[發明專利]一種采用智能石油勘探機器人系統的石油勘探方法

有效

• 申請號: 201810913307.9
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109029473B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 陳梁
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: G01C21/32
• 分類號: G01C21/32;G01C21/00;G01V9/00;G05D27/02;G05F1/66;B25J11/00
• 代理公司: 青島申達知識產權代理有限公司 37243
• 代理人: 霍本俊

本發明公開了一種采用智能石油勘探機器人系統的石油勘探方法，屬于石油智能勘探領域，包括勘探機器人和遙控監測中心，所述勘探機器人包括自主導航模組、機械臂、信息傳輸模塊和能源驅動模塊；能實現惡劣環境下的自主偵查與智能勘探采樣，智能采集及分配機器人能源，提高續航范圍和勘探效率，并能夠在勘探過程中自主巡邏安防，節省安防成本。

技術領域

本發明屬于石油智能勘探領域，尤其涉及的是一種智能石油勘探機器人系統及其石油勘探方法。

背景技術

油氣等礦物能源是國家發展的基石，因此石油相關技術產業具有很大的發展空間。石油產業作為我國經濟增長的一大動力，發揮著不可替代的作用。同時，我國經濟總體規模較大，機器人擁有量和技術水平低。隨著人工智能時代及工業4.0的來臨，各行業對機器人的需求數量也逐步增長。但現有石油機器人行業存在勘探設備資源浪費，功能單一，場地安防監控投入成本高等問題，難以滿足體制改革中日益增長的勘探自動化需求。

而現階段對石油行業機器人的研究多局限于鉆桿連接、導管架安裝、水下開閥關閥、鉆井等，針對石油勘探開發領域的研究內容較為匱乏。①在進行正式石油開采任務之前，石油勘探人員需要親身在野外進行實踐，這就產生了很高的人力成本，且石油地質行業危險程度高、意外發生幾率大，對油氣的勘探業發展造成了很大阻力。②在勘探采樣設備方面，由于設備集成度低且操作復雜，據統計只有13％的勘探人員可以借助勘探設備進行準確作業，且具備豐富勘探經驗的專家資源有限，難于對多處資源進行人工勘探，常常導致獲得樣品不理想或勘探設備的損壞。③由于利益驅使，石油盜竊日益猖獗，但油氣自動化安保的研發空白，使得油田安保需要投入大量的人力物力成本，造成嚴重的資源浪費。

尤其是，石油地質行業的工作環境通常較為惡劣，常位于戈壁灘或沙漠中，當今市場上卻缺乏可以在資源欠缺區域仍能夠正常使用的石油勘探裝置，難于解決設備能源不足，采樣勘探效率低下的問題。

發明內容

本發明為了解決現有石油機器人無法實現惡劣環境下的地質勘探問題，本發明提供一種智能石油勘探機器人系統及其石油勘探方法，能實現惡劣環境下的自主偵查與智能勘探采樣，智能采集及分配機器人能源，提高續航范圍和勘探效率，并能夠在勘探過程中自主巡邏安防，節省安防成本。

本發明提供的技術方案如下：

一種智能石油勘探機器人系統，其中，包括勘探機器人和遙控監測中心，所述勘探機器人包括自主導航模組、機械臂、信息傳輸模塊和能源驅動模塊；

所述自主導航控制模塊包括采集環境信息的環境傳感器和即時定位與地圖構建(簡稱SLAM)組件，所述自主導航控制模塊能夠控制勘探機器人自主進行石油勘探的先遣偵查與返程導航；所述機械臂包括采樣機構、采樣控制模塊和關節驅動電機，所述機械臂能夠通過采樣控制模塊控制關節驅動電機的輸出功率，驅動采樣機構的夾持關節轉動來抓取樣本；所述能源驅動模塊包括太陽能電池模組和驅動底盤，太陽能電池模組與驅動底盤供電連接，所述驅動底盤通過驅動控制模塊控制行進驅動電機輸出功率驅動勘探機器人運動；所述遙控監測中心設置有遙感機械手套，所述遙感機械手套通過信息傳輸模塊與機械臂通訊連接，所述遙感機械手套內設置有體感傳感器，能夠采集人體手臂動作信息并傳輸至勘探機器人。

優選的，所述自主導航模組通過環境傳感器獲取并跟蹤勘探機器人位姿，通過SLAM組件處理獲得勘探機器人預走路線角度，SLAM組件利用路徑跟蹤算法對機器人預走路線進行跟蹤。所述位姿優選包括勘探機器人的當前位置、轉彎姿態以及運動速度。

所述SLAM組件優選利用GPS定位勘探機器人路徑航向，并依據實時動態差分定位(簡稱RTK)獲得厘米級定位精度，用于勘探機器人自主導航。

更優選的，SLAM組件包括樹莓派嵌入式模塊、Ubuntu模塊和機器人操作系統(簡稱ROS)，ROS安裝移植于Ubuntu模塊中并嵌入樹莓派嵌入式模塊。