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        雷達預(yù)警技術(shù)在油田技防領(lǐng)域的應(yīng)用探討

        2017-10-13 08:57:21宋成功大慶油田有限責任公司第十采油廠黑龍江大慶163000
        化工管理 2017年27期
        關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)油技防油井

        宋成功(大慶油田有限責任公司第十采油廠,黑龍江 大慶 163000)

        雷達預(yù)警技術(shù)在油田技防領(lǐng)域的應(yīng)用探討

        宋成功(大慶油田有限責任公司第十采油廠,黑龍江 大慶 163000)

        A、B轉(zhuǎn)油站位于某廠產(chǎn)油主力區(qū)塊,油井分布“點多面廣”,區(qū)域內(nèi)有江河流經(jīng),環(huán)保指標要求較高,油井防盜依賴于人工巡檢,保衛(wèi)人員勞動強度高、打擊難度大。針對上述問題開展了雷達預(yù)警技術(shù)研究,研究成果應(yīng)用在A、B轉(zhuǎn)油站后,不僅提高了油田技防管理效率,減少杜絕生產(chǎn)設(shè)施破壞、盜油帶來的環(huán)境污染,而且大幅降低油田生產(chǎn)管理成本,為油田技防系統(tǒng)建設(shè)提供借鑒思路。

        雷達;預(yù)警;油田;技防;應(yīng)用

        S廠某區(qū)塊A、B兩座轉(zhuǎn)油站管轄油區(qū)面積16.57平方公里,油水井大部分井處于國堤內(nèi)漫灘行洪區(qū),建設(shè)區(qū)域地類以低洼耕地為主,局部為水稻田地,共有油井273口,水井81口,計量間6座,年產(chǎn)量8.84萬噸,約占S廠年產(chǎn)量的11%。

        A、B轉(zhuǎn)油站油井分布“點多面廣”環(huán)保指標要求較高,盜油及油水井破壞嚴重。據(jù)調(diào)查,盜油犯罪分子主要有井上伺機放油,雇車、雇船隨機運油,輸油管線栽閥等偷油方式,油井防盜僅僅依賴于人工巡查,存在著勞動強度高、打擊難度大,職工巡井危險系數(shù)大等一系列問題,因此開展了雷達預(yù)警技術(shù)應(yīng)用研究。

        1 油田安防預(yù)警雷達技術(shù)優(yōu)化

        1.1 油田適應(yīng)性分析

        為選擇合適的雷達設(shè)備,從雷達性能方面入手,開展油田適應(yīng)性分析測試,測試過程中,分別對艦載雷達、海防雷達、步兵雷達、相控雷達開展基于油田復(fù)雜地形地面下移動目標偵測誤報率分析,得出測試報告,優(yōu)選相控雷達作為預(yù)警雷達本體,開展技術(shù)優(yōu)化。

        表1:測試結(jié)果

        1.2 雷達預(yù)警技術(shù)優(yōu)化

        軟件方面:針對相控電掃雷達測角精度高于3°,大于4km低速目標定位偏差大的現(xiàn)狀,采取了微帶漏波天線代替原貼片式天線,重組耿氏震蕩、肖特基混頻二極管,優(yōu)化后天線測角精度小于2°,4km目標定位偏差小于20m。針對“切向方向”運動的低速目標(<1.8km∕h),發(fā)現(xiàn)率低于27%的現(xiàn)狀。使用低頻帶通濾波器將原有X波段升級為K波段,提高地面低速目標的探測率。針對地雜波抑制難度大,動目標不能自動編號問題,使用C++編程語言,對目標關(guān)聯(lián)起批算法二次開發(fā),提升了油田復(fù)雜地面環(huán)境低速目標捕獲、數(shù)據(jù)處理能力。

        硬件方面:改進了雷達發(fā)射頻率,結(jié)合微帶漏波頻率電掃描天線、固態(tài)發(fā)射機射頻組件、應(yīng)用DSP+FPGA的信號處理平臺和ARM9的總控系統(tǒng),使單次預(yù)掃描雷達波束照射區(qū)內(nèi)的地物形成多條多普勒頻率反饋鏡像,并自動篩選出高分辨率圖像,對目標物性精確分析。

