無人機在塔河油田生產建設中的應用探究

*通訊作者：李金仁，1986年4月，男，漢族，吉林長春人，現任中國石油化工股份有限公司西北油田分公司主管，中級工程師，本科。研究方向：石油勘探開發。

摘? ? 要：無人機技術油田建設包括鉆前道路建設、場站選址、管線踏勘等等方面，很大的提高了生產作業效率，減少人員成本，挖潛增效明顯，在油田日常生產中應用領域也很廣泛;包括油田管線巡線、電力線巡線、應急搶險救災、洪水水情踏勘等，無人機技術的應用對油田生產、建設帶來巨大的經濟效益。

關鍵詞：無人機;井位踏勘;石油管道;電力巡檢;搶險救災;數字油田

一、無人機的工作原理介紹（大疆無人機）

（一）大疆無人機航拍系統組成

1. 遙控器

遙控器包括方向手柄、拉升手柄、拍照與拍攝按鈕、啟動按鈕、外接USB接口，圖1無人機遙控器說明書）。

2. 機體

機體包括機身、螺旋槳、電池、數碼相機、啟動按鈕等，圖2（無人機機體說明書）。

3. 數碼相機的工作原理

攝像機把拍到的圖像轉換成電信號，圖傳模塊把這個電信號轉換成無線電喜歡，遙控器上的接收機接收這個無線電信號并轉換成電信號，通過手機解碼這個電信號，就可以看到圖像了[1]。

（二）飛行航線的規劃設計

大疆無人機PHANTOM4備用電池3塊，每塊電池飛行時間28分鐘，根據飛行高度不同、天氣等自然環境因素的影響，飛行時間會有一定的縮短，所以在飛行前根據飛行區域面積、航拍照片分辨率等指標設定科學的飛行高度非常重要。大疆無人機PHANTOM4最大飛行高度500米，天氣條件良好的情況下，最大水平飛行速度20米/秒（運動模式），最大上升速度6米/秒;實地野外飛行驗證，當該無人機飛行最大高度，同時以最大速度飛行，可以飛行約6公里公里，拍攝寬度約1.2公里、拍攝長度約1.2公里，飛行區域確定后，可以合理規劃飛行線路。

二、無人機航拍技術在油田建設中應用

（一）鉆前井位踏勘

井位踏勘分為常規井位踏勘、特殊井位踏勘。常規井位踏勘情況，在井口位置滿足井場擺設的條件下，道路的優化設計對自然環境的影響尤為重要;例如，塔河油田主體區塊井位踏勘，塔河主體區塊地形復雜，自然植被及林地茂密，國家基本農田密集，對于井位部署帶來一定難度;在井口位置無法滿足井場擺設的條件下，該井需要進行移位工作，這是需要現場踏勘技術人員徒步到井口周圍尋找滿足井場擺設的位置[2]。

（二）使用無人機進行井位踏勘的優勢

1. 使用無人機可以對井口方圓2.0公里范圍地形地貌進行航拍，減少人員徒步踏勘、減少踏勘時間、提高井位踏勘工作效率。

2. 井位需要移位的情況下，可以使用無人機對周圍2.0公里范圍的地形進行觀察，尋找合適的位置，現場技術人員可以根據查找的位置進行井口位置的移位工作;使用無人機進行移位工作，可以減少人員徒步踏勘、減少踏勘時間、提高井位移位工作效率。

三、石油管道的勘察設計與巡檢

（一）石油管線勘察設計

在勘察設計階段，可以用無人機進行管道選線、評估應用、BIM 基礎數據采集等。傳統的管道線路選擇采取手工在紙質地圖作業并結合現場踏勘的方式，這種方式不僅浪費人力物力，且數據來源單一、時效性差、數據處理工作量大，已不能適應當前快速建設管道的需要。在選線過程中使用無人機，可以全面快速地了解地區的地形地貌、植被、水文等信息，從而為管道選線提供依據。

