Главная
АИ #22 (152)
Статьи журнала АИ #22 (152)
Перспективное применение робототехники в нефтегазовой промышленности

Перспективное применение робототехники в нефтегазовой промышленности

Рубрика

Нефтяная промышленность

Ключевые слова

трубопроводный транспорт
автономный необитаемый подводный аппарат
опасный производственный объект
газопровод
нефтепровод
робототехника

Аннотация статьи

Актуальность выбранной темы обусловлена повышением надежности трубопроводного транспорта, а также снижением степени риска опасных производственных объектов, пересекаемых естественные водные препятствия.

Текст статьи

На сегодняшний день Российская Федерация является одним из основных экспортеров качественного сырья нефти, нефтепродуктов и сжиженного газа в страны Европы и Азии. Транспортировка осуществляется как с помощью железнодорожных перевозок, морских, так и самым экономически выгодным способом – по трубопроводам большого диаметра.

Развитие трубопроводного транспорта началось с XIX века, и широкую популярность обрело в 60 годы двадцатого столетия. Спрогнозированная целесообразность и потенциал данного вида транспортировки нефти и газа подтвердилась и приобрела масштабную популярность в нефтегазодобывающей промышленности всех стран мира. 26 сентября 2023 года произошли взрывы магистральных газопроводов «Северный поток» и «Северный поток-2» компании «Газпром» в Балтийском море. Причины, по которым произошли данные повреждения по неофициальным данным, являются целенаправленными террористическими актами недружественными государствами, характеризуемые как диверсии.

На данный момент в Российской Федерации разработаны и действуют ГОСТы, регламентирующие технологические требования технических регламентов межгосударственных и международных стандартов к трубопроводному транспорту, а именно ГОСТ 32569-2013 «Трубопроводы технологические стальные». На основе ГОСТов происходит проверка, эксплуатация и проектирование трубопровод, а также и мониторинг состояния действующих. Возвращаясь к одной из бескомпромиссных происшествий в нефтегазовой отрасли за последние 3 года – взрыву трубопроводов в Балтийском море, можно дать оценку системе глубинного заложения трубопроводной системы нефтегазового комплекса как особо уязвимую.

Главная причина уязвимости заключается в невозможности постоянного и незамедлительного контроля и ремонта трубопровода в водной среде. Безвоздушное пространство и невозможность извлечения на поверхность оборудования толкает на поиск альтернативных вариантов обслуживания и диагностики без личного присутствия человека.

Для постоянного мониторинга глубоководного состояния нефтепровода прибегают к подводному водолазному обследованию, мерами по диагностике которых являются локальное взятие проб воды и фотовидеофиксация. Данный метод имеет аналог – применение средств автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) для аналогичного взятия проб и фиксации на цифровой носитель, а также использование гидролокатора для сканирования рельефа дна.

Развитие робототехники на сегодня уже доказало свое превосходство своим основным критерием – дистанционным управлением оператора. Из этого следует повышение безопасности жизнедеятельности человека, в частности работника предприятия. Касательно широко развитых беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), то они уже не первый год включены в материально-технический ресурс многих ведущих компаний нефтегазовой отрасли Российской Федерации, доказывая свое успешное применение в мониторинге состояния трубопроводов.

Альтернативной идеей применения дронов получает направление мониторинга состояния подводного рельефа при пересечении естественного водного препятствия трубопроводом. Рассматривая детально, можно выделить несколько основных критериев, которые положительно повлияют на диагностику подводных переходов, а именно:

  • дистанционный мониторинг;
  • фотовидеофиксация всего участка заложения трубопровода;
  • использование дронов при непредвиденных чрезвычайных ситуациях и неконтролируемой утечке в качестве буксиров для боновых заграждений;
  • сканирование рельефа дна.

