水平盐穴形态探测器监控系统设计

郝彦钊，马春燕

(太原理工大学 电气与动力工程学院，太原 030024)

盐穴是地下盐层采用水溶方法开采后形成的人工洞穴[1]，具有极低的渗透性、良好的损伤修复特性，用于存储天然气和石油，可以有效保证能源安全。传统盐穴探测常用声呐技术主要针对竖直型盐穴，而我国现有盐穴大多为水平型，传统测量方法不再适用。因此，寻求一种适用于水平盐穴形态测量的方式，成为了水平盐穴建设的重要问题。本文提出了一种水平盐穴形态探测器搭载声呐的方法来实现水平盐穴的形态测量，并对探测器的监控系统进行了设计。目前国外盐穴测量技术相对成熟，而国内自金坛盐穴正式投运后，盐穴探测及应用得到快速发展，但由于建设周期长、投资高，发展趋势有所减缓[2-3]。本设计有助于我国水平盐穴探测技术的进步，促进我国盐穴建造技术的发展，为我国能源战略储备奠定理论基础和技术储备。

1 水平盐穴形态测量原理

为实现新型的水平盐穴形态探测方法，本文设计了一种盐穴形态探测器，探测器的应用环境为地下2 000～3 000 m，直径为50～100 m，长度为300～500 m的盐穴腔体[4]。探测器整体形状采用鱼雷型，结构如图1所示。

图1 探测器结构示意图Fig.1 Schematic diagram of detector structure

探测器由控制器、供电电池组、图像声呐、3个电机光纤转换器以及平衡吊索组成。控制器以单片机C8051F020为核心，负责功能数据通讯等功能。供电电池组作为探测器的工作电源。盐穴形态测量模块包含前视图像声呐881A和辅助摄像头[5]TC411HD.三电机带动螺旋桨的方式实现探测器运动控制。……