Aftershock

Вход на сайт

Облако тегов

АШ-YouTube

АО «ОМЕГА» - от совершенствования систем мониторинга - к диверсификации наукоемкой продукции

Аватар пользователя Далёкий

Обеспечение технологической и экологической безопасности транспортировки углеводородов по нефтепроводам, продуктопроводам и газопроводам является одной из ключевых проблем топливно-энергетического комплекса, от технологичного и своевременного решения которой зависят как экономические показатели эксплуатации транспортных систем, так и экологическая ситуация в регионах их функционирования.

 

Для Российской Федерации обеспечение безопасности трубопроводного транспорта углеводородов имеет особенно острый характер, что связано с большой протяженностью действующих трубопроводов, а также с разнообразием природных условий в зоне их прокладки и повсеместно возникающей проблемой старения трубопроводов. Кроме того, серьