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无人机巡检技术在油气生产中的应用

引言

油气资源作为现代工业的核心基石，安全生产与稳定供应意义重大。油田巡检是保障安全生产的关键环节，承担设施监测、隐患排查等核心任务，但传统人工巡检效率低、风险高、成本高的问题长期突出，难以适配现代油田规模化、精细化发展需求。

胜利油田油区范围广阔、设施点多面广，覆盖东营、滨州及西部新疆等多区域，油区护卫管理中心作为油区安全的坚实屏障，以治安安保为核心职责，率先引入无人机巡检技术；随着5G、人工智能、大数据等技术的深度发展，中心进一步部署自动机场，深化与采油管理区的协同协作，拓展生产运行保障、安全环保管控等多领域服务链条，构建起全场景智能巡检体系。目前，中心已拥有民航局CAAC多旋翼无人机教员资格10人、多旋翼无人机驾驶员资格111人、固定翼无人机驾驶员资格13人，配备手操无人机60台、固定翼2架、自动机场103台，形成规模化、专业化巡检能力。该体系成功实现新疆极端环境地区巡检突破，优化了劳动结构，推动女工广泛参与智能巡检、数据处理等工作，达成巡检质量、作业效率、运行能力“三提升”，安全风险、运行成本、劳动强度“三降低”的显著成效，为油田降本增效、增储上产提供了有力支撑。

一、时代浪潮，油气巡检迭代升级

胜利油田无人机巡检技术历经四个阶段：2018年前为起步阶段，无人机仅少量试点应用；2018-2022年进入发展阶段，开展小规模治安巡检但未形成专业体系；2022-2024年全面推广，由油区护卫管理中心统筹，拓展至多场景应用；2025年起逐步迈入智能化阶段，搭建统一管控平台，组建数据标注团队优化算法模型，融合5G、AI技术部署自动化机场，构建“空中飞巡 地面探巡 视频网巡 数智精巡”融合管控体系。

二、多维协同，构建智能巡检体系

（一）系统构成

智能巡检体系由四大核心模块组成：一是无人机平台，其中多旋翼无人机（大疆M300/M350等）与自动化机场适配近距离精细巡检需求，固定翼无人机（含垂直起降型）满足长输管道、大范围区域的高效巡检任务；二是任务载荷，搭载高清摄像、红外热成像、气体传感等多元化设备，实现多维数据精准采集，为隐患识别提供坚实数据支撑；三是地面控制系统，包含定制化软件与统一管控平台，可与PCS、GIS等多系统互联互通，打造“一网统管、一网统飞、一机多飞、一飞多用”的高效运行管理体系；四是智能算法支撑，通过专业数据标注团队对油田巡检场景中的设备异常、非法入侵等特征进行样本标注与分类，依托平台大模型持续迭代训练，优化模型场景适配性，搭建完善的异常特征数据库。

（二）技术优势

与传统人工巡检相比，无人机巡检效率提升6倍以上，单井巡检时间缩至5分钟；可在危险环境作业，保障人员安全；通过数据标注团队的持续训练，大模型异常识别准确率大幅提升，实现异常信息自动推送，形成“识别-预警-处置”快速响应链路；各类传感器结合AI算法，隐患识别准确率显著提高；自动化机场简化操作流程，赋能女工参与巡检作业，优化用工结构。

三、场景深耕，释放低空经济价值

油区护卫管理中心立足油气生产全流程需求，将无人机巡检技术与实际业务深度绑定，构建覆盖生产、安全、应急、治安等核心领域的七大应用场景，全方位释放低空经济价值：一是油区生产保障，通过“无人机巡检 AI识别”模式，快速完成生产异常巡检、定位与智能诊断，如某护卫部利用热成像技术1晚便发现集输站2处管道淤堵隐患，避免大规模生产停滞；二是安全环保管控，对黄河流域、自然保护区等敏感区域开展周期性巡查，今年5月以来累计处置原油泄漏、固废倾倒等问题60起，筑牢环境安全防线；三是应急救援处置，打造“应急支援、空中指挥、夜间照明、气体检测、应急通信”五位一体体系，2024年以来提供应急支援50余次，应急响应时间缩短50%以上；四是油区治安治理，联动PCS系统与道路卡口，构建“系统预警 空中侦察 地面核实”立体化防控网，精准打击管线盗油等违法行为；五是安保维稳防控，在重大活动与关键节点通过自动化、高频次巡防，优化安保力量配置，提升快速响应能力；六是数字测绘建模，运用二维、三维及VR建模技术，为施工规划与应急指挥提供可视化支撑，今年完成218平方公里土地6次全覆盖巡检，排查大量土地违规侵占行为；七是海上巡检应用，针对海上平台巡检难题，通过巡检无人机排查盲区、运载无人机配送物资、专用无人机处理溢油，成功突破地理与环境限制，填补海上巡检空白。

