一种油气田开发井场环境监测与预警设备及方法与流程

本发明涉及一种油气田开发井场环境监测与预警设备及方法。

背景技术：

现有技术里，随着石油工业的快速发展，人口密集区的油田开发殆尽，新发现的主要油气产区一般都远离人口密集的城市或位于海上，石油生产作业环境恶劣，危险因素多，采油从而成了真正的“三高产业”，即高技术、高投入、高风险。如何处理好安全与生产、安全与环境和安全与健康的关系问题，预防事故、减少污染，已成为当今石油工业发展的首要问题。本发明提供一种油气田开发井场环境监测与预警设备，以满足油气井场和海上平台的石油工人安全生产和健康生活的需求。当工人在钻井平台作业时，本装置能及时监测到环境的变化，在井喷、危险气体泄漏、地震、井架倒塌等重大安全生产事故发生初期预警，有利于作业人员及时采取措施避免事故的扩大，也有利于作业人员的及时疏散、逃离，避免人员伤亡。

cn205664868u的专利文献公开了一种油浸式变压器用安全监测控制装置，包括油箱监测模块、油气监测模块、环境监测模块、电监测模块、微处理器、总线装置、通讯装置、数据服务装置、显示装置和智能手机；本实用新型设有油箱监测模块，运用采样阀和数据采集装置，配合微处理器可时刻显示出油箱中的油的样本信息，油气监测模块用激光光谱进行监测处理分析，将数据传送给微处理器，通过显示装置显示，环境监测模块、电监测模块可时刻监测变压器的安全情况，报警装置用于紧急状态下报警处理，智能球机用于实景监测，输入装置用于控制微处理器，智能手机可实现远程移动监控。现有技术的显著缺点是：功能单一，不能有效实现油气田开发井场环境监测与预警。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种油气田开发井场环境监测与预警设备，其解决了油气田开发井场环境监测与预警。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种油气田开发井场环境监测与预警设备，其特征在于，包括：用于通过压缩矿物产生电荷以检测振动的震动检波器，以及通过检测所述电荷的多少来对人体进行定量理疗的理疗外套。

作为本发明的另一目的，还提供一种油气田开发井场环境监测与预警方法，其特征在于，包括：震动检波器通过压缩矿物产生电荷以检测振动；理疗外套通过检测所述电荷的多少来对人体进行定量理疗。

本发明相对于现有技术具有以下突出的实质性特点和显著的进步：

结构简单，包括震动检波器与理疗外套，本装置可以提供危险气体含量等关键参数，并提供应急照明，保障灾难应急救援。而在日常的作业过程中，本发明可以实现按摩、理疗等功能，提高工人作业的舒适度，缓解高强度工作对工人身体健康的伤害，预防职业病的发生。

附图说明

图1是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的主视示意图。

图2是一种油气田开发井场环境监测与预警设备打开上盖后的俯视示意图。

图3是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的左视示意图。

图4是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的右视示意图。

图5是一种油气田开发井场环境监测与预警设备除去外套后的俯视示意图。

图6是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的按摩装置的俯视示意图。

图7是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的按摩装置的左视示意图。

图8是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的按摩装置的右视示意图。

图9是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的安装基座的俯视示意图。

图10是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的凸轮组的俯视示意图。

图11是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的凸轮组的左视示意图。

图12是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的电控模块的接线示意图。

图13是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的下壳的主视示意图。

图14是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的理疗外套的俯视示意图。

图15是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的震动检波器主视示意图。

图16是一种油气田开发井场环境监测与预警设备的震动检波器去掉上盖板的俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

请参照图1，本发明的一种油气田开发井场环境监测与预警设备，包括：用于通过压缩矿物产生电荷以检测振动的震动检波器，以及通过检测所述电荷的多少来对人体进行定量理疗的理疗外套。

优选地，还设置有下壳与上盖，所述下壳与上盖构成一个不完全密闭的腔体，所述理疗外套包围在下壳与上盖所构成的整体的外部，所述震动检波器位于理疗外套的外部，在所述下壳的左侧设置可伸缩照明灯，在所述下壳的右壁外侧还固定有危险气体检测传感器。

优选地，还包括位于下壳内部的按摩装置，所述按摩装置包括安装基座，在所述安装基座上设置步进电机驱动凸轮组。如图1、2所示，一种油气田开发井场环境监测与预警设备，包括：按摩装置1、电控模块2、下壳3、上盖4、理疗外套5、指令输入器6、可伸缩照明灯7、甲烷传感器探头8、二氧化硫传感器探头9和一氧化碳传感器探头10、震动检波器12。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，按摩装置1位于下壳3内部，通过螺钉311、螺钉312、螺钉313、螺钉314固定于下壳3的底部；电控模块2位于下壳3内部，通过螺钉2111、螺钉2112、螺钉2113、螺钉2114固定于下壳3的底部；下壳3与上盖4通过螺钉411、螺钉412、螺钉413、螺钉414进行联接，构成一个不完全密闭的腔体；理疗外套5包围在下壳3与上盖4所构成的整体的外部；指令输入器6位于下壳3右侧，通过螺钉612、螺钉613、螺钉614、螺钉615固定于下壳3右壁外侧；可伸缩照明灯7位于下壳3的左侧，采用铰接的方式，最终由固定杆713焊接于下壳3上；甲烷传感器探头8、二氧化硫传感器9和一氧化碳传感器探头10位于下壳3的右侧，三个探头固定在板890上，并通过螺钉8901、螺钉8902、螺钉8903、螺钉8904固定于下壳3右壁外侧；震动检波器12位于理疗外套5的外部。

如图6所示，按摩装置1由安装基座111、步进电机112、步进电机113、步进电机114、步进电机115、凸轮组116、凸轮组117组成。

如图7、图8、图9所示，安装基座111为一整体结构，由底座1111、支架1112、支架1113、支架1114、支架1115构成；底座1111为正方形平板，底座1111的四个角分别设有通孔1116、通孔1117、通孔1118、通孔1119；支架1112、支架1113、支架1114、支架1115完全相同，支架1112、支架1113、支架1114、支架1115的上部均开有一个圆形通孔，支架1112、支架1113上的通孔同轴，支架1114、支架1115的通孔同轴，支架1112、支架1115上的通孔轴线在同一水平面内；步进电机112通过螺钉1121、螺钉1122、螺钉1123、螺钉1124安装在支架1112上；步进电机113通过螺钉1131、螺钉1132、螺钉1133、螺钉1134安装在支架1113上；步进电机114通过螺钉1141、螺钉1142、螺钉1143、螺钉1144安装在支架1114上；步进电机115通过螺钉1151、螺钉1152、螺钉1153、螺钉1154安装在支架1115上；步进电机112、步进电机113、步进电机114、步进电机115的输出轴分别穿过支架1112、支架1113、支架1114、支架1115上的通孔，步进电机112、步进电机113的输出轴同轴，步进电机114、步进电机115的输出轴同轴，步进电机112、步进电机115的输出轴在同一水平面内；凸轮组116安装于步进电机112、步进电机113的输出轴上，凸轮组116上的方形盲孔与步进电机112、步进电机113输出轴形成过渡配合，由步进电机112、步进电机113共同带动凸轮组116转动；凸轮组117安装于步进电机114、步进电机115的输出轴上，凸轮组117上的方形盲孔与步进电机114、步进电机115输出轴形成过渡配合，由步进电机114、步进电机115共同带动凸轮组117转动。

如图10、图11所示，凸轮组116为一整体结构，由3个共轴线、共角度的凸轮构成，相邻凸轮间连接部分为一圆轴结构，外侧两凸轮侧面各开有一个方形盲孔，方形盲孔轴线与凸轮轴线重合；凸轮组117结构与凸轮组116完全相同。

