Мобильный диагностический комплекс для объектов газовой, нефтяной и энергетической промышленности

Мобильный дистанционный комплекс лазерно-тепловизионного контроля предназначен для выполнения следующих функций:

• • диагностики газопроводов и обнаружения утечек газа;
• • диагностики нефтепроводов и обнаружения утечек и мест разлива нефти, определения площади загрязнения на воде и на земле;
• • определения мест несанкционированного подключения;
• • диагностики газохранилищ, резервуаров, крановых узлов;
• • картирования подземных трубопроводов и потерянных участков трубопроводов;
• • картирования залежей нефти и других углеводородов;
• • обнаружения мест повреждения теплоизоляции, обводнения и выхода трубопровода на поверхность;
• • дистанционного обнаружения очагов лесных и подземных пожаров, в том числе в условиях задымленности;
• • обнаружения очагов возгорания и пламени, невидимого глазу человека;
• • определения границ загрязнения водоемов стоками термальных вод;
• • определения потерь тепла зданиями и сооружениями;
• • диагностики технического и коррозионного состояния высоковольтных линий электропередачи, трансформаторных подстанций, электрооборудования и т. п.;
• • дистанционного определения концентрации взрывоопасных смесей вблизи мест утечек;
• • определения фоновых концентраций на промышленных предприятиях, газоперекачивающих станциях;
• • контроля фонового значения метана и других газов вблизи предприятий и промышленных объектов;
• • обследования теплотрасс;
• • поисково-спасательных операций.

Комплекс представляет собой оптико-электронную систему на гидростабилизированной платформе размером 350×500 мм, на которой смонтированы: тепловизор, видеокамера, дистанционный лазерный детектор газа, лазерный дальномер и цифровая фотокамера. Кроме того, комплекс имеет систему координатной привязки GPS-ГЛОНАСС, регистрационную систему и мобильную систему обработки информации. Комплекс монтируют на вертолете, самолете или наземном транспортном средстве.

Гидростабилизированная платформа позволяет сканировать нужные участки поверхности и исключить влияние вибрации на качество сигналов в измерительных каналах и изображения. Она имеет следующие характеристики:

• • угол визирования по азимуту — ±180°;
• • угол прокачки — +20° вверх и -90° вниз;
• • средняя ошибка стабилизации — 15—20°;
• • масса платформы с оборудованием — 45—55 кг.

Тепловизор позволяет по температурному контрасту определить утечки из продуктопроводов, всплывшие участки и места обводнения трубопроводов или их неглубокое залегание, увидеть дефекты высокои низковольтного оборудования и многое другое. Тепловизор SC 3000 имеет следующие характеристики:

• • поле зрения, 4,5×6, 10×12, 15×20 или 30×40°;
• • тип детектора — GaAs;
• • разрешение термограммы —320×240 пикселов;
• • чувствительность — 0,03°С;
• • спектральный диапазон — 8—9 мкм;
• • масса — 3,2 кг;
• • габариты — 220×135×130 мм.

Встроенная в платформу видеокамера позволяет оператору видеть реальную картину местности и обследуемые объекты, точно отслеживать формат изображения, изменяя с пульта управления ориентацию подвески с камерами. Видеокамера оборудована объективом с различным полем зрения (от 2,25×3 до 30×40°) с разрешением 360 или 500 ТВ-линий. Видеосигнал поступает в регистрирующую систему синхронно с тепловизионным изображением.

Дистанционный лазерный детектор метана предназначен для обнаружения утечек природного газа из газопроводов и других объектов. Принцип его действия основан на абсорбционном ИК-методе анализа. Излучение диодного лазера отражается топографическим объектом (земля, лес, трава и т. д.) и попадает в приемную систему прибора, где он и анализируется.

Детектор полностью автоматизирован и может работать непрерывно без оператора, сохраняя результаты измерений во встроенной памяти. Специальная программа позволяет учитывать особенности отражения лазерного луча от различных поверхностей. При превышении установленного порога концентрации метана срабатывают сигнализация и цифровая камера для получения качественной фотографии места утечки. Система GPS-ГЛОНАСС позволяет получить распределение концентрации метана с привязкой по координатам маршрута. Все результаты измерений сохраняются в памяти для комплексного отчета и последующей обработки.

Дистанционный лазерный детектор имеет следующие характеристики:

• • расстояние детектирования — не более 150 м;
• • время измерения — 0,02 с;
• • пороговая чувствительность (время измерения 0,5 с):
  • — на расстоянии 50 м — 25 ррш-м;
  • — на расстоянии 100 м — 100 ррш м;
  • — на расстоянии 150 м — 200 ррш-м;
• • минимальная толщина детектируемого слоя метана при атмосферном давлении — 0,05 мм;
• • селективность к другим газам — 10⁴;
• • длина волны лазера — 1,65 мкм;
• • мощность излучения лазера — 15 мВт;
• • вес — 20 кг.

Лазерный дальномер предназначен для измерения точного расстояния до исследуемого объекта. Принцип его действия основан на измерении времени, необходимого лучу на прохождение расстояния до объекта и обратно. Дальномер имеет следующие характеристики:

• • диапазон измерений — 0,2—10 км;
• • погрешность измерения — +5 м;
• • длина волны излучения — 1,54 мкм;
• • энергия излучения — 8 мДж;
• • габариты дальномера — 286×112×94 мм;
• • масса — 3,5 кг.

Цифровая камера на базе зеркального фотоаппарата позволяет получить высококачественные фотографии мест утечек продукта, повреждения электрической изоляции, обводнения и т. п. Она имеет разрешение снимков 3,6 или 14 мегапикселов формата RAW.

На рис. В. 12 изображены аэроснимок участка газопровода и термограмма того же места, где в ИК-лучах видно место утечки. На рис. В.13 показаны аэроснимок и термограмма кранового узла газопровода с выходом газопровода на поверхность.