基于物联网实现石油测井下的安全管理方法及系统与流程

1.本发明涉及安全管理领域，尤其涉及一种基于物联网实现石油测井下的安全管理方法及系统。


背景技术：

2.石油测井下是指在石油勘探和开采过程中，进行测井作业的地下环境的过程，石油测井下可以提供关键的地质和工程数据，为油田的开发和生产决策提供支持。
3.目前石油测井下的安全管理方法主要是通过采集井下数据分析井下环境，明确井下环境后安排工作人员进行安全探测的方式来实现，这种方法无法降低工作人员在工作过程中可能存在操作不当从而造成的危险，从而降低了石油测井下管理的安全性。


技术实现要素：

4.本发明提供一种基于物联网实现石油测井下的安全管理方法及系统，其主要目的在于提高对石油井下探测的安全性。
5.为实现上述目的，本发明提供的一种基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，包括：采集待探测石油井下的井下数据，对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的井下场景；根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构，根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境，计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性；识别所述井下气体的井下气体类别，根据所述井下气体类别，提取所述井下气体中的有害气体，计算所述有害气体的气体危害阈值，根据所述设备抗压性和所述气体危害阈值，对所述探测设备进行优化，得到优化探测设备；根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，根据所述结构薄弱节点，构建对所述待探测石油井下的作业人员的安全作业路径；构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径，通过远程操作路径和所述安全作业路径，利用所述指挥中心对所述优化探测设备配置探测命令，通过所述探测命令，对所述待探测石油井下执行安全探测。
6.可选地，所述对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，包括：对所述井下数据进行数据清洗，得到清洗井下数据；对所述清洗井下数据进行数据平滑，得到平滑井下数据；对所述平滑井下数据进行数据集成，得到集成井下数据；检查所述集成井下数据的数据有效性；基于所述数据有效性，筛选所述集成井下数据的目标井下数据。
7.可选地，所述对所述清洗井下数据进行数据平滑，得到平滑井下数据，包括：建立所述清洗井下数据的时间轴；标记所述时间轴上所述清洗井下数据的数据原始值；根据所述数据原始值和所述时间轴，利用下述公式计算所述清洗井下数据的指数平滑值：；其中，表示在时间点t的指数平滑值，表示平滑系数（0《 α《1），表示在时间点t的数据原始值，表示在时间点-1的指数平滑值，表示时间轴对应的时间点。
8.可选地，所述挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，包括：提取所述目标井下数据的关键数据；识别所述关键数据的关键数据特征；根据所述关键数据特征，计算所述关键数据的数据相关值；根据所述数据相关值，分析所述关键数据的数据关联关系。
9.可选地，所述根据所述关键数据特征，计算所述关键数据的数据相关值，包括：映射所述关键数据特征的空间特征向量；标记所述空间特征向量的空间向量坐标；根据所述空间向量坐标，构建所述关键数据的相关曲线；根据所述相关曲线和所述空间向量坐标，利用下述公式计算所述关键数据的数据相关值：；其中，表示数据相关值，表示双曲正弦函数，表示第个空间向量坐标，表示第个空间向量坐标的横坐标，表示第个空间向量坐标的纵坐标，表示相关曲线的曲线最高值，表示相关曲线的曲线最低值。
10.可选地，所述计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性，包括：扫描所述探测设备在所述模拟温压环境中的设备外观状态；根据所述设备外观状态，计算所述探测设备的设备屈服度；识别所述探测设备在所述模拟温压环境中的设备运行状态；标记所述设备运行状态的设备异常状态；根据所述设备屈服度和所述设备异常状态，分析所述探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性。
11.可选地，所述计算所述有害气体的气体危害阈值，包括：识别所述有害气体的有害化学因子；检索所述有害化学因子的因子浓度；分析所述有害化学因子的因子特征；根据所述因子特征，计算所述有害化学因子的因子持续性和流动性；
根据所述因子持续性、所述流动性以及所述因子浓度，计算所述有害气体的气体危害阈值。
12.可选地，所述根据所述因子持续性、所述流动性以及所述因子浓度，计算所述有害气体的气体危害阈值，包括：根据所述因子持续性，分析所述有害气体对应有害化学因子的有害持续时间；根据所述流动性，计算所述有害气体对应有害化学因子的有害扩散效率；根据所述有害持续时间、所述有害扩散效率以及因子浓度，利用下述公式计算所述有害气体的气体危害阈值：；其中，表示气体危害阈值，表示第个有害气体对应有害化学因子的有害持续时间，表示有害气体的数量，表示第个有害气体，表示第个有害气体对应有害化学因子的有害扩散效率，表示第个环境影响因子。
13.可选地，所述根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，包括：根据所述井下结构，配置所述井下场景的红外探测环境；基于所述红外探测环境，对所述井下场景进行红外高频探测，得到红外频率信号；将所述红外频率信号进行数据转化，得到数字信号；根据所述数字信号，分析所述井下场景的内部结构；标记所述内部结构中结构薄弱节点。
