一种基于井口光缆穿越的储气库安全运行监测系统的制作方法

本技术涉及井下测量，具体涉及一种基于井口光缆穿越的储气库安全运行监测系统。

背景技术：

1、储气库作为重要的能源储备设施，其安全运行至关重要。通过在井口光缆穿越位置设置监测设备，可以实时监测地下储气库周边地质情况，包括地层稳定性、地下水情况等，及时发现地质变化，以保障储气库的安全稳定运行，同时利用井口光缆穿越的监测装置，可以实时监测储气库内部的气体压力情况，及时预警和处理压力异常情况，确保储气库的安全运行；进一步的，设置监测装置可以实时监测储气库的气体泄漏情况，一旦发现泄漏，可以及时采取措施进行处理，避免意外事故的发生。

2、因此，井口光缆穿越的储气库安全运行监测具有非常重要的必要性，可以保障储气库的安全运行，减少事故风险；但是由于储气库所在的位置光纤传感器的布设位置有限，以及光纤传感器本身可能会出现故障或损坏，这些问题可能导致监测系统设定的监测指标可能存在缺陷，导致未能及时发现潜在的安全隐患，需要不断优化和调整监测指标，而且储气库的安全预警不及时，对应急情况未及时做出调整，可能导致事故发生后果不堪设想。因此通过采集储气库的安全运行的相关参数对储气库的安全运行监测过程中，通过监测井监测储气库的压力和温度容易受到实际操作过程中环境干扰因素的影响，对井下储气库安全监测数据分析不准确，导致井下储气库的异常判断误差较大，使基于井口光缆穿越技术的储气库的安全监测出现延迟或监测误差较大。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于井口光缆穿越的储气库安全运行监测系统，以解决利用光缆穿越技术对储气库安全运行监测误差大的问题，所采用的技术方案具体如下：

2、本技术一个实施例提供了一种基于井口光缆穿越的储气库安全运行监测系统，该系统包括以下步骤：

3、井下储气库数据采集模块，通过监测井中布设的光纤传感器获取井口光缆穿越的储气库安全运行监测数据，所述储气库安全运行监测数据包括储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列；

4、井下储气库数据特征提取模块，对每个采集周期的储气库安全运行监测数据进行均匀划分，获取储气库安全运行监测数据的子序列；根据储气库安全运行监测数据中局部区间的趋势和紊乱特征差异计算每个子序列的储气库监测趋势推进系数；根据每个子序列的储气库监测趋势推进系数获取储气库压力迟滞特征分析序列和储气库温度迟滞特征分析序列；根据储气库压力迟滞特征分析序列和储气库温度迟滞特征分析序列获取每个采集周期的储气库监测迟滞系数；

5、井下储气库数据分析模块，根据不同采集周期之间的储气库监测迟滞系数计算储气库安全运行监测过程中每个监测数据采集点的延迟推进影响特征值，根据储气库安全运行监测过程中每个监测数据采集点的延迟推进影响特征值获取储气库安全运行监测权重参数；

6、井下储气库监测模块，基于储气库安全运行监测权重参数获取井口光缆穿越的储气库安全运行监测结果。

7、优选的，所述通过监测井中布设的光纤传感器获取井口光缆穿越的储气库安全运行监测数据的方法为：

8、在监测井的井口光缆穿越的位置均匀设置预设数量的监测数据采集点，在监测数据采集点光纤传感器获取每个采集周期的储气库的压力数据和温度数据，将每个采集周期的储气库的压力数据和温度数据按照时间升序的顺序组成的序列分别作为储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列，将所有监测数据采集点的储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列均作为井口光缆穿越的储气库安全运行监测数据。

9、优选的，所述根据储气库安全运行监测数据中局部区间的趋势和紊乱特征差异计算每个子序列的储气库监测趋势推进系数的方法为：

10、对于每个监测数据采集点的每个采集周期，每个采集周期的储气库安全运行监测数据的子序列对应储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列分别进行均匀划分获取的子序列，将储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列的子序列分别作为输入，采用趋势校验算法获取每个子序列的趋势统计量；

11、根据每个采集周期内储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列中子序列的趋势统计量获取每个子序列的储气库监测趋势差异系数；

12、根据每个采集周期内储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列中储气库监测趋势推进系数和数据差异特征计算每个子序列的储气库监测趋势推进系数。

13、优选的，所述根据每个采集周期内储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列中子序列的趋势统计量获取每个子序列的储气库监测趋势差异系数的方法为：

14、对于每个采集周期内储气库压力监测数据序列中每个子序列，计算子序列与其它每个子序列之间趋势统计量之差的映射结果，将所述映射结果在储气库压力监测数据序列上累加结果的均值与子序列中所有元素的变异系数的乘积作为子序列的储气库监测趋势差异系数；

15、对于每个采集周期内储气库温度监测数据序列中每个子序列，计算子序列与其它每个子序列之间趋势统计量之差的映射结果，将所述映射结果在储气库温度监测数据序列上累加结果的均值与子序列中所有元素的变异系数的乘积作为子序列的储气库监测趋势差异系数。

16、优选的，所述根据每个采集周期内储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列中储气库监测趋势推进系数和数据差异特征计算每个子序列的储气库监测趋势推进系数的方法为：