        優(yōu)化效果:經(jīng)測試,改進后雷達預(yù)警系統(tǒng)可成功滿足油田對單一區(qū)塊定向掃測、聯(lián)動視頻監(jiān)控設(shè)備等高級別安防預(yù)警需求,具有以下技術(shù)特性:①雷達掃描識別半徑:車輛≤6km人:≤3km②雷達掃描速度:360°∕S③距離誤差:≤15m 方位誤差:≤0.5°④防護等級:IP66⑤系統(tǒng)平均無故障時間:MTBF≥7000h⑥整機耐寒:≤-40℃,耐熱:≥55℃⑦發(fā)射功率:≤50w

        2 雷達預(yù)警技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用

        基于上述優(yōu)化成果,構(gòu)建了A、B兩座轉(zhuǎn)油站兩套雷達預(yù)警系統(tǒng)。經(jīng)驗證,該系統(tǒng)視頻監(jiān)控范圍3km,雷達偵測范圍6km。

        圖1:油田安防雷達預(yù)警系統(tǒng)

        A轉(zhuǎn)油站,管轄油井151口,雷達安裝高度37.7米,雷達監(jiān)控范圍內(nèi)有油井約140口,占該區(qū)塊總井數(shù)的92.72%。

        B轉(zhuǎn)油站,管轄油井122口,雷達安裝高度37.9米,視頻最遠覆蓋半徑4.2km,監(jiān)控范圍內(nèi)有江河一條,油井95口,占該區(qū)塊總井數(shù)的77.87%。

        統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,自應(yīng)用該系統(tǒng)以來,原油被盜現(xiàn)象大幅下降,上述地區(qū)未發(fā)生原油被動案件,取得了顯著的經(jīng)濟效益。

        3 推廣前景

        (1)該雷達的優(yōu)點是白天黑夜均能探測遠距離的目標,且不受霧、云和雨的阻擋,具有全天候、全天時的特點,并有一定的穿透能力,該系統(tǒng)在洪水監(jiān)測、海冰監(jiān)測、土壤濕度調(diào)查、森林資源清查、地質(zhì)調(diào)查等方面也顯示出了很好的應(yīng)用潛力。

        (2)該雷達系統(tǒng)適用于油田生產(chǎn)區(qū)大范圍區(qū)域防侵入預(yù)警、大型場站的防侵入警戒以等場合。與單井監(jiān)控系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)硬件建設(shè)在有人值守的轉(zhuǎn)油站內(nèi),防破壞能力強,雷達聯(lián)動地理信息系統(tǒng)具有“未侵入,先預(yù)警”功能,可提前應(yīng)預(yù)警盜油案件可疑目標,挽回直接經(jīng)濟損失。

        (3)國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品相比,改進后的雷達性價比高,每套設(shè)備監(jiān)控覆蓋范圍約100平方公里,未來在數(shù)字化油田建設(shè)中能夠發(fā)揮重要技術(shù)防范作用,減少油田生產(chǎn)設(shè)備及設(shè)施被人為破壞。

        4 結(jié)語

        項目完成了油田安防預(yù)警雷達技術(shù)參數(shù)優(yōu)化,測試了雷達探測范圍,定位精度等技術(shù)指標。開展系統(tǒng)現(xiàn)場試驗和技術(shù)優(yōu)化,提升了可疑目標識別精度,降低了系統(tǒng)誤報率。提高了油田安防管理效率,減少了A、B轉(zhuǎn)油站杜絕生產(chǎn)設(shè)施破壞、盜油帶來的環(huán)境污染,大幅降低油田生產(chǎn)管理成本,為油田安技防系統(tǒng)建設(shè)提供借鑒思路。

        [1]王小謨,匡永勝,陳忠先.監(jiān)視雷達技術(shù).電子工業(yè)出版社,2008.

        [2]王小謨,張光義.雷達與探測.國防工業(yè)出版社,2008.

        宋成功,男,工程師,1992年7月畢業(yè)于大慶石油學(xué)校,工企電氣化專業(yè),從事油氣田地面技術(shù)管理工作,現(xiàn)任大慶油田有限責任公司第十采油廠規(guī)劃設(shè)計研究所所長。

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