如图2、图3所示，电控模块2由箱体211、发声器212、电源214、控制器217、步进电机驱动器219、充电接口220组成；箱体211为一长方体无上盖箱体，发声器212、电源214、控制器217、步进电机驱动器219均位于箱体211内部，发声器212、电源214、控制器217、步进电机驱动器219分别通过螺钉固定于箱体211底部；电源214内部有主电池2141和备用电池2142。

如图12所示，发声器212与控制器217之间通过电缆213连接；电源214与控制器217之间通过电缆216连接；电源214与充电接口220之间通过电缆215连接；控制器217与步进电机驱动器219之间通过电缆218连接；控制器217与震动信号处理器1218之间通过电缆1219连接；控制器217与可伸缩照明灯7之间通过电缆715连接；控制器217与甲烷传感器探头8之间通过电缆2171连接；控制器217与二氧化硫传感器探头9之间通过电缆2172连接；控制器217与一氧化碳传感器探头10之间通过电缆2173连接；步进电机驱动器219与步进电机112之间通过电缆2192连接；步进电机驱动器219与步进电机113之间通过电缆2194连接；步进电机驱动器219与步进电机114之间通过电缆2193连接；步进电机驱动器219与步进电机115之间通过电缆2191连接；理疗外套5上的电气石晶体517与控制器217之间通过电缆516相连。

如图2、图13所示，下壳3为一长方体无上盖箱体结构，下壳3四个角处分别设有螺纹孔315、螺纹孔316、螺纹孔317、螺纹孔318，下壳3的后面箱壁上设有通孔319，下壳3的右侧箱壁上设有通孔320、通孔321，下壳3左壁上设有通孔322；电源214的充电接口220设于通孔319内。

如图5所示，上盖4为一矩形平板结构，上盖4的四个角处依次设有供螺钉411、螺钉412、螺钉413、螺钉414穿过的通孔，上盖4上设有供凸轮组116、凸轮组117探出用的矩形通孔415。

如图1、图3、图4、图14所示，理疗外套5由软布料制成，理疗外套5为长方体封闭箱体结构，理疗外套5后部设有通孔512，下壳3后壁上的通孔319可通过通孔512露出，理疗外套5底部设有拉链511，理疗外套5右侧设有通孔513、通孔514，理疗外套5左侧设有通孔515；理疗外套5上表面安装有电气石517，可以作为生理理疗，电气石517通过电缆518连接，最终经电缆516与控制器217相连。

如图1、图2、图4所示，指令输入器6位于通孔513内，指令输入器6通过电缆611与控制器217相连，电缆611经过通孔320进入设备内部。

如图1所示，可伸缩照明灯7位于通孔515内，主要由连杆711、铰链712、固定杆713、照明灯714组成，连杆壳围绕铰接处旋转，从而实现照明灯的伸缩。照明灯714通过电缆715与控制器相连，电缆715经过通孔322进入设备内部。

如图4所示，甲烷传感器探头8、二氧化硫传感器探头9和一氧化碳传感器探头10位于通孔514内，甲烷传感器探头8主要用于检测空气中甲烷气体的含量，二氧化硫传感器探头9主要用于检测空气中二氧化硫的含量，一氧化碳传感器探头10主要用于检测空气中一氧化碳的含量；甲烷传感器探头8通过电缆2171与控制器217相连，二氧化硫传感器探头9通过电缆2172与控制器217相连，一氧化碳传感器探头10通过电缆2173与控制器217相连，电缆2171、电缆2172、电缆2173经过通孔321进入设备内部。

如图14、图15所示，所述震动检波器12为立方体结构由下箱体1211、上盖板1212、石英压电传感器1213、压缩弹簧1214、震动块1215、滑动光杆1216、中间挡块1217、震动信号处理器1218构成；下箱体1211顶部有四个螺纹孔1220，通过螺钉将下箱体1211与上盖板1212相连；六个石英压电传感器1213分别设置在由下箱体1211和上盖板1212构成的正立方体箱型结构的六个内表面上，六个滑动光杆1216的外端分别垂直固定在所对应的石英压电传感器1213表面上，六个滑动光杆1216的另一端分别固定在位于中间的中间挡块1217上；六个震动块1215分别套在滑动光杆1216上，每个震动块1215两端分别有两个压缩弹簧1214套在滑动光杆1216上，压缩弹簧1214在平衡时处于压缩状态；六个石英压电晶体1213经连接导线连接到震动信号处理器1218上；震动信号处理器1218通过连接导线1219与控制器217相连，连接导线1219依次经过通孔515、通孔322进入到下壳3和上盖4构成的腔体内。

