CN111982580A - 无人机自动采油取样系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机自动采油取样系统及方法，该无人机自动采油取样系统包括：无人机飞行控制器、磁力降落定位接驳装置、接驳取样装置、电磁阀开关控制器以及取样控制器，其中：所述无人机飞行控制器用于控制无人机移动；所述磁力降落定位接驳装置设置在所述取样点处，用于引导所述无人机降落；所述接驳取样装置用于根据自身中的接驳取样套管进行取样；所述电磁阀开关控制器用于控制油井输油管上的单向电磁阀开闭；所述取样控制器用于采油取样综合控制。本发明解决了现有技术的手工取样存在劳动强度大，样品在取样过程受人为因素影响较大的技术问题。

Description

无人机自动采油取样系统及方法

技术领域

本发明涉及采油工程领域，具体而言，涉及一种无人机自动采油取样系统及方法。

背景技术

取样在石油行业更是一个极其重要的环节，在井口取得油样是监测含水率的第一项工作，对于原油生产中一系列步骤起着决定性的作用。为了表明原油含水情况，需要有分析数据，测定某一特定时间和位置的油样，分析原油的各项指标。精准及时的计量这些指标，不仅可以反应油井的开采程度，而且能够降低资源浪费、缩小生产费用。因此在油田油井生产过程中，采油取样是采油工人经常性的工作。现有手工取样主要采用每日定时多次取样化验，辅以在线原油含水分析仪含水输差监测的生产方式。目前的手工取样存在劳动强度大，样品在取样过程受人为因素影响较大等的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无人机自动采油取样系统及方法，以解决现有技术的手工取样存在劳动强度大，样品在取样过程受人为因素影响较大的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种无人机自动采油取样系统，该系统包括：无人机飞行控制器、磁力降落定位接驳装置、接驳取样装置、电磁阀开关控制器以及取样控制器，其中：

所述无人机飞行控制器，用于控制无人机向预设的取样点移动；以及根据所述取样控制器发送的返回指令控制所述无人机向预设的取样收集点移动；

所述磁力降落定位接驳装置设置在所述取样点处，所述磁力降落定位接驳装置包括至少一个与所述无人机的降落支架上设置的磁力条相适配的磁力装置，所述磁力降落定位接驳装置用于根据所述取样控制器发送的降落指令打开所述磁力装置，以通过所述磁力装置和所述磁力条之间的吸力引导所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上；

所述接驳取样装置，设置在所述无人机上，用于根据所述取样控制器发送的取样开始指令控制自身中的接驳取样套管伸出以与油井输油管连通；以及根据所述取样控制器发送的取样完成指令控制所述接驳取样套管缩回；

所述电磁阀开关控制器，用于根据所述取样控制器发送的电磁阀打开指令控制所述油井输油管上的单向电磁阀打开，以使所述油井输油管中的油液通过所述接驳取样套管进入所述无人机上的取样桶；以及根据所述取样控制器发送的电磁阀关闭指令控制所述单向电磁阀关闭；

所述取样控制器，用于在所述无人机移动到所述取样点时向所述磁力降落定位接驳装置发送所述降落指令；在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述接驳取样装置发送取样开始指令；在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀打开指令；在取样结束后向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀关闭指令；在所述电磁阀开关控制器控制所述单向电磁阀关闭后向所述接驳取样装置发送取样完成指令；以及在所述接驳取样装置控制所述接驳取样套管缩回后向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令。

进一步的，该无人机自动采油取样系统还包括：连接检测装置，所述连接检测装置，用于检测所述接驳取样套管是否与所述油井输油管连通；以及在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向所述取样控制器发送连通信号；

所述取样控制器，还用于根据所述连通信号向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀打开指令，以使所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀打开指令控制所述单向电磁阀打开。

进一步的，所述连接检测装置，还用于在所述接驳取样套管与所述油井输油管断开连接时向所述取样控制器发送断开信号；

所述取样控制器，还用于根据所述断开信号向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令。

进一步的，该无人机自动采油取样系统还包括：设置在所述取样桶中的液位检测装置，所述液位检测装置，用于检测所述取样桶中的液位，并在液位到达预设值时向所述取样控制器发送取液完成信号；

