Развитие газовой отрасли в странах мира приводят к значительному снижению использования других видов топлива. В современном производстве и системах обеспечения роль газа за последние десятки лет выросла значительно за счет снижения роста экономических затрат, неоспоримых преимуществ газа как наиболее экологичного вида топлива, а также как источника сырья для различных нужд. Нефтегазовый сектор и инфраструктура очень разнообразны, что подразумевает разные подходы к решению ряда задач на производствах и отрасли в целом. Как никогда актуальны современные подходы к выполнению таковых, включая роботизированные системы, доступные ПО и беспилотные комплексные решения. Что представляют собой последние, рассмотрим сегодня в материале.
Представление большинства о нефтегазовой отрасли складывается весьма упрощенно, схематично. Многие уверены, что добыча и транспортировка сырья происходит на уровне механизированных систем и тяжелого ручного труда. Отчасти так и есть. Но сегодня на смену тяжелых и мощных инструментов приходят более современные передовые технологии, которые автоматизируют процессы и совершенствуют работу имеющихся производств и бизнес-моделей.
БПЛА в сфере ТЭК. Туманное прошлое и светлые перспективы
Нефтегазовое хозяйство — комплексное направление, в рамках которого проводятся различные виды работы: мониторинг буровых установок и магистральных трубопроводов, разведка местности, геодезическая съемка, оценка воздуха на химические выбросы и наличие углерода, контроль за функционированием нефтяных объектов и инспекция утечек газа. Внедрение беспилотных решений в различные направления сектора позволяет значительно повысить продуктивность работ и снижает количество издержек и расходы. Дроны позволяют оперативно собирать необходимые сведения, проникая в труднодоступные места, куда неспособны попасть наземный транспорт или человек.
И хотя применение современных технологических решений и роботизированных систем началось не вчера, однако же относительно недавно он получил обратную связь от производителей и структур ТЭК и увеличение спроса на использование.
Как показывают исследования различных экспертных групп, применение беспилотных летательных аппаратов растет невероятно быстрыми темпами. В 2016 году рынок БПЛА в мире составлял порядка 1,5 млрд. долларов США. К концу текущего года сумма, ожидается, возрастет до максимальных 132 млрд. долларов США. К 2025 году показатель и вовсе может составить 142,8 млрд. долларов США. Ведущими отраслями, по оценкам специалистов, остаются энергетика, сельское хозяйство и как раз нефтегазовая отрасль.
Ценность же применения беспилотных решений в сфере заключается в том, что они способны не только собирать данные с воздуха, но и быстрее и точнее обрабатывать получаемую информацию. В свою очередь эти данные используются для интеграции их в информационные комплексы и составления планов и концепций на перспективу. Умение оперативно и правильно использовать информацию на производственных процессах дает компаниям множество преимуществ в конкурентной борьбе и позволяет им успешно адаптироваться к условиям нынешней ситуации в экономике и бизнесе.
Виды работ с использованием БПЛА в нефтегазовой отрасли
Добыча нефти начинается с предварительной геологической разведки местности. Использование дронов на этом этапе позволяет более оперативно и точно получать данные. Современные модели БПЛА, оборудованные высококачественными фото- и видеоаппаратурой, собирают полную и качественную информацию на определенных участках для дальнейшего планирования работ, которые в свою очередь включают составление ортофотопланов, 3D-моделей местности и интеграцию их GIS/CAD.
Управление и контроль процессов нефтепереработки
Беспилотные летательные аппараты обеспечивают мониторинг территорий на объектах отрасли, проверяют состояние трубопроводов, контролируют запасы нефти и газа. Преимуществом применения дронов является возможность их использования в труднодоступных местах. Управление летательными аппаратами полностью удаленное и автоматизированное благодаря высоким техническим характеристикам аппаратов.
Анализ состава воздуха
Как следует, применение беспилотных решений в нефтегазовой отрасли - это целый комплекс, который состоит из самого летательного аппарата, современных ПО и вспомогательного оборудования для дронов. Если раньше анализ состава воздуха производили в лабораториях под наблюдением алхимиков и контролем экологических служб, то сегодня эти работы выполняются с применением квадрокоптеров. Контроль за экологическим воздействием производится фактически в режиме реального времени, что дает возможность оперативно получать и обрабатывать имеющуюся информацию и своевременно приступать к устранению источников или последствий происшествий, если таковые происходят.
С дрона возможен анализ состава воздуха, в том числе:
- Измерение радона как радиоактивного источника загрязнения природного происхождения
- Определение наличия углерода и углеводородов биологического или химического происхождения
- Обнаружение утечек природного газа или метана
Комплекс измерений качества воздуха подкрепляется наряду с показаниями полной диагностикой объемной активности тех или иных выбросов в воздухе.
Обнаружение утечек газа
С этой проблемой сталкиваются различные промышленные предприятия и коммунальные службы, нефтегазовые компании и предприятия особого значения. Визуально определить наличие газа и источник утечки невозможно. Эти работы выполняются с применением специальных приборов - оптических газоанализаторов. Условно они делятся на два типа — ручные и автоматические. Результат измерений выражается в процентном соотношении концентрации или просто сообщается о критическом превышении установленной нормы определенного вещества в воздухе или другой среде.
