雷达预警技术在油田技防领域的应用探讨

宋成功（大庆油田有限责任公司第十采油厂，黑龙江 大庆 163000）

雷达预警技术在油田技防领域的应用探讨

宋成功（大庆油田有限责任公司第十采油厂，黑龙江 大庆 163000）

A、B转油站位于某厂产油主力区块，油井分布“点多面广”，区域内有江河流经，环保指标要求较高，油井防盗依赖于人工巡检，保卫人员劳动强度高、打击难度大。针对上述问题开展了雷达预警技术研究，研究成果应用在A、B转油站后，不仅提高了油田技防管理效率，减少杜绝生产设施破坏、盗油带来的环境污染，而且大幅降低油田生产管理成本，为油田技防系统建设提供借鉴思路。

雷达;预警;油田;技防;应用

S厂某区块A、B两座转油站管辖油区面积16.57平方公里，油水井大部分井处于国堤内漫滩行洪区，建设区域地类以低洼耕地为主，局部为水稻田地，共有油井273口，水井81口，计量间6座，年产量8.84万吨，约占S厂年产量的11%。

A、B转油站油井分布“点多面广”环保指标要求较高，盗油及油水井破坏严重。据调查，盗油犯罪分子主要有井上伺机放油，雇车、雇船随机运油，输油管线栽阀等偷油方式，油井防盗仅仅依赖于人工巡查，存在着劳动强度高、打击难度大，职工巡井危险系数大等一系列问题，因此开展了雷达预警技术应用研究。

1 油田安防预警雷达技术优化

1.1 油田适应性分析

为选择合适的雷达设备，从雷达性能方面入手，开展油田适应性分析测试，测试过程中，分别对舰载雷达、海防雷达、步兵雷达、相控雷达开展基于油田复杂地形地面下移动目标侦测误报率分析，得出测试报告，优选相控雷达作为预警雷达本体，开展技术优化。

表1：测试结果

1.2 雷达预警技术优化

软件方面：针对相控电扫雷达测角精度高于3°，大于4km低速目标定位偏差大的现状，采取了微带漏波天线代替原贴片式天线，重组耿氏震荡、肖特基混频二极管，优化后天线测角精度小于2°，4km目标定位偏差小于20m。针对“切向方向”运动的低速目标（＜1.8km∕h），发现率低于27%的现状。使用低频带通滤波器将原有X波段升级为K波段，提高地面低速目标的探测率。针对地杂波抑制难度大，动目标不能自动编号问题，使用C++编程语言，对目标关联起批算法二次开发，提升了油田复杂地面环境低速目标捕获、数据处理能力。

硬件方面：改进了雷达发射频率，结合微带漏波频率电扫描天线、固态发射机射频组件、应用DSP+FPGA的信号处理平台和ARM9的总控系统，使单次预扫描雷达波束照射区内的地物形成多条多普勒频率反馈镜像，并自动筛选出高分辨率图像，对目标物性精确分析。

优化效果：经测试，改进后雷达预警系统可成功满足油田对单一区块定向扫测、联动视频监控设备等高级别安防预警需求，具有以下技术特性：①雷达扫描识别半径：车辆≤6km人：≤3km②雷达扫描速度：360°∕S③距离误差：≤15m 方位误差：≤0.5°④防护等级：IP66⑤系统平均无故障时间：MTBF≥7000h⑥整机耐寒：≤-40℃，耐热：≥55℃⑦发射功率：≤50w

2 雷达预警技术现场应用

基于上述优化成果，构建了A、B两座转油站两套雷达预警系统。经验证，该系统视频监控范围3km，雷达侦测范围6km。

图1：油田安防雷达预警系统

A转油站，管辖油井151口，雷达安装高度37.7米，雷达监控范围内有油井约140口，占该区块总井数的92.72%。

B转油站，管辖油井122口，雷达安装高度37.9米，视频最远覆盖半径4.2km，监控范围内有江河一条，油井95口，占该区块总井数的77.87%。

统计数据表明，自应用该系统以来，原油被盗现象大幅下降，上述地区未发生原油被动案件，取得了显著的经济效益。

3 推广前景

（1）该雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力，该系统在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面也显示出了很好的应用潜力。

（2）该雷达系统适用于油田生产区大范围区域防侵入预警、大型场站的防侵入警戒以等场合。与单井监控系统相比，该系统硬件建设在有人值守的转油站内，防破坏能力强，雷达联动地理信息系统具有“未侵入，先预警”功能，可提前应预警盗油案件可疑目标，挽回直接经济损失。

（3）国内外相关产品相比，改进后的雷达性价比高，每套设备监控覆盖范围约100平方公里，未来在数字化油田建设中能够发挥重要技术防范作用,减少油田生产设备及设施被人为破坏。

4 结语

项目完成了油田安防预警雷达技术参数优化，测试了雷达探测范围，定位精度等技术指标。开展系统现场试验和技术优化，提升了可疑目标识别精度，降低了系统误报率。提高了油田安防管理效率，减少了A、B转油站杜绝生产设施破坏、盗油带来的环境污染，大幅降低油田生产管理成本，为油田安技防系统建设提供借鉴思路。

[1]王小谟,匡永胜,陈忠先.监视雷达技术.电子工业出版社,2008.

[2]王小谟，张光义.雷达与探测.国防工业出版社,2008.

宋成功，男，工程师，1992年7月毕业于大庆石油学校，工企电气化专业，从事油气田地面技术管理工作，现任大庆油田有限责任公司第十采油厂规划设计研究所所长。