所述取样控制器，还用于根据所述取液完成信号发送所述电磁阀关闭指令，以使所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀关闭指令控制所述单向电磁阀关闭。

进一步的，所述取样控制器，还用于在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述磁力降落定位接驳装置发送关闭指令；

所述磁力降落定位接驳装置，还用于根据所述关闭指令关闭所述磁力装置，以解除所述磁力装置和所述磁力条之间的吸力。

进一步的，该无人机自动采油取样系统还包括：降落检测装置，所述降落检测装置设置在所述磁力降落定位接驳装置上，用于检测所述无人机是否降落在所述磁力降落定位接驳装置上；以及当所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述取样控制器发送降落成功信号；

所述取样控制器，还用于根据所述降落成功信号向所述接驳取样装置发送所述取样开始指令。

进一步的，所述降落检测装置包括：设置在所述磁力降落定位接驳装置上的红外传感器以及压力传感器中的至少一个。

进一步的，所述连接检测装置包括：设置在所述油井输油管入口处的红外传感器以及设置在所述油井输油管内的压力传感器中的至少一个。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种无人机自动采油取样方法，应用于上述无人机自动采油取样系统，该无人机自动采油取样方法包括：

无人机飞行控制器控制无人机向预设的取样点移动；

取样控制器在所述无人机移动到所述取样点时向磁力降落定位接驳装置发送降落指令，以使所述磁力降落定位接驳装置根据所述降落指令打开自身中的磁力装置，以通过所述磁力装置和所述无人机的降落支架上设置的磁力条之间的吸力引导所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上；

所述取样控制器在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向接驳取样装置发送取样开始指令，以使所述接驳取样装置根据所述取样开始指令控制自身中的接驳取样套管伸出以与油井输油管连通；

所述取样控制器在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向电磁阀开关控制器发送电磁阀打开指令，所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀打开指令控制所述油井输油管上的单向电磁阀打开，以使所述油井输油管中的油液通过所述接驳取样套管进入所述无人机上的取样桶；

所述取样控制器在取样结束后向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀关闭指令，以使所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀关闭指令控制所述单向电磁阀关闭；

所述取样控制器在所述电磁阀开关控制器控制所述单向电磁阀关闭后向所述接驳取样装置发送取样完成指令，以使所述接驳取样装置根据所述取样完成指令控制所述接驳取样套管缩回；

所述取样控制器在所述接驳取样装置控制所述接驳取样套管缩回后向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令，以使所述无人机飞行控制器根据所述返回指令控制所述无人机向预设的取样收集点移动。

进一步的，该无人机自动采油取样系统还包括：

连接检测装置检测所述接驳取样套管是否与所述油井输油管连通，并在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向所述取样控制器发送连通信号；

所述取样控制器在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀打开指令，包括：

所述取样控制器根据所述连通信号向所述电磁阀开关控制器发送所述电磁阀打开指令，以使所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀打开指令控制所述单向电磁阀打开。

进一步的，该无人机自动采油取样系统还包括：

连接检测装置检测所述接驳取样套管是否与所述油井输油管连通，并在所述接驳取样套管与所述油井输油管断开连接时向所述取样控制器发送断开信号；

所述取样控制器在所述接驳取样装置控制所述接驳取样套管缩回后向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令，包括：

所述取样控制器根据所述断开信号向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令。

进一步的，该无人机自动采油取样系统还包括：

液位检测装置检测所述取样桶中的液位，并在液位到达预设值时向所述取样控制器发送取液完成信号；

所述取样控制器在取样结束后向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀关闭指令，包括：

所述取样控制器根据所述取液完成信号向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀关闭指令。

进一步的，该无人机自动采油取样系统还包括：

所述取样控制器在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述磁力降落定位接驳装置发送关闭指令；

所述磁力降落定位接驳装置根据所述关闭指令关闭所述磁力装置，以解除所述磁力装置和所述磁力条之间的吸力。

进一步的，该无人机自动采油取样系统还包括：

降落检测装置检测所述无人机是否降落在所述磁力降落定位接驳装置上，并在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述取样控制器发送降落成功信号；

所述取样控制器在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向接驳取样装置发送取样开始指令，包括：

所述取样控制器根据所述降落成功信号向所述接驳取样装置发送所述取样开始指令。

本发明的有益效果为：本发明的无人机自动采油取样系统通过无人机实现自动采油取样，实现了油井取样的无人化，解决了现有技术手工取样存在劳动强度大，样品在取样过程受人为因素影响较大的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明实施例无人机自动采油取样系统的第一结构示意图；