14.为了解决上述问题，本发明还提供一种基于物联网实现石油测井下的安全管理系统，所述系统包括：井下场景构建模块，用于采集待探测石油井下的井下数据，对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的井下场景；设备抗压性测试模块，用于根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构，根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境，计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性；探测设备优化模块，用于识别所述井下气体的井下气体类别，根据所述井下气体类别，提取所述井下气体中的有害气体，计算所述有害气体的气体危害阈值，根据所述设备抗压性和所述气体危害阈值，对所述探测设备进行优化，得到优化探测设备；作业路径构建模块，用于根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，根据所述结构薄弱节点，构建对所述待探测石油井下的作业人员的安全作业路径；石油井下探测模块，用于构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径，通过远程操作路径和所述安全作业路径，利用所述指挥中心对所述优化探测设备配置探测命令，通过所述探测命令，对所述待探测石油井下执行安全探测。
15.本发明实施例通过对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据可以将所述井下数据进行无效值删除、缺失值修补等一系列操作后得到的目标数据，保证了井下数据的有效性；进一步地，本发明实施例通过挖掘所述目标井下数据的数据关联关系可以分析所述目标井下的数据关联逻辑，从而为后期进行数据分析提供数据基础；设备在所述模拟温压环境的设备抗压性；进一步地，本发明实施例通过根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构可以分析所述井下场景的基本特征，为后期对井下进行安全探测提供数据支撑；进一步地，本发明实施例通过根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境可以更好的测试探测设备在模拟温压环境中是否可以正常使用，从而提高了对石油井下探测的安全性，进一步地，本发明实施例通过识别所述井下气体的井下气体类别可以分析气体的类型判断气体对作业人员是否存在探测风险，从而提高探测人员对石油井下的探测安全，最后，进一步地，本发明实施例通过根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点可以分析所述井下场景的在探测过程容易发生危险节点，从而提高对石油井下探测的安全性，本发明实施例通过构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径可以通过所述优化探测设备进行远程探测，提高探测效率的同时，提高了作业人员的探测安全。因此本发明提出的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法及系统，可以提高对石油井下探测的安全。
附图说明
16.图1为本发明一实施例提供的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法的流程示意图；图2为本发明一实施例提供的基于物联网实现石油测井下的安全管理系统的功能模块图；图3为本发明一实施例提供的基于物联网实现石油测井下的安全管理系统的电子设备的结构示意图；本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
17.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.本技术实施例提供一种基于物联网实现石油测井下的安全管理方法。所述基于物联网实现石油测井下的安全管理方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本技术实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于物联网实现石油测井下的安全管理方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(content delivery network，cdn)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
19.参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法的流程示意图。在本实施例中，所述基于物联网实现石油测井下的安全管理方法包括：
s1、采集待探测石油井下的井下数据，对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的井下场景。
20.本发明实施例中，所述待探测石油井下是指石油开采过程中还未开采的地下部分，所述井下数据是指通过传感器测量的石油井下的数据集合。
21.本发明实施例通过对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据可以将所述井下数据进行无效值删除、缺失值修补等一系列操作后得到的目标数据，保证了井下数据的有效性。其中，所述目标井下数据是指对所述井下数据进行数据处理后的数据集合。
