买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：重庆三峡学院

摘要：本发明涉及页岩检测技术领域，公开了一种深层柔软页岩变形的区间监测预警系统及方法，该系统包括区域采集装置、控制装置和预警装置。所述区域采集装置包括探测器、传输环、温湿度传感器、应力传感器和三维激光扫描仪，所述探测器包括接地环、电源和反射器，所述控制装置包括数据分析模块、类型匹配模块和形变评估模块，所述控制装置与区域采集装置通过传感电线相连，所述预警装置与控制装置通过传感电线相连，所述预警装置包括智能显示屏和声光报警器。本发明通过区域采集装置获取页岩的信息参数，通过控制装置进行形变评估，最后通过预警装置输出预警等级。本发明通过各装置的协同作用，有效的实现了对深层柔软页岩变形的全面监测和风险预警。

主权项：1.一种深层柔软页岩变形的区间监测预警系统，其特征在于，包括区域采集装置1、传感电线（7）、控制装置8和预警装置9；其中，所述区域采集装置（1）包括探测器（2）、传输环（3）、温湿度传感器（4）、三维激光扫描仪（5）和应力传感器（6）；其中，所述温湿度传感器（4）包括外壳（41）、锂电池板（42）、高性能单片机（43）、NTC测温元件（44）、电阻式干湿元件（45）和感应单元（46），所述外壳（41）与感应单元（46）相连，所述NTC测温板（44）和电阻式干湿板（45）组合在一起，通过高性能单片机（43）获取温度和湿度，所述锂电池板（42）一端固定在外壳上，另一端与NTC测温元件（44）相连，所述温湿度传感器（4）用于实时获取环境温度K和环境湿度J，所述温湿度传感器（4）还用于提取环境形变的温度阈值K0和湿度阈值J0并将数值传输到反射器（24）；所述控制装置8配备了数据分析模块（81）、类型匹配模块（82）和形变评估模块（83）；所述数据分析模块（81）获取孔隙结构参数，并根据各孔隙结构参数建立各所述页岩的特征模型；所述类型匹配模块（82）用于根据预设地区的所述页岩孔隙结构与各所述页岩的特征模型中孔隙结构之间的关系，确定预设地区的所述页岩的特征模型；所述形变评估模块（83）用于获取所述页岩的特征模型中环境形变阈值，并根据预设地区的所述应力信息、环境温度和环境湿度与所述环境形变阈值之间的关系，确定预设地区的页岩的形变评分；其中，所述类型匹配模块（82）用于根据预设地区的所述页岩孔隙结构与各所述页岩的特征模型中孔隙结构之间的关系，确定所述页岩的特征模型时，包括：所述类型匹配模块（82）还用于获取预设地区的所述页岩的孔隙分布的密集度以及所述孔隙的平均孔径；所述类型匹配模块（82）还用于根据预设地区的所述页岩的孔隙分布的密集度与各所述特征模型中的孔隙分布的密集度之间的关系，确定所述页岩的特征模型；其中，若所述页岩的孔隙分布的密集度与各所述特征模型中的孔隙分布的密集度均不一致时，所述类型匹配模块（82）则还用于获取所述页岩的面积，并根据所述页岩的面积与所述孔隙的平均孔径之间的孔径比值与各所述特征模型中的孔径比值之间的关系，确定所述页岩的特征模型；所述形变评估模块（83）用于根据预设地区的所述应力信息、环境温度和环境湿度与所述环境形变阈值之间的关系，确定预设地区的页岩的形变评分时，包括：所述形变评估模块（83）用于从区域采集装置1获取的实时剪切力L与所述环境形变的剪切力阈值L0，根据所述实时剪切力L与所述环境形变的剪切力阈值L0之间的关系，确定预设地区的页岩的形变评分；当L＜L0时，所述形变评估模块（83）则确定预设地区所述页岩的形变评分为0；当L≥L0时，所述形变评估模块（83）则根据所述实时剪切力L与所述环境形变的剪切力阈值L0之间的差值，确定预设地区所述页岩的形变评分；所述形变评估模块（83）在根据所述实时剪切力L与所述环境形变的剪切力阈值L0之间的差值，确定预设地区所述页岩的形变评分时，包括：所述形变评估模块（83）还用于获取所述实时剪切力L与所述环境形变的剪切力阈值L0之间的剪切力