图2是本发明实施例无人机自动采油取样系统的第二结构示意图；

图3是本发明实施例无人机自动采油取样方法的流程示意图；

图4是本发明实施例控制单向电磁阀打开的流程示意图；

图5是本发明实施例发送返回指令的流程示意图；

图6是本发明实施例控制单向电磁阀关闭的流程示意图；

图7是本发明实施例控制磁力装置关闭的流程示意图；

图8是本发明实施例发送取样开始指令的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

在本发明中，术语“上”、“下”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，电连接或通信连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明实施例无人机自动采油取样系统的第一结构示意图，如图1所示，本发明实施例的无人机自动采油取样系统包括：取样控制器1、无人机飞行控制器2、磁力降落定位接驳装置3、接驳取样装置4、电磁阀开关控制器5、连接检测装置6、液位检测装置7以及降落检测装置8。

图2是本发明实施例无人机自动采油取样系统的第二结构示意图，如图2所述，无人机9在无人机飞行控制器2的控制下在预设的取样点和预设的取样收集点之间进行移动。无人机9上设置有用于定位的GPS装置，飞行控制器2可以通过该GPS装置判断无人机9是否行使到预设的取样点或取样收集点。在取样点处设置有用于进行无人机降落定位的磁力降落定位接驳装置3，该磁力降落定位接驳装置3包括设置在上端面的磁力装置15。

如图2所示，在无人机9上设置有用于取样的接驳取样装置4以及用于存储油液的取样桶11，接驳取样装置4具有可伸缩的接驳取样管10，该接驳取样管10用于与油井输油管13连接，该接驳取样管10的一端与取样桶11连通。油井输油管13与油井14连通，通过油井14中的电泵将油液输送到油井输油管13中。在油井输油管13上设置有用于开闭输油管的单向电磁阀12。

在本发明的实施例中，无人机飞行控制器2为设置在无人机9上的用于对无人机9进行飞行控制的控制装置，该无人机飞行控制器2与取样控制器1电连接或通信连接，根据取样控制器1发送的取样指令控制无人机9向预设的取样点移动，并根据取样控制器1发送的返回指令控制无人机9向预设的取样收集点移动。

在本发明的实施例中，磁力降落定位接驳装置3设置在取样点处，该磁力降落定位接驳装置3包括设置在上端面的至少一个磁力装置15。无人机9的降落支架上设置有与该磁力装置15相适配的磁力条。该磁力装置15在打开时可以通过磁力吸引降落支架上的磁力条，以通过磁力装置15和磁力条之间的磁吸引力引导无人机9降落在磁力降落定位接驳装置3上的固定位置上。该磁力装置15在关闭时，磁吸引力消失，便于无人机9起飞。在本发明的实施例中，磁力装置15在磁力降落定位接驳装置3上的位置固定，以使无人机9可以降落在磁力降落定位接驳装置3的固定位置上。在本发明的实施例中，磁力装置15的数量可以为两个，分别与无人机9的两个降落支脚上的磁力条相适配，此外磁力装置15的尺寸及形状也与降落支脚上的磁力条相对应。在本发明的实施例中磁力装置15可以采用现有技术的电磁装置，即在通电时可以具有磁性。

在本发明的实施例中，接驳取样装置4用于在接收到取样控制器1发送的取样开始指令时控制自身中的接驳取样套管10伸出以与油井输油管13连通，以及在接收到取样控制器1发送的取样完成指令时控制所述接驳取样套管10缩回。在本发明的实施例中，接驳取样装置4采用现有技术的接驳装置，该接驳取样装置4包括接驳取样套管10以及带动接驳取样套管10伸缩的电机机构。在本发明的实施例中，接驳取样套管10与油井输油管13的连通可以采用多种方式，例如接驳取样套管10可以插入油井输油管13中、油井输油管13插入接驳取样套管10中、接驳取样套管10的管口为一漏斗形状，油井输油管13的出口伸入该漏斗形管口中等。在本发明的实施例中，接驳取样装置4在无人机9上的位置以及无人机9停在磁力降落定位接驳装置3上的位置的设定满足，当无人机9停在磁力降落定位接驳装置3上时，伸出接驳取样套管10刚好能与油井输油管13连通。