22.作为本发明的一个实施例，所述对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，包括：对所述井下数据进行数据清洗，得到清洗井下数据；对所述清洗井下数据进行数据平滑，得到平滑井下数据；对所述平滑井下数据进行数据集成，得到集成井下数据；检查所述集成井下数据的数据有效性；基于所述数据有效性，筛选所述集成井下数据的目标井下数据。
23.其中，所述清洗井下数据通过对所述井下数据处理无效信息，列名不规范、格式不一致，存在重复值，缺失值，异常值等异常数据的后得到数据集合，所述平滑井下数据是指对所述清洗井下数据减少噪声和波动后的数据集合，所述集成井下数据是指对所述平滑井下数据进行数据来源和格式统一后的数据集合。
24.进一步地，本发明一可选实施中，所述对所述清洗井下数据进行数据平滑，得到平滑井下数据，包括：建立所述清洗井下数据的时间轴；标记所述时间轴上所述清洗井下数据的数据原始值；根据所述数据原始值和所述时间轴，利用下述公式计算所述清洗井下数据的指数平滑值：；其中，表示在时间点t的指数平滑值，表示平滑系数（0《 α《1），表示在时间点t的数据原始值，表示在时间点-1的指数平滑值，表示时间轴对应的时间点。
25.进一步地，本发明实施例通过挖掘所述目标井下数据的数据关联关系可以分析所述目标井下的数据关联逻辑，从而为后期进行数据分析提供数据基础。其中，所述数据关联关系是指数据之间的逻辑关系。
26.作为本发明的一个实施例，所述挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，包括：提取所述目标井下数据的关键数据；识别所述关键数据的关键数据特征；根据所述关键数据特征，计算所述关键数据的数据相关值；根据所述数据相关值，分析所述关键数据的数据关联关系。
27.其中，所述关键数据是指所述目标井下数据中具有代表性的数据集合，所述关键数据特征是指所述关键数据的数据特征属性，所述数据相关值是指所述关键数据之间的关联程度。
28.进一步地，本发明一可选实施中，所述根据所述关键数据特征，计算所述关键数据的数据相关值，包括：映射所述关键数据特征的空间特征向量；标记所述空间特征向量的空间向量坐标；根据所述空间向量坐标，构建所述关键数据的相关曲线；根据所述相关曲线和
所述空间向量坐标，利用下述公式计算所述关键数据的数据相关值：；其中，表示数据相关值，表示双曲正弦函数，表示第个空间向量坐标，表示第个空间向量坐标的横坐标，表示第个空间向量坐标的纵坐标，表示相关曲线的曲线最高值，表示相关曲线的曲线最低值。
29.进一步地，本发明实施例通过根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的井下场景可以通过井下场景为后期进行井下探测提供数据支撑。其中，所述井下场景是指通过采集的井下数据构建的井下还原场景。
30.作为本发明的一个实施例，所述根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的井下场景，包括：根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的地质模型和地球物理模型；对所述地质模型和所述地球物理模型进行集成，得到所述待探测石油井下的井下场景。
31.其中，所述地质模型是指构建的石油井下包括地层分布、岩性、构造等方面的信息的模型，所述地球物理模型是指构建的包括地震速度、密度、磁性等方面的信息的模型。
32.进一步地，本发明一可选实施中，所述构建所述待探测石油井下的地质模型和地球物理模型可以通过地质建模软件和kingdom地球物理建模软件来实现。
33.s2、根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构，根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境，计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性。
34.进一步地，本发明实施例通过根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构可以分析所述井下场景的基本特征，为后期对井下进行安全探测提供数据支撑。其中，所述井下温度值、所述井下压力值以及所述井下气体是指所述井下场景的温度、压力以及空气气体，所述井下结构是指所述井下场景的场景环境、构造等特征结构。
35.作为本发明的一个实施例，所述根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构可以通过传感器来采集。
36.进一步地，本发明实施例通过根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境可以更好的测试探测设备在模拟温压环境中是否可以正常使用，从而提高了对石油井下探测的安全性。其中，所述模拟温压环境是指通过模拟所述井下场景温度和压力的环境场景。
37.作为本发明的一个实施例，所述根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境，包括：构建所述待探测石油井下的模拟结构场景；根据所述井下温度值和所述井下压力值，对所述模拟结构场景进行温度和压力的设定，得到所述待探测石油井下的模拟温压环境。
38.其中，所述模拟结构场景是指模拟所述待探测石油井下结构的模拟场景。
39.进一步地，本发明实施例通过计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗
压性可以分析所述探测设备在所述模拟温压环境的抗压性能，从而判断是否可以正常进行工作。其中，所述设备抗压性是指所述探测设备在所述模拟温压环境中的抗压性能。
