29 мая стартует конкурс "Авиароботех-2019", в котором ведущие компании-эксплуатанты БАС покажут лучшие технические решения по выполнению 5 задач, в том числе конкурсное задание №3 "Мониторинг магистрального трубопровода". 

Цель мониторинга трубопроводов в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК)

Целью диагностики нефте- и газопроводов, магистральных тепловых сетей является визуальное и приборное обнаружение нарушений как на объекте, так и в охранных зонах (ОЗ) и зонах минимальных расстояний (ЗМР).

С помощью беспилотных авиационных технологий отслеживают утечки транспортируемых продуктов, масштабы последствий утечек и аварийных ситуаций для оперативного решения проблем, или проводят патрулирование линейных объектов для диагностики развития негативных процессов, пресечения фактов хищения и незаконного нахождения на объектах.

Разница между пилотируемым и беспилотным ВС для целей АФС

При использовании пилотируемой авиации основным способом диагностики является наблюдение пилотом вертолета или самолета, или его помощником за трассой трубопровода визуально.

Зачастую специалист фиксирует замечания, которые по окончании полёта записывает в журнале наблюдения. В процессе полёта для уточнения оператор может повторно осмотреть подозрительное место или даже приземлиться для его визуального осмотра (при использовании вертолёта).

Такой подход не гарантирует, что во время пролета над объектом не были упущены важные сведения.

Можно использовать аэросъемочное оборудование, монтаж которого на пилотируемое ВС достаточно затратное мероприятие и используется по этой причине редко при патрулировании нефте- и газопроводов.

Использование БВС упрощает возможность оперативного реагирования на дефекты, даже если информативность видеонаблюдения в режиме реального времени может уступать визуальному наблюдению. Полученные беспилотником материалы архивируются и анализируются человеком или программой повторно.

Более того, того аэрофотосъемка позволяет проводить инвентаризацию объектов, определять границы ОЗ и ЗМР, выявлять неочевидные нарушения, а также с помощью геоморфометрического анализа прогнозировать развитие опасных геологических процессов.

Так, с помощью тепловизионной съемки можно выявить утечки нефтепродуктов даже под землей по тепловой засветке изображения. С помощью беспилотной магнитометрической съемки можно обнаружить не нанесенные на карту металлические трубопроводы, проверить ход выполнения работ и их соответствие проектному положению.

Поэтому при патрулировании магистральных трубопроводов данные чаще обрабатываются в камеральных условиях, хотя гиростабилизированная платформа с трансфокатором с увеличением до 40 крат позволяет рассмотреть место найденного нарушения с намного лучшим качеством, чем это доступно визуальному оператору.

Важным преимуществом является возможность БВС выполнять аэросъемку в самых глухих местах, при низкой облачности и на менее дорогостоящей технике.

Детали применения

Рассмотрим более детально аэрофотосъемку, как наиболее информативный метод с точки зрения диагностики нарушений.

АФС позволяет в полете получать очень подробное изображение трассы трубопровода, а потом с помощью фотограмметрической обработки получить цифровую модель местности или рельефа, высокоточные ортофотопланы.

Так, по полученным данным можно обнаружить дефекты обваловки, деформацию рельефа, свидетельствующую о смещениях или размывах трубы, ее непроектное залегание, например, всплытие в болотистой местности.

Оперативность получения таких данных ниже прямого визуального наблюдения и в основном обусловлена сложной процедурой получения разрешений на аэрофотосъемку и открытия информации, при этом камеральная обработка занимает относительно немного времени.

Как правило, на объектах ПАО «Газпром» осмотр трубопроводов с привлечением БВС ежемесячный. На нефтепроводах патрулируют чаще, и осмотр зависит от принятых в компаниях регламентов по мониторингу и патрулированию.

Стоит отметить, что покадровый просмотр результатов аэрофотосъемки после полёта существенно информативнее в отличие от визуального осмотра и видеонаблюдения. Можно считать, что этот вид диагностики представляет наилучшее соотношение цена/качество, а с учётом возможностей измерений после камеральной обработки метод фотофиксации можно считать основным для целей диагностики трубопроводов.

Применяя БВС заказчики получают возможность одновременного наблюдения с помощью тепловизора, видео и фотокамеры в любое время суток, круглогодично на территориях от Камчатки до Калининграда, от южных рубежей и до Северных морей.

Более того, беспилотная аэросъемка дешевле пилотируемой на линейных объектах (ширина аэросъемки, как правило, не превышает 1 км), из чего можно сделать предположение, что диагностика трубопроводов с помощью БВС будет и дальше вытеснять пилотируемую авиацию на рынке диагностики линейных объектов ТЭК.

Стоимость технологической цепочки диагностики с беспилотных ВС достаточно низкая для вхождения на рынок большого количества мелких компаний. Это тоже одна из причин, по которой диагностика с БВС в ближайшее время будет преобладать.

Рынок выбирает экономически эффективные технологии и, если в 2012 году БВС были экспериментальными инструментами для патрулирования и мониторинга, то в 2019 году их можно с уверенностью назвать основным инструментом, который применяют нефтяники, газовики и энергетики для изысканий, проектирования, диагностики, патрулирования и мониторинга линейных объектов ТЭК.  

Проблема инертности мышления при выборе эффективного способа диагностики осталась в прошлом, с чем можно поздравить участников рынка, перед которыми открываются огромные просторы, которые нуждаются в беспилотной аэросъемке, и в этом огромный потенциал для ведения бизнеса.

Приборные методы диагностики трубопроводов

Конечно, дистанционное зондирование Земли с помощью БВС, а также визуальное наблюдение с ПВС позволяет увидеть не все причины нарушений, по которым можно судить о дефектах нефте- и газопроводов.

Например, угрозу разлива нефти или нефтепродуктов практически невозможно распознать заранее до разрушения трубопровода. Приборных методов, позволяющих с воздуха обнаружить развитие дефекта трубопроводов, к сожалению, еще не существует и это делают только с помощью внутритрубной диагностики.

Что касается газопроводов, то есть возможность обнаружения утечек метана с помощью лазерных приборов до разрушения трубопровода. Эта технология ранее была доступна только для пилотируемых ВС. Но в последнее время стали появляться приборы, габариты которых позволяют проводить такую диагностику и с помощью БВС.

Приборная диагностика утечек газа с помощью БВС получит распространение в ближайшие два-три года, тогда как приборной диагностики утечек нефти и нефтепродуктов в настоящее время не существует.

Прогноз развития диагностики трубопроводов с помощью БВС, как технологии

Очевидно, что с ростом надёжности БВС, технологического развития, совершенствования и миниатюризации аэросъемочного оборудования, а также совершенствования законодательства будут развиваться и сервисы на основе БВС.

Технологии диагностики с помощью БВС будут и дальше вытеснять пилотируемую авиацию с рынка услуг дистанционного зондирования Земли в ТЭК. Такую тенденцию можно ожидать в ближайшие 3-5 лет.

Что ожидает участников на "Авиароботех-2019"?

В рамках конкурса "Авиароботех-2019" экипажам предстоит выполнить аэросъемку участка магистрального газопровода. По результатам камеральной обработки в полевых условиях участники должны выявить стандартные нарушения в охранной зоне и зоне минимальных расстояний.

Как справятся компании с данной задачей, увидим уже на этой неделе в Томске на конкурсе "Авиароботех-2019"!

Мероприятие: АВИАРОБОТЕХ -2019 Конкурс профессионалов рынка по решению народно-хозяйственных задач с применением беспилотных авиационных систем

Комментарии