在本发明的实施例中，电磁阀开关控制器5可以设置在无人机9上用于控制油井输油管13上的单向电磁阀12的开闭。电磁阀开关控制器5在接收到取样控制器1发送的电磁阀打开指令时控制所述油井输油管13上的单向电磁阀12打开，以使所述油井输油管13中的油液可以通过所述接驳取样套管10进入所述无人机9上的取样桶11。电磁阀开关控制器5在接收到取样控制器1发送的电磁阀关闭指令时控制所述单向电磁阀12关闭。

在本发明的实施例中，取样控制器1为无人机自动采油取样系统的总控制器，该取样控制器1可以设置在无人机9上，该取样控制器1分别与无人机飞行控制器2、磁力降落定位接驳装置3、接驳取样装置4、电磁阀开关控制器5、连接检测装置6、液位检测装置7以及降落检测装置8电连接或通信连接。取样控制器1用于在无人机9移动到所述取样点时向磁力降落定位接驳装置3发送降落指令，以使所述磁力降落定位接驳装置3根据所述降落指令打开自身中的磁力装置15，以通过所述磁力装置15和所述无人机的降落支架上设置的磁力条之间的吸力引导所述无人机9降落在所述磁力降落定位接驳装置3上的固定位置。取样控制器1在所述无人机9降落在所述磁力降落定位接驳装置3上时向接驳取样装置4发送取样开始指令，以使接驳取样装置4根据该取样开始指令控制自身中的接驳取样套管10伸出以与油井输油管13连通。取样控制器1在接驳取样套管10与所述油井输油管13连通时向所述电磁阀开关控制器5发送电磁阀打开指令，以打开单向电磁阀12使油液通过接驳取样套管10进入取样桶11，以及在取样结束后向所述电磁阀开关控制器5发送电磁阀关闭指令，以关闭单向电磁阀12。取样控制器1还用于在所述电磁阀开关控制器5控制所述单向电磁阀12关闭后向所述接驳取样装置4发送取样完成指令，以使接驳取样装置4控制接驳取样套管10缩回。取样控制器1在接驳取样装置4控制所述接驳取样套管10缩回后向所述无人机飞行控制器2发送返回指令，以使所述无人机飞行控制器2根据该返回指令控制所述无人机9向预设的取样收集点移动。

在本发明的可选实施例中，取样控制器1在无人机9降落在所述磁力降落定位接驳装置3上后，向磁力降落定位接驳装置3发送关闭指令，以使磁力降落定位接驳装置3根据该关闭指令关闭磁力装置15，以解除磁力装置15和磁力条之间的吸力。

由以上描述可以看出，本发明的无人机自动采油取样系统通过无人机实现自动采油取样，实现了油井取样的无人化，解决了现有技术手工取样存在劳动强度大，样品在取样过程受人为因素影响较大的技术问题。

如图1所示，在本发明实施例的无人机自动采油取样系统还包括连接检测装置6。该连接检测装置6用于检测所述接驳取样套管10是否与所述油井输油管13连通。该连接检测装置6在所述接驳取样套管10与所述油井输油管13连通时向所述取样控制器1发送连通信号。该连接检测装置6在所述接驳取样套管10与所述油井输油管13断开连接时向所述取样控制器1发送断开信号。在本发明的实施例中该连接检测装置6可以采用多种检测形式，例如该连接检测装置6的检测元件可以为设置在所述油井输油管13入口处的红外传感器、设置在所述油井输油管13内的压力传感器等。

在本发明实施例中，取样控制器1在接收到连接检测装置6发送的连通信号时，向所述电磁阀开关控制器5发送电磁阀打开指令，以使所述电磁阀开关控制器5根据所述电磁阀打开指令控制所述单向电磁阀12打开。在取液完成后，取样控制器1在接收到连接检测装置6发送的断开信号时，根据所述断开信号向所述无人机飞行控制器2发送返回指令，以使所述无人机飞行控制器2根据该返回指令控制所述无人机9向预设的取样收集点移动。

