[发明专利]用于定位工作区中局部温度变化的方法和设备有效

专利信息
申请号: 200780036946.1 申请日: 2007-10-02
公开(公告)号: CN101523174A 公开(公告)日: 2009-09-02
发明(设计)人: 肯尼斯·佩拉莱斯;丹尼尔·J·马林斯 申请(专利权)人: 哈利伯顿能源服务公司
主分类号: G01K3/14 分类号: G01K3/14;E21F17/18;G01K11/32;G08B21/02
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 代理人: 王波波
地址: 美国德*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 用于 定位 工作 局部 温度 变化 方法 设备
【说明书】:

技术领域

本公开涉及一种对引起工作区中局部温度变化的人员和/或事件 进行定位的设备和方法。更具体地,本公开旨在通过迅速地确定工作 区中受困(trapped)/遇难(distressed)工人的位置以及与诸如塌陷、 火灾、爆炸、或水灾等任何危险情况有关的工人的位置,来提高工人 的安全。

背景技术

工作区中受困工人的幸存通常依赖于快速定位受困工人并且开 始救援操作。例如,近年来西弗吉尼亚、阿拉巴马以及其他州的受困 矿工的悲惨死亡已经说明,采矿业需要解决在矿井(mine)变得危险 的事件中定位人员的问题。监控隧道中矿工位置的先前尝试包括:以 类似于GPS系统的方式,为每个矿工配备定位器/ID发射器,并且遍及 矿井放置传感器。该系统昂贵,证明且并未给矿井环境提供足够的可 靠性或稳固性。类似地,由于爆炸的危险性,在许多情况下必须关闭 昂贵的电子系统,从而妨碍了在最需要这些电子系统的情况下使用这 些电子系统。同样地,机械系统可能在大事故中被破坏。

目前为救援受困矿工而做的努力仅限于在“最佳猜测”位置钻孔的 方法,该方法在对失踪矿工的定位方面依赖于偶然发现(serendipity) 而不是科学。一种除了确定任何受困矿工的位置之外还确定隧道系统 中火灾、塌陷、或其他危险的位置的方法,将允许确定是否有受困人 员处于紧急危险中,并令营救人员精确知道在哪里钻孔以提供空气、 通信,并且比目前采用的漫无目的(hit or miss)的方法更快地把人救 出。

因此,目前正需要存在一种节省成本且可靠的方法和设备,以快 速且精确地在诸如地下走廊等工作区中定位受困人员和/或安全性事 故(例如,火灾、爆炸、水灾、塌陷)。

发明内容

这里公开了一种监控工作区的方法,包括在工作区中布置光纤分 布式温度传感器缆线,其中,所述传感器能检测与基线之间±10°F的 温度差。工作区可以位于地下,例如,矿井、隧道、或洞穴。可以将 缆线置于工作区中至少一条走廊的墙壁中点或中点以下。例如,缆线 可以沿着所述至少一条走廊的地板延伸。缆线还可以包括外部保护管 道。方法还可以包括:给缆线加缓冲,以在工作区中结构性破坏事件 中保护缆线。例如,可以利用沙子、土、或砾石来给缆线加缓冲,以 保护缆线免受诸如倒塌、塌陷、火灾、爆炸、或水灾之类的结构性破 坏。温度差可以由非常接近或直接接触传感器的一个或多个工人来提 供。可选地,温度差可以由工作区内的结构性变化引起。可选地,温 度差可以由地下工作区内的倒塌、塌陷、火灾、爆炸、或水灾提供。 可选地,温度差可以由非常接近传感器的一个或多个工人来提供;温 度差可以由地下工作区内的倒塌、塌陷、火灾、爆炸、或水灾提供; 或上述两者同时提供,其中传感器能区分这两者。传感器可以能够测 量小于1m的空间增量下的温度,例如使得可以确定受困工人或工作区 事件的位置等于或小于3m。布置还可以包括:通过外部保护性管道来 输送光纤,和/或通过外部保护性管道来推送光纤。缆线可以包括受外 部管道保护的光纤,其中布置包括沿着工作区中的一个或多条走廊来 放置缆线。方法还可以包括:从工作区取回传感器以及将传感器重新 布置在不同位置。

这里还公开了一种监控工作区的方法,包括,在工作区内布置光 纤分布式温度传感器缆线,其中,所述传感器容易被工作区中受困工 人所触及,以用信号通知所述工人的位置。可以将缆线置于工作区中 至少一条走廊的墙壁的中点或中点以下。

这里还公开了一种监控工作区的方法,包括在工作区内布置光纤 分布式温度传感器缆线,并指导工人确定缆线的位置并使他们自身位 于接近或直接接触缆线的位置,以便指示他们在工作区内的位置。

这里还公开了一种对与分布式温度传感器系统相关联的计算机 程序进行校准的方法,包括:在工作区内布置光纤分布式温度传感器 缆线,确定工作者接近或直接接触分布式温度传感器缆线的位置,以 及监控基于时间的传感器数据响应。

这里还公开一种对在工作区中工作的工人进行训练的方法,包 括:在工作区中布置光纤分布式温度传感器缆线,以及指导工人确定 缆线的位置并使他们自身位于接近或直接接触缆线的位置,以便指示 他们在工作区内的位置。光纤分布式温度传感器缆线可以能够检测 ±10°F的温度差。

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