Китайская сеть нефтегазопроводов PipeChina принадлежит крупному нефтеперерабатывающему, газовому и нефтехимическому конгломерату China Oil. Для доставки сырой нефти на перерабатывающие заводы компания создала сложную сеть трубопроводов и подвесных мостов. Для обеспечения целостности системы работает целая армия инженеров, задача которых — регулярно проверять сеть.

Одним из таких инженеров-инспекторов работает Ли Вэй, старший менеджер по инспекции трубопроводов компании PipeChina. Раньше он и его команда осматривали каждый элемент конструкции, поднимаясь на подвесные мосты для визуального поиска дефектов. Они применяли сложное наземное оборудование для проверки труб, сварных швов, соединений, зажимов, заклепок, балок, ферм, бетонных опор, несущих тросов моста и тд. Процесс требует времени и сил, но необходим, ведь мосты подвержены коррозии, трещинам, сдвигам, деформациям, разрушениям, протечкам, расслоениям, усадке, а также разрушению от замерзания и оттаивания. 

При таком числе потенциальных рисков обследование зачастую удаленных конструкций — очень сложная задача. Это не только трудоемко и занимает много времени, но и опасно, дорого и требует большого количества специального оборудования. Что важнее, ручная инспекция ограничивает возможности для сравнений с показателями прошлых проверок. 


Подвесной мост для трубопроводов PipeChina в Луйчжоу, Китай

Доступ к удаленным подвесным мостам — не всегда легкая прогулка по парку. В сезон дождей дороги могут быть размыты, а местность — завалена мусором. Возможны оползни, мосты повреждаются из-за подъема паводковых вод, на территорию приходят дикие животные. Это не только усложняет работу инженеров, но и подвергает риску всю систему, если мосты и трубопроводы не будут качественно проверены.

Проверка мостов с беспилотниками DJI

В 2020 году компания PipeChina в партнерстве с DJI создала совместную целевую группу для изучения возможности использования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с целью инспекции подвесных мостов трубопроводов PipeChina. 

После создания исследовательской лаборатории, проведения испытаний, а также использования беспилотников для инспекции реальных трубопроводных мостов в Китае команда PipeChina сделала несколько открытий. Специалисты обнаружили, что использование беспилотников для инспекции подвесных мостов является чрезвычайно эффективным и экономически выгодным. Беспилотники более безопасны и точны. Инженеры могут использовать их для частых проверок нефтегазовой инфраструктуры, что может продлить срок службы дорогостоящих активов. 

Автоматизация проверки мостов беспилотниками DJI

Команды PipeChina и DJI использовали Matrice 300 RTK (M300RTK) и Phantom 4 RTK (P4RTK) для проверки эффективности БПЛА в полевых условиях. Показательную миссию провели над подвесным мостом в городе Луйчжоу в провинции Гуанси на юге Китая. 

Сначала с помощью P4R и функции WayPoint Master провели предварительную съемку моста с высоты, чтобы решить, какие именно части необходимо осмотреть. Подвесные мосты состоят из множества деталей с решающим значением для общей целостности.

Затем команда определила оптимальный маршрут полета БПЛА над мостом. Применяя ПО DJI Terra, инженеры PipeChina построили 3D-модель подвесного моста трубопровода в Луйчжоу. Рассматривая модель на компьютерах, команда настроила траекторию полета, положение стабилизатора и параметры зума камеры, проложила точки маршрута, чтобы все важные аспекты были учтены. В DJI Terra есть функция, позволяющая инженерам запустить симуляцию полета на компьютерах для финальной проверки, чтобы ни одна деталь не была упущена.


190 путевых точек для подвесного моста трубопровода в Луйчжоу

На месте опытный пилот облетел вокруг моста, чтобы проверить траекторию полета и настроить точки маршрута. После того, как точки маршрута точно установили вдоль ключевых участков моста, инженеры с минимальным уровнем подготовки смогли легко управлять беспилотником, используя заранее спланированную траекторию полета. Инженеры спокойно наблюдали за самостоятельным полетом коптера по всем точкам маршрута и автоматической съемкой моста. 

