ВОЗДУШНЫЙ МОНИТОРИНГ НЕФТЕПРОВОДА ПРИ ПОМОЩИ БПЛА САМОЛЕТНОГО ТИПА

Аннотация. Минимизация экономических, экологических и производственных рисков - важнейшая задача нефтегазовых компаний на всех этапах производства. Одним из вариантов решения этой проблемы, который сейчас активно внедряют в нефтегазовых компаниях, является использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для мониторинга объектов нефтегазовой сферы.

Abstract. Minimizing economic, environmental and industrial risks is the most important task for oil and gas companies at all stages of production. One of the options for solving this problem, which is now being actively implemented in oil and gas companies, is the use of unmanned aerial vehicles (UAVs) for monitoring oil and gas facilities.

Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты (БПЛА), нефтегазовая отрасль, нефтепровод, мониторинг.

Keywords: unmanned aerial vehicles (UAVs), oil and gas industry, oil pipeline, monitoring.

Эффективное управление рисками и обслуживание трубопроводов на протяжении всего срока их службы требует постоянного контроля, обслуживания и ремонта. Но это не так просто. Большинство нефтепроводов проходят на сотни километров через удаленные и труднодоступные районы с суровым климатом. Часто невозможно пройти такие расстояния.

Регулярное патрулирование пилотируемыми самолетами и тяжелой техникой остается самым популярным методом наблюдения за маршрутами трубопроводов. Также используются различные параметрические системы.

Эти методы контроля не всегда практичны и экономически целесообразны. Полеты на вертолете очень дороги, на внедорожниках легче добраться, но они требуют регулярного обслуживания, а использование разных датчиков не всегда надежно и требует периодической калибровки.

Сегодня традиционные методы наблюдения заменяются беспилотными летательными аппаратами (далее - БПЛА). Они уже зарекомендовали себя на мировом рынке геоинформационных услуг. Использование БПЛА для мониторинга трубопроводов помогает повысить экономическую эффективность и снизить экологические риски. Беспилотники оснащены оборудованием для фото- и видеосъемки, передает полученные данные в режиме реального времени, а также сохраняет их на карте памяти. Беспилотник может самостоятельно летать по заданному маршруту, а оператор может взять его под свой контроль в любой момент [1].

Пилотируемые самолеты уже намного дороже беспилотных летательных аппаратов как с точки зрения обслуживания, так и с точки зрения производства. В то время как обычным самолетам требуются системы защиты и жизнеобеспечения для пилотов, беспилотный самолет стоит дешево. Наконец, что не менее важно, существуют расходы на обучение и пилотирование пилотов, которые занимают гораздо больше времени, чем обучение операторов БПЛА.

История дронов начинается в далеком 19 веке, а точнее в 1899 году знаменитый изобретатель, физик и инженер Никола Тесла сконструировал и продемонстрировал публике первую в мире радиоуправляемую лодку, послушную радиосигналам, вокруг которой маленькая лодка плывет, бассейн, на нем горят разноцветные лампы ... Тесла назвал этот корабль «автоматическим дьяволом». Он знал, что такое изобретение можно использовать для борьбы на расстоянии. Два месяца спустя большое судно плывет в 40 милях от порта, слушая радиосигналы с побережья. В конце года Tesla объявила о создании полностью радиоуправляемого гуманоидного робота, способного повторять все движения оператора. Но это изобретение, как и многие другие, уничтожает внезапно вспыхнувший в его лаборатории пожар. Эти изменения сейчас многие считают «рождением робототехники». Эти достижения не остались незамеченными в научном сообществе и дали толчок развитию сферы управляемых объектов.

Большинство типов самолетов (аэростаты, дирижабли, самолеты, вертолеты) проектировались как разведывательные или пожарные обсерватории. С развитием системы противовоздушной обороны (ПВО) разведка стала одной из самых опасных задач в авиации. Спутники также использовались для целей разведки, но они не могут заменить воздушную разведку хотя бы потому, что имеют большую частоту наблюдения. Они остаются в зоне наблюдения очень короткое время, а это значит, что у них низкая эффективность передачи информации. Кроме того, такая информация имеет значительную стоимость. Поиск противника, отслеживание путей его движения, определение позиций артиллерии и ракетных установок можно было надежно осуществлять только со средних и малых высот.

