靳小康 馬星華 周剛 崔大軍 王同根 梁永慶 劉哲 王景濤

中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限公司 河北涿州 072750

無人機(jī)作為飛行器中的重要組成部分，不僅標(biāo)志著我國(guó)科技發(fā)展的新紀(jì)元，還為各行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供著不可替代的動(dòng)力。并且，經(jīng)過大量的實(shí)踐探索，遙感航拍、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ芨菓?yīng)用范圍廣泛，發(fā)揮不同程度上的影響作用。而石油產(chǎn)業(yè)是我國(guó)整體前進(jìn)道路中的關(guān)鍵所在，不僅為工業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)大的能源協(xié)助，還能夠?qū)?jīng)濟(jì)水平整體提升起到直接影響。為此要想推動(dòng)我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，務(wù)必要借助無人機(jī)進(jìn)行全面仔細(xì)的地質(zhì)勘探，確保工作質(zhì)量的同時(shí)，提高施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 無人機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀

時(shí)代在進(jìn)步，科技在發(fā)展，無人機(jī)的使用范圍也越來越廣泛，包括婚慶廣告、運(yùn)輸快遞等商業(yè)用途，地理生態(tài)、交通監(jiān)測(cè)等科學(xué)研究，邊境巡查、會(huì)議安防等國(guó)土警用，產(chǎn)量預(yù)估、農(nóng)藥噴灑等農(nóng)業(yè)用途，以及地質(zhì)勘探、環(huán)境保護(hù)、預(yù)防災(zāi)害、設(shè)施保護(hù)等諸多領(lǐng)域，具有良好的發(fā)展前景。這也使得無人機(jī)企業(yè)大肆崛起，逐漸穩(wěn)固在社會(huì)發(fā)展中的自身位置，特別是在石油產(chǎn)業(yè)地質(zhì)勘探過程中，意義重大。無人機(jī)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用，能夠有效彌補(bǔ)人工測(cè)量中的種種不足和遺漏，而且可以在很大程度上減少意外事故的發(fā)生，進(jìn)一步提高地質(zhì)勘探工作的整體水平。利用無人機(jī)遙感的小巧靈活，數(shù)據(jù)傳輸速度及時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，在勘探地質(zhì)過程中加強(qiáng)圖像清晰完整，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，便于日后工作的順利高效開展。

2 無人機(jī)在地質(zhì)勘探中的可行性

2.1 放射性物質(zhì)定位

無人機(jī)在地質(zhì)勘探工作中的應(yīng)用，會(huì)借助自身裝置中的放射性物質(zhì)，進(jìn)行危險(xiǎn)地質(zhì)勘探和定位。特別是GPS差分定位以及視覺定位，能夠高效控制無人機(jī)的升落和懸停[1]。另一方面，隨著科技的進(jìn)一步升級(jí)，無人機(jī)在地質(zhì)勘探中利用放射性物質(zhì)和數(shù)字收集儀器，更快速準(zhǔn)確的將石油產(chǎn)業(yè)中所需數(shù)據(jù)，第一時(shí)間傳回地面，打破以往數(shù)據(jù)傳輸中的桎梏。而且無人機(jī)技術(shù)中包含兩個(gè)很強(qiáng)大的功能，一是定點(diǎn)巡航，二是自動(dòng)避讓，兩者相輔相成，為石油產(chǎn)業(yè)近距離放射性地質(zhì)勘探發(fā)展前景，奠定夯實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 后期處理圖像

無人機(jī)在石油產(chǎn)業(yè)地質(zhì)勘探中的實(shí)際應(yīng)用，主要就是遙感3D成像方面，利用無人機(jī)攝像技術(shù)，能夠?qū)?shí)際施工地質(zhì)中的隱患類型，以及影響程度，甚至是波及距離等，進(jìn)行詳細(xì)精準(zhǔn)的拍攝和記錄，有利于施工技術(shù)部門準(zhǔn)確預(yù)估下一次風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的時(shí)間[2]。然后再利用后期的3D成圖技術(shù)，結(jié)合石油施工中的鉆井?dāng)?shù)據(jù)，繪制真實(shí)無誤的多維建模。經(jīng)過相關(guān)軟件的處理和渲染，將石油產(chǎn)業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)的空間布局和環(huán)境影響，直觀體現(xiàn)在施工人員面前，便于設(shè)計(jì)人員制定更完善有效的開采方案。

