CN104297780A - 一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统，包括中央处理器、主控单元、激光发生器、A/D转换器和定位仪，定位仪的输出端分别与激光发生器和A/D转换器相连，激光发生器对准需要勘探检测的石油地质，并经过石油地质连接有激光侧振仪，激光侧振仪的输出端与A/D转换器的输入端相连，激光侧振仪一侧连接有激光侧振仪控制器，中央处理器内设有输入接口和输出接口，输出接口的输出端连接有数据接收单元，数据接收单元的输出端连接有输入模块，输入模块的输出端连接有信息监测系统。其结构简单，使用、安装方便，数据信号传输准确，地质勘探精确，成本低，省力，使用寿命长，具有安全可靠的作用。

Description

一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统

技术领域

本发明涉及一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统。

背景技术

现有的石油地质勘探信号传输技术对数据的传输及分析都需要特定的软件工具来处理，还有的需要人工进行模糊的判定，人工判定后就对信号数据进行登记，这样不仅不精确，还给勘探工作和工作人员带来了很多麻烦，费时费力，而且在传输中信号要是不稳定还会造成事故。且在地质勘探中需要注意到地震灾害的发生，而目前的石油地质勘探装置并不带有检测地震灾害的系统，这会给操作人员带来巨大的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，使用、安装方便，操作简单，数据信号传输准确，地质勘探精确，成本低，省力，适用范围广，使用寿命长，具有安全可靠作用的石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统，包括中央处理器、主控单元、激光发生器、A/D转换器和定位仪，所述定位仪的输出端分别与激光发生器和A/D转换器相连，所述的激光发生器对准需要勘探检测的石油地质，并经过石油地质连接有激光侧振仪，所述激光侧振仪的输出端与A/D转换器的输入端相连，所述激光侧振仪一侧连接有激光侧振仪控制器，所述中央处理器内设有输入接口和输出接口，所述输出接口的输出端连接有数据接收单元，所述数据接收单元的输出端连接有输入模块，所述输入模块的输出端连接有信息监测系统，所述信息监测系统的输出端与主控单元的输入端相连，所述定位仪一侧连接有定位仪控制器，所述主控单元输出端连接有输出系统，所述输出系统连接有显示器。

作为优选的技术方案，所述主控单元内设有信息检测模块、信息处理模块、信息分析模块和信息对比模块，所述信息对比模块的输出端连接有报警单元，所述信息对比模块的的输入端连接有信息存储模块，所述信息检测模块、信息处理模块、信息分析模块和信息对比模块依次相连。

作为优选的技术方案，所述激光侧振仪为多点接收方式，其可对多个方向的振动进行检测，所述定位仪上设有视频采集单元和语音采集单元，所述定位仪为六轴定位仪。

作为优选的技术方案，所述的系统还包括一组三维坐标仪；所述每个三维坐标仪包括空间三个运动方向机械支杆，且每个方向机械支杆上均设置有伺服电机，所述各伺服电机与电机控制器连接，所述电机控制器控制各伺服电机动作，所述设置在三维坐标仪上的激光发生器可在x，y，z轴方向上运动。

作为优选的技术方案，所述A/D转换器采用24位20MA/D转换器；所述激光发生器的聚焦点范围值约为30微米到2毫米；所述系统接收检测到的振动信号速度值大于等于0.01微米/秒；所述系统接收检测到的振动信号位移值大于等于0.1pm；所述伺服电机的步进脉冲间隔≤0.2ms。

进一步的，多点连续采样的步骤如下：

1).确定发射点、起始接收点、接收点间隔、接收点点数；

2).确定接收点运动速度V，伺服电机的步进脉冲间隔≤0.2ms，接收点间隔≥1ms；

3).设置A/D转换器参数：设置最高采样率为20兆，每次采样8000点；

4).设置定位仪控制器参数，使定位仪控制器在接收或发射单元每走过接收点间隔长度时发一次脉冲；

5).同步电路启动激光发生器和A/D转换器，捕获采样点A/D转换器信息，并处理数据；

6).等待下一个采样点启动信号；

7).重复步骤v，直至所有采样点数据采集完成。

本发明根据所述六轴定位仪控制器产生的定长同步信号作为脉冲激光源的外触发信号：首先中央处理器将检测点的起始坐标、终点坐标、步长通过通信口送给六轴定位仪控制器；六轴定位仪控制器通过电机控制器启动饲服电机运行，当伺服电机运行到预定检测点时，六轴定位仪控制器向激光发生器发出定长同步信号；所述激光发生器接收到此信号后，向待测地质表面发出脉冲激光，即发出超声波信号，同时送出触发信号启动所述A/D转换器；所述激光发生器接收并发送信号，以便完成该坐标点的采集工作。