40.作为本发明的一个实施例，所述计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性，包括：扫描所述探测设备在所述模拟温压环境中的设备外观状态；根据所述设备外观状态，计算所述探测设备的设备屈服度；识别所述探测设备在所述模拟温压环境中的设备运行状态；标记所述设备运行状态的设备异常状态；根据所述设备屈服度和所述设备异常状态，分析所述探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性。
41.其中，所述设备外观状态是指所述探测设备在所述模拟温压环境的外观状态，例如弯曲、开缝等状态，所述设备屈服度是指所述探测设备在所述模拟温压环境的外观变换，所述设备运行状态是指所述探测设备在所述模拟温压环境的工作情况，所述设备异常状态是指所述探测设备在所述模拟温压环境的与正常工作不一致的运行状态，例如断电、短路、故障灯亮。
42.进一步地，本发明一可选实施中，所述根据所述设备屈服度和所述设备异常状态，分析所述探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性可以通过分析所述设备屈服度和所述设备异常状态与预设的屈服度限值和异常限值比较得出。
43.s3、识别所述井下气体的井下气体类别，根据所述井下气体类别，提取所述井下气体中的有害气体，计算所述有害气体的气体危害阈值，根据所述设备抗压性和所述气体危害阈值，对所述探测设备进行优化，得到优化探测设备。
44.进一步地，本发明实施例通过识别所述井下气体的井下气体类别可以分析气体的类型判断气体对作业人员是否存在探测风险，从而提高探测人员对石油井下的探测安全。其中，所述井下气体类别是指所述井下气体的气体类型。
45.作为本发明的一个实施例，所述识别所述井下气体的井下气体类别可以通过气体探测仪实现。
46.进一步地，本发明实施例通过根据所述井下气体类别，提取所述井下气体中的有害气体可以筛选出有害气体类型，从而针对性进行防护。其中，所述有害气体是指对人体或者设备存在危害的气体。
47.作为本发明的一个实施例，所述根据所述井下气体类别，提取所述井下气体中的有害气体可以通过聚类函数实现。
48.进一步地，本发明实施例通过计算所述有害气体的气体危害阈值可以分析所述有害气体的危害程度，从而确定作业人员和探测设备的气体覆盖范围，从而提高对石油井下探测的安全性。其中，所述气体危害阈值是指所述有害气体的翻盖范围。
49.作为本发明的一个实施例，所述计算所述有害气体的气体危害阈值，包括：识别所述有害气体的有害化学因子；检索所述有害化学因子的因子浓度；分析所述有害化学因子的因子特征；根据所述因子特征，计算所述有害化学因子的因子持续性和流动性；根据所述因子持续性、所述流动性以及所述因子浓度，计算所述有害气体的气体危害阈值。
50.其中，所述有害化学因子是指所述有害气体中存在危害的因子，所述因子浓度是指所述有害化学因子在特定范围的浓度值，所述因子特征是指所述有害化学因子的特获属性，所述因子持续性是指所述有害化学因子的可持续时间，所述流动性是指所述有害化学因子的扩散效率。
51.进一步地，本发明一可选实施中，所述根据所述因子持续性、所述流动性以及所述因子浓度，计算所述有害气体的气体危害阈值，包括：根据所述因子持续性，分析所述有害气体对应有害化学因子的有害持续时间；根据所述流动性，计算所述有害气体对应有害化学因子的有害扩散效率；根据所述有害持续时间、所述有害扩散效率以及因子浓度，利用下述公式计算所述有害气体的气体危害阈值：；其中，表示气体危害阈值，表示第个有害气体对应有害化学因子的有害持续时间，表示有害气体的数量，表示第个有害气体，表示第个有害气体对应有害化学因子的有害扩散效率，表示第个环境影响因子。
52.进一步地，本发明实施例通过根据所述设备抗压性和所述气体危害阈值，对所述探测设备进行优化，得到优化探测设备可以提高设备的探测性能，从而提高了探测的安全指标。其中，所述优化探测设备是指通过性能优化得到的设备。
53.作为本发明的一个实施例，所述根据所述设备抗压性和所述气体危害阈值，对所述探测设备进行优化，得到优化探测设备，包括：根据所述设备抗压性，构建所述探测设备的材料强化规则；根据所述气体危害阈值，构建所述探测设备的气体过滤规则；基于所述材料强化规则和所述气体过滤规则，对所述探测设备进行优化，得到所述优化探测设备。
54.其中，所述材料强化规则针对设备材料强度进行优化的规则，所述气体过滤规则是指针对设备有害气体防护构建的过滤规则。
55.s4、根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，根据所述结构薄弱节点，构建对所述待探测石油井下的作业人员的安全作业路径。
56.进一步地，本发明实施例通过根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点可以分析所述井下场景的在探测过程容易发生危险节点，从而提高对石油井下探测的安全性。其中，所述结构薄弱节点是指所述井下场景的结构薄弱坐标。
57.作为本发明的一个实施例，所述根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，包括：根据所述井下结构，配置所述井下场景的红外探测环境；基于所述红外探测环境，对所述井下场景进行红外高频探测，得到红外频率信号；将所述红外频率信号进行数据转化，得到数字信号；根据所述数字信号，分析所述井下场景的内部结构；标记所述内部结构中结构薄弱节点。
58.其中，所述红外探测环境是指配置的用来探测井下场景的红外环境，所述红外频率信号是指通过高频率红外探测的红外频率信号，所述数字信号是指计算机可以识别的信号，所述内部结构是指所述井下场景地质内部的结构。
