[发明专利]基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法

说明书

本发明公开基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；为倾角传感器和应变传感器安装配套的电源和数据传输线缆，将接至地面，并连接自动采集设备和系统，实现自动、实时采集。采用于倾角传感器测量立井井筒偏斜监测方法，测量精度高，分辨率为0.001°，全量程范围精度0.005°，温漂0.001°/℃，环境适应性好，防护等级IP67，能够在‑30℃～85℃环境下正常运转，能满足煤矿立井井筒偏斜量监测的要求，传感器信号通过主光缆传输到井上的地面控制终端，实现自动、实时采集。

技术领域

本发明涉及煤矿立井井筒偏斜监测技术领域。具体地说是基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法。

背景技术

目前，国内对于煤矿立井井筒偏斜监测，往往沿用传统的悬吊钢丝绳进行变形测量的几何测量法，占用井筒时间较长，且无法实现自动监测，影响矿井的正常生产。倾角传感器在竖向建筑物偏斜测量中已有较多的应用，比如高层建筑、架空线路杆塔倾斜角度的测量等，但尚未在矿业领域得到应用及推广。因此，如何设计一种可以应用于煤矿立井井筒偏斜监测方法，且具有精度高、环境适应性好等特点，满足煤矿立井井筒偏斜量监测的要求是本领域一直在研究的课题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种实现远程、自动和实时采集的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，包括如下步骤：

(1)在井壁上，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；

(2)沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；利用测点倾角传感器测得的数据与基准点倾角传感器测得的数据对比，确定每一个测点的偏斜量大小；并在测点的倾角传感器同一水平的井壁上开槽，在槽内安装有应变传感器，根据应变传感器采集的数据，测量井壁结构受力，进而推算井筒局部的变形；

(3)为倾角传感器和应变传感器安装配套的电源和数据传输线缆，将电源和数据传输线缆接至地面，并连接自动采集设备和系统，实现自动、实时采集；最后根据倾角传感器采集的数据，通过最小二乘法拟合出整个井筒测量段的偏斜曲线。

上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，在步骤(2)中：

(2-1)沿主井井筒轴向设置若干个监测断面层，除井口到第一监测断面层L1的距离为1m-20m，其余各监测断面层间的距离均为40m-100m；

(2-2)沿各监测断面层的井壁布置测点，在测点处的井壁上固定安装倾角传感器：在第一监测断面层L1的井壁上等间距布置安装4个倾角传感器；其余各监测断面层的井壁上也等间距布置安装4个倾角传感器，并且在同一水平的井壁上开槽，在槽内安装5组应变传感器；每组所述应变传感器包括横向光纤光栅应变传感器和纵向光纤光栅应变传感器，且横向光纤光栅应变传感器和纵向光纤光栅应变传感器串联在一起。

上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，在步骤(2-1)中，沿主井井筒轴向-10m～-460m设置8个监测断面层：-10m为第一监测断面层L1，-100m为第二监测断面层L2，-160m为第三监测断面层L3，-240m为第四监测断面层L4，-290m为第五监测断面层L5，-330m为第六监测断面层L6，-420m为第七监测断面层L7，-460m为第八监测断面层L8；

在步骤(2-2)中，在第一监测断面层L1的井壁上等间距布置安装4个倾角传感器；在第二监测断面层L2～第八监测断面层L8的井壁上也等间距布置安装4个倾角传感器，并且在同一水平的井壁上等间距开槽，在槽内安装5组应变传感器。