如图1所示，在本发明实施例的无人机自动采油取样系统还包括液位检测装置7。该液位检测装置7设置在无人机9上的取样桶11中，用于检测所述取样桶11中的液位，并在液位到达预设值时向所述取样控制器1发送取液完成信号。进而取样控制器1根据所述取液完成信号向电磁阀开关控制器5发送电磁阀关闭指令，以使所述电磁阀开关控制器5根据所述电磁阀关闭指令控制所述单向电磁阀12关闭。

如图1所示，在本发明实施例的无人机自动采油取样系统还包括降落检测装置8，该降落检测装置8设置在磁力降落定位接驳装置3上用于检测无人机9是否降落在磁力降落定位接驳装置3的固定位置上。在本发明的实施例中，该降落检测装置8可以采用多种检测机构，例如设置在磁力降落定位接驳装置3的固定降落位置上的压力传感器，通过检测重力来判断无人机9是否降落在磁力降落定位接驳装置3的固定位置上；该降落检测装置8也可以采用设置在磁力降落定位接驳装置3的固定降落位置上处的红外传感器，无人机9降落时遮挡红外传感器的红外光束，以此来判断无人机9是否降落在预设位置上。

在本发明实施例中，该降落检测装置8在无人机9降落在所述磁力降落定位接驳装置3上时向所述取样控制器1发送降落成功信号。取样控制器1在接收到降落成功信号后，才向接驳取样装置4发送上述取样开始指令，以使接驳取样装置4根据该取样开始指令时控制自身中的接驳取样套管10伸出以与油井输油管13连通。

本发明的无人机自动采油取样系统的采油取样流程具体可以为：

1、无人机飞行控制器2控制无人机9向预设的取样点移动；

2、取样控制器1在无人机9移动到预设取样点时向磁力降落定位接驳装置3发送降落指令；

3、磁力降落定位接驳装置3根据所述降落指令打开自身中的磁力装置15，以通过所述磁力装置15和所述无人机9的降落支架上设置的磁力条之间的吸力引导无人机9降落在磁力降落定位接驳装置3上；

4、降落检测装置9检测所述无人机9是否降落在所述磁力降落定位接驳装置3上，并在所述无人机9降落在所述磁力降落定位接驳装置3上时向所述取样控制器1发送降落成功信号；

5、取样控制器1根据该降落成功信号向所述接驳取样装置4发送取样开始指令；

6、接驳取样装置4根据所述取样开始指令控制自身中的接驳取样套管10伸出，以与油井输油管13连通；

7、连接检测装置6检测所述接驳取样套管10是否与所述油井输油管13连通，并在所述接驳取样套管10与所述油井输油管13连通时向所述取样控制器1发送连通信号；

8、取样控制器1接收到该连通信号时向所述电磁阀开关控制器5发送电磁阀打开指令；

9、电磁阀开关控制器5根据所述电磁阀打开指令控制所述油井输油管13上的单向电磁阀12打开，以使所述油井输油管13中的油液通过所述接驳取样套管10进入所述无人机上的取样桶11；

10、液位检测装置7检测所述取样桶11中的液位，并在液位到达预设值时向所述取样控制器1发送取液完成信号；

11、取样控制器1在接收到该取液完成信号后向所述电磁阀开关控制器5发送电磁阀关闭指令；

12、电磁阀开关控制器5根据所述电磁阀关闭指令控制所述单向电磁阀12关闭；

13、取样控制器1在所述电磁阀开关控制器5控制所述单向电磁阀12关闭后向所述接驳取样装置4发送取样完成指令；

14、接驳取样装置4根据所述取样完成指令控制所述接驳取样套管10缩回；

15、连接检测装置6在接驳取样套管10与所述油井输油管13断开连接时向取样控制器1发送断开信号；

16、取样控制器1根据该断开信号向无人机飞行控制器2发送返回指令；

17、无人机飞行控制器2根据该返回指令控制所述无人机9向预设的取样收集点移动，以完成采集取样操作。

由以上描述可以看出，本发明的无人机自动采油取样系统通过无人机实现自动采油取样，实现了油井取样的无人化，解决了现有技术手工取样存在劳动强度大，样品在取样过程受人为因素影响较大的技术问题。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种无人机自动采油取样方法，应用于上述实施例所描述的无人机自动采油取样系统，如下面的实施例所述。由于无人机自动采油取样方法解决问题的原理与无人机自动采油取样系统相似，因此无人机自动采油取样方法的实施例可以参见无人机自动采油取样系统的实施例，重复之处不再赘述。