59.进一步地，本发明一可选实施中，所述将所述红外频率信号进行数据转化，得到数字信号可以通过信号编码技术实现。
60.进一步地，本发明实施例通过根据所述结构薄弱节点，构建对所述待探测石油井下的作业人员的安全作业路径可以防止作业人员因操作失误导致危险情况的发生，提高作
业人员对石油井下探测的安全性。其中，所述安全作业路径是指可以使得作业人员进行安全工作的路线和操作。
61.作为本发明的一个实施例，所述根据所述结构薄弱节点，构建对所述待探测石油井下的作业人员的安全作业路径可以通过所述结构薄弱节点标记所述待探测石油井下的安全区域，利用寻优算法计算所述安全区域的最优路线。
62.s5、构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径，通过远程操作路径和所述安全作业路径，利用所述指挥中心对所述优化探测设备配置探测命令，通过所述探测命令，对所述待探测石油井下执行安全探测。
63.本发明实施例通过构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径可以通过远程控制所述作业人员进行探测，避免所述作业人员误操作导致产生探测风险。其中，所述远程操作路径是指所述指挥中心用来远程控制探测设备的通道。
64.作为本发明的一个实施例，所述构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径可以通过通信网络来实现。
65.进一步地，本发明实施例通过通过远程操作路径和所述安全作业路径，利用所述指挥中心对所述优化探测设备配置探测命令，通过所述探测命令，对所述待探测石油井下执行安全探测可以先制定探测规则，在通过所述优化探测设备进行远程探测，提高探测效率的同时，提高了作业人员的探测安全。其中，所述探测命令是指所述指挥中心制定的对所述待探测石油井下的探测规则，例如探测步骤、探测区域等规则。
66.本发明实施例通过对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据可以将所述井下数据进行无效值删除、缺失值修补等一系列操作后得到的目标数据，保证了井下数据的有效性；进一步地，本发明实施例通过挖掘所述目标井下数据的数据关联关系可以分析所述目标井下的数据关联逻辑，从而为后期进行数据分析提供数据基础；设备在所述模拟温压环境的设备抗压性；进一步地，本发明实施例通过根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构可以分析所述井下场景的基本特征，为后期对井下进行安全探测提供数据支撑；进一步地，本发明实施例通过根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境可以更好的测试探测设备在模拟温压环境中是否可以正常使用，从而提高了对石油井下探测的安全性，进一步地，本发明实施例通过识别所述井下气体的井下气体类别可以分析气体的类型判断气体对作业人员是否存在探测风险，从而提高探测人员对石油井下的探测安全，最后，进一步地，本发明实施例通过根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点可以分析所述井下场景的在探测过程容易发生危险节点，从而提高对石油井下探测的安全性，本发明实施例通过构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径可以通过所述优化探测设备进行远程探测，提高探测效率的同时，提高了作业人员的探测安全。因此本发明提出的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，可以提高对石油井下探测的安全。
67.如图2所示，是本发明一实施例提供的基于物联网实现石油测井下的安全管理系统的功能模块图。
68.本发明所述基于物联网实现石油测井下的安全管理系统200可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于物联网实现石油测井下的安全管理系统200可以包括井下场景构建模块201、设备抗压性测试模块202、探测设备优化模块203、作业路径构建模块204及
石油井下探测模块205。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
69.在本实施例中，关于各模块/单元的功能如下：所述井下场景构建模块201，用于采集待探测石油井下的井下数据，对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的井下场景；所述设备抗压性测试模块202，用于根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构，根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境，计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性；所述探测设备优化模块203，用于识别所述井下气体的井下气体类别，根据所述井下气体类别，提取所述井下气体中的有害气体，计算所述有害气体的气体危害阈值，根据所述设备抗压性和所述气体危害阈值，对所述探测设备进行优化，得到优化探测设备；所述作业路径构建模块204，用于根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，根据所述结构薄弱节点，构建对所述待探测石油井下的作业人员的安全作业路径；所述石油井下探测模块205，用于构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径，通过远程操作路径和所述安全作业路径，利用所述指挥中心对所述优化探测设备配置探测命令，通过所述探测命令，对所述待探测石油井下执行安全探测。
