[发明专利]一种压裂车机组的雷电预警方法、装置与系统

说明书

技术领域

本发明属于油气行业作业现场的防雷领域，更具体的，涉及一种压裂车机组的雷电预警方法、装置与系统。

背景技术

雷击预警技术随着信息化技术的发展而逐步发展，目前雷电监测预警系统已在森林雷击防火、航空航天、电力传输线路和矿山设施防护中得到了一定程度的应用。但由于人类对于雷电的认识有限，根据雷暴云产生的电场强度及闪电频次进行雷电监测，研究其发生发展的规律，即利用雷电特征对其进行有效的预警并应用，仍是雷电预警系统的重要课题。

近年来，随着油田开发技术的发展，压裂车的配置和性能也紧跟着压裂工艺的进步而不断发展。同时为适应压裂车在不同地域和不同条件下的使用要求，压裂车目前一般采用重型底盘车作业时通过拖车头将泵组拖到压裂施工井场。作为一种野外用移动设施，不得不面对各种环境条件和恶劣气候的考验，尤其是雷电破坏风险。由于雷电具有寻找阻抗最小路径泄放雷云电荷的趋势，而压裂车施工均在山区或开阔的平原，设备本身含有多种电控系统，施工中若遭雷击会导致整个设备失控，给现场作业和人员安全代来不可估量的损失。

其车身装有多种设施装备，极易处于局部区域最高点而成为雷击目标；同时随着自动化技术的发展，压裂车内集成了各类供电、通信和信息处理等电子电器设备，当车辆周围遭受直击雷时，产生的强烈感应雷电波极易通过外接线缆进入车类，从而遭受感应雷击破坏。而雷电能量巨大，一次闪电意味着典型峰值为20kA或更强的单次或多次电流冲击，无论是直击雷还是感应雷，都可能使压裂车遭受严重雷击破坏。因此如何降低压裂车机组作业时遭受雷击破坏的风险具有重要的意义。

发明内容

本发明公开一种压裂车机组的雷电预警方法、装置与系统，用于对压裂车机组现场作业工况下的雷电情况进行预警，已降低压裂车机组遭受雷击的风险。

为实现上述目的，本发明提供一种压裂车机组的雷电预警方法，并采用如下技术方案：

一种压裂车机组的雷电预警方法包括：S1：通过在多个预设参考点设置多个雷电探测设备以获取所述参考点的场强峰值；S2：通过在设有压裂车的目标现场布置多个电场仪持续探测地面电场，以获取所述目标现场的场强值；S3：求取所述场强峰值与所述场强值的比值，得到一求取结果，在所述求取结果大于第一预设阈值时，控制雷电报警设备发出报警信息。

进一步地，所述S1包括：通过通讯设备将所述雷电探测设备监测到的雷电监测数据传输至服务器侧；通过所述服务器侧对所述雷电监测数据中的云地闪回击过程的时间及位置进行计算，得到相应位置的所述场强峰值。

进一步地，所述S2包括：通过通讯设备将所述电场仪获取的电场信息传输至服务器侧；通过所述服务器侧对所述电场信息进行计算，以获取所述电场仪对应地面位置的所述场强值。

进一步地，所述通过所述服务器侧对所述电场信息进行计算包括：通过公式计算出每个所述电场仪对应地面位置的场强值；其中所述ΔQ表示在所述电场仪的动片上出现的感应电荷，ΔS表示所述动片暴露在大气中的面积。

进一步地，所述第一预设阈值为所述场强峰值与所述场强值的比值超出一预设比，所述预设比定期通过预设GIS模块调用目标现场的雷暴历史数据进行修正。

进一步地，在所述控制雷电报警设备发出报警信息之前，所述雷电预警方法还包括：通过所述服务器侧获取当日气象数据，将所述气象数据与所述比值进行比较，并根据比较结果，控制所述雷电报警设备发出所述报警信息。

根据本发明的另外一个方面，提供一种压裂车机组的雷电预警装置，并采用如下技术方案：

一种压裂车机组的雷电预警装置包括：第一获取模块，用于通过在多个预设参考点设置多个雷电探测设备以获取所述参考点的场强峰值；第二获取模块，用于通过在设有压裂车的目标现场布置多个电场仪持续探测地面电场，以获取所述目标现场的场强值；求取模块，求取所述场强峰值与所述场强值的比值，得到一求取结果，在所述求取结果大于第一预设阈值时，控制雷电报警设备发出报警信息。

进一步地，所述第一获取模块包括：第一传输模块，用于通过通讯设备将所述雷电探测设备监测到的雷电监测数据传输至服务器侧；第二计算模块，用于通过所述服务器侧对所述雷电监测数据中的云地闪回击过程的时间及位置进行计算，得到相应位置的所述场强峰值。

进一步地，所述第二获取模块包括：第二传输模块，用于通过通讯设备将所述电场仪获取的电场信息传输至服务器侧；第二计算模块，用于通过所述服务器侧对所述电场信息进行计算，以获取所述电场仪对应地面位置的所述场强值。