（二）石油管道的日常巡檢

在油田的日常生產中，管道巡檢基本上都是依靠人力及車輛沿管線建設道路進行巡查。隨著油田的不斷發展，石油管道的數量逐年增多，給管道巡檢工作帶來巨大壓力，耗費了大量人力、物力，然而巡檢效率低、成本大。使用無人機進行巡檢，可以使用可見光和紅外雙光吊艙，可以白天黑夜巡查，可以對一定區域范圍內的目標全天候監控;塔河聯合油田治安消防中心開展無人機水域環保檢查及管線巡查，實現管線安全“早發現、早處理”的目的。

（三）電力巡檢

1. 無人機電力巡檢介紹

無人機巡檢系統指利用無人機搭載可見光、紅外等檢測設備，完成架空輸電線路巡檢任務的作業系統。在電力行業，無人機主要被應用于架空輸電線路巡檢，為此國家電網發布了Q/GDW11383-2015《架空輸電線路無人機巡檢系統配置導則》、南方電網發布了《架空輸電線路機巡光電吊艙技術規范（試行）》、中電聯發布了DL/T1482-2015《架空輸電線路無人機巡檢作業技術導則》，對無人機巡檢系統及光電吊艙進行規范。

2017年7月，塔河油田供電管理中心首次應用無人機對塔河油田電網進行巡檢試飛成功。

2. 無人機電力巡檢的優勢

（1）無人機巡檢作業，靈活性強、工作效率高。尤其在遇到電網緊急故障和在異常氣候條件下，無人機電力巡檢彌補了線路維護人員不具備有利的交通優勢、利用普通儀器或肉眼來巡查設施準確性低、效率低等缺點。

（2）無人機巡線比人工巡線效率高出40倍。采用無人機進行常規輸電線路巡查，可降低勞動強度，并且大大降低了成本，提高了電力維護和檢修的速度和效率，使許多工作能在完全帶電的環境下迅速完成，確保了用電安全。

（3）無人機具有巡線速度快、應急反應迅速、及時發現缺陷等優勢。它彌補了人工作業時視覺的盲區，以全視角360度巡線，能夠及時提供準確信息，避免造成事故或重大財產損失[3]。

（4）無人機巡檢可以克服人工巡檢時的路面障礙和異常氣候等困難，確保巡檢工作順利完成，可以在完全帶電的情況下進行巡檢，保證用電安全，且將巡檢效率提高了40倍，幾大電網公司的需求量非常巨大，隨著無人機技術的不斷完善，無人機巡檢將不斷替代人工巡檢。

四、抗洪搶險救災、抗洪搶險應急救援

美麗的塔里木河橫穿塔河油田主體區塊，貫穿東西。每年到了7月份，塔里木河源頭冰山開始融化，冰川之水不斷地涌進塔里木河。油田特種工程管理中心路橋管理部承擔著塔河油田抗洪救災的重要任務，通過近幾年防洪工程的建設，塔河洪水對油田生產的影響不斷減小。2017年由于庫車縣境內的渭干河的洪水流向巴依孜湖，對巴依孜湖區域內的拓普區塊、塔河10、塔河12區的生產造成嚴重的影響，造成井場道路沖斷、井場被淹、給井場巡檢及日常生產造成嚴重的影響。

為及時搶通沖斷道路，及時掌握洪水流向、洪水影響范圍，路橋管理部使用大疆無人機對洪水流向、洪水影響區域進行實時觀察，抗洪搶險人員可以根據實時影像資料，制定防洪、泄洪計劃，提高抗洪救災的效率。

五、結束語

總而言之，生態、高效、便捷的現必定是我國農業未來的發展方向，所以，我們應該加大無人機智能化技術，促進無人機技術在領域中的應用。無人機未來機型也將不斷變化，為了生產，朝向載重量大、飛行時間長、機械化程度高的方向發展，無人機的應用也將更加智能化和精準化。

參考文獻：

[1]錢尊巖.低空無人機遙感在油田測量中的關鍵技術應用研究.《中文科技期刊數據庫（全文版）自然科學》， 2021，04（02）.45-48.

[2]盧中彩.無人機系統在油氣管道巡檢中的應用研究.《中國科技期刊數據庫科研》， 2017，11（08）.82-86.

[3]馬方，岳妍瑛，盧敏.無人機防御技術在油氣田重點目標的應用研究[J].中國管理信息化， 2020（20）.154-157.