70.详细地，本发明实施例中所述基于物联网实现石油测井下的安全管理系统200中所述的各模块在使用时采用与附图中所述的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
71.本发明一实施例提供了实现基于物联网实现石油测井下的安全管理方法的电子设备。
72.参见图3所示，所述电子设备可以包括处理器30、存储器31、通信总线32以及通信接口33，还可以包括存储在所述存储器31中并可在所述处理器30上运行的计算机程序，如基于物联网实现石油测井下的安全管理方法程序。
73.其中，所述处理器在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（central processing unit，cpu）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器是所述电子设备的控制核心（control unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器内的程序或者模块（例如执行基于物联网实现石油测井下的安全管理程序等），以及调用存储在所述存储器内的数据，以执行电子设备的各种功能和处理数据。
74.所述存储器至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：sd或dx存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的移动硬盘。所述存储器在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（smart media card，smc）、安全数字（secure digital，sd）卡、闪存卡（flash card）等。进一步地，所述存储器还可以既包括电子设备的内部存储单元也包
括外部存储设备。所述存储器不仅可以用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如基于基于物联网实现石油测井下的安全管理程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
75.所述通信总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称pci）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称eisa）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器以及至少一个处理器等之间的连接通信。
76.所述通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信，包括网络接口和用户接口。可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如wi-fi接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。所述用户接口可以是显示器（display）、输入单元（比如键盘（keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled（organic light-emitting diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
77.例如，尽管未示出，所述电子设备还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理系统与所述至少一个处理器逻辑相连，从而通过电源管理系统实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备还可以包括多种传感器、蓝牙模块、wi-fi模块等，在此不再赘述。
78.应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
79.所述电子设备中的所述存储器存储的基于物联网实现石油测井下的安全管理程序是多个指令的组合，在所述处理器中运行时，可以实现：采集待探测石油井下的井下数据，对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的井下场景；根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构，根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境，计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性；识别所述井下气体的井下气体类别，根据所述井下气体类别，提取所述井下气体中的有害气体，计算所述有害气体的气体危害阈值，根据所述设备抗压性和所述气体危害阈值，对所述探测设备进行优化，得到优化探测设备；根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，根据所述结构薄弱节点，构建对所述待探测石油井下的作业人员的安全作业路径；构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径，通过远程操作路径和所述安全作业路径，利用所述指挥中心对所述优化探测设备配置探测命令，通过所述探测命令，对所述待探测石油井下执行安全探测。
80.具体地，所述处理器对上述指令的具体实现方法可参考附图对应实施例中相关步
