中國石油應(yīng)用物探安全距離控制系統(tǒng)

　　項目背景:

　　在野外進(jìn)行爆破勘探工作時，由于工作人員為了盡快完成當(dāng)日的工作，所以經(jīng)常出現(xiàn)在安全距離內(nèi)進(jìn)行爆破的情況，因此容易對工作人員產(chǎn)生安全隱患，而安全監(jiān)督人員只能抽查某個小組的生產(chǎn)工作，不能從根本上杜絕此類安全隱患;由于現(xiàn)場實際環(huán)境，個別炮點因過障礙炮點偏移，所以有些炮點和理論炮點有偏差，這樣使探區(qū)施工井位偏移合格率受到影響，從而影響了公司的經(jīng)濟(jì)效益?；谝陨蠁栴}，需要開發(fā)一套系統(tǒng)來解決，確保安全生產(chǎn)，提高井位偏移合格率。

　　用戶背景 :

　　中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司(簡稱中國石油東方地球物理公司，英文縮寫B(tài)GP)是中國石油天然氣集團(tuán)公司的控股公司。 東方地球物理公司是以地球物理勘探業(yè)務(wù)為主體，集物探主業(yè)、多元開發(fā)、旅游接待、公共事業(yè)為一體的跨國經(jīng)營企業(yè)。主要從事國內(nèi)外陸地、淺海地震勘探及綜合物化探采集、處理、解釋，以及與地球物理(化學(xué))勘探有關(guān)的技術(shù)及裝備研發(fā)、產(chǎn)品研制、技術(shù)引進(jìn)與產(chǎn)品銷售，國內(nèi)外技術(shù)工程承包與勞務(wù)輸出等。兼營物探監(jiān)理，旅游賓館服務(wù)，通訊及工程服務(wù)，建筑工程及安裝，物業(yè)管理、服務(wù)及經(jīng)營等。

　　具體解決方案:

　　根據(jù)客戶的需求，我們?yōu)榭蛻粼O(shè)計物探井炮激發(fā)安全距離控制系統(tǒng)，總計18套，每套系統(tǒng)一個井口站，一個控制站，一個轉(zhuǎn)發(fā)站和一個移動站，以及物探定位引擎軟件。采用技術(shù)如下：

　　(1)高精GPS定位技術(shù) ：

　　GPS差分定位是根據(jù)兩臺以上接收機的觀測數(shù)據(jù)來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可采用偽距測量也可采用相對測量，一般大地測量或工程測量均應(yīng)采用相對測量值進(jìn)行相對定位。本系統(tǒng)采用精度相對高的相對測量值的定位方式。

　　(2)WSN無線測距與通訊技術(shù):

　　WSN是指無線傳感器網(wǎng)路，他包括兩個功能：

　　a)無線測距。基本原理是利用信號的往返時間差進(jìn)行測距，具體為：對信號發(fā)送完畢到開始接收信號之 間的時間差進(jìn)行及時，減去芯片的處理時間，再除以信號在空氣介質(zhì)的傳輸速度，結(jié)果的一半就是距離。

　　本系統(tǒng)為了提高測距精度創(chuàng)新的采用了多次往返測量的方式來提高測距精度。

　　b)無線通訊。能夠進(jìn)行少量的數(shù)據(jù)傳輸，并且不影響測距精度和功能。本系統(tǒng)就是采用基于WSN的通訊技術(shù)實現(xiàn)短距離設(shè)備之間的通訊。

　　(3)爆炸機放炮檢測 ：爆炸機在極短的時間內(nèi)產(chǎn)生400V左右的高壓來激發(fā)雷管，通過電子元器件檢測爆炸機兩端產(chǎn)生的瞬時高壓來檢測放炮信號，并且不影響放炮。

　　(4)限制爆炸機放炮：通過控制繼電器實現(xiàn)炮線與爆炸機之間切斷與閉合。

　　實施結(jié)果：

　　1、該項目針對野外非安全距離放炮問題，采用了高精度GPS定位技術(shù)和現(xiàn)代電子控制技術(shù)，通過對爆炸機的控制，實現(xiàn)了施工人員只有在安全距離才能實現(xiàn)放炮的功能，從根本上杜絕了非安全距離放炮的安全隱患，項目的研發(fā)提高了井炮地震隊的HSE管理水平。

　　2、通過將理論井口炮點坐標(biāo)與施工現(xiàn)場實時傳輸回來的真實井口炮點坐標(biāo)的對比，計算出井偏數(shù)據(jù)，依托此數(shù)據(jù)開發(fā)了井炮偏差監(jiān)控系統(tǒng)，此系統(tǒng)為地震隊的質(zhì)量監(jiān)控人員及時發(fā)現(xiàn)炮點問題提供了數(shù)據(jù)支持。

　　3、監(jiān)控系統(tǒng)平臺可以實時顯示爆炸班的工作位置和作業(yè)路線，統(tǒng)計累計放炮數(shù)和當(dāng)天放炮數(shù)，為生產(chǎn)指揮提供調(diào)度和決策參考。

　　4、野外適應(yīng)性實驗發(fā)現(xiàn)，GPS精度在平原施工要好于在山區(qū)和有大沙丘的工區(qū)，障礙物少的區(qū)域好于障礙物多的區(qū)域，因此井偏監(jiān)控在平原地區(qū)使用能取得較好的效果。