图3是本发明实施例无人机自动采油取样方法的流程示意图，如图3所示，本发明实施例的无人机自动采油取样方法包括步骤S101至步骤S107。

步骤S101，无人机飞行控制器控制无人机向预设的取样点移动。

步骤S102，取样控制器在所述无人机移动到所述取样点时向磁力降落定位接驳装置发送降落指令，以使所述磁力降落定位接驳装置根据所述降落指令打开自身中的磁力装置，以通过所述磁力装置和所述无人机的降落支架上设置的磁力条之间的吸力引导所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上。

步骤S103，所述取样控制器在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向接驳取样装置发送取样开始指令，以使所述接驳取样装置根据所述取样开始指令控制自身中的接驳取样套管伸出以与油井输油管连通。

步骤S104，所述取样控制器在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向电磁阀开关控制器发送电磁阀打开指令，所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀打开指令控制所述油井输油管上的单向电磁阀打开，以使所述油井输油管中的油液通过所述接驳取样套管进入所述无人机上的取样桶。

步骤S105，所述取样控制器在取样结束后向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀关闭指令，以使所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀关闭指令控制所述单向电磁阀关闭。

步骤S106，所述取样控制器在所述电磁阀开关控制器控制所述单向电磁阀关闭后向所述接驳取样装置发送取样完成指令，以使所述接驳取样装置根据所述取样完成指令控制所述接驳取样套管缩回。

步骤S107，所述取样控制器在所述接驳取样装置控制所述接驳取样套管缩回后向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令，以使所述无人机飞行控制器根据所述返回指令控制所述无人机向预设的取样收集点移动。

在本发明的实施例中，接驳取样套管与油井输油管的连通可以采用多种方式，例如接驳取样套管可以插入油井输油管中、油井输油管插入接驳取样套管中、接驳取样套管的管口为一漏斗形状，油井输油管的出口伸入该漏斗形管口中等。在本发明的实施例中，接驳取样装置在无人机上的位置以及取样点的位置的设定满足，当无人机在取样点时，伸出接驳取样套管刚好能与油井输油管连通。

图4是本发明实施例控制单向电磁阀打开的流程示意图，如图4所示，本发明实施例控制单向电磁阀打开的方法包括步骤S201和步骤S202。

步骤S201，连接检测装置检测所述接驳取样套管是否与所述油井输油管连通，并在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向所述取样控制器发送连通信号。

步骤S202，所述取样控制器根据所述连通信号向所述电磁阀开关控制器发送所述电磁阀打开指令，以使所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀打开指令控制所述单向电磁阀打开。

在本发明实施例中，连接检测装置用于检测所述接驳取样套管是否与所述油井输油管连通。在本发明的实施例中该连接检测装置可以采用多种检测形式，例如该连接检测装置的检测元件可以为设置在所述油井输油管入口处的红外传感器、设置在所述油井输油管内的压力传感器等。

图5是本发明实施例发送返回指令的流程示意图，如图5所示，本发明实施例发送返回指令的流程包括步骤S301和步骤S302。

步骤S301，连接检测装置检测所述接驳取样套管是否与所述油井输油管连通，并在所述接驳取样套管与所述油井输油管断开连接时向所述取样控制器发送断开信号。

步骤S302，所述取样控制器根据所述断开信号向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令，以使所述无人机飞行控制器根据所述返回指令控制所述无人机向预设的取样收集点移动。

图6是本发明实施例控制单向电磁阀关闭的流程示意图，如图6所示，本发明实施例控制单向电磁阀关闭的流程包括步骤S401和步骤S402。

步骤S401，液位检测装置检测所述取样桶中的液位，并在液位到达预设值时向所述取样控制器发送取液完成信号。

步骤S402，所述取样控制器根据所述取液完成信号向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀关闭指令。

在本发明的实施例中，该液位检测装置设置在无人机上的取样桶中，用于检测所述取样桶中的液位，以检测取液是否完成。

图7是本发明实施例控制磁力装置关闭的流程示意图，如图7所示，本发明实施例控制磁力装置关闭的方法包括步骤S501和步骤S502。

步骤S501，所述取样控制器在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述磁力降落定位接驳装置发送关闭指令。

