无人机及图像处理技术在油气田生产中的应用研究
魏涛 马国栋 张涛
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魏涛 马国栋 张涛,. 无人机及图像处理技术在油气田生产中的应用研究[J]. 中国科学研究,2022.9. DOI:10.12721/ccn.2022.157081.
摘要: 随着我国科技水平的不断提升,在油气田生产中应用无人机及图像处理技术变得极为常见,使用该技术能够可以把采集的相关信息资料传输至控制中心,随后对信息内容进行分析与总结,可以提升生产时的安全性与质量,保证生产人员的人身安全。本文将会对无人机及图像处理技术在油气田生产中的应用进行研究。
关键词: 无人机;图像处理技术;油气田生产;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157081
基金资助:

前言:在油气田生产中应用无人机及图像处理技术的范围较为广泛,其可以对管道和生产环境进行监测,同时还能拍摄所需的画面,再通过图像处理技术进行还原或者分析,找出生产中存在的安全隐患,随后制定相应的解决措施,有效保证生产人员的生产工作的安全性。

1无人机及图像处理技术的简述

1.1无人机的简述

无人驾驶飞机的简写为无人机,其是使用无线电遥控设备与自卑程序控制装置所操控的一种非载人飞机。无人机系统基本由遥感设备、飞行设备、系统软件和通讯系统等其他模块组成。当前主要应用在遥感测绘、物流运输、电力巡检和影视娱乐等其他领域中。

1.2图像处理技术的简述

图像处理技术属于使用计算机设备对图像信息进行处理的一种技术,可包括图像分割、图像数字化和图像识别、图像描述等。图像处理技术可以分为数字图像处理和模拟图像处理两类,其中数字图像处理基本使用计算机进行处理或者实时硬件进行处理,所以可以称作计算机图像处理,其主要优点为处理的精度比较高,所处理的内容极为丰富,能够进行较为复杂的非线性处理,变通能力比较灵活,基本只需要改变软件便能改变相应的处理内容。模拟图像处理同时包括电子处理和光学处理,如遥感图像处理和照相。模拟图像处理的主要特点为速度较快,基本属于实时处理,从理论上来讲能够达到光速,而且还能同时进行并行处理。

2无人机及图像处理技术的主要技术方案

2.1图像处理技术方案

无人机航空拍摄和传统航空拍摄具有较大的区别,首先在影像分辨率和飞行高度方面无人机的飞行高度比较低,不过在影像拍摄中分辨率则比较高,所拍摄的画面较为清晰;其次,无人机的灵活性和机动性比较好,其机动性比较好,再加上灵活性较高可以实时接收数据资料,而且根据接收到的指令来执行工作。不过因为无人机的负重较小,且自身质量并不大,所以飞行速度相对较低,对于空气的能见度并不高,在飞行时对巷道与外在影响因素较为敏感。尤其是在实际拍摄时对航测时间、航高设计以及空寂能见度皆具有较高的要求,同时对拍摄时实际的影响因素的要求也比较高。因此,在拍摄之前需要先勘测实际的工作岗位,合理设置多项参数值,给高清晰度、高质量地拍摄设定视频图像计划,这样可保证所拍摄出的影响图画能够达到实际需求。借助无人机所采集的原始数据,地面工作站在进行图片拼凑时可以按照传输回来的图像信息开展,使用专业的视频图像和工程处理软件,拼凑出符合标准和要求的视频图像成果文件。

