Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

МОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И МОНИТОРИНГА ГАЗОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

Плюснин И.И., Бушмелева К.И., Бушмелев П.Е.

Основной стратегией XXI века нефтегазодобывающих компаний становится качество. Базовыми приоритетами производственной деятельности в порядке их значимости можно назвать экологию и безопасность. При этом невозможно построить, каждую из этих двух систем самостоятельно - обе они тесно взаимосвязаны, и оказывают взаимное влияние друг на друга.

Длительная эксплуатация газопроводных систем предъявляет повышенные требования безопасности к их техническому состоянию. Периодический контроль и освидетельствование состояния газопроводов дают возможность продлевать ресурс их эксплуатации. При этом важной задачей при проведении обследования газопроводов является выбор методов исследования, позволяющих комплексно решать поставленные задачи. Немаловажное значение при этом имеет также определение объема и периодичность обследования, обеспечивающих с необходимой степенью вероятности надежность, достоверность и достаточность результатов обследования.

На сегодняшний день диагностика является одним из основных инструментов обеспечения длительной и безаварийной эксплуатации газопроводов.

Задачей данной работы является освещение одного из направлений в области создания лазерных локаторов и их применения для прямых поисков мест утечек газа в окружающей среде из магистральных газопроводов.

Для безопасной эксплуатации газотранспортных систем необходимо регулярное патрулирование газопроводов с целью своевременного обнаружения утечек газа. Имеющиеся в настоящее время методы контроля и поиска утечек транспортируемого газа малоэффективны. В этом случае представляется перспективным дистанционный метод обнаружения утечек природного газа посредством прибора установленного на борту летательного аппарата, в виде вертолета.

Для решения вышеуказанной проблемы были сформулированы следующие задачи предстоящей работы:

  • осуществить послеполетную обработку;
  • модернизировать аппаратную часть локатора, с целью повышения чувствительности и точности обследования газопровода;
  • переработать конструкцию локатора, с целью снижения влияний вибрации и повышения эксплуатационных свойств, как во время работы, так и при настройке аппарата;
  • осуществить регистрацию координат полета вертолета, а значит обеспечить высокую точность регистрации мест утечек и дефектов;
  • выполнить запись высококачественной фотоинформации трассы газопровода в электронном виде;
  • использовать ЭВМ, как в реальном масштабе времени, так и после полетов.

Целью данной работы являлось создание компактного, с высокими техническими показателями недорогого переносного устройства, лазерного локатора утечек газа, пригодного для непрерывного обнаружения утечек метана из магистральных газопроводов (МГ) и выявления дефектов линейной части (ЛЧ).

В ходе проделанной работы был разработан программно-аппаратный диагностический комплекс (ПАДК), представляющий собой мобильную систему лазерного зондирования, состоящий из локатора утечек газа «ЛУГ-1» и АРМ «Оператора». ПАДК предназначен для оперативного дистанционного обнаружения в реальном масштабе времени, с использованием современных ГИС-технологий, из линейной части магистральных газопроводов и газопроводов жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) при воздушном патрулировании утечек и дефектов:

  • утечек газа из магистральных газопроводов и газопроводов ЖКХ;
  • утечек газа на запорном и другом оборудовании, и в окрестности компрессорных станций, и мест хранения газа;
  • выходов труб на поверхность;
  • обводнений труб;
  • размывов и заболачиваний магистральных газопроводов;
  • нарушений обвалования;
  • вертикальных и горизонтальных «арок» и т.п.

Данный комплекс может также найти широкое применение в геологоразведке, для поиска залежей углеводородов по наличию фоновой составляющей метана.

ПАДК может входить в штатный состав оборудования вертолета МИ-8, Ка-226АГ (или любого другого вертолета) и используется в процессе патрулирования с целью мониторинга магистральных газопроводов, объектов ЖКХ и мест предполагаемых залежей углеводородов.