步骤S502，所述磁力降落定位接驳装置根据所述关闭指令关闭所述磁力装置，以解除所述磁力装置和所述磁力条之间的吸力。

图8是本发明实施例发送取样开始指令的流程示意图，如图8所示，本发明实施例发送取样开始指令的方法包括步骤S601和步骤S602。

步骤S601，降落检测装置检测所述无人机是否降落在所述磁力降落定位接驳装置上，并在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述取样控制器发送降落成功信号。

步骤S602，所述取样控制器根据所述降落成功信号向所述接驳取样装置发送所述取样开始指令。

由以上描述可以看出，本发明的无人机自动采油取样方法通过无人机实现自动采油取样，实现了油井取样的无人化，解决了现有技术手工取样存在劳动强度大，样品在取样过程受人为因素影响较大的技术问题。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种无人机自动采油取样系统，其特征在于，包括：无人机飞行控制器、磁力降落定位接驳装置、接驳取样装置、电磁阀开关控制器以及取样控制器，其中：

所述无人机飞行控制器，用于控制无人机向预设的取样点移动；以及根据所述取样控制器发送的返回指令控制所述无人机向预设的取样收集点移动；

所述磁力降落定位接驳装置设置在所述取样点处，所述磁力降落定位接驳装置包括至少一个与所述无人机的降落支架上设置的磁力条相适配的磁力装置，所述磁力降落定位接驳装置用于根据所述取样控制器发送的降落指令打开所述磁力装置，以通过所述磁力装置和所述磁力条之间的吸力引导所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上；

所述接驳取样装置，设置在所述无人机上，用于根据所述取样控制器发送的取样开始指令控制自身中的接驳取样套管伸出以与油井输油管连通；以及根据所述取样控制器发送的取样完成指令控制所述接驳取样套管缩回；

所述电磁阀开关控制器，用于根据所述取样控制器发送的电磁阀打开指令控制所述油井输油管上的单向电磁阀打开，以使所述油井输油管中的油液通过所述接驳取样套管进入所述无人机上的取样桶；以及根据所述取样控制器发送的电磁阀关闭指令控制所述单向电磁阀关闭；

所述取样控制器，用于在所述无人机移动到所述取样点时向所述磁力降落定位接驳装置发送所述降落指令；在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述接驳取样装置发送取样开始指令；在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀打开指令；在取样结束后向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀关闭指令；在所述电磁阀开关控制器控制所述单向电磁阀关闭后向所述接驳取样装置发送取样完成指令；以及在所述接驳取样装置控制所述接驳取样套管缩回后向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令。

2.根据权利要求1所述的无人机自动采油取样系统，其特征在于，还包括：连接检测装置，

所述连接检测装置，用于检测所述接驳取样套管是否与所述油井输油管连通；以及在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向所述取样控制器发送连通信号；

所述取样控制器，还用于根据所述连通信号向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀打开指令，以使所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀打开指令控制所述单向电磁阀打开。

3.根据权利要求2所述的无人机自动采油取样系统，其特征在于，所述连接检测装置，还用于在所述接驳取样套管与所述油井输油管断开连接时向所述取样控制器发送断开信号；

所述取样控制器，还用于根据所述断开信号向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令。

4.根据权利要求1所述的无人机自动采油取样系统，其特征在于，还包括：设置在所述取样桶中的液位检测装置，

所述液位检测装置，用于检测所述取样桶中的液位，并在液位到达预设值时向所述取样控制器发送取液完成信号；

所述取样控制器，还用于根据所述取液完成信号发送所述电磁阀关闭指令，以使所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀关闭指令控制所述单向电磁阀关闭。

5.根据权利要求1所述的无人机自动采油取样系统，其特征在于，所述取样控制器，还用于在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述磁力降落定位接驳装置发送关闭指令；

所述磁力降落定位接驳装置，还用于根据所述关闭指令关闭所述磁力装置，以解除所述磁力装置和所述磁力条之间的吸力。

6.根据权利要求1所述的无人机自动采油取样系统，其特征在于，还包括：降落检测装置，

所述降落检测装置设置在所述磁力降落定位接驳装置上，用于检测所述无人机是否降落在所述磁力降落定位接驳装置上；以及当所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述取样控制器发送降落成功信号；