2.3 推動(dòng)會(huì)信息化發(fā)展

如今數(shù)字信息化技術(shù)在不斷進(jìn)步，逐漸在各領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行滲透，在地質(zhì)勘探中發(fā)揮著重要影響作用。各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)層出不窮，能夠?qū)o人機(jī)采集的地質(zhì)信息和數(shù)據(jù)，全部錄入云儲(chǔ)藏庫中，進(jìn)行下一步的分類和整理，最大限度上確保地質(zhì)信息的準(zhǔn)確性和有效性。這不僅僅是信息化發(fā)展的有力保障，也是石油地質(zhì)勘測(cè)工作的新機(jī)遇，可以充分提高地質(zhì)勘探中信號(hào)傳輸無誤，以及地質(zhì)物探儀器的完好，以免出現(xiàn)其他測(cè)量意外。

3 無人機(jī)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

3.1 填制地質(zhì)路線圖

在石油產(chǎn)業(yè)進(jìn)行開采之前，務(wù)必要進(jìn)行周圍地形圖的繪制，這時(shí)也就需要用到無人機(jī)的勘測(cè)技術(shù)。由于石油開采地質(zhì)的環(huán)境和地形，不但復(fù)雜危險(xiǎn)，而且不可控的因素很多，所以人工勘探具有很高難度。利用小型無人機(jī)進(jìn)行低空遙感勘探，以及后續(xù)工作中的自動(dòng)巡航，全面觀察整個(gè)開采地區(qū)的危險(xiǎn)地形和隱藏領(lǐng)域，根據(jù)傳輸?shù)膱D像和信息，制定合理的地質(zhì)路線，提高填圖質(zhì)量和工作效率，確保石油產(chǎn)業(yè)開采的安全作業(yè)。利用無人機(jī)的靈活操作和攜帶輕便等優(yōu)點(diǎn)，可以有效解決對(duì)地質(zhì)路線不明、GPS信號(hào)不穩(wěn)等區(qū)域進(jìn)行搜尋，直觀了解地形地貌。除此之外，還可以借助無人機(jī)對(duì)所處地區(qū)的海拔和懸停高度，以及GPS坐標(biāo)等數(shù)據(jù)參數(shù)，進(jìn)行詳細(xì)收集，精準(zhǔn)反饋[3]。便于石油勘探工作的整體把控，選擇合理有效的方法，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)遠(yuǎn)程拍攝畫面的實(shí)時(shí)傳輸，進(jìn)一步提高海拔無人區(qū)等危險(xiǎn)系數(shù)較高區(qū)域的勘探安全性。但是在此環(huán)節(jié)需要職業(yè)人員共同配合，安全操作，服從指揮部的整體調(diào)動(dòng)和部署，高效完成地質(zhì)勘探任務(wù)。

3.2 加強(qiáng)地質(zhì)勘探在施工中的應(yīng)用

無人機(jī)勘探地質(zhì)信息，主要就是應(yīng)用在后續(xù)石油開采施工中，所以在石油鉆井前，借助無人機(jī)收集地質(zhì)數(shù)據(jù)參數(shù)，以及GPS坐標(biāo)，可以充分明確鉆孔孔位，從而進(jìn)行下一步的施工。結(jié)合圖像和數(shù)據(jù)信息，就能夠在施工設(shè)計(jì)中精準(zhǔn)調(diào)整施工范圍，完善開采計(jì)劃，合理布置鉆孔，確保石油開采工程的施工安全，判斷地質(zhì)要素和鉆孔在投影圖像中位置。另一方面，無人機(jī)遙感技術(shù)與遠(yuǎn)距離拍攝、HDMI模組相互契合，可以在石油鉆探施工中為技術(shù)指揮部門，及時(shí)傳輸完整清晰的畫面，直播施工現(xiàn)狀和最新進(jìn)度。此外，無人機(jī)技術(shù)還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)石油開采場(chǎng)地中地質(zhì)變化，周圍氣象，以及施工中的鉆機(jī)高架和鉆井平臺(tái)，確保施工安全的同時(shí)，避免人力資源浪費(fèi)和不規(guī)范施工現(xiàn)象的發(fā)生[4]。也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)新的地質(zhì)問題調(diào)整施工方案，對(duì)鉆孔巖性變化進(jìn)行快速識(shí)別，傳輸?shù)刭|(zhì)畫面和數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)的石油開采提供更大便利。