骤的描述，在此不赘述。
81.进一步地，所述电子设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或系统、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（rom，read-only memory）。
82.本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：采集待探测石油井下的井下数据，对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的井下场景；根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构，根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境，计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性；识别所述井下气体的井下气体类别，根据所述井下气体类别，提取所述井下气体中的有害气体，计算所述有害气体的气体危害阈值，根据所述设备抗压性和所述气体危害阈值，对所述探测设备进行优化，得到优化探测设备；根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，根据所述结构薄弱节点，构建对所述待探测石油井下的作业人员的安全作业路径；构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径，通过远程操作路径和所述安全作业路径，利用所述指挥中心对所述优化探测设备配置探测命令，通过所述探测命令，对所述待探测石油井下执行安全探测。
83.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
84.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
85.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
86.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
87.因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
88.本技术实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工
智能（artificial intelligence，ai)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
89.此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
90.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，其特征在于，所述方法包括：采集待探测石油井下的井下数据，对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的井下场景；根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构，根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境，计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性；识别所述井下气体的井下气体类别，根据所述井下气体类别，提取所述井下气体中的有害气体，计算所述有害气体的气体危害阈值，根据所述设备抗压性和所述气体危害阈值，对所述探测设备进行优化，得到优化探测设备；根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，根据所述结构薄弱节点，构建对所述待探测石油井下的作业人员的安全作业路径；构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径，通过远程操作路径和所述安全作业路径，利用所述指挥中心对所述优化探测设备配置探测命令，通过所述探测命令，对所述待探测石油井下执行安全探测。2.如权利要求1所述的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，其特征在于，所述对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，包括：对所述井下数据进行数据清洗，得到清洗井下数据；对所述清洗井下数据进行数据平滑，得到平滑井下数据；对所述平滑井下数据进行数据集成，得到集成井下数据；检查所述集成井下数据的数据有效性；基于所述数据有效性，筛选所述集成井下数据的目标井下数据。3.如权利要求2所述的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，其特征在于，所述对所述清洗井下数据进行数据平滑，得到平滑井下数据，包括：建立所述清洗井下数据的时间轴；标记所述时间轴上所述清洗井下数据的数据原始值；根据所述数据原始值和所述时间轴，利用下述公式计算所述清洗井下数据的指数平滑值：；其中，表示在时间点t的指数平滑值，表示平滑系数（0 < α < 1），表示在时间点t的数据原始值，表示在时间点-1的指数平滑值，表示时间轴对应的时间点。4.如权利要求1所述的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，其特征在于，所述挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，包括：提取所述目标井下数据的关键数据；识别所述关键数据的关键数据特征；根据所述关键数据特征，计算所述关键数据的数据相关值；根据所述数据相关值，分析所述关键数据的数据关联关系。