Упрощенный способ получения данных с труднодоступного объекта позволит проводить мониторинг состояния опасного производственного объекта без применения компанией сторонних организаций, таких как подводная экспертиза магистральных трубопроводов водолазами. Необходимость включения комплекса АНПА в производство ОПО снизит затраты на привлечение подрядных организаций, снизит риск для человеческой жизни, ускорит получение информации, в случае наличия данного аппарата в имущественном комплексе предприятия.

Оснащение АНПА модулем гидролокатора происходит запись подводного рельефа залегаемого трубопровода. Данный модуль актуален не только для трубопроводов транспортировки нефти и нефтепродуктов, но и в газовой промышленности. Таким образом, комплекс АНПА с модулями является универсальным плавательным средством. Благодаря периодическому сканированию возможно иметь представление об изменении грунта вблизи подводного трубопровода, что позволить заблаговременно принять необходимые меры.

Универсальные характеристики АНПА позволяют применять его в водоемах малой глубины, и в водохранилищах, глубина которых не превышает 100 м. Компактный корпус и малый вес также способствует использованию АНПА без применения дополнительного оснащения.

Еще одним фактором является применение современных технологий компьютерного моделирования в области подводной робототехники для промышленных предприятий.

Сравнивая усредненные характеристики многофункциональных АНПА с применением водолазного обследования, можно составить таблицу:

Таблица

Критерии

Лаборатория + Водолазы

Автономный необитаемый подводный аппарат

Точечный забор воды

Разовый забор пробы воды

Непрерывное сканирование воды

Глубина погружения

До 60 метров

До 100 м

Максимальное время нахождения в воде

Погружение с 1 баллоном кислорода на 20 минут работоспособности

Долговечность заряда до 12 часов непрерывной работы

Протяженность погружения (длина участка сканирования)

25 метров

От 800 м до 8 км

Долговечность

1 баллон воздуха на 20 минут погружения, перемещение под водой ±50 м

Работоспособность ±5 лет

 

Применение/участие при локализации ЧС

Участвуют

Применяются

Исходя из сравнительного анализа, можно сделать вывод о перспективности применения автономных необитаемых подводных аппаратов в нефтегазовой промышленности.

Период оптимизации на объектах ОПО зачастую приводит к ошибкам персонала в обработке данных. Избежать таких последствий можно только двумя вариантами, один из которых – увеличение штата персонала. Исходя из того, что увеличение количества рабочих единиц противоречит первоначальной задаче оптимизации в принципе, остается второй вариант – применение роботизированной техники и искусственного интеллекта. Футуристичное предложение можно оспаривать тем, что робот отнимет рабочие места, но глобальная задача сохранить жизнь и здоровье работнику – главная тенденция современной экономики. Тем самым, отправив в условия повышенной опасности дрон, появляется новая специальность – оператор необитаемого подводного аппарата. Естественно, что исключить человека из рабочего процесса невозможно, поэтому в перспективном будущем применение роботов будет являться скорее дополнением и облегчением труда, в свете применения АНПА – водолазам.

Список литературы

  1. ГОСТ 32569-2013 «Трубопроводы технологические стальные». М.: Стандартинформ, 2015, 144.
  2. Mihelj M., Bajd T., Ude A., Lenarčič J. «Robotics». Springer Science+Business Media B.V.: 2010, 249.
  3. Алиев Р.А. «Трубопроводный транспорт нефти и газа». 2 издание. М.: 2013, 368.
  4. Mae L. Seto «Marine Robot Autonomy», Springer New York: 2012, 382.
  5. Гайкович Б.А. «Система комплексной безопасности морских инженерных сооружений нефтегазовой отрасли» // «НОЗС» 2015, №1 (33).

Поделиться

823

Букова Е. В., Мельникова Д. А. Перспективное применение робототехники в нефтегазовой промышленности // Актуальные исследования. 2023. №22 (152). Ч.I.С. 69-71. URL: https://apni.ru/article/6417-perspektivnoe-primenenie-robototekhniki

Актуальные исследования

#30 (212)

Прием материалов

20 июля - 26 июля

осталось 5 дней

Размещение PDF-версии журнала

31 июля

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

13 августа