[發明專利]一種基于三電極系的救援井與事故井連通探測系統

有效

• 申請號: 201210470576.5
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN102996120A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 高德利;李翠;刁斌斌;吳志永
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B47/024
• 分類號: E21B47/024;E21B47/12;E21B47/001
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于三電極系的救援井與事故井連通探測系統，包括：地面供電設備、地面信號采集設備、地面救援井與事故井連通探測計算系統、地表電極、井下三電極系、井下探管；其特征在于：地面供電設備位于救援井井口附近，用于為井下三電極系提供低頻交變電流，同時也為地面信號采集設備和地面救援井與事故井連通探測計算系統供電；地表電極與救援井的井口套管連接且接觸性良好，地面供電設備的輸出端與與井下三電極系相連、輸入端與地表電極相連；井下探管用于探測井下探管處的重力場、地磁場和由事故井套管上聚集的低頻交變電流產生的低頻交變磁場，地面信號采集設備通過測井電纜與井下探管相連，并接收井下探管檢測到、由測井電纜傳至地面的數據；地面信號采集設備將接收到的數據轉換格式后發送到地面救援井與事故井連通探測計算系統中進行計算，得到救援井中的井下探管與事故井套管的相對空間位置數據，以數字、文字和/或圖形的方式顯示。?

2.根據權利要求1所述的基于三電極系的救援井與事故井連通探測系統，其特征在于：地面供電設備包括380V交流電源、升壓變壓器、交/直流變換器和頻率控制器；380V交流電源的輸出端首先通過升壓變壓器，升壓變壓器將380V交流電源提供的電壓升至1000V，經交/直流變換器后，轉換成1000V的直流高壓，使三電極系7輸出能夠達到幅值為20A的電流，利用單片機控制頻率控制器使其將1000V的高壓轉換成0.25Hz頻率的交變方波電壓，然后將該交變方波電壓傳送至井下三電極系處再做進一步地輸出；380V交流電源的輸入端與地表電極相連。?

3.根據權利要求1-2所述的基于三電極系的救援井與事故井連通探測系統，其特征在于：井下三電極系包括電極系電纜接口、電極系金屬外殼、兩個屏蔽電極、兩個絕緣片和主電極；井下三電極系通過電極系電纜接口與七芯電纜相?連；兩個屏蔽電極和主電極均為圓柱體，主電極位于中間，長度為0.15m，兩個屏蔽電極對稱地排列在主電極的上、下兩側，屏蔽電極的長度為0.7m，兩個屏蔽電極在內部由短路線相連；屏蔽電極和主電極之間用絕緣片隔開，絕緣片的厚度為0.025m；兩個屏蔽電極、兩個絕緣片和主電極的直徑相同。?

4.根據權利要求1-3所述的基于三電極系的救援井與事故井連通探測系統，其特征在于：地面供電設備所提供的幅度為1000V、頻率為0.25Hz的交變方波電壓傳送至井下三電極系處后分成兩路相同極性的輸出，其中一路保持電壓恒定輸出直接供給主電極，另一路經過電壓調節后供給兩個屏蔽電極。?

5.根據權利要求1-4所述的基于三電極系的救援井與事故井連通探測系統，其特征在于：井下探管包括探管無磁外殼、金屬無磁支架、電纜接口電路板、傳感器信號處理電路板、三軸磁通門傳感器、三軸加速度傳感器和探管電纜接口；電纜接口電路板、傳感器信號處理電路板、三軸磁通門傳感器和三軸加速度傳感器均安裝在探管無磁外殼內的金屬無磁支架內；探管無磁外殼為密封結構；井下探管通過探管電纜接口與測井電纜相連，并利用絕緣繩與井下三電極系相連，測井電纜用于將井下探管探測到的數據傳送至地面信號采集設備；井下探管內的三軸磁通門傳感器用來探測井下探管處的三軸地磁場和事故井套管上聚集的低頻交變電流所產生的低頻交變磁場的合成磁場數值，用于確定井下探管與事故井套管的間距和方位；三軸加速度傳感器用來探測井下探管處的三軸重力加速度數值，用于確定井下探管自身的擺放姿態；三軸加速度傳感器檢測到的三軸加速度數據和三軸磁通門傳感器檢測到的三軸磁場數據由傳感器信號處理電路板通過電纜接口電路板發送到測井電纜上。?

6.根據權利要求1-5所述的基于三電極系的救援井與事故井連通探測系統，其特征在于：地面信號采集設備包括電源電路、電纜接口電路和電纜信號解碼?電路；電源電路用于給電纜接口電路和電纜信號解碼電路提供電源；電纜接口電路與測井電纜相連，將測井電纜上傳輸的高壓數據信號轉換成低壓信號，然后傳送給電纜信號解碼電路，由電纜信號解碼電路將井下探管發送的數據解析出來，通過USB接口傳輸到地面救援井與事故井連通探測計算系統。?