地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及微震檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)巖石微震技術(shù)應(yīng)用在地下水封石油洞庫(kù)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用尚無(wú)先例。隨著地下洞庫(kù)工程規(guī)模的逐漸增大，洞室圍巖穩(wěn)定問(wèn)題越來(lái)越成為影響水封石油洞庫(kù)工程成敗的重要因素之一。而因其特殊的工程類型一一高邊墻、不襯砌、大跨度和不確定結(jié)構(gòu)面等，導(dǎo)致在開(kāi)挖施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的洞庫(kù)巖體狀態(tài)研究工作步履維艱。針對(duì)水封洞庫(kù)這種復(fù)雜地質(zhì)條件和工況下的圍巖穩(wěn)定性發(fā)生機(jī)制至今還沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。如何有效利用微震監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)挖強(qiáng)卸荷過(guò)程和后期運(yùn)營(yíng)期間地下水封石油洞庫(kù)圍巖巖體可能出現(xiàn)的微破裂情況進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，從而提高對(duì)洞庫(kù)圍巖安全穩(wěn)定性的正確判斷，國(guó)內(nèi)外至今仍缺乏相關(guān)的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是提供一種地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)在開(kāi)挖強(qiáng)卸荷過(guò)程和后期運(yùn)營(yíng)期間地下水封石油洞庫(kù)圍巖巖體可能出現(xiàn)的微破裂情況。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括陣列分布在所述洞庫(kù)的水幕巷道上的若干組加速度傳感器，連接于加速度傳感器的信號(hào)采集單元，所述信號(hào)采集單元連接有信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元遠(yuǎn)程連接于控制單元，所述信號(hào)采集單元采集加速度傳感器的信號(hào)并輸送給信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元分析處理所述信號(hào)并將處理結(jié)果傳送至控制單元。
[0005]進(jìn)一步，每組所述加速度傳感器為六個(gè)，且為單軸加速度傳感器和/或三軸加速度傳感器。
[0006]進(jìn)一步，所述信號(hào)采集單元包括與加速度傳感器連接的集線接口盒，以及與集線接口盒連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接有存儲(chǔ)裝置，所述存儲(chǔ)裝置連接于所述信號(hào)處理單元。
[0007]進(jìn)一步，所述信號(hào)處理單元包括與存儲(chǔ)裝置連接的數(shù)據(jù)采集終端，以及連接于數(shù)據(jù)采集終端的分析處理裝置，所述分析處理裝置連接于所述控制單元。
[0008]進(jìn)一步，所述加速度傳感器由直徑為32mm的不銹鋼材質(zhì)制成，其采集頻率范圍為50?1kHz，靈敏度為30v/g。
[0009]進(jìn)一步，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器為24位數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
[0010]進(jìn)一步，每組所述加速度傳感器分布在所述洞庫(kù)的掌子面區(qū)域的水幕巷道上。
[0011]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:通過(guò)對(duì)地下水封石油洞庫(kù)開(kāi)挖“掌子面”的危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行微震檢測(cè)，有利于逐步積累和完善復(fù)雜地質(zhì)條件下水封石油洞庫(kù)運(yùn)營(yíng)期間的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)和分析技術(shù)，對(duì)洞庫(kù)圍巖巖體可能出現(xiàn)的微破裂情況及時(shí)的監(jiān)測(cè)，具有可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為我國(guó)大型地下石油洞庫(kù)的建造提供了便利條件。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖
[0013]圖2是本實(shí)用新型地下水封石油洞庫(kù)的掌子面區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:
[0015]1、水幕巷道；2、加速度傳感器；3、信號(hào)采集單元；4、信號(hào)處理單元；5、控制單元；31、集線接口盒；32、數(shù)模轉(zhuǎn)換器；33、存儲(chǔ)裝置；41、數(shù)據(jù)采集終端；42、分析處理裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例加以說(shuō)明:
[0017]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水封石油洞庫(kù)的掌子面區(qū)域或者其他待測(cè)區(qū)域的微震破裂情況的及時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，本實(shí)用新型提供一種地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1-2所示，包括陣列分布在所述洞庫(kù)的水幕巷道I上的若干組加速度傳感器2，加速度傳感器2用于感應(yīng)待測(cè)區(qū)域的微震，其連接于有信號(hào)采集單元3，信號(hào)采集單元3連接有信號(hào)處理單元4，信號(hào)處理單元4遠(yuǎn)程連接于控制單元5，具體的上述工作過(guò)程為:首先，有加速度傳感器2監(jiān)測(cè)到待測(cè)區(qū)域的微震情況，產(chǎn)生微震信號(hào)并傳遞給信號(hào)采集單元3，信號(hào)采集單元3采集到加速度傳感器2傳遞的信號(hào)并輸送給信號(hào)處理單元4，信號(hào)處理單元4對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分析處理，與設(shè)定的閾值范圍內(nèi)的P波進(jìn)行對(duì)比分析，當(dāng)監(jiān)測(cè)信號(hào)處于該閾值范圍內(nèi)時(shí)，信號(hào)處理單元4將處理結(jié)果傳送至控制單元5，并有控制單元5將結(jié)果顯示給監(jiān)測(cè)人員。通過(guò)上述方式，能夠有效地對(duì)掌子面的危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行微震破裂的監(jiān)測(cè)，一方面防止了后續(xù)危險(xiǎn)的情況發(fā)生，另一方面能夠提高對(duì)洞庫(kù)圍巖安全穩(wěn)定性的正確判斷。
[0018]需要說(shuō)明的是:上述掌子面區(qū)域?yàn)殚_(kāi)挖坑道不斷向前推進(jìn)的工作面，此區(qū)域相對(duì)較危險(xiǎn)，因此需要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行為微震破裂的監(jiān)測(cè)。具體的，該掌子面區(qū)域是由多個(gè)水幕巷道I以300m乘200m乘10m構(gòu)成的區(qū)域范圍。
[0019]本實(shí)施例中，每組加速度傳感器2為六個(gè)，均設(shè)置在上述掌子面區(qū)域的水幕巷道I上(參照?qǐng)D2所示)，而且每個(gè)加速度傳感器2采用單軸加速度傳感器和/或三軸加速度傳感器，其中單軸加速度傳感器成本相對(duì)較低，且可重復(fù)使用，對(duì)微震事件能夠進(jìn)行精確的定位；三軸加速度傳感器能夠獲取三維定位數(shù)據(jù)，除對(duì)微震事件進(jìn)行定位外，還可依此計(jì)算出微震事件的震級(jí)大小和其它大量離子源參數(shù)。因而可以采用上述單軸或者三軸加速度傳感器來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也可以結(jié)合兩者來(lái)監(jiān)測(cè)。
[0020]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，加速度傳感器2是由直徑為32_的不銹鋼材質(zhì)制成，其采集頻率范圍為50?10kHz，靈敏度為30v/g。能夠?qū)φ谱用鎱^(qū)域的微破裂事件進(jìn)行24h連續(xù)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)獲取微震事件的動(dòng)態(tài)時(shí)空數(shù)據(jù)等多項(xiàng)震源參數(shù)信息。
[0021]本實(shí)施例中，信號(hào)采集單元3包括與上述多組加速度傳感器2連接的集線接口盒31，集接所有的加速度傳感器2的連線；集線接口盒31連接有數(shù)模轉(zhuǎn)換器32，用于將加速度傳感器2監(jiān)測(cè)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器32連接有存儲(chǔ)裝置33，存儲(chǔ)裝置33連接于信號(hào)處理單元4，存儲(chǔ)裝置33將數(shù)模轉(zhuǎn)換器32轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)，并由信號(hào)處理單元4采集分析和處理。本實(shí)施例優(yōu)選的采用24位數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
[0022]進(jìn)一步的，信號(hào)處理單元4包括與存儲(chǔ)裝置33連接的數(shù)據(jù)采集終端41，用于接收存儲(chǔ)裝置33存儲(chǔ)的模擬信號(hào)，數(shù)據(jù)采集終端41連接有分析處理裝置42，分析處理裝置42連接于控制單元5，用于將數(shù)據(jù)采集終端41存儲(chǔ)的模擬信號(hào)進(jìn)行分析處理，并將處理結(jié)果傳遞給控制單元5，呈現(xiàn)給監(jiān)測(cè)人員。