四、模式创新，驱动产业提质增效

（一）典型示范运行模式

以5个智能巡检示范管理区为代表，中心创新构建“驻岗服务 闭环管控 数智服务 效果量化”的一体化运行模式：驻岗服务方面，成立“数智巡检（护）站”，选派专业骨干进驻采油厂生产指挥中心联合值班，实现“甲乙双方”向“一个团队”的协同转变；闭环管控方面，构建“状态感知-运行决策-异常处置-生产恢复-结果复查”的全流程工作闭环，将异常响应从“小时级”压缩至“分钟级”；数智服务方面，依托数据采、传、存、管、用、智全价值链，联合攻关8类AI识别模型，实现数据全链条增值应用；效果量化方面，通过精准数据统计，直观呈现降本、增效、安全等方面的应用成效。

（二）多维应用成效

以某管理区试点为例，10座无人机场覆盖460口油水井、28条管线（规划58条航线、532个航点），无人机累计飞行1万余架次，发现各类异常400余处，经过5个月运行取得显著成效：

1.劳动强度与安全风险双降低，单次飞行可替代双人3小时巡检任务，3台无人机机场将25人外输管线巡检班站优化为8人，有效缓解结构性缺员难题；传统人工步巡需跨越复杂地形、接触危险设备，无人机实现“足不出户”全覆盖，女工通过自动化机场操作、数据标注等工作参与巡检，拓宽了岗位范围；累计发现并协助处置管线穿孔45处、土地侵占24起、盗油事件10起，挽回直接经济损失超百万元；

2.运行成本大幅节约，无人机单次巡检成本仅52元，不到人车联巡成本（约800元）的十分之一，以单条外输线日巡2次测算，采油管理区年可节约人工成本约54万元，减少车辆燃油、维保等费用约15万元；

3.核心效能显著提升，10公里管线巡检从3小时缩短至30分钟，单井巡检从30分钟缩至5分钟，效率普遍提升6倍以上；数据标注团队赋能的AI大模型，实现巡检数据快速解析、异常自动推送报警与分类分级处置，推动巡检从“事后处置”向“事前防范”转型；通过提前发现并处置皮带断股、电机过热等异常隐患，避免停产时间10小时以上，直接增油并避免设备损失超30万元。

五、破局攻坚，破解融合发展难题

当前，无人机巡检技术在油气生产中的深度应用仍面临三大挑战：一是技术瓶颈，油区电磁干扰强、无人机续航短、数据处理效率低、AI算法需定制化等问题突出，需进一步加强产学研协同创新，优化通信与电池技术，研发高效数据处理算法，扩充异常标准库与标注样本量，持续提升大模型识别精度与响应速度；二是人才缺口，复合型人才不足，存在“两多两少”问题（传统护卫经验人员多、数智化专业人才少，设备操作型人员多、算法研发型人员少），需构建“理论 实操”一体化培养体系，开展多维度培训，强化数据标注、模型训练等技能培养，鼓励女工参与技术工作，打造专业化人才队伍；三是管理协同，巡检制度不完善、跨业务协同不足、空域审批繁琐，需进一步细化“采护一体化”机制，优化空域审批流程，健全巡检标准体系，实现管理规范化、高效化。

六、智领未来，深化产技融合新篇

未来，无人机巡检技术将朝着三大方向深化发展：一是智能化升级，建立设备全生命周期健康度模型，深化数据标注团队与大模型的协同迭代，优化异常预判算法，实现“预测性维护”，提升巡检精准度与前瞻性；二是多机协同作业，开发集群调度算法，实现多无人机编队巡检，大幅提升大范围区域巡检与应急处置效率；三是技术融合创新，深化与物联网、区块链等前沿技术的融合，构建“全空间无人体系”，拓展更多应用场景，推动技术深度融入油气生产各环节，实现油区巡检与生产运营的协同联动、智能升级。

结语

无人机巡检技术在胜利油田的应用，通过7大类核心应用场景与示范运行模式，有效解决传统巡检的诸多痛点，在降本、增效、提质、安全等方面成效显著。尽管面临多重挑战，但通过持续创新优化，尤其是数据标注团队赋能下大模型的迭代升级，无人机巡检技术将向更高水平发展。未来，油区护卫管理中心将继续推进智能巡检体系建设，打造“行业标杆、集团一流”的示范工程，为胜利油田保障国家能源安全、建设智能油田贡献坚实力量，也为能源行业数智化转型提供可复制、可推广的实践经验。