5.如权利要求4所述的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，其特征在于，所述根据所述关键数据特征，计算所述关键数据的数据相关值，包括：映射所述关键数据特征的空间特征向量；标记所述空间特征向量的空间向量坐标；根据所述空间向量坐标，构建所述关键数据的相关曲线；根据所述相关曲线和所述空间向量坐标，利用下述公式计算所述关键数据的数据相关值：；其中，表示数据相关值，表示双曲正弦函数，表示第个空间向量坐标，表示第个空间向量坐标的横坐标，表示第个空间向量坐标的纵坐标，表示相关曲线的曲线最高值，表示相关曲线的曲线最低值。6.如权利要求1所述的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，其特征在于，所述计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性，包括：扫描所述探测设备在所述模拟温压环境中的设备外观状态；根据所述设备外观状态，计算所述探测设备的设备屈服度；识别所述探测设备在所述模拟温压环境中的设备运行状态；标记所述设备运行状态的设备异常状态；根据所述设备屈服度和所述设备异常状态，分析所述探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性。7.如权利要求1所述的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，其特征在于，所述计算所述有害气体的气体危害阈值，包括：识别所述有害气体的有害化学因子；检索所述有害化学因子的因子浓度；分析所述有害化学因子的因子特征；根据所述因子特征，计算所述有害化学因子的因子持续性和流动性；根据所述因子持续性、所述流动性以及所述因子浓度，计算所述有害气体的气体危害阈值。8.如权利要求7所述的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，其特征在于，所述根据所述因子持续性、所述流动性以及所述因子浓度，计算所述有害气体的气体危害阈值，包括：根据所述因子持续性，分析所述有害气体对应有害化学因子的有害持续时间；根据所述流动性，计算所述有害气体对应有害化学因子的有害扩散效率；根据所述有害持续时间、所述有害扩散效率以及因子浓度，利用下述公式计算所述有害气体的气体危害阈值：
；其中，表示气体危害阈值，表示第个有害气体对应有害化学因子的有害持续时间，表示有害气体的数量，表示第个有害气体，表示第个有害气体对应有害化学因子的有害扩散效率，表示第个环境影响因子。9.如权利要求1所述的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，其特征在于，所述根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，包括：根据所述井下结构，配置所述井下场景的红外探测环境；基于所述红外探测环境，对所述井下场景进行红外高频探测，得到红外频率信号；将所述红外频率信号进行数据转化，得到数字信号；根据所述数字信号，分析所述井下场景的内部结构；标记所述内部结构中结构薄弱节点。10.一种基于物联网实现石油测井下的安全管理系统，其特征在于，用于执行如权利要求1-9中任意一项所述的基于物联网实现石油测井下的安全管理方法，所述系统包括：井下场景构建模块，用于采集待探测石油井下的井下数据，对所述井下数据进行预处理，得到目标井下数据，挖掘所述目标井下数据的数据关联关系，根据所述数据关联关系，构建所述待探测石油井下的井下场景；设备抗压性测试模块，用于根据所述目标井下数据，识别所述井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构，根据所述井下温度值和所述井下压力值，构建所述待探测石油井下的模拟温压环境，计算预设的探测设备在所述模拟温压环境的设备抗压性；探测设备优化模块，用于识别所述井下气体的井下气体类别，根据所述井下气体类别，提取所述井下气体中的有害气体，计算所述有害气体的气体危害阈值，根据所述设备抗压性和所述气体危害阈值，对所述探测设备进行优化，得到优化探测设备；作业路径构建模块，用于根据所述井下结构，标记所述井下场景的结构薄弱节点，根据所述结构薄弱节点，构建对所述待探测石油井下的作业人员的安全作业路径；石油井下探测模块，用于构建所述优化探测设备和预设的指挥中心的远程操作路径，通过远程操作路径和所述安全作业路径，利用所述指挥中心对所述优化探测设备配置探测命令，通过所述探测命令，对所述待探测石油井下执行安全探测。

技术总结
本发明涉及安全管理领域，揭露了一种基于物联网实现石油测井下的安全管理方法及系统，所述方法包括：构建待探测石油井下的井下场景；识别井下场景的井下温度值、井下压力值、井下气体以及井下结构，构建待探测石油井下的模拟温压环境，计算探测设备在模拟温压环境的设备抗压性；识别井下气体的井下气体类别，提取井下气体中的有害气体，计算有害气体的气体危害阈值，对探测设备进行优化，得到优化探测设备；标记井下场景的结构薄弱节点，构建对待探测石油井下的作业人员的安全作业路径；构建优化探测设备和指挥中心的远程操作路径，对优化探测设备配置探测命令，对待探测石油井下执行安全探测。本发明可以提高对石油井下探测的安全性。全性。全性。


技术研发人员：王永强
受保护的技术使用者：西安格威石油仪器有限公司
技术研发日：2023.09.01
技术公布日：2023/10/8