Использование беспилотников в газовом хозяйстве.

Данилова А.А. Миденко М.А. Косогоров А.А. Тарасенко В.И.

Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н.Г. Столетовых АО «Газпром газораспределение Владимир», г. Владимир, Россия

Аннотация. Использование современных методов обследования систем СГР ГП.

Ключевые слова: беспилотники (квадрокоптеры, дрон, вертолет), газопровод, газораспределительные системы, утечки газа. 

Основным методом увеличения безопасной эксплуатации систем газораспределения является определение утечек на трассах газопроводов посредством пеших обходов, осуществляемых слесарями/обходчиками. Более мобильный метод обследования - применение автолабораторий (в основе инфракрасное излучение). 

На базе АО «Газпром газораспределение Владимир» была создана исследовательская группа по внедрению беспилотного летательного аппарата для выявления утечек газа на газопроводах. 

Основные цели и задачи применения беспилотников:

• Поиск утечек;

• Уточнение расположения газопроводов и объектов на них;

• Контроль состояния охранных зон;

• Кадастровые работы – аэрофотосъемка местности для составления планов населенных пунктов при газификации;

• прочее. 

В состав оборудования БПЛА обычно входит: вертолет, геодезический приемник, зарядное устройства, наземная станция, радиомодем, газоанализатор и ряд других комплектующих. 

Основной элемент комплекса - вертолет мультироторного типа, взлетный вес которого около 7,5 килограмм, продолжительность полета 50 мин, а максимальная высота полета 500м. Оставшиеся характеристики представлены в таблице ниже. 

Самой важной частью летательного аппарата является прибор для обнаружения утечек - оптический газоанализатор. Принцип измерения этого прибора основан на способности метана поглощать инфракрасное (ИК) излучение лазера определенной длины волны (абсорбционный инфракрасный метод). Лазерный луч, направленный на объекты контроля (например, газовые трубы, грунт и т.п.), частично отражается. Прибор принимает этот отраженный поток излучения и измеряет степень его поглощения, которая затем пересчитывается в приборе в плотность метана в зондируемом слое газа (ppm-м; ppm – part per million "число частей на миллион"). Что касается безопасности, измерительный лазер в этом приборе по своему излучению может классифицироваться как класс 1 безопасный в данных условиях.

Технические характеристика газоанализатора LMC METHANE DETECTION FOR UAVs представлены ниже.

 Возможности современных БПЛА:

1. Аэрофотосъемка площадных и линейно-протяженных объектов любых размеров в любое время года с использованием БПЛА

2. Создание топографических планов на основе материалов аэрофотосъемки

3. Воздушный мониторинг - Съемка в видимом или тепловом диапазонах, с передачей видеосигнала в форматах FullHD и фотографированием территории

4. Дистанционное сканирование газопроводов с помощью лазерного газоанализатора.
 

18-19 августа 2016 года АО «Газпром газораспределение Владимир» были проведены испытания беспилотного летательного аппарата в следующей комплектации: вертолет мультироторного типа GeoScan 401, фотоаппарат SONY DSC-RX1, двухчастотный геодезический приёмник TopCon B110 GPS/Глонасс, GPS/GSM трекер, зарядное устройство i Chager, наземная станция управления (ноутбук Acer), радиомодем, газоанализатор LMC METHANE DETECTION FOR UAVs.

Для испытания был выбран реальный объект - межпоселковый газопровод с.Старый Двор - с.Цибеево - с.Тарбаево - с.Туртино Суздальского района Владимирской области, проходящий вдоль автомобильной дороги, протяжённостью 2,3 км. Материал трубы - полиэтилен, расчетное давление 0,45 МПа.

Порядок испытаний:

1. Полет с целью проведения аэрофотосъемки местности с высоты 150 м.

2. Полет над участком организации утечки газа с параметрами, соответствующими высокому, среднему и низкому давлению – 3 полета по 4 прогона над местом утечки.  

Задание для БПЛА было сформировано путем атоматического введения данных комплексной информационной системой КИС «Мегаполис». Полет проходит в полностью автоматическом режиме и отслеживается оператором на экране компьютера. В ходе эксперимента утечек газа выявлено не было. С целью проверки комплекса был организован искусственно образованный очаг загазованности. На оцепленную предварительно территорию был помещен баллон с метаном, вентиль открыт. Программа автоматически формирует 3-D модель полета квадрокоптера, красные кружки - места присутствия метана. Двойным кружком обозначено точное место утечки газа. 

Главной проблемой эксперимента стало уточнение критериев отбора для исключения ложных срабатываний, таких как: высокая трава, большие лужи, высокие кусты, заболоченность. 

Использование беспилотной технологии позволит обследовать газопроводы на труднодоступных территориях, а так же снизить затраты на эксплуатацию. Эксперимент продолжается.