3.3 在地質(zhì)航攝成圖中的應(yīng)用

無人機(jī)技術(shù)的順利應(yīng)用，不可或缺的就是航攝環(huán)節(jié)，因此其中的組件和技術(shù)至關(guān)重要。結(jié)合實(shí)際需求和施工環(huán)境，將大小適宜的無人機(jī)裝好航攝元部件，改變以往原分辨率與圖像航測(cè)比例尺，數(shù)碼焦距轉(zhuǎn)換為135膠片相機(jī)，35mm等效焦距。利用攝像片上的比例尺=航空攝影主距：航高，逐漸提高地質(zhì)勘探的工作質(zhì)量，加快無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。隨著科學(xué)技術(shù)和石油開采需求的不斷提升，對(duì)無人機(jī)大比例遙感的精準(zhǔn)度愈發(fā)嚴(yán)苛，進(jìn)而對(duì)無人機(jī)的穩(wěn)定性，特別是三軸穩(wěn)定云臺(tái)和視覺定位深入提高。合理運(yùn)用無人機(jī)技術(shù)對(duì)地質(zhì)勘探區(qū)域，進(jìn)行低空大范圍拍攝，最大程度上確保無人機(jī)可以將有效的地質(zhì)勘探信息傳輸給技術(shù)部。將無人機(jī)成圖比例尺切換到地質(zhì)圖像的小比例尺上，對(duì)區(qū)域成像拍攝進(jìn)行合理操作，對(duì)無人機(jī)工作中的不足進(jìn)行深入補(bǔ)充。

3.4 提供HSE管理體系保障

在無人機(jī)地質(zhì)勘探過程中，HSE管理體系可謂是貫徹整個(gè)始終的地質(zhì)物測(cè)采集內(nèi)容，進(jìn)一步保證無人機(jī)地質(zhì)勘探的順利安全和高效。石油公司的技術(shù)部人員，根據(jù)無人機(jī)地質(zhì)勘探中收集的圖像和數(shù)據(jù)，聯(lián)合HSE管理人員參照實(shí)際勘測(cè)地區(qū)的地形地貌，提供HSE整體管理體系的服務(wù)，包括HSE管理保障和計(jì)劃、方式，制定合理科學(xué)的施工方案和應(yīng)急預(yù)案。除此之外，還要結(jié)合石油開采現(xiàn)場(chǎng)情況，以及地質(zhì)勘探信息，明確HSE管理體系保障裝置的全面使用，確保石油開采工作的順利開展[5]。

3.5 無人機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用

無人機(jī)在石油企業(yè)中的地質(zhì)勘探，首先利用低空航攝收集數(shù)據(jù)，對(duì)圖像進(jìn)行規(guī)范的矯正、編輯和精度計(jì)算，盡快達(dá)到控三加密效果。接下來利用CAD軟件進(jìn)行圖文編輯，以及系統(tǒng)立體建模，根據(jù)無人機(jī)技術(shù)提供的信息實(shí)地考察，最后制定全面完善的石油地質(zhì)圖。在無人機(jī)勘探地質(zhì)的過程中，石油企業(yè)可以借助清晰直觀，也就是高分辨率攝影圖像對(duì)3D立體地質(zhì)模型，進(jìn)行勘探線和鉆孔等工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)[6]。然后利用這些圖像的形狀大小，色調(diào)結(jié)構(gòu)，以及具體分布位置，確定地質(zhì)勘探中呈現(xiàn)的真實(shí)現(xiàn)狀。不但提高了地質(zhì)勘探信息的精準(zhǔn)度，而且還為石油開采規(guī)律、油田分布位置、地質(zhì)填圖等工作，奠定了夯實(shí)基礎(chǔ)。為此，更要發(fā)揮無人機(jī)在石油地質(zhì)勘探中，操作簡(jiǎn)單、成本低、勘探清晰整體且安全等價(jià)值，為石油企業(yè)提供真實(shí)有效的勘探數(shù)據(jù)和圖像。進(jìn)而為我國(guó)地質(zhì)勘探工作提供全方位的信息技術(shù)支持。

4 結(jié)語

總之，無人機(jī)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用意義是至關(guān)重要的，所以石油產(chǎn)業(yè)開采務(wù)必要充分利用無人機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，推動(dòng)石油行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，以及社會(huì)整體水平的提升。確保地質(zhì)勘探信息精準(zhǔn)無誤的同時(shí)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)需求和無人機(jī)技術(shù)的深入發(fā)展，提供更為廣闊的前景。