Из-за сложной конструкции подвесных мостов с кабелями, проводами, балками и другими опасными местами важно, чтобы коптер был оснащен датчиками для избегания столкновений, как у M300RTK. Что еще более важно, с мощной зум-камерой, как Zenmuse H20, коптеру нечасто нужно летать близко к препятствиям. 

Инженеры провели дополнительные симуляции полета,настроили траекторию полета и параметры путевых точек. Удовлетворившись этим, команда позволила алгоритмам искусственного интеллекта автоматически сравнить изображения и откалибровать наилучшие углы съемки. Как только подтвердили точность метода, коптер автоматически выполнил миссию и сделал фотографии без участия опытного пилота. Теперь он может повторять тот же маршрут полета снова и снова. 


Важные элементы при осмотре подвесного моста трубопровода в Луйчжоу

Как PipeChina подтвердила результаты автоматизированной инспекции мостов

После изучения собранных данных и повторной настройки траектории полета инженеры вернулись на подвесной мост, запустили беспилотник M300RTK и выполнили запрограммированный полет по траектории из 190 точек маршрута. Для максимальной точности проверки результатов команда повторила программу множество раз.

"БПЛА компании DJI успешно применялись для инспекции нескольких наших подвесных мостов. Используя эти беспилотники, мы смогли максимально повысить безопасность специалистов и оптимизировать процесс инспекции. DJI предлагает интеллектуальное решение, очень выгодное и удобное для инспекции подвесных мостов"
— Чжан Ю, региональный директор PipeChina

Поскольку испытания беспилотников прошли успешно, Чжан ожидает, что инженеры увеличат частоту проверок подвесных мостов с одного раза в год до ежеквартального или даже ежемесячного периода. Увеличение частоты проверок приведет к улучшению точности измерений и поможет инженерам быстрее находить неисправности в огромной системе нефтепроводов, продлевая период службы сети и сохраняя непрерывность потока нефти. 

После завершения инспекции мостов инженеры могут без труда изучить снимки в высоком разрешении, и найти повреждения или другие проблемы, связанные с подвесными мостами. Используя беспилотники, инженеры могут проводить осмотр мостов быстрее, а также избежать рисков, характерных для пешего осмотра, осуществляя полеты на безопасном расстоянии от труднодоступных мест. 

Больше возможностей M300 RTK для инспекций

Matrice 300 RTK с камерой Zenmuse серии H20 обладает рядом передовых функций, позволяющих сделать инспекцию мостов проще:

  • Батареи с возможностью горячей замены, самонагревающиеся аккумуляторы и станция быстрой зарядки. 
  • Три слота для полезной нагрузки, чтобы пилоты могли прикрепить к коптеру дополнительные инструменты (до 2,7 кг дополнительного веса), такие как прожектор, динамик, LiDAR или другие.
  • Бесшовный пользовательский интерфейс с дисплеем Primary Flight Display, функцией проверки мест с помощью искусственного интеллекта, фотографиями сетки высокого разрешения, функциями точного и интеллектуального отслеживания, а также возможностью проверки температуры объекта одним нажатием.
  • Самостабилизирующийся 3-осевой стабилизатор, автофокус, температурная компенсация и автоэкспозиция для обеспечения четких и стабильных изображений.
  • Встроенный модуль RTK (кинематики в реальном времени) для точного позиционирования точек маршрута на сантиметровом уровне. 
  • Моделирование траектории полета на существующих 2D- и 3D-моделях и возможность добавлять аннотации к изображениям и метки для точного определения проблемных зон.

Области применения беспилотников DJI Enterprise

Это лишь один пример, показывающий, насколько эффективными могут быть промышленные беспилотники DJI Enterprise для нефтегазовой промышленности. БПЛА способны превосходить ожидания пользователей в следующих областях:

  • Строительство
  • Электроэнергетика
  • Пожаротушение
  • Правительственные нужды
  • Операции правоохранительных органов
  • Инспекция линий электропередачи
  • Общественная безопасность
  • Инспекция объектов возобновляемых источников энергии
  • Поиск и спасение
  • Городское планирование