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勘察選線
傳統(tǒng)的管道線路選擇采取人工實地勘察測算、手工地圖標繪的方式,這種方式不僅人力物力成本高,且數(shù)據(jù)單一、時效性差、處理工作量大,不能適應當前管道建設的需要。 利用無人機全面、快速地了解目標地形地貌、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和測繪吊艙對任務區(qū)域進行測繪拍攝,并進行數(shù)據(jù)處理及時提供區(qū)域的地理、空間數(shù)據(jù)信息,為油氣管道可行性研究階段的線路選擇提供指導。
管道施工
首先利用無人機了解施工現(xiàn)場的地形、交通、周圍環(huán)境,便于施工人員及設備快速進入現(xiàn)場開展施工,同時,利用無人機隨時查看施工現(xiàn)場的進度、安全生產的問題、設備布置、管道走向、及對周圍環(huán)境的影響等,及時調整方案,保證按設計要求順利施工。
管道巡檢
無人機可以高效地完成大范圍的常規(guī)巡檢。搭載可見光和紅外雙光吊艙,具有晝夜監(jiān)控能力,可進行全天候、全天時的監(jiān)控,并可在指定目標上空懸停詳查,利用任務吊艙獲取管路周圍土壤環(huán)境、天氣、管路溫度等信息,發(fā)現(xiàn)情況即可定位報警,可以鎖定和跟蹤地面目標探查細節(jié),配合遠程喊話器,及時發(fā)現(xiàn)、威懾、制止破壞管線和盜油行為,并做現(xiàn)場取證。
對于氣田管網(wǎng)存在管線長、巡檢點多、巡檢難度大等諸多難點,尤其是桁架、懸索跨等巡護危險性較高的巡護段,無人機巡檢的優(yōu)勢非常明顯。利用無人機對石油管道進行巡查,不僅可以通過規(guī)劃航線自動巡查,也可以切換到手動操控進行特殊情況的巡查,提高了巡護作業(yè)的自動化程度,不僅效率高效果好,而且保證了巡護人員的人生安全,降低巡查成本和風險。
應急監(jiān)測
在遭遇洪水、泥石流、地震、山體滑坡等突發(fā)自然災害中,無人機可以全天候全天時拍攝遙感影像,并進入受災現(xiàn)場勘查管道受損位置、受損情況及周邊次生災害情況,還可掛載相應設備進行掃描測繪,生成現(xiàn)場三維圖像,利用數(shù)據(jù)鏈將信息傳回檢查站和指揮中心,為制定維護搶修方案提供情報支撐,同時定位引導后續(xù)救援維護,最大程度降低災害。
無人機的種類和選擇
在實際應用中,由于無人機的種類多種多樣,比如固定翼無人機、垂直起降固定翼或傾轉旋翼無人機、多軸飛行器、無人直升機等等,這些種類的無人機各有優(yōu)勢和不足,應面向行業(yè)應用做取舍,選擇最合適的無人機類型。考慮到巡檢站一般在幾十公里的范圍內進行輻射,且要穿越山川峽谷等復雜地帶,并需要超低空飛行和懸停貼近事故點做詳細檢查和拍攝,由此,要求無人機具有較高的飛行速度、航程、空中懸停、貼地飛行、超低空飛行、快速爬升和較大的載荷能力去掛載多功能吊艙和數(shù)據(jù)鏈、通訊設備,并具有除任務載荷以外空投一定物資的能力,因此,綜合考慮,只有無人直升機完全滿足以上要求。
而我國油氣資源多集中在西部、西南、西北高海拔或荒漠地帶,并且四季多雨、高溫或是極低溫環(huán)境中,所以對無人直升機的動力也有特殊要求。由于油動無人直升機在高海拔和極低溫環(huán)境中難以順利運轉及油料本身易燃屬性,所以在油氣資源巡檢中需要仔細考慮,而電動無人直升機似乎不存在這些問題。電動無人直升機雖然在續(xù)航力上不及油動無人直升機,但迅速反應能力、環(huán)境適應性、操控性、使用壽命、易維護性、采購成本都更具優(yōu)勢。
目前,工業(yè)級無人機技術已經(jīng)日趨成熟,行業(yè)應用也越來越普及,采用消費級多旋翼航飛行器做巡檢將越來越邊緣化。無人機小型化智能化的發(fā)展,使無人機的使用將更加便捷,操控也越來越簡單。隨著任務載荷越來越多樣化,工業(yè)級無人機和遙感技術、全球定位技術、地理信息系統(tǒng)、地面感應檢測系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡高度結合成為必然趨勢,形成數(shù)字化、信息化的油田管道管理系統(tǒng),助益工業(yè)生產活動和社會生活。無人機在石油天然氣行業(yè)的管道巡檢將使人工巡護智能化,提高隱患監(jiān)控質量和巡護效率,根本上解決人工巡檢花費周期長、人力成本高、巡護有盲區(qū)的問題。
無人機在山區(qū)管道巡護、高原和沙漠油管巡護、桁架和峽谷油管巡護、人員聚居區(qū)管路周邊活動和占壓調查、近海油氣管道監(jiān)控、災后次生災害評價、泄露和盜油定位巡查、環(huán)境污染的監(jiān)測和預測事故的應用上都有巨大應用價值。
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