井喷应急演练模拟系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种井喷应急演练模拟系统。
【背景技术】
[0002]全世界各大产油国几乎都含有H2S气藏，含硫化氢气井的开采是具有高度危险性的作业，在含硫气井开采过程中，井喷事故的发生层出不穷。不管是国内还是国外公众利益也在油气开发生产过程中需要得到充分保护。为确保在含硫化氢油气田开发过程中减少安全事故，降低事故带来的经济损失，所以在应急演练中特别制定出井喷应急演练模拟及逃生方案。本实用新型将在保证人员安全的前提条件下尽可能的模拟真实事故的产生、处置、及后续工作安排过程。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种井喷应急演练模拟系统。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:井喷应急演练模拟系统，它包括喷射系统、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。
[0005]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。
[0006]井喷应急演练模拟系统还包括一个有毒气体检测系统，所述的有毒气体检测系统包括便携式硫化氢检测仪，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转换模块、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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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；
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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；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。
[0013]本实用新型的有益效果是:(I)井喷模拟系统以最大程度模拟高压流体连续不断的涌入井筒，喷出地面为设计原则，由清水模拟井底流体，以完全可控的方式从井筒内向上喷射出钻井平台，喷射的液体流量大小和学员的操作联动，由系统自动控制输出，后期也可根据实训情况，手动实时调整井喷大小；(2)本实用新型在应急演练人员身上安装有源电子标签，通过传感器对有源电子标签进行定位之后，将数据上传至上位机进行拟合，实现定位及跟踪；(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，使得本实用新型更加具有实用性。
【附图说明】
[0014]图1为现有技术的便携式硫化氢检测仪工作原理图；
[0015]图2为本实用新型结构方框图；
[0016]图3为本实用新型便携式硫化氢检测仪结构示意图；
[0017]图4为抢险人员定位系统结构方框图；
[0018]图5为井喷失控前模拟步骤流程图；
[0019]图6为井喷失控后模拟步骤流程图；
[0020]图7为定位跟踪子步骤流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案:如图2所示，井喷应急演练模拟系统，它包括喷射系统、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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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