2.2无人机图传延伸技术方案

因为无人机实际的传输距离有限,基本在5km左右,最多为10km,该距离对于无人机来讲具有一定的局限性,在油气田中应用该技术时为了挣脱距离带来的局限,可以在无人机技术中应用5G网络传输。若是有些地方并不被网络信息所覆盖,还能使用卫星完成信息交互,这些技术设备手段对于无人机的信息与传输图像视频来讲具有较大帮助。在使用无人机时可以为其搭配相应的通信车,保证无人机始终在5km这一范围内拍摄图片,而且把图像传输到处理信息的总部,在传输时注意传输质量和速度。同时在通讯车上放置一套车载静中通卫星小站,和及宝利通讯视频会议终端,这样有助于给无人机下达飞行指令,达到实时监管与控制。无人机所携带的摄像机可以实时录制与传输所出现的画面,同时通过信号把这些信息资料传递至地面工作站,让工作人员及时地对信息资料进行整理与编辑。采用视频信号连接,把地面上的工作站和通信车中的视频会议终端相连接,这时地面工作站能融入到视频会议中,可以观察和接收无人机拍摄到的视频内容,达到无人机画面和地面工作站之间画面数据的同步。使用现场仪器进行调试,同时搭配多旋翼无人机所拍摄到的实时画面,完成画面接入,再加上微信传输与视频会议系统相连接,完成数据共享,而且与地面调控中心给无人机所下达的运转命令进行配合,做好完成工作指导。

3无人机及图像处理技术在油气田生产中的应用

3.1使用无人机及图像处理技术进行隐患排查

在油气田的生产中需要定期巡查和隐患排查油气站场内的重点部位和油气长输管道,若是进行人工巡查则需要大量的时间和人力,而且容易受到地理环境的影响,油气田皆在野外,当管段处于险峻地势时通过人工则无法有效进行排查,同时高大的设备和架空管路也同样如此。若是使用无人机及图像处理技术可有效提升工作效率,特别是一些架空管路和精馏塔等其他设备[1]。无人机能够进行近距离的接触,把实时画面传输到通信车与地面工作站中,确保隐患排查没有死角。无人机还可以搭载激光光谱监测设备和红外热像仪来检测是否存在天然气泄漏或者输油泄漏点等。

3.2应用无人机及图像处理技术进行事故处理

在油气田生产中具有众多易燃易爆炸物品,若是其出现安全事故所出现的情况较为复杂,而且还容易出现火灾爆炸,多种有毒和有害的气体弥漫在事故现场,这时并不是合适人员走进事故现场,可以使用无人机及图像处理技术对事故现场进行勘察,这样可提升工作人员的安全性,同时找出存在的危险源,预防出现二次事故[2]。同时无人机及图像处理技术还可以全程监控事故的应急处理过程,把视频画面传递给地面工作站。把视频画面保存之后,可在后续的安全教育培训中当作具体的素材,做到扬长避短,给以后高校处理安全事故提供有价值的参考依据。在夜间时无人机还能携带相应高的照明设备对生产区域进行局部照明,辅助工作人员进行生产工作。

3.3应用无人机及图像处理技术进行安全评价

在进行油气田生产时,需要向对生产环境进行安全评价。为了更加全面地了解与掌握油气田生产现场和周围环境的实际情况,并判断其安全距离,可使用无人机及图像处理技术对于整个生产现场进行检测,并处理航测数据。在过去这些测量数据仅能通过图纸和地面测量工具来获得,而且效率极低,无法保证数据的精确性。无人机及图像处理技术在拍摄时具有极高的分辨率,可以快速地获得相应的资料,而且及机动性较高、速度效率高、获得的数据精准、使用范围比较为广泛[3]。特别是一些人工无法深入的区域,通过无人机及图像处理技术进行安全评价可有效提升评价结果的准确性,便于工作人员进行油气田的生产工作。

结束语:在油气田生产中应用无人机及图像处理技术可以有效提升数据采集的质量和准确性,同时还能对油气田进行全方位的摄像记录,解决人工检查效率较低、缺乏全面性等问题,保证油气田生产工作的安全性。

参考文献

[1]胡承舟.无人机倾斜摄影测量技术在油气田工程的应用[J].地矿测绘(2630-4732),2020,(2):112-113.

[2]徐健,刘建刚,马方,王欢.无人机防御技术在油气田重点目标应用研究与分析[J].中国安全防范技术与应用,2021,(S01):41-45

[3]郑国威.无人机影像匹配点云技术在油气田线路测量中的应用[J].测绘标准化,2020,(4):66-68.

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