На практике ручные способы обнаружения утечек затрудняются из-за ряда факторов. Это в том числе невозможность добраться в труднодоступные места человеком, оперативно собрать и обработать данные, а также высокие затраты на проведение работ. Например, один из распространенных способов, который ранее использовался на объектах — применение газоанализаторов воздушного базирования с использованием управляемых судов и наземной спецтехники. Это значительно снижает риски в случае выбросов газа и отравления горючими веществами, но работа затрудняется рисками внезапных авиапроисшествий, а кроме того, наземная техника или вертолеты могут работать лишь в отдалении и на определенной высоте от источника. Информация таким образом может быть собрана с определенной долей погрешности, что абсолютно неэффективно при выполнении работ.
В случае с дронами решение задач основывается на комплексном подходе. Беспилотные летательные аппараты обследуют трубопроводы по всей длине, с их помощью можно обнаруживать утечки и составлять видимые карты для своевременного устранения выбросов газа и других взрывоопасных веществ. Работы выполняются полностью удаленно, их реализация возможна в труднодоступных районах и в любую погодную обстановку.
Комплексные решения от ведущего производителя беспилотных летательных аппаратов и видеооборудования DJI подразумевают оперативную работу и точный анализ.
Для сравнения, в среднем на проведение работ по определению утечки газа отводится не менее суток — трое. В отдельных случаях несколько недель. Зачастую вызвано это именно отсутствием необходимого оборудования и сложностями проникновения к потенциально опасной точке. Иным готовым решением выступает применение беспилотного комплекса в виде квадрокоптера DJI Matrice 300 RTK и полезной нагрузки, которую он способен перевозить. Конструкция подразумевает использования сразу трех модулей подвесного оборудования в виде лидара, камеры и газоанализатора для проведения мониторинга трубопроводов и компрессорных станций.
Полетное время M300 RTK составляет 55 минут, передача сигнала осуществляется на расстоянии до 15 км, а диапазон рабочих температур может варьироваться от -20°C до +50°C. Класс защиты корпуса с внутренними ключевыми модулями выделен в значении IP45. Дрону не страшны даже сильные осадки и порывы ветра, а также попадание мелких частицы песка или пыли.
Спектр задач системы из M300 RTK, гибридной камеры Zenmuse H20 и газоанализатора включает в себя поиск и обнаружение утечек газа с передачей данных в режиме реального времени, мониторинг уровня концентрации взрывоопасных веществ в атмосфере в течение определенного времени, выявление нелегальных врезок, в том числе в районах подземного пролегания трубопроводов, комплексной съемки объекта и прилегающей территории, а также диагностика и последующий анализ состояния объектов энергетического комплекса в целом.
Применение беспилотных решений — это не только оперативное выполнение работ, но и значительная экономия. Дроны менее прихотливы в эксплуатации, они способны выдерживать перепады температур и иные внешние условия, из “дозаправка” осуществляется через зарядные станции, а для более продолжительных полетов используются дополнительное оборудование и батареи.
Наконец, использование дронов — абсолютно безопасно за счет отсутствия необходимости нахождения человека непосредственно вблизи потенциально опасного участка. Беспилотные летательные аппараты могут работать на максимальном приближении к земли и источнику выброса, проводить съемку и выполнять другие работы с гарантией получения быстрых и точных результатов.
Обследование факелов
Еще одним ключевым способом применения беспилотных летательных аппаратов в нефтегазовой промышленности является обследование факельных установок. Работы включают в себя расчет плотности исходящего теплового потока, построение 3D-моделей с целью проектирования возможных аномалий в функционировании буровых систем и определение сроков дальнейшей эксплуатации установок на объектах газо- и нефтехимической отраслей.
Дроны способны выявлять дефекты и неправильное или нелегальное использование трубопроводов, факельных установок и иного оборудования в секторе и передавать информацию в кратчайшие сроки для принятия оперативных решений по устранению проблем. Регулярные облеты беспилотников, кроме того, гарантируют защиту от проникновения на территорию объектов посторонних лиц.
Дроны как флот будущего
Беспилотные летательные аппараты — одно из перспективных направлений наряду с большими данными, глобальной сетью 5G и промышленным интернетов, 3D-печатью и роботизированными системами. И не зря. Дроны сегодня не только повышают эффективность традиционных методов выполнения процессов в бизнесе и на производства, но трансформируют их и создают новые.
Темпы роста освоения беспилотных воздушных судов значительны, растет и показатель спроса на использование дронов. Решения, основанные на получаемых данных с воздуха и оперативной их обработке наземными системами и ПО, имеют колоссальные преимущества. В среднем эффективность применения таковых составляет не менее 80%, это рождает новый опыт и аккумулирует полученный ранее на производствах и в отрасли в целом, как следствие ставит компании в выигрышные положения перед конкурентами.