И здесь преимущества беспилотных летательных аппаратов были очевидны: малые габариты и малая заметность, отсутствие потерь личного состава, невысокие затраты (на порядок-два дешевле пилотируемых). Затем появилось новое направление - беспилотные летательные аппараты, предназначенные для разведки и наблюдения, увеличения дальности радиосвязи, ведения радиоэлектронной борьбы (РЭБ) и т. Д. Дрон имеет возможность выполнять маневры с перегрузкой, превышающей физические возможности человека.

Беспилотные летательные аппараты потребляют гораздо меньше топлива из-за своего веса, при этом не исключена возможность использования альтернативных видов топлива. Так, например, по мнению подавляющего большинства авиаконструкторов, можно перейти на криогенное топливо, которое используют космические аппараты. Криогенный означает «рожденный от холода», а топливо в данном случае - сжиженный газ, который хранится при очень низких температурах. Первым газом, который привлек в этом плане внимание разработчиков, стал водород. Использование водорода связано с возможностью создания самолетов с высокими гиперзвуковыми скоростями полета. По теплотворной способности этот газ в три раза превосходит керосин и, кроме того, при его использовании в атмосферу выбрасывается вода и очень небольшое количество оксидов азота. То есть безвреден для атмосферы. Пропан и метан также используются в меньшей степени.

Беспилотный летательный аппарат — это летательный аппарат, пилотируемый дистанционно или выполняющий полёт автономно, без помощи пилота. БЛА оснащаются хорошей электроникой (мозгами), разведывательной аппаратурой, мощным экранированием от помех. Имеют обычно довольно компактные размеры для меньшей заметности, но могут иметь и крупные размеры, сопоставимые с полноразмерными самолётами. Использующиеся для разведки и аэрофотосъёмки БПЛА военного назначения носят название «дрон». Отсутствие пилота и систем его жизнеобеспечения, систем управления и вывода информации позволяют реализовать меньшие размеры беспилотника для разведки, большую манёвренность для истребителей, большую полезную нагрузку для бомбардировщиков и ударных БПЛА.

Устройство подходит для использования в разных регионах, с широким диапазоном температур и в сложных погодных условиях, таких как дождь и ограниченная видимость. Использование беспилотных летательных аппаратов позволяет повысить эффективность мониторинга по сравнению с традиционными методами и увеличить количество проверок при одновременном повышении качества контроля состояния нефтепроводов, их эксплуатации. Также с помощью БСПЛА появляется возможность обследовать ранее недоступные территории.

Для оценки состояния объектов нефтегазовой отрасли в последние годы применяется наблюдение с использованием беспилотных летательных аппаратов, что позволяет решать следующие задачи [2, c.49]:

• патрулирование магистральных трубопроводов на предмет утечек, незаконных подключений;

• обследование линейной части магистральных трубопроводов с целью уточнения материалов по аэро-снимкам;

• картографирование объектов реконструкции и строительства;

• контроль производственных работ на объектах строительства и реконструкции.

В настоящее время существует множество различных типов БПЛА: типы самолетов и вертолетов, тяжелые и легкие, на жидком топливе и электричестве, дальнего и ближнего действия. Выбор того или иного типа беспилотника зависит от характеристик объекта исследования, необходимости передачи данных в реальном времени и типа данных, определяемого поставленной задачей [2, c.50].

Основные задачи, которые выполняют БПЛА на данный момент [2, c.48]:

• систематический мониторинг трубопроводов;

• следить за состоянием трубопроводов

• регулярный контроль промышленного производства на всех этапах рабочего процесса;

• своевременное обнаружение разливов нефти;

• выявление выходных сечений воздуховодов и отклонений от проектного положения;

• выявление нарушений требований к защите участков трубопроводов, мониторинг пространства вблизи трубопровода и наземных сооружений;

• исследование и разведка месторождений

• экологический мониторинг выбросов в атмосферу

• удаленный контроль проверок и договоров на выполнение работ

• оперативный контроль за несанкционированными действиями и присутствием посторонних лиц на охраняемых объектах, а также выявление случаев незаконного закрытия трубопроводов, незаконных действий и хищений.

БПЛА вертолетного типа малой дальности лучше всего подходят для съемки близко расположенных объектов, требующих детального изучения.

В таблице 1 представлены основные виды БПЛА вертолетного типа.

Таблица 1

Основные виды БПЛА вертолетного типа

И так, своевременное получение информации о состоянии нефтепроводов и объектов нефтегазовой сферы с помощью БПЛА позволяет сэкономить средства и открывает новые возможности для безопасной эксплуатации трубопроводного транспорта.