井筒設(shè)備狀態(tài)光纖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)
一、概述
在提升系統(tǒng)的各類風(fēng)險(xiǎn)中，井筒、罐道變形較為常見，也是危險(xiǎn)性極高的一類，有剛性罐道劣化、井壁變形及管路接頭變形等多種表現(xiàn)形式。并壁的變形、破壞是一個(gè)漸進(jìn)損傷的過程，本系統(tǒng)采用光纖對(duì)井筒各設(shè)備進(jìn)行有效變形檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，就可以提前發(fā)現(xiàn)礦并開采過程中井壁、罐道等潛在危險(xiǎn)因素，從而采取有效措施，避免惡性事故的發(fā)生。
二、技術(shù)方案
本項(xiàng)目采用波分+時(shí)分復(fù)用技術(shù)的分布式光纖光柵陣列應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，既可利用光學(xué)雷達(dá)時(shí)分原理 (OTDR)，把每個(gè)光柵定義一個(gè)時(shí)間代碼，對(duì)探測(cè)光纜中的光柵進(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)光柵的精準(zhǔn)定位;還能利用波分復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)變的精準(zhǔn)測(cè)量。
利用傳感光纖的分布式監(jiān)測(cè)優(yōu)點(diǎn)，通過立井井壁中傳感光纖的環(huán)向布設(shè)和軸向布設(shè)方法，實(shí)現(xiàn)并壁和罐道變形應(yīng)力的高精度測(cè)量。
三、特點(diǎn)
■ 系統(tǒng)容量大，可同時(shí)監(jiān)測(cè)50,000個(gè)以上測(cè)點(diǎn)；
■ 檢測(cè)精度高，全程40km應(yīng)變精度 20；
■ 探測(cè)距離遠(yuǎn)，單通道最長(zhǎng)探測(cè)距離可達(dá)40km；
■ 響應(yīng)速度快，全程40km測(cè)量時(shí)間 5s；
■ 空間分辨好，全程40km空間分辨率1m；
四、變形監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
采用光纖傳感器，根據(jù)立井井壁變形破壞特征，構(gòu)建了井壁、罐道變形實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
預(yù)警系統(tǒng)功能：
(1)井壁、道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能
通過在井壁和罐道上安裝光纖傳感器，并與監(jiān)測(cè)室中光纖解調(diào)儀相連，采集井壁和罐道變形的環(huán)向應(yīng)變和軸向應(yīng)變數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)井壁和罐道變形的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
(2)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的無線傳輸及遠(yuǎn)程訪問
利用光纖解調(diào)儀內(nèi)置的無線模塊，通過4G傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程發(fā)送數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程重啟，完成本地電腦與云平臺(tái)的雙重備份。
(3)井壁和罐道狀態(tài)判別
根據(jù)井壁和罐道實(shí)時(shí)應(yīng)變和累計(jì)應(yīng)變數(shù)據(jù)，并與混凝士變形破壞的分級(jí)闖值指標(biāo)相比，評(píng)價(jià)井壁和罐道安全狀態(tài)。
(4)井和道安全預(yù)警
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)井壁和罐道狀態(tài)做出指示，綠色表示安全，黃色表示微破裂穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài)，橙色表示累進(jìn)性破裂，須重點(diǎn)觀察并采取必要措施，紅色表示井壁破裂，發(fā)出警報(bào)，人員應(yīng)立即撤離。
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