Китайська мережа нафтогазопроводів PipeChina належить великому нафтопереробному, газовому та нафтохімічному конгломерату China Oil. Для доставки сирої нафти на переробні заводи компанія створила складну мережу трубопроводів і підвісних мостів. Для забезпечення цілісності системи працює ціла армія інженерів, завдання яких — регулярно перевіряти мережу.

Одним із таких інженерів-інспекторів працює Лі Вей, старший менеджер із інспекції трубопроводів PipeChina. Раніше він із командою оглядав кожен елемент конструкції, піднімаючись на підвісні мости для візуального пошуку дефектів. Вони застосовували складне наземне обладнання для перевірки труб, зварних швів, з'єднань, затискачів, заклепок, балок, ферм, бетонних опор, тросів мосту тощо. Процес вимагає часу і сил, але необхідний, адже мости схильні до корозії, тріщин, зрушень, деформацій, руйнувань, протікань, розшарувань, усадки, а також руйнування від замерзання і відтавання.

За такого числа потенційних ризиків обстеження зазвичай віддалених конструкцій — дуже складне завдання. Це не лише потребує витрат робочих ресурсів та займає багато часу, але й небезпечно, дорого та вимагає великої кількості спеціального обладнання. Що важливіше, ручна інспекція обмежує можливості для порівнянь із показниками минулих перевірок.


Підвісний міст для трубопроводів PipeChina в Луйчжоу, Китай

Доступ до віддалених підвісних мостів — не завжди легка прогулянка парком. У сезон дощів дороги можуть бути розмиті, а місцевість — завалена сміттям. Можливі зсуви, мости пошкоджуються через підйом паводкових вод, на територію приходять дикі тварини. Це не лише ускладнює роботу інженерів, але й піддає ризику всю систему, якщо мости й трубопроводи не будуть якісно перевірені.

Перевірка мостів безпілотниками DJI

У 2020 році компанія PipeChina за партнерства DJI створила спільну цільову групу для вивчення можливості використання безпілотних літальних апаратів (БПЛА) з метою інспекції підвісних мостів трубопроводів PipeChina.

Після створення дослідницької лабораторії, проведення випробувань, а також використання безпілотників для інспекції реальних трубопровідних мостів у Китаї команда PipeChina зробила кілька відкриттів. Фахівці виявили, що використання безпілотників для інспекції підвісних мостів є надзвичайно ефективним і економічно вигідним. Безпілотники безпечніші й точніші. Інженери можуть використовувати їх для частих перевірок нафтогазової інфраструктури, що може продовжити термін служби дорогих активів. 

Автоматизація перевірки мостів з безпілотниками DJI

Команди PipeChina і DJI використовували Matrice 300 RTK (M300RTK) і Phantom 4 RTK (P4RTK) для перевірки ефективності БПЛА в польових умовах. Показову місію провели над підвісним мостом у місті Луйчжоу, в провінції Гуансі на півдні Китаю.

Спочатку за допомогою P4 RTK і функції “WayPoint Master” провели попередню зйомку моста з висоти, щоб вирішити, які саме частини необхідно оглянути. Підвісні мости складаються з безлічі деталей, від яких залежить загальна цілісність.

Потім команда визначила оптимальний маршрут польоту БПЛА над мостом. Застосовуючи ПЗ DJI Terra, інженери PipeChina побудували 3D-модель підвісного моста трубопроводу в Луйчжоу. Розглядаючи модель на комп'ютерах, команда налаштувала траєкторію польоту, положення стабілізатора та параметри зуму камери, проклала точки маршруту, щоб усі важливі аспекти були враховані. У DJI Terra є функція, що дозволяє інженерам запустити симуляцію польоту на комп'ютерах для фінальної перевірки, щоб не впустити жодної деталі.


190 шляхових точок для підвісного моста трубопроводу в Луйчжоу

На місці досвідчений пілот облетів навколо моста, щоб перевірити траєкторію польоту і налаштувати точки маршрута. Після точного встановлення маршрутних точок, уздовж ключових ділянок моста, інженери з мінімальним рівнем підготовки змогли легко керувати безпілотником, використовуючи заздалегідь сплановану траєкторію польоту. Інженери спокійно спостерігали за самостійним польотом коптера, за всіма точками маршруту і автоматичною зйомкою мосту.