所述取样控制器，还用于根据所述降落成功信号向所述接驳取样装置发送所述取样开始指令。

7.根据权利要求6所述的无人机自动采油取样系统，其特征在于，所述降落检测装置包括：设置在所述磁力降落定位接驳装置上的红外传感器以及压力传感器中的至少一个。

8.根据权利要求2所述的无人机自动采油取样系统，其特征在于，所述连接检测装置包括：设置在所述油井输油管入口处的红外传感器以及设置在所述油井输油管内的压力传感器中的至少一个。

9.一种无人机自动采油取样方法，应用于权利要求1-8任意之一所述无人机自动采油取样系统，其特征在于，包括：

无人机飞行控制器控制无人机向预设的取样点移动；

取样控制器在所述无人机移动到所述取样点时向磁力降落定位接驳装置发送降落指令，以使所述磁力降落定位接驳装置根据所述降落指令打开自身中的磁力装置，以通过所述磁力装置和所述无人机的降落支架上设置的磁力条之间的吸力引导所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上；

所述取样控制器在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向接驳取样装置发送取样开始指令，以使所述接驳取样装置根据所述取样开始指令控制自身中的接驳取样套管伸出以与油井输油管连通；

所述取样控制器在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向电磁阀开关控制器发送电磁阀打开指令，所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀打开指令控制所述油井输油管上的单向电磁阀打开，以使所述油井输油管中的油液通过所述接驳取样套管进入所述无人机上的取样桶；

所述取样控制器在取样结束后向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀关闭指令，以使所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀关闭指令控制所述单向电磁阀关闭；

所述取样控制器在所述电磁阀开关控制器控制所述单向电磁阀关闭后向所述接驳取样装置发送取样完成指令，以使所述接驳取样装置根据所述取样完成指令控制所述接驳取样套管缩回；

所述取样控制器在所述接驳取样装置控制所述接驳取样套管缩回后向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令，以使所述无人机飞行控制器根据所述返回指令控制所述无人机向预设的取样收集点移动。

10.根据权利要求9所述的无人机自动采油取样方法，其特征在于，还包括：

连接检测装置检测所述接驳取样套管是否与所述油井输油管连通，并在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向所述取样控制器发送连通信号；

所述取样控制器在所述接驳取样套管与所述油井输油管连通时向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀打开指令，包括：

所述取样控制器根据所述连通信号向所述电磁阀开关控制器发送所述电磁阀打开指令，以使所述电磁阀开关控制器根据所述电磁阀打开指令控制所述单向电磁阀打开。

11.根据权利要求9所述的无人机自动采油取样方法，其特征在于，还包括：

连接检测装置检测所述接驳取样套管是否与所述油井输油管连通，并在所述接驳取样套管与所述油井输油管断开连接时向所述取样控制器发送断开信号；

所述取样控制器在所述接驳取样装置控制所述接驳取样套管缩回后向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令，包括：

所述取样控制器根据所述断开信号向所述无人机飞行控制器发送所述返回指令。

12.根据权利要求9所述的无人机自动采油取样方法，其特征在于，还包括：

液位检测装置检测所述取样桶中的液位，并在液位到达预设值时向所述取样控制器发送取液完成信号；

所述取样控制器在取样结束后向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀关闭指令，包括：

所述取样控制器根据所述取液完成信号向所述电磁阀开关控制器发送电磁阀关闭指令。

13.根据权利要求9所述的无人机自动采油取样方法，其特征在于，还包括：

所述取样控制器在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述磁力降落定位接驳装置发送关闭指令；

所述磁力降落定位接驳装置根据所述关闭指令关闭所述磁力装置，以解除所述磁力装置和所述磁力条之间的吸力。

14.根据权利要求9所述的无人机自动采油取样方法，其特征在于，还包括：

降落检测装置检测所述无人机是否降落在所述磁力降落定位接驳装置上，并在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向所述取样控制器发送降落成功信号；

所述取样控制器在所述无人机降落在所述磁力降落定位接驳装置上时向接驳取样装置发送取样开始指令，包括：

所述取样控制器根据所述降落成功信号向所述接驳取样装置发送所述取样开始指令。

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