引言
我國油氣管道包括原油管道,成品管道和天然氣管道具有地理區(qū)域跨度大、建設(shè)年代跨度大、安全事故多發(fā)等特點(diǎn),且管道總里程呈持續(xù)增長的趨勢,加強(qiáng)管道的安全巡護(hù)與管理的需求更為緊迫。然而常規(guī)巡檢顯然已無法滿足高、精、準(zhǔn)的要求,需要采用更科學(xué)的技術(shù)手段進(jìn)行油氣管線檢測?,F(xiàn)在采用無人機(jī)巡檢逐漸成為國內(nèi)外油氣行業(yè)的應(yīng)用趨勢。
截至2015年底,除臺灣省外,全國已建成的油氣管道總里程已達(dá)到12萬公里,是1978年的14.5倍。據(jù)多位業(yè)內(nèi)專家預(yù)測,中國將在“十三五規(guī)劃”中增加油氣管道歷程近六成。
油氣管道由于長期埋設(shè)在地下,會受到管道自身長期或超期使用導(dǎo)致的性能下降、內(nèi)外壁腐蝕;遭受自然災(zāi)害損毀、第三方人為破壞等各種不確定因素的影響,對系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來潛在威脅。一旦發(fā)生泄漏或者爆炸事故,將嚴(yán)重威脅人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。常規(guī)巡檢已經(jīng)無法滿足要求,需要采用更科學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行管理。
(無人機(jī)應(yīng)用于石油行業(yè)成為趨勢)
目前管道巡護(hù)工作主要采用人工、光纖或電子感應(yīng)、無人機(jī)巡護(hù)三種方式。
人工巡護(hù)及其局限性
人工巡護(hù),作為最基本的巡護(hù)方式,一般依靠巡護(hù)人員徒步觀察和檢查線路情況并作記錄,地形空曠而平坦的區(qū)域尚可使用交通工具進(jìn)行巡檢,但在大多數(shù)情況下,管路都在地形復(fù)雜崎嶇的地域,不可避免的對人工巡檢制約。在惡劣氣象條件下、極端地理環(huán)境和自然災(zāi)害中,容易造成管道因外在因素的損毀和故障。在人工成本高、工作量大、 受限條件多,則體現(xiàn)出人工巡檢的內(nèi)在局限性。
光纖或電子感應(yīng)巡檢及不足
利用靠近管道布設(shè)的光纖傳感器,通過檢測光信號在分布式傳感器的變化對管道周邊的震動進(jìn)行分析預(yù)警,以及管道泄露和溫度變化產(chǎn)生的信號波動來檢測管路是否遭到破壞。目前光纖和大部分外設(shè)的電子感應(yīng)裝置普遍存在誤差高、作用距離短,成本較高,不適合范圍廣,距離長的輸管道監(jiān)測,且光纖或電子感應(yīng)巡檢并不能獲取事故點(diǎn)的實(shí)時圖像,為指揮中心提供決策。
無人機(jī)自動巡檢的應(yīng)用和優(yōu)勢
勘察選線
利用無人機(jī)全面、快速地了解目標(biāo)地形地貌、水文氣象等信息,可以為管道選線提供依據(jù)。搭載高分辨率航拍相機(jī)和測繪吊艙對任務(wù)區(qū)域進(jìn)行測繪掃描傳輸數(shù)據(jù)、圖像,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,及時提供區(qū)域的地理、空間信息,為油氣管道選線階段提供可靠的參數(shù)依據(jù)。
管道施工
利用無人機(jī)提供的數(shù)據(jù)對施工現(xiàn)場的地形、交通、周圍環(huán)境進(jìn)行分析,便于施工人員及設(shè)備快速進(jìn)入施工階段;同時,利用無人機(jī)隨時查看施工現(xiàn)場的進(jìn)度、設(shè)備布置、管道走向等,及時調(diào)整方案,以保證按設(shè)計要求順利施工。
管道巡檢
無人機(jī)可以高效地完成大范圍的常規(guī)巡檢。搭載可見光、紅外雙光吊艙、晝夜監(jiān)控設(shè)備,可在指定目標(biāo)上空懸停進(jìn)行查看;利用任務(wù)吊艙獲取管路周圍土壤、天氣、管路溫度等信息進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)可疑情況后即可定位報警,鎖定和跟蹤地面目標(biāo)探查細(xì)節(jié),配合遠(yuǎn)程喊話器,及時發(fā)現(xiàn)、制止破壞管線、盜油的行為。 對于氣田管網(wǎng)存在管線長、巡檢點(diǎn)多、巡檢難度大等難點(diǎn),尤其是桁架、懸索跨等巡護(hù)危險性較高的巡護(hù)段,無人機(jī)巡檢優(yōu)勢對比以上兩種巡檢方式非常明顯。
(夜間紅外圖像)
利用無人機(jī)對石油管道進(jìn)行巡查的優(yōu)勢,不僅可以通過規(guī)劃航線進(jìn)行自動巡查,也可以切換到手動操控模式進(jìn)行特殊情況的巡查,提高了巡護(hù)作業(yè)的自動化程度。不僅保證了高效率,更保證了巡護(hù)人員的人身安全,降低人工的巡查成本和意外風(fēng)險。