17、对于每个采集周期内储气库压力监测数据序列中每个子序列，计算子序列与其它每个子序列之间储气库监测趋势差异系数之差的绝对值，将所述绝对值与序列与其它每个子序列之间位方差的乘积作为分子，将子序列与其它每个子序列的储气库监测趋势差异系数的最小值作为分母，将分子与分母的比值在储气库压力监测数据序列上累加结果的均值作为子序列的储气库监测趋势推进系数；

18、对于每个采集周期内储气库温度监测数据序列中每个子序列，计算子序列与其它每个子序列之间储气库监测趋势差异系数之差的绝对值，将所述绝对值与序列与其它每个子序列之间位方差的乘积作为分子，将子序列与其它每个子序列的储气库监测趋势差异系数的最小值作为分母，将分子与分母的比值在储气库温度监测数据序列上累加结果的均值作为子序列的储气库监测趋势推进系数。

19、优选的，所述根据每个子序列的储气库监测趋势推进系数获取储气库压力迟滞特征分析序列和储气库温度迟滞特征分析序列的方法为：

20、将每个采集周期的储气库压力监测数据序列中所有子序列的储气库监测趋势推进系数按照由小到大的顺序组成的序列作为每个采集周期的储气库压力迟滞特征分析序列，将每个采集周期的储气库温度监测数据序列中所有子序列的储气库监测趋势推进系数按照由小到大的顺序组成的序列作为每个采集周期的储气库温度迟滞特征分析序列。

21、优选的，所述根据储气库压力迟滞特征分析序列和储气库温度迟滞特征分析序列获取每个采集周期的储气库监测迟滞系数的方法为：

22、对于储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列的每个子序列，根据子序列中所有数据对应的采集时间获取每个子序列的采集时间区间；

23、对于每个监测数据采集点的每个采集周期，将每个采集周期内储气库压力迟滞特征分析序列和储气库温度迟滞特征分析序列中相同位置元素对应的采集时间区间的最大值之差的绝对值的映射结果作为分子，将每个采集周期内储气库压力迟滞特征分析序列和储气库温度迟滞特征分析序列中相同位置元素之差的绝对值与0.01的和作为分母，计算分子与分母的比值在采集周期上的累加结果，将所述累加结果与采集周期内储气库压力迟滞特征分析序列和储气库温度迟滞特征分析序列之间相似度度量结果和0.01之和的比值作为每个采集周期的储气库监测迟滞系数。

24、优选的，所述根据不同采集周期之间的储气库监测迟滞系数计算储气库安全运行监测过程中每个监测数据采集点的延迟推进影响特征值的方法为：

25、对于储气库安全运行过程中每个监测数据采集点，将监测数据采集点的截止到目前采集时刻为止的所有采集周期的储气库监测迟滞系数按照采集周期的时间升序顺序组成的序列作为储气库安全监测迟滞特征分析序列，获取储气库安全监测迟滞特征分析序列的概率分布曲线；计算监测数据点与其它监测数据采集点之间的概率分布曲线的相似度度量结果在所有监测数据采集点上的累加结果，将所述累加结果与0.01的和作为分母，将监测数据采集点的储气库安全监测迟滞特征分析序列中所有元素的均值作为分子，将分子与分母的比值作为监测数据采集点的延迟推进影响特征值。

26、优选的，所述根据储气库安全运行监测过程中每个监测数据采集点的延迟推进影响特征值获取储气库安全运行监测权重参数的方法为：

27、将井口光缆穿越的储气库安全运行监测过程中所有监测数据采集点的延迟推进影响特征值组成的集合作为输入，采用归一化算法获取每个监测数据采集点的延迟推进影响特征值的归一化结果，将所述归一化结果作为每个监测数据采集点的储气库安全运行监测权重参数。

28、优选的，所述基于储气库安全运行监测权重参数获取井口光缆穿越的储气库安全运行监测结果的方法为：

29、将每个监测数据采集点的储气库压力监测数据序列和储气库温度监测数据序列和监测数据采集点的储气库安全运行监测权重参数作为输入，采用指数移动平均算法获取当前采集时刻的下一采集时刻的储气库的预测压力和温度数据，将所述预测压力和温度数据与额定压力和温度数据进行比较判断储气库安全运行是否异常，若储气库安全运行异常发出预警信息，通知工作人员及时处理储气库的运行异常；其中将监测数据采集点的储气库安全运行监测权重参数作为权重参数。

30、本技术的有益效果是：通过分析井口光缆穿越的储气库安全运行监测过程中设置的每个监测数据采集点在不同采集周期的储气库的压力和温度的局部趋势特征和紊乱特征差异获取储气库的监测趋势推进系数，通过储气库监测趋势推进系数反映的局部趋势和紊乱特征差异对每个采集周期的储气库的压力和温度进行局部数据进行特征排序，根据局部数据的特征排序结果获取储气库安全运行过程中压力和温度的迟滞变化特征，提高对储气库运行过程中压力和温度局部特征分析的准确性，基于迟滞变化特征分析结果获取储气库监测迟滞系数，根据储气库监测迟滞系数获取井口光缆穿越的储气库安全运行监测结果，其有益效果在于考虑储气库安全运行过程中的压力和温度迟滞变化差异，准确反映储气库安全运行过程中的局部变化特征，提高对基于井口光缆穿越技术的储气库安全运行监测的准确性。