Основными компонентами ПАДК являются:

  •         Приемопередающая система

Приемопередающая система (ППС) предназначена для излучения зондирующего импульса с заданными характеристиками, а также для приема рассеянного излучения подстилающей поверхности, пространственной и временной селекции принятого излучения и преобразования световых потоков в электрические сигналы.

  •         Система обработки и регистрации данных

Система обработки и регистрации данных (СОРД) предназначена для обработки электрических сигналов, поступающих по каналу АЦП, по определенной программе, отображения ее на экране и записи в память ЭВМ.

  •         Спутниковая навигационная система

Спутниковая навигационная система (СНС) в виде приемника GPS обеспечивает высокие характеристики определения координат радионавигации в ходе проведения работ по заданному маршруту.

  •         Система видеонаблюдения

В систему видеонаблюдения (СВ) локатора входит цифровой фотоаппарат Canon EOS 300D, позволяющий осуществлять непрерывную съемку с записью информации в память фотоаппарата, а также записи одиночных снимков через компьютер.

  •         Узел питания

Узел питания (УП) состоит из кабеля питания и преобразователя DC-AC и позволяет обеспечить подключение аппаратуры к питанию вертолета.

  •         Набор специального программного обеспечения

В составе ПАДК работает специальное программное обеспечение. Программное обеспечение локатора - это комплекс программ для решения задач, связанных с работой локатора. В состав комплекса входят: программы для ввода информации с оборудования локатора; программы для обработки изображений; программы для обработки данных с АЦП; программы для обработки картографической информацией и данных GPS-приемников; программы для полуавтоматического создания отчетов; программы для преобразования данных полученных с локатора. Необходимо отметить, что специальное программное обеспечение состоит из программ, входящих в комплект поставки отдельных приборов локатора (разработанные производителями оборудования) и программ, и утилит локатора «ЛУГ-1».

  • Электронная карта полетов

Электронная карта полетов, представляющая собой интерактивную геоинформационную систему (ГИС), в состав которой входит банк графических данных, содержащих цифровые карты, фотоизображения и GPS-треки маршрута передвижения летательного аппарата.

  •         База данных ГИС

База данных ГИС, содержащая хронологическую информацию о состоянии исследуемых объектов.

  •         Автоматизированное рабочее место «Оператора»

Автоматизированное рабочее место (АРМ) «Оператора» с поддержкой геоинформационных технологий, включает в себя созданные элементы АРМ, разработанное программное обеспечение обработки данных из локатора совместно с фотоизображениями участков МГ, созданную компьютерную карту коридора трассы.

Предложенное в данной работе совместное использование лазерного локатора «ЛУГ-1», АРМ и ГИС-технологии, выводит данный комплекс на передовой уровень обработки информации и представления результатов пользователю, делает информацию о существующих или возможных утечках газа более наглядной и удобной для анализа и статистики.

Разработанный диагностический комплекс лазерного зондирования утечек метана из магистральных газопроводов является недорогим, относительно существующих Российских и зарубежных аналогов, и может успешно применяться для решения задач по обнаружению утечек метана в различных отраслях промышленности.

Использование вычислительной техники и ГИС-технологии при создании данного комплекса, обеспечивает максимальную эффективность обнаружения утечки метана и оценки ущерба от аварийных выбросов. Кроме того, хронологический анализ состояния газопроводов позволяет произвести оценку целостности газопровода, а также сделать выводы о возможных авариях, которые могут произойти в скором будущем, другими словами, существует возможность прогнозировать состояние магистрального газопровода. Разрабатываемый комплекс может комплектоваться в различных вариантах, что делает его гибким и удовлетворяющим различные потребности.

Подводя итог, необходимо отметить, что широкое внедрение в практику данного диагностического комплекса позволит добиться значительного экономического и научно-технического эффекта при решении различных народнохозяйственных задач.


Библиографическая ссылка

Плюснин И.И., Бушмелева К.И., Бушмелев П.Е. МОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И МОНИТОРИНГА ГАЗОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 1. – С. 61-63;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4645 (дата обращения: 20.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252