Через складну конструкцію підвісних мостів із кабелями, дротами, балками й іншими небезпечними місцями важливо, щоб коптер був оснащений датчиками для уникнення перешкод, як у M300RTK. Що ще більш важливо, з потужною зум-камерою, як Zenmuse H20, коптеру нечасто потрібно підлітати близько до перешкод.

Інженери виконали додаткові симуляції польоту, налаштували траєкторію польоту і параметри точок маршруту. Задовільнившись цим, команда дозволила алгоритмам штучного інтелекту автоматично порівняти зображення та відкалібрувати найкращі кути зйомки. Як тільки було підтверджено точність методу, коптер автоматично виконав місію та зробив фотографії без участі досвідченого пілота. Тепер він може повторювати той самий маршрут польоту знову й знову.


Важливі елементи під час огляду підвісного моста трубопроводу в Луйчжоу

Як PipeChina підтвердила результати автоматизованої інспекції мостів

Після вивчення зібраних даних і повторного налаштування траєкторії польоту інженери повернулися на підвісний міст, запустили безпілотник M300RTK і виконали запрограмований політ траєкторією зі 190 точок маршруту. Для максимальної точності перевірки результатів команда повторила програму багато разів.

"БПЛА компанії DJI були успішно застосовані для інспекції кількох наших підвісних мостів. Використовуючи ці безпілотники, ми змогли максимально підвищити безпеку фахівців і оптимізувати процес інспекції. DJI пропонує інтелектуальне рішення, дуже вигідне та зручне для інспекції підвісних мостів"
— Чжан Ю, регіональний директор PipeChina

Оскільки випробування безпілотників пройшли успішно, Чжан очікує, що інженери збільшать частоту перевірок підвісних мостів із одного разу на рік до щоквартального, або навіть щомісячного періоду. Збільшення частоти перевірок призведе до поліпшення точності вимірювань і допоможе інженерам швидше знаходити несправності у величезній системі нафтопроводів, продовжуючи період служби мережі та зберігаючи безперервність потоку нафти.

Після завершення інспекції мостів інженери можуть легко вивчити знімки з високою роздільною здатністю і знайти пошкодження або інші проблеми, пов'язані з підвісними мостами. Використовуючи безпілотники, інженери можуть проводити огляд мостів швидше, а також уникнути ризиків, характерних для пішого огляду, здійснюючи польоти на безпечній відстані від важкодоступних місць.

Більше можливостей M300 RTK для інспекцій

Matrice 300 RTK із камерою Zenmuse серії H20 має ряд передових функцій, що дозволяють зробити інспекцію мостів простішою:

  • Батареї з можливістю гарячої заміни, акумулятори з функцією самопідігріву та станція швидкої зарядки.
  • Три слоти для корисного навантаження, щоб пілоти могли прикріпити до коптера додаткові інструменти (до 2,7 кг додаткової ваги), такі як прожектор, динамік, LiDAR тощо.
  • Безшовний користувацький інтерфейс із дисплеєм Primary Flight Display, функцією перевірки місць за допомогою штучного інтелекту, фотографіями сітки з високою роздільною здатністю, функціями точного та інтелектуального відстеження, а також можливістю перевірки температури об'єкта одним натисканням.
  • 3-осьовий стабілізатор, автофокус, температурна компенсація й автоекспозиція для забезпечення чітких і стабільних зображень.
  • Вбудований модуль RTK (кінематики в реальному часі) для точного позиціонування точок маршруту на сантиметровому рівні.
  • Моделювання траєкторії польоту на наявних 2D- і 3D-моделях і можливість додавати анотації до зображень і міток для точного визначення проблемних зон.

Сфери застосування безпілотників DJI Enterprise

Це лише один приклад, який показує, наскільки ефективними можуть бути промислові безпілотники DJI Enterprise для нафтогазової промисловості. БПЛА здатні перевершувати очікування користувачів у таких сферах:

  • Будівництво
  • Електроенергетика
  • Пожежогасіння
  • Урядові потреби
  • Операції правоохоронних органів
  • Інспекція ліній електропередачі
  • Громадська безпека
  • Інспекція об'єктів поновлюваних джерел енергії
  • Пошук і порятунок
  • Міське планування