Drohnen in der Pipelineüberwachung

Ölpipelines sind riesige Infrastrukturen, oft in schwierigen Gebieten wie Marschland, heißen Desserts oder gefrorenen Gebieten oder sogar Konfliktgebieten. Die Länge der Hauptpipelines in Russland überschreitet 280 Tausend Kilometer, während sie in Amerika 2,2Millionen Kilometer überschreitet. Und die Volkswirtschaften der Welt sind von diesen kritischen Energiequellen abhängig.

Aufgrund des Umfangs dieser Infrastruktur ist es schwierig, Lecks im Voraus zu identifizieren, um mögliche Schäden zu vermeiden.

Die Pipelines werden anhand verschiedener Parameter überwacht, z. B. Rohrleitungsdruck und -temperatur, Durchmesser einer Rohrleitungsverzerrung, Anordnung der Pipelines und Art des transportierten Fluids usw.

Während die Pipelinebetreiber ihre Anlagen regelmäßig inspizieren müssen, um sicherzustellen, dass sie in sicherem Zustand sind, kann die eingeschränkte Erkennung von verborgenen Lecks dazu führen, dass flüssige Kohlenwasserstoffe bis zur wasserführenden Schicht in den Boden gelangen.

Pipeline-Überwachung

Überblick über aktuelle Methoden:

• Physische Patrouillen
  • Es ist schwierig, Lecks visuell oder durch Geruch zu erkennen.
  • Menschliche Inspektionen können nur so weit gehen, dass die Menschen in Bezug auf Höhen und enge Räume häufig eingeschränkt sind
  • Die Inspektion ist auf vorgegebene Routen beschränkt, die auf statistischen Stichproben basieren, sodass bestimmte Pipelinebereiche nicht inspiziert werden.

• Druckregelungsmethode
  • Es ist schwierig, kleine Lecks zu erkennen

• Ultraschall-Durchflussmesser
  • Es ist schwierig, kleine Lecks zu erkennen
  • Teuer

• Leitfähige Kabel
  • Es ist schwierig, kleine Lecks zu erkennen
  • Teuer

• Hubschrauber oder Flugzeug
  • Fliegt höher und schneller und muss schwere und teure Überwachungsgeräte tragen
  • Es bietet immer noch Bilder mit vergleichsweise niedriger Auflösung für das gleiche Geld
  • Kosten des Piloten

• Erdfernerkundungsdaten (über Satelliten)
  • Bilder mit niedriger Auflösung

UAV-basierte Sensornutzlasten für die Pipelineüberwachung

Verschiedene hochwertige Sensoren an Bord des unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) ermöglichen die gleichzeitige Inspektion von Rohrleitungen nach unterschiedlichen Kriterien. Das geringe Gewicht von UAV ermöglicht kontinuierliches Scannen und bietet gleichzeitig maximale Sicherheit.

UAVs gewährleisten das Scannen einer Pipeline über große Entfernungen und in schwer zugänglichen Bereichen. UAVs können nachts routinemäßig näher an den Boden fliegen, einer sehr präzisen Flugbahn folgen, niedrigere Betriebskosten haben und umweltfreundlicher sind.

Luftgestützte Drohnen empfiehlt den Endbenutzern, die Art der Daten zu bestimmen, die zuerst erfasst werden müssen, dh:

1. Hochauflösende Farbbilder zur Identifizierung
   1. Schäden an der Rohrleitung
   1. Vegetation beeinflusst die Pipeline
2. Multispektrale Bilder zum Identifizieren
   1. Pipeline-Vorfahrt überwachen. Kann in landwirtschaftlichen Räumen zur Erkennung der Pflanzengesundheit verwendet werden. Umgekehrt kann jedoch auch die Auswirkung von Rohrleitungen auf das Ökosystem untersucht und Gaslecks identifiziert werden.
   1. Vegetation besetzen und schädigen
3. LiDAR zur Erstellung eines digitalen 3D-Modells
   1. Aufgrund der hohen Genauigkeit von Lidar-Modellen können Sie 3D-Modelle erstellen (digitale Zwillinge) der Pipeline und ihre Beziehung zum ersten digitalen Modell des Zeitpunkts, zu dem die Pipeline installiert wurde, um zu ermitteln, zu welchem ​​Zeitpunkt die Pipeline verschoben wurde, und um mögliche Schäden vorherzusagen und die Pipeline zu modifizieren, um auftretenden Schäden vorzubeugen.
4. Thermische Identifizierung möglicher Defekte
   1. Mit allgemeinen Wellenkameras mit RGB-Bildern und thermischer Überlagerung können Sie Schwachstellen in Rohren und mögliche Undichtigkeiten vorhersagen und Inspektionsteams entsenden, um zu messen, ob ein tatsächliches Leck oder eine größere Wärmeverschiebung vorliegt, die auf ein strukturelles Versagen zurückzuführen ist.

In verschiedenen Kombinationen können die obigen Technologien in den folgenden Methoden verwendet werden:

1. Digitale Fotogrammetrie.
   1. Dies ermöglicht die Identifizierung von Fehlern in der Erdmorphologie durch die Analyse der chromatischen Variation von Reliefänderungen unter Verwendung spezieller Mautgebühren und Software. Das Ergebnis dieser Methode ist die KMZ-Datei oder Geoinformationsdatei, mit der Kartendaten gesteuert werden, wenn der Ort erkannter Änderungen identifiziert wird. Diese Methode kann zur Überwachung von über- und unterirdisch verlegten Kohlenwasserstoff-Pipelines angewendet werden.
2. Spektrometrische Methode
   1. Zwei Arten von Sensoren werden verwendet, um Kohlenwasserstofflecks in flüssigem oder gasförmigem Zustand zu erfassen und zu identifizieren: multispektrale und hyperspektrale.
3. Geothermische Vermessungsmethode
   1. Wärmebildkameras ermöglichen die Analyse von Tendenzen des IR-Fernspektrums. Es ist auch möglich, Kohlenwasserstoffgase zu identifizieren, die mit dem Infrarotspektrum wechselwirken

Die oben genannten Anforderungen tragen wesentlich zur Identifizierung der geeigneten UAV-Plattform bei

1. Ein kleiner Quadrocopter, der es ermöglicht, maximale Detailgenauigkeit und kleine Flächen zu erzielen, um ein detailliertes Scannen von unterirdischen Pipelines zu gewährleisten
2. Ein größerer fester Flügel kann größere Anforderungen erfüllen, bietet jedoch eine geringere Auflösung und Detailtreue

Die Zukunft.

Der technologische Wandel vollzieht sich rasant und in letzter Zeit wurden aufregende Fortschritte mit empfindlicheren Methanerkennungssensoren auf UAV-Plattformen erzielt, die näher an die Quelle von Pipeline-Gaslecks heranreichen können die priorisieren diese für die Annahme.