本申请公开了一种基于相控阵技术的喷口监测方法、系统及装置，用于在应急事故处理中对井喷、钻井现场的放喷口或油气生产场站放空管线进行实时、高精度且安全的监测。本申请方法包括：获取喷口的位置信息，所述喷口为防喷器、放喷口或放空管线的喷口；根据所述位置信息控制相控阵雷达调整振幅叠加的方位，以使得所述相控阵雷达发射的波束指向所述喷口喷出的混合物；控制所述相控阵雷达接收从所述混合物反射的电磁波信号；对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的运动信息；根据所述混合物的运动信息对所述喷口的喷出状态进行监测。监测。监测。
【技术实现步骤摘要】
一种基于相控阵技术的喷口监测方法、系统及装置
[0001]本申请涉及钻井
，尤其涉及一种基于相控阵技术的喷口监测方法、系统及装置。
技术介绍
[0002]在石油钻井生产过程中，由于各种原因可能造成井内的压力小于地层压力，进而导致泥浆等流体物质被压入井筒内，并从井口等位置溢流，溢流状况继续扩大则使得流体物质沸腾状涌出，形成井涌甚至形成井喷。井喷一旦发生，除了造成资源浪费环境污染外，还可能会造成设备损坏，人员伤亡，油气井报废等严重后果。在井喷发生时，及时的测量并监控井喷流量可以帮助了解井内流体的压力和流速情况，帮助判断井喷的严重程度，为采取应急措施提供依据。
[0003]现有技术中，普遍采用视觉识别的方案来对井喷实时喷出的物质种类及流量进行监测，但是视觉识别的方案需要基于大量的数据进行训练，训练数据的获取难度较大，且在实际测量时还会受到光照条件、视角选择、喷出物质的形状复杂性等因素的影响，导致最终的测量精度不高，无法提供有力的决策依据。
技术实现思路
[0004]本申请提供了一种基于相控阵技术的喷口监测方法、系统及装置，用于对钻井现场的放喷口、油气生产场站放空管线或应急事故处理中对井喷进行实时、高精度且安全的监测。
[0005]本申请第一方面提供了一种基于相控阵技术的喷口监测方法，包括：获取喷口的位置信息，所述喷口为防喷器、放喷口或放空管线的喷口；根据所述位置信息控制相控阵雷达调整振幅叠加的方位，以使得所述相控阵雷达发射的波束指向所述喷口喷出的混合物；控制所述相控阵雷达接收从所述混合物反射的电磁波信号；对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的运动信息；根据所述混合物的运动信息对所述喷口的喷出状态进行监测。
[0006]可选的，所述对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的运动信息包括：对所述电磁波信号进行多普勒频移计算；根据所述多普勒频移计算的结果确定所述混合物的运动速度和体积。
[0007]可选的，在所述根据所述混合物的运动信息对所述喷口的喷出状态进行监测之前，所述喷口监测方法还包括：对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的反射特征；根据所述混合物的反射特征确定所述混合物的构成；所述根据所述混合物的运动信息对所述喷口的喷出状态进行监测包括：根据所述混合物的运动信息和所述混合物的构成对所述喷口的喷出状态进行监
测。
[0008]可选的，所述对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的反射特征包括：从所述电磁波信号中分离出发射信号和回波信号；根据所述发射信号和所述回波信号的能量差异确定所述混合物的反射率；所述根据所述混合物的反射特征确定所述混合物的构成包括：根据所述混合物的反射率确定所述混合物的构成。
[0009]可选的，所述喷口监测方法还包括：基于所述电磁波信号，通过成像算法和信号处理技术重建所述喷口的流场图像；通过所述流场图像对所述喷口的喷出状态进行可视化展示。
[0010]可选的，所述喷口监测方法还包括：将所述喷口的喷出状态输入至目标预测模型，所述目标预测模型用于预测井喷的变化趋势、传播路径和影响范围；根据所述目标预测模型输出的结果进行异常状态预警。
[0011]可选的，所述相控阵雷达的电磁波为ka波段，所述相控阵雷达中T/R组件的工作频率为RX28.25～28.75GHz，TX30～30.5GHz。
[0012]本申请第二方面提供了一种基于相控阵技术的喷口监测系统，包括：定位单元，用于获取喷口的位置信息，所述喷口为防喷器、放喷口或放空管线的喷口；控制单元，用于根据所述位置信息控制相控阵雷达调整振幅叠加的方位，以使得所述相控阵雷达发射的波束指向所述喷口喷出的混合物；接收单元，用于控制所述相控阵雷达接收从所述混合物反射的电磁波信号；第一处理单元，用于对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的运动信息；监测单元，用于根据所述混合物的运动信息对所述喷口的喷出状态进行监测。
[0013]可选的，所述第一处理单元具体用于：对所述电磁波信号进行多普勒频移计算；根据所述多普勒频移计算的结果确定所述混合物的运动速度和体积。