本发明还提供一种油气田开发井场环境监测与预警方法，包括：震动检波器通过压缩矿物产生电荷以检测振动；理疗外套通过检测所述电荷的多少来对人体进行定量理疗。

指令输入器6可发出按摩、音乐播放、气体检测、震动检测和生理理疗检测的指令，按摩指令经指令输入器6发出，经连接导线611传送到控制器217，控制器217将按摩指令经连接导线218传送到步进电机驱动器219，步进电机驱动器219再将驱动信号分别经连接导线2192、连接导线2194、连接导线2193、连接导线2191传送至步进电机112、步进电机113、步进电机114、步进电机115，驱动步进电机112、步进电机113、步进电机114、步进电机115旋转；为了提高按摩效果，增大按摩力度，减小体积，步进电机驱动器采用同步技术，分别同轴双电机驱动凸轮组116和凸轮组117产生震动，来达到较大震动按摩的目的。

照明指令经指令输入器6发出，经电缆611传送到控制器217，控制器217通过电缆715控制可伸缩照明灯7开关，实现照明功能。

音乐播放指令经指令输入器6发出，经电缆611传送到控制器217，控制器217将音乐播放指令经电缆213传送到发声器212，发声器212发出声音；

气体检测报警指令经指令输入器6发出，经电缆611传送给控制器217，控制器217接通甲烷传感器探头8、二氧化硫传感器探头9、一氧化碳传感器探头10的电路，三个传感器探头工作，实时检测空气中甲烷、二氧化硫、一氧化碳的含量，并将检测的含量值分别经电缆2171、电缆2172、电缆2173传送给控制器217；当工人休息时，开启气体检测报警，如果空气中甲烷、二氧化硫和一氧化碳含量中的一项出现异常，则可能表示发生了气体泄漏，此时控制器发出指令经电缆218传给步进电机驱动器219，步进电机驱动器219再将驱动信号分别经电缆2192、电缆2194、电缆2193、电缆2191传送至步进电机112、步进电机113、步进电机114、步进电机115，驱动步进电机112、步进电机113、步进电机114、步进电机115旋转，提醒工人；与此同时，控制器217发出警报指令经电缆213传送给发声器212，发声器212发出警报，提醒工人。

震动检测指令经指令输入器6发出，经电缆611传送到控制器217，控制器217控制接通震动检波器12的电路，震动检波器12工作。当发生地震或塌方时，震动检波器12内部的震动块1215发生震动进而压缩弹簧1214，横向(x或y)和纵向(z)方向上石英压电传感器1213受到压缩弹簧1214的压力产生信号，信号经震动信号处理器1218处理后经电缆1219传送给控制器217，控制器217一方面通过电缆213发送警报指令到发声器212，发声器212发出声音，另一方面通过电缆218发送指令到步进电机驱动器219，步进电机驱动器219再将驱动信号分别经电缆2192、电缆2194、电缆2193、电缆2191传送至步进电机112、步进电机113、步进电机114、步进电机115，驱动步进电机112、步进电机113、步进电机114、步进电机115旋转，提醒人们。

生理理疗检测指令经指令输入器6发出，经电缆611传送到控制器217，控制器217控制接通电气石517的电路，由于电气石517具有压电性和热电性，当人体与理疗外套5接触时，电气石517受到压力，电气石517内部会聚集电荷，产生电压和电流，经过电缆518、516可由控制器217检测到，从而可以在指令输入器6显示屏上量化显示人们的理疗时间。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。