[发明专利]一种救援井与事故井相对距离确定和噪声抑制方法及系统

权利要求书

1.一种救援井与事故井相对距离确定和噪声抑制方法，其特征在于，包括以下内容：

1)建立救援井井下瞬变电磁探测模型，包括救援井、事故井套管、介质和救援井井下探测系统，并确定救援井井下探测系统中绕于探头铁芯上的接收线圈磁场强度；

2)根据接收线圈的磁场强度，确定接收线圈的时域感应电动势；

3)采用地面模拟距离刻度实验装置，抑制环境噪音并建立感应电动势与救援井和事故井套管之间相对距离的刻度关系；

4)根据建立的刻度关系和得到的时域感应电动势，确定救援井与事故井套管之间的相对距离。

2.如权利要求1所述的一种救援井与事故井相对距离确定和噪声抑制方法，其特征在于，所述步骤1)中的介质由内到外依次为铁芯、空气、地层和事故井套管，各层介质的电参量和半径分别为(μ_j,ε_j,σ_j)和r_j，其中，j为介质的层数，μ_j为第j层介质的磁导率，ε_j为第j层介质的介电常数，σ_j为第j层介质的电导率；绕于探头铁芯上的接收线圈的磁场强度H_z1(ω,d)为：

式中，参数g＝N_TI_Tr₀/π，N_T为发射线圈匝数，I_T为发射电流，r₀为铁芯半径；A₁为待定系数；I₀(·)为第一类一阶修正贝塞尔函数，x_j和λ分别为引入变量，且满足参数k_j＝μ_jε_jω²-iμ_jσ_jω，ω为角频率；z为发射线圈与接收线圈之间的距离；d为救援井与事故井套管之间的相对距离。

3.如权利要求2所述的一种救援井与事故井相对距离确定和噪声抑制方法，其特征在于，所述步骤2)的具体过程为：

2.1)根据磁场强度与感应电动势的关系，得到接收线圈接收的频域感应电动势U(ω,d)为：

式中，N_R为接收线圈的匝数；S_R为磁通量穿过接收线圈的有效面积；μ为磁导率；

2.2)采用G-S逆拉普拉斯变换，将频域感应电动势转换至时域，得到时域感应电动势U(t,d)为：

式中，参数t_of为对发射线圈所施加激励信号的关断时间；t为采样时间；D_m为G-S逆拉普拉斯变换的积分系数，m为阶数；M为G-S逆拉普拉斯变换的总点数。

4.如权利要求3所述的一种救援井与事故井相对距离确定和噪声抑制方法，其特征在于，所述步骤3)的具体过程为：

3.1)设置地面模拟距离刻度实验装置；

3.2)设定井下探测仪与地面金属套管之间的相对距离，向两个对称的发射线圈施加反向激励，获取该相对距离下接收线圈的感应电动势U₁；

3.3)同时，向两个对称的发射线圈施加同向激励，获取该相对距离下接收线圈的感应电动势U₂；

3.4)根据两次测量的感应电动势U₁和U₂中的有用信号，抑制环境噪音；

3.5)获取噪声抑制后该相对距离下接收线圈的感应电动势；

3.6)改变相对距离，进入所述步骤3.2)，直至获取预设数量的噪声抑制后各相对距离下接收线圈的感应电动势；

3.7)根据各相对距离及其对应的接收线圈的感应电动势，建立感应电动势与救援井和事故井套管之间相对距离的刻度关系；

3.8)重复所述步骤3.2)至步骤3.7)建立感应电动势与救援井和事故井套管之间相对距离的刻度关系，直至采用该刻度关系求解的相对距离与实际相对距离之间的误差在预先设定的范围内，此时的刻度关系即为最优的刻度关系。