[0023]本實(shí)施例中，分析處理裝置42在運(yùn)行前，需要進(jìn)行閾值范圍的設(shè)定，具體的可以通過(guò)采用人工定點(diǎn)敲擊試驗(yàn)，對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域巖體波速模型進(jìn)行測(cè)定。具體的，對(duì)待測(cè)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)水幕巷道I進(jìn)行定點(diǎn)敲擊試驗(yàn)，從多次敲擊中選取波形記錄較好的作為有效敲擊事件，例如，根據(jù)水封洞庫(kù)區(qū)域地質(zhì)勘察資料，某場(chǎng)區(qū)巖體彈性波傳播速度為4400m/s?6100m/s，通過(guò)對(duì)人工定點(diǎn)敲擊試驗(yàn)進(jìn)行波形分析，并對(duì)分析處理裝置42的P波波速作了優(yōu)化調(diào)整，分別設(shè)定系統(tǒng)P波波速閾值范圍為4400m/s?6100m/s之間18種不同的波速。將數(shù)模轉(zhuǎn)換器32轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)與上述閾值范圍進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于落入該閾值范圍內(nèi)的模擬信號(hào)，分析處理裝置42將處理結(jié)果傳遞至控制單元5，呈現(xiàn)給監(jiān)測(cè)人員。
[0024]通過(guò)上述微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)地下水封石油洞庫(kù)掌子面區(qū)域或者待測(cè)區(qū)域的微震破裂情況，有利于提高對(duì)洞庫(kù)圍巖安全穩(wěn)定性的正確判斷。
[0025]以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括陣列分布在所述洞庫(kù)的水幕巷道(I)上的若干組加速度傳感器(2)，連接于加速度傳感器(2)的信號(hào)采集單元(3)，所述信號(hào)采集單元(3)連接有信號(hào)處理單元(4)，所述信號(hào)處理單元(4)遠(yuǎn)程連接于控制單元(5)，所述信號(hào)采集單元(3)采集加速度傳感器(2)的信號(hào)并輸送給信號(hào)處理單元(4)，所述信號(hào)處理單元(4)分析處理所述信號(hào)并將處理結(jié)果傳送至控制單元(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:每組所述加速度傳感器(2)為六個(gè)，且為單軸加速度傳感器和/或三軸加速度傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)采集單元(3)包括與加速度傳感器(2)連接的集線接口盒(31)，以及與集線接口盒(31)連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(32)，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器(32)連接有存儲(chǔ)裝置(33)，所述存儲(chǔ)裝置(33)連接于所述信號(hào)處理單元(4)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)處理單元(4)包括與存儲(chǔ)裝置(33)連接的數(shù)據(jù)采集終端(41)，以及連接于數(shù)據(jù)采集終端(41)的分析處理裝置(42)，所述分析處理裝置(42)連接于所述控制單元(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述加速度傳感器(2)由直徑為32mm的不銹鋼材質(zhì)制成，其采集頻率范圍為50?10kHz，靈敏度為30v/go6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器(32)為24位數(shù)模轉(zhuǎn)換器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:每組所述加速度傳感器(2)分布在所述洞庫(kù)的掌子面區(qū)域的水幕巷道(I)上。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種地下水封石油洞庫(kù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括陣列分布在所述洞庫(kù)的水幕巷道上的若干組加速度傳感器，連接于加速度傳感器的信號(hào)采集單元，所述信號(hào)采集單元連接有信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元遠(yuǎn)程連接于控制單元，所述信號(hào)采集單元采集加速度傳感器的信號(hào)并輸送給信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元分析處理所述信號(hào)并將處理結(jié)果傳送至控制單元。通過(guò)對(duì)地下水封石油洞庫(kù)開(kāi)挖“掌子面”的危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行微震檢測(cè)，有利于逐步積累和完善復(fù)雜地質(zhì)條件下水封石油洞庫(kù)運(yùn)營(yíng)期間的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)和分析技術(shù)，對(duì)洞庫(kù)圍巖巖體可能出現(xiàn)的微破裂情況及時(shí)的監(jiān)測(cè)，具有可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為我國(guó)大型地下石油洞庫(kù)的建造提供了便利條件。
【IPC分類】G01V1/00, E21F17/18
【公開(kāi)號(hào)】CN204783119
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520513708
【發(fā)明人】馬克, 唐春安, 莊端陽(yáng), 吳明帥
【申請(qǐng)人】馬克, 唐春安, 莊端陽(yáng), 吳明帥
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月15日