所谓石油勘探，就是为了寻找和查明油气资源，而利用各种勘探手段了解地下的地质状况，认识生油、储油、油气运移、聚集、保存等条件，综合评价含油气远景，确定油气聚集的有利地区，找到储油气的圈闭，并探明油气田面积，搞清油气层情况和产出能力的过程，为国家增加原油储备及相关油气产品；初步普查：石油以及其他矿产的发现的办法相同，首先是经过地质工作者进行小比例尺踏勘，划分出地层，这种工作比较粗糙，只是对整个地区的大致了解，然后在小比例尺的地形图上做出地质图来(通常是用1：5万的地形图作为底图)，全国各省都做这样的工作，然后在把各省的地质图合并到一起，成为构造地质图。这是最初步的全国性的普查工作。在普查工作的过程中找到了许多矿产。分析各种矿产赋存的形式和各个地层主要赋存的矿产。做了这些工作后，奠定以后寻找各种矿产的基础，便于指挥和安排野外地质人员的去向；资料汇总：从地质的普查资料中可以得知，石油的生成赋存形式主要在古老地层中的岩石——油页岩，凡是找到这种岩石，都会有石油的沉积，经过地表揭露后，把资料收集汇总，然后根据这些资料设计勘探钻孔(根据地层的倾角，利用三角函数算出钻孔的孔深)。

“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作；“地质”，准确的应叫地质学，习惯了就叫地质；地质学是七大自然科学之一，主要是研究地球及其成因和演化发展。实际应用是非常广泛的：地震的预测、各类矿产的寻找、勘探，灾害性的滑坡，古生物的演化。凡是建筑在地面上的物体，都要事先搞清楚地下的情况。地质勘探是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。其中物理勘探简称“物探”，是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础，用不同的物理方法和物探仪器，探测天然的或人工的地球物理场的变化，通过分析、研究获得的物探资料，推断、解释地质构造和矿产分布情况。主要的物探方法有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。依据工作空间的不同，又可分为地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。

本发明一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统的有益效果是：使用时，通过所设的激光发生器对需要勘探检测的石油地质发射激光脉冲，在被激光脉冲发射点接触处会受热并发生热膨胀或熔化，由此产生超声波并向需要勘探检测的石油地质内部传送。用这种方法可以同时产生多种波，如纵波、横波等。由于强脉冲激光源是非接触发射源，在移动位置时，发射头没有提放过程，其生产效率较高；并且激光源在需要勘探检测的石油地质上的光点可通过聚焦小到几十微米，符合对需要勘探检测的石油地质检测的要求；通过在中央处理器内设置的输出接口，可与数据接收单元进行数据连接并传输，通过所设的信息监测系统对所传输的信息进行实时监测，并通过设置在主控单元内的信息检测模块、信息处理模块、信息分析模块和信息对比模块，对进行进行检测、处理和分析，并将分析后的信息与信息存储模块内设置的预设信息进行对比，当信息与预设值不同时，启动报警器告知操作人员，避免后期出现安全事故。其结构简单，使用、安装方便，操作简单，数据信号传输准确，地质勘探精确，成本低，省力，适用范围广，使用寿命长，具有安全可靠的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统的结构示意图。

具体实施方式

参阅图1所示的一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统，包括中央处理器、主控单元、激光发生器、A/D转换器和定位仪，所述定位仪的输出端分别与激光发生器和A/D转换器相连，所述的激光发生器对准需要勘探检测的石油地质，并经过石油地质连接有激光侧振仪，所述激光侧振仪的输出端与A/D转换器的输入端相连，所述激光侧振仪一侧连接有激光侧振仪控制器，所述中央处理器内设有输入接口和输出接口，所述输出接口的输出端连接有数据接收单元，所述数据接收单元的输出端连接有输入模块，所述输入模块的输出端连接有信息监测系统，所述信息监测系统的输出端与主控单元的输入端相连，所述定位仪一侧连接有定位仪控制器，所述主控单元输出端连接有输出系统，所述输出系统连接有显示器。

