程以启用新的功能。
[0041]本发明使用的频率范围约7.2千兆赫,左右波动为1.75千兆赫,功率约I毫瓦(约为一部移动电话的I / 100),不会干扰未来的超宽带通信应用。
[0042]传统的镭射信号在建筑物间的反射干扰了直接的路径信号,使精确的定位脉冲变得困难。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。
[0043]所述的主控机将得到的数据进行拟合为对定位数据与逃生路径进行拟合,采用由整体到局部的平面曲线部分匹配算法;在整体匹配中采用子矩阵算法,而在局部匹配中采用比较曲率图的方法,并在保证准确性的基础上,提高曲线拟合的速度。
[0044]井喷应急演练模拟方法,它包括井喷失控前模拟步骤和井喷失控后模拟步骤,如图5所示,所述的井喷失控前模拟步骤包括以下子步骤:
(1)对于井口安装有防喷器的井,组织抢险人员迅速控制井口;在关井期间,观察记录立压表和套压表上套压和立压的变化:如果压力迅速上升,超过允许套压值,应进行放喷点火或其它有效方法压井;同时,将套压和立压的值实时传回上位机,上位机进行监控;
(2)对于井口未安装防喷器的井,组织抢险人员尽可能多的下入钻具,立即抢接回压阀,抢接方钻杆,在现场的指挥人员的指挥下,组织抢险人员加重钻井液实施压井作业;同时,上位机对加装传感器的回压阀进行检测,检测是否在规定时间内连接;
如图6所示,所述的井喷失控后模拟步骤包括以下子步骤:
51:井喷失控,上位机控制程控喷射系统加大压力、排量喷射;
52:通信保障组立即通知油田公司主管部门、地方政府有关部门及相关的救助部门;
53:抢险人员立即停机、停车、停炉,关闭井架、钻台、机泵房等处全部照明灯和电器设备,必要时打开专用防爆探照灯,严禁一切火源;上位机对停机、停车、停炉的开关进行检测,检测是否在规定时间内关闭;
S4:在确保抢险人员安全的前提下,迅速将氧气瓶、油罐等易燃易爆物品撤离危险区,清除井口周围和抢险通道上的障碍物,并尽可能抢救其它物资和设备;上位机通过抢险人员定位系统检测抢险人员是否按规定路线进行抢险和撤离;
55:抢险人员通过有毒气体检测系统测定井口周围及附近天然气、H2S等有毒有害气体的浓度,划分安全范围;根据险情发展,对危险区域进行控制,通知可能受到危害的人员撤离;上位机对有毒气体监测系统发出信号,并通过抢险人员定位系统对人员撤离的方向进行定位与判断;
56:若发生天然气井喷失控并且着火,现场指挥部立即组织所有人员迅速撤离到安全地方;上位机通过抢险人员定位系统检测所有人员是否按规定路线进行抢险和撤离。
[0045]井喷应急演练模拟方法还包括一个提高井喷压力步骤:上位机根据所述的井喷失控前模拟步骤和所述的井喷失控后模拟步骤中的判断结果,对井喷压力进行控制:在规定时间内学员如果没有按照预案要求完成相应步骤,上位机将视情况进一步提高井喷的压力及流量。
[0046]如图7所示,在井喷失控前模拟步骤和井喷失控后模拟步中骤需要定位的时候,均采用定位跟踪子步骤;所述的定位跟踪子步骤包括以下子步骤:
5101:在应急演练人员的服装上嵌入有源电子标签;
5102:在定位跟踪的现场安装传感器组,采集传感器组的位置信息,并将传感器组通过网络交换机与主控机进行连接,确保两者通信正常;
5103:在主控机中导入现场的三维地图以及传感器组的位置信息;
5104:警报器发出警报,应急演练人员听到警报后,按照逃跑路行进行撤离;
5105:传感器接收来自有源电子标签的信号,并将信号发送至主控机;
5106:主控机对数据进行拟合,包括以下子步骤:
51061:整体匹配:首先提取两条路径的特征点,获取路径的整体信息,利用特征点之间的距离矩阵进行匹配,确定候选的匹配区域;
51062:局部匹配:然后通过比较曲线段的曲率进行精确匹配;
51063:转换:最后根据匹配的对应点集计算变换矩阵;
5107:主控机对得到的数据进行判断。
【主权项】
1.井喷应急演练模拟系统,其特征在于:它包括程控喷射系统、蓄水池及供水管线、
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