地面装备的非接触式实时3D测绘的制作方法

本披露内容适用于确定装备的状况。

背景技术：

1、井口和地面结构会受到复杂的力和热梯度的影响，从而导致结构变化或损坏，包括例如各向异性膨胀、疲劳、位移等。这些影响可能会损坏平台、井口或这两者。传统系统可能会作为例行检查的一部分来手动测量结构变化，并且由于井的数量及其位置，进行测量的时间可能是零星的。

技术实现思路

1、本披露内容描述了可以用于使用光子感测系统来表征井口的结构位移的技术。在一些实施方式中，一种计算机实施的方法包括以下内容。由分析和呈现系统使用通过指向一个或多个对象的结构光传感器(slse)阵列的结构光照射收集的光信息来生成该一个或多个对象的三维(3d)点云。生成该点云包括定义该3d点云的关于该一个或多个对象上的参考点的点。使用该3d点云对该一个或多个对象执行实时非接触式3d表面测量。由该分析和呈现系统通过分析这些实时非接触式3d表面测量来确定该一个或多个对象的一个或多个部分的变化。

2、前面描述的实施方式可以使用以下各项来实施：计算机实施的方法；存储有计算机可读指令以执行计算机实施的方法的非暂态计算机可读介质；以及包括计算机存储器的计算机实施的系统，该计算机存储器与硬件处理器可互操作地耦接，该硬件处理器被配置为执行计算机实施的方法、存储在非暂态计算机可读介质上的指令。

3、本说明书中描述的主题可以以特定实施方式实施，以实现以下优点中的一个或多个。本披露内容的使用光子感测系统的技术可以用于例如在石油和天然气应用中提供高准确度、高速和非接触的方法来表征地面结构的变形。这些技术还可以用于通过吸光度或交叉偏振光谱法来表征材料变化和污染。结构光感测可以用于以非接触方式实时表征变形。术语“实时”可以对应于在指定时间段内(例如，在几秒内或一分钟以下)发生的事件。这些技术可以用于井口变形表征(例如，上游光子学计划和高级传感器计划)和井口位移分析的工具和方法的持续开发。本披露内容的技术可以通过提高结果的分辨率和降低采集速度来解决传统系统的问题。这些技术可以用于使用结构光来生成(例如，装备表面的)三维(3d)点云。进一步地，这些技术可以用于：表征轴向、径向和方位角变形；通过分析反射光束的交叉偏振光谱(例如，探测光束是椭圆偏振的)来表征机械张力和应变；通过使用反射光谱识别材料退化和污染；以及得到位移、温度和流速之间的相关性。这些技术可以扩展、修改或定制以表征其他地面装备的位移。这提供了优于传统系统的优势，例如，传统系统通常是反应性的，并且对与装备相关联的问题的反应可能较慢。

4、本说明书的主题的一个或多个实施方式的细节在具体实施方式、附图和权利要求中进行阐述。根据具体实施方式、权利要求和附图，主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。

技术特征：

1.一种系统，包括：

2.如权利要求1所述的系统，其中，该一个或多个对象包括石化工业操作中使用的装备，其中，该装备包括井口、生产油管和管汇中的一个或多个，并且其中，这些参考点是位于该装备上特定位置的标记。

3.如权利要求1所述的系统，其中，这些slse包括激光图案化的照射设备。

4.如权利要求1所述的系统，其中，确定该一个或多个对象的一个或多个部分的变化包括得到结构性质的变化，包括位移、变形、应力/应变状态、以及材料积聚/污染和退化。

5.如权利要求1所述的系统，其中，这些slse提供100微米的空间分辨率和大于或等于60赫兹(hz)的重复率。

6.如权利要求1所述的系统，其中，这些slse为该点云中的每个点确定x、y、z、λ值，并且其中，x、y、z是3d空间坐标，并且λ是这些3d空间坐标处的照射波长。

7.如权利要求1所述的系统，其中，该分析和呈现系统包括用于使用可通过监控和数据采集(scada)系统获得的数据来关联和预测流量的分析工具。

8.一种计算机实施的方法，包括：

9.如权利要求8所述的计算机实施的方法，其中，该一个或多个对象包括石化工业操作中使用的装备，其中，该装备包括井口、生产油管和管汇中的一个或多个，并且其中，这些参考点是位于该装备上特定位置的标记。

10.如权利要求8所述的计算机实施的方法，其中，这些slse包括激光图案化的照射设备。

11.如权利要求8所述的计算机实施的方法，其中，确定该一个或多个对象的一个或多个部分的变化包括得到结构性质的变化，包括位移、变形、应力/应变状态、以及材料积聚/污染和退化。

12.如权利要求8所述的计算机实施的方法，其中，这些slse提供100微米的空间分辨率和大于或等于60赫兹(hz)的重复率。

13.如权利要求8所述的计算机实施的方法，其中，这些slse为该点云中的每个点确定x、y、z、λ值，并且其中，x、y、z是3d空间坐标，并且λ是这些3d空间坐标处的照射波长。

14.如权利要求8所述的计算机实施的方法，其中，该分析和呈现系统包括用于使用可通过监控和数据采集(scada)系统获得的数据来关联和预测流量的分析工具。

15.一种非暂态计算机可读介质，存储有能够由计算机系统执行以执行包括以下各项的操作的一个或多个指令：

16.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，该一个或多个对象包括石化工业操作中使用的装备，其中，该装备包括井口、生产油管和管汇中的一个或多个，并且其中，这些参考点是位于该装备上特定位置的标记。

17.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，这些slse包括激光图案化的照射设备。

18.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，确定该一个或多个对象的一个或多个部分的变化包括得到结构性质的变化，包括位移、变形、应力/应变状态、以及材料积聚/污染和退化。

19.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，这些slse提供100微米的空间分辨率和大于或等于60赫兹(hz)的重复率。

20.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，这些slse为该点云中的每个点确定x、y、z、λ值，并且其中，x、y、z是3d空间坐标，并且λ是这些3d空间坐标处的照射波长。

技术总结
系统和方法包括一种用于提供光子感测系统以执行自动方法来表征装备表面的位移并实时监测变化的计算机实施的方法。由分析和呈现系统使用通过指向一个或多个对象的结构光传感器(SLSe)阵列的结构光照射收集的光信息来生成该一个或多个对象的三维(3D)点云。生成该点云包括定义该3D点云的关于该一个或多个对象上的参考点的点。使用该3D点云对该一个或多个对象执行实时非接触式3D表面测量。由该分析和呈现系统通过分析这些实时非接触式3D表面测量来确定该一个或多个对象的一个或多个部分的变化。

技术研发人员：达米安·巴勃罗·圣·罗曼·阿莱里吉,萨梅耶·伊萨·巴塔西,米沙尔·艾洛伊,阿德里安·塞萨尔·卡瓦佐斯·塞普尔韦达,穆特拉克·萨阿德·阿洛泰比
受保护的技术使用者：沙特阿拉伯石油公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15