所述主控单元内设有信息检测模块、信息处理模块、信息分析模块和信息对比模块，所述信息对比模块的输出端连接有报警单元，所述信息对比模块的的输入端连接有信息存储模块，所述信息检测模块、信息处理模块、信息分析模块和信息对比模块依次相连。

所述激光侧振仪为多点接收方式，其可对多个方向的振动进行检测，所述定位仪上设有视频采集单元和语音采集单元，所述定位仪为六轴定位仪。

所述的系统还包括一组三维坐标仪；所述每个三维坐标仪包括空间三个运动方向机械支杆，且每个方向机械支杆上均设置有伺服电机，所述各伺服电机与电机控制器连接，所述电机控制器控制各伺服电机动作，所述设置在三维坐标仪上的激光发生器可在x，y，z轴方向上运动。

所述A/D转换器采用24位20MA/D转换器；所述激光发生器的聚焦点范围值约为30微米到2毫米；所述系统接收检测到的振动信号速度值大于等于0.01微米/秒；所述系统接收检测到的振动信号位移值大于等于0.1pm；所述伺服电机的步进脉冲间隔≤0.2ms。

本发明一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统的有益效果是：使用时，通过所设的激光发生器对需要勘探检测的石油地质发射激光脉冲，在被激光脉冲发射点接触处会受热并发生热膨胀或熔化，由此产生超声波并向需要勘探检测的石油地质内部传送。用这种方法可以同时产生多种波，如纵波、横波等。由于强脉冲激光源是非接触发射源，在移动位置时，发射头没有提放过程，其生产效率较高；并且激光源在需要勘探检测的石油地质上的光点可通过聚焦小到几十微米，符合对需要勘探检测的石油地质检测的要求；通过在中央处理器内设置的输出接口，可与数据接收单元进行数据连接并传输，通过所设的信息监测系统对所传输的信息进行实时监测，并通过设置在主控单元内的信息检测模块、信息处理模块、信息分析模块和信息对比模块，对进行检测、处理和分析，并将分析后的信息与信息存储模块内设置的预设信息进行对比，当信息与预设值不同时，启动报警器告知操作人员，避免后期出现安全事故。其结构简单，使用、安装方便，操作简单，数据信号传输准确，地质勘探精确，成本低，省力，适用范围广，使用寿命长，具有安全可靠的作用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统，其特征在于：包括中央处理器、主控单元、激光发生器、A/D转换器和定位仪，所述定位仪的输出端分别与激光发生器和A/D转换器相连，所述的激光发生器对准需要勘探检测的石油地质，并经过石油地质连接有激光侧振仪，所述激光侧振仪的输出端与A/D转换器的输入端相连，所述激光侧振仪一侧连接有激光侧振仪控制器，所述中央处理器内设有输入接口和输出接口，所述输出接口的输出端连接有数据接收单元，所述数据接收单元的输出端连接有输入模块，所述输入模块的输出端连接有信息监测系统，所述信息监测系统的输出端与主控单元的输入端相连，所述定位仪一侧连接有定位仪控制器，所述主控单元输出端连接有输出系统，所述输出系统连接有显示器。

2.根据权利要求1所述的石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统，其特征在于：所述主控单元内设有信息检测模块、信息处理模块、信息分析模块和信息对比模块，所述信息对比模块的输出端连接有报警单元，所述信息对比模块的的输入端连接有信息存储模块，所述信息检测模块、信息处理模块、信息分析模块和信息对比模块依次相连。

3.根据权利要求1所述的石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统，其特征在于：所述激光侧振仪为多点接收方式，其可对多个方向的振动进行检测，所述定位仪上设有视频采集单元和语音采集单元，所述定位仪为六轴定位仪。

4.根据权利要求1所述的石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统，其特征在于：所述的系统还包括一组三维坐标仪；所述每个三维坐标仪包括空间三个运动方向机械支杆，且每个方向机械支杆上均设置有伺服电机，所述各伺服电机与电机控制器连接，所述电机控制器控制各伺服电机动作，所述设置在三维坐标仪上的激光发生器可在x，y，z轴方向上运动。

5.根据权利要求1所述的石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统，其特征在于：所述A/D转换器采用24位20MA/D转换器；所述激光发生器的聚焦点范围值约为30微米到2毫米；所述系统接收检测到的振动信号速度值大于等于0.01微米/秒；所述系统接收检测到的振动信号位移值大于等于0.1pm；所述伺服电机的步进脉冲间隔≤0.2ms。