差值△L，△L=L-L0；所述形变评估模块（83）被配置有第一预设剪切力差值△L1和第二预设剪切力差值△L2，且△L1＜△L2；所述形变评估模块（83）还用于根据所述剪切力差值△L与各预设剪切力差值之间的关系，确定所述页岩的形变评分；当△L≤△L1时，所述形变评估模块（83）则确定所述页岩的形变评分为M1；当△L1＜△L≤△L2时，所述形变评估模块（83）则确定所述页岩的形变评分为M2；当△L＞△L2时，所述形变评估模块（83）则确定所述页岩的形变评分为M3；且，M1＜M2＜M3；所述形变评估模块（83）在确定所述页岩的形变评分Mi，i=1,2,3，时，还包括：所述形变评估模块（83）还用于根据所述实时环境温度K与所述环境形变的温度阈值K0之间的关系，确定是否调整所述页岩的形变评分Mi；当K＜K0时，所述形变评估模块（83）则不对所述页岩的形变评分Mi进行调整；当K≥K0时，所述形变评估模块（83）则根据实时环境温度K与所述环境形变的温度阈值K0之间的差值，对所述页岩的形变评分Mi进行调整；所述形变评估模块（83）根据所述实时环境温度K与所述环境形变的温度阈值K0之间的差值，对所述页岩的形变评分Mi进行调整时，包括：形变评估模块（83）还用于获取所述实时环境温度K与所述环境形变的温度阈值K0之间的温度差值△K，△K=K-K0；所述形变评估模块（83）还配置有第一预设温度差值△K1和第二预设温度差值△K2，且，△K1＜△K2；所述形变评估模块（83）还用于根据所述温度差值△K与各预设的温度差值之间的关系，确定所述页岩的形变评分Mi的调整系数；当△K≤△K1时，所述形变评估模块（83）则确定所述页岩的形变评分Mi的调整系数为N1；当△K1＜△K≤△K2时，所述形变评估模块（83）则确定所述页岩的形变评分Mi的调整系数为N2；当△K＞△K2时，所述形变评估模块（83）则确定所述页岩的形变评分Mi的调整系数为N3;且，N1＜N2＜N3＜1；所述形变评估模块（83）在确定所述页岩的形变评分Mi的调整系数为Ni，i=1,2,3，并根据所述调整系数Ni对所述页岩的形变评分Mi进行调整时，包括：所述形变评估模块（83）还用于根据所述实时环境湿度J与所述环境形变的湿度阈值J0之间的关系，确定是否要对调整后的所述页岩的形变评分Mi*Ni进行修正；当J＜J0时，所述形变评估模块（83）则确定不对调整后的所述页岩的形变评分Mi*Ni进行修正；当J≥J0时，所述形变评估模块（83）则根据所述实时环境湿度J与所述环境形变的湿度阈值J0之间的差值，对调整后的所述页岩的形变评分Mi*Ni进行修正；所述形变评估模块（83）根据所述实时环境湿度J与所述环境形变的湿度阈值J0之间的差值，对调整后的所述页岩的形变评分Mi*Ni进行修正时，包括：所述形变评估模块（83）还用于获取所述实时环境湿度J与所述环境形变的湿度阈值J0之间的湿度差值△J，△J=J-J0；所述形变评估模块（83）还配置有第一预设湿度差值△J1和第二预设湿度差值△J2，且，△J1＜△J2；所述形变评估模块（83）还用于根据所述湿度差值△J与各预设的湿度差值之间的关系，确定调整后的所述页岩的形变评分Mi*Ni的修正系数；当△J≤△J1时，所述形变评估模块（83）则确定调整后的所述页岩的形变评分Mi*Ni的修正系数为B1；当△J1＜△J≤△J2时，所述形变评估模块（83）则确定调整后的所述页岩的形变评分Mi*Ni的修正系数为B2；当△J＞△J2时，所述形变评估模块（83）则确定调整后的所述页岩的形变评分Mi*Ni的修正系数为B3；且，B1＜B2＜B3＜1；当所述形变评估模块（83）确定调整后的所述页岩的形变评分Mi*Ni的修正系数为Bi时，i=1,2,3，并确定修正后的所述页岩的形变评分为Q，设定Q=Mi*Ni*Bi。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 重庆三峡学院 一种深层柔软页岩变形的区间监测预警系统及方法