[0014]可选的，所述喷口监测系统还包括：第二处理单元，用于对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的反射特征，根据所述混合物的反射特征确定所述混合物的构成；所述监测单元具体用于：根据所述混合物的运动信息和所述混合物的构成对所述喷口的喷出状态进行监测。
[0015]可选的，所述第二处理单元具体用于：从所述电磁波信号中分离出发射信号和回波信号；根据所述发射信号和所述回波信号的能量差异确定所述混合物的反射率；根据所述混合物的反射率确定所述混合物的构成。
[0016]可选的，所述喷口监测系统还包括：可视化单元，用于基于所述电磁波信号，通过成像算法和信号处理技术重建所述
喷口的流场图像；通过所述流场图像对所述喷口的喷出状态进行可视化展示。
[0017]可选的，所述喷口监测系统还包括：模型预测单元，用于将所述喷口的喷出状态输入至目标预测模型，所述目标预测模型用于预测井喷的变化趋势、传播路径和影响范围；根据所述目标预测模型输出的结果进行异常状态预警。
[0018]本申请第三方面提供了一种基于相控阵技术的喷口监测装置，所述装置包括：相控阵雷达、处理器、存储器、输入输出单元以及总线；所述相控阵雷达与所述处理器、所述存储器、所述输入输出单元以及所述总线相连；所述存储器保存有程序，所述处理器调用所述程序以执行第一方面以及第一方面中任一项可选的基于相控阵技术的喷口监测方法。
[0019]本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上保存有程序，所述程序在计算机上执行时执行第一方面以及第一方面中任一项可选的基于相控阵技术的喷口监测方法。
[0020]从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：相控阵雷达具有多目标跟踪、反应时间短、可靠性高等特点，在本申请提供的喷口监测方法中，具体通过相控阵雷达朝向喷口发射波束，并通过相控阵雷达接收从喷口反射回来的电磁波信号，通过分析这些电磁波信号可提取到井喷的相关信息，例如可提取到喷口所喷出混合物的运动信息，进而实现井喷状态的实时监测。通过本方法可在应急事故处理中对井喷、钻井现场的放喷口或油气生产场站放空管线进行实时、高精度且安全的监测，为井工程中的井喷预警和应急响应提供重要的决策考依据。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请提供的基于相控阵技术的喷口监测方法一个实施例流程示意图；图2为本申请提供的基于相控阵技术的喷口监测方法中相控阵雷达的波束指向示意图；图3为本申请提供的基于相控阵技术的喷口监测方法中相控阵雷达的安装位置示意图；图4为本申请提供的基于相本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于相控阵技术的喷口监测方法，其特征在于，所述喷口监测方法包括：获取喷口的位置信息，所述喷口为防喷器、放喷口或放空管线的喷口；根据所述位置信息控制相控阵雷达调整振幅叠加的方位，以使得所述相控阵雷达发射的波束指向所述喷口喷出的混合物；控制所述相控阵雷达接收从所述混合物反射的电磁波信号；对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的运动信息；根据所述混合物的运动信息对所述喷口的喷出状态进行监测。2.根据权利要求1所述的喷口监测方法，其特征在于，所述对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的运动信息包括：对所述电磁波信号进行多普勒频移计算；根据所述多普勒频移计算的结果确定所述混合物的运动速度和体积。3.根据权利要求1所述的喷口监测方法，其特征在于，在所述根据所述混合物的运动信息对所述喷口的喷出状态进行监测之前，所述喷口监测方法还包括：对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的反射特征；根据所述混合物的反射特征确定所述混合物的构成；所述根据所述混合物的运动信息对所述喷口的喷出状态进行监测包括：根据所述混合物的运动信息和所述混合物的构成对所述喷口的喷出状态进行监测。4.根据权利要求3所述的喷口监测方法，其特征在于，所述对所述电磁波信号进行分析处理，得到所述混合物的反射特征包括：从所述电磁波信号中分离出发射信号和回波信号；根据所述发射信号和所述回波信号的能量差异确定所述混合物的反射率；所述根据所述混合物的反射特征确定所述混合物的构成包括：根据所述混合物的反射率确定所述混合物的构成。5.根据权利要求1所述的喷口监测方法，其特征在于，所述喷口监测方法还包括：基于所述电磁波信号，通过成像算法和信号处理技术重建...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，高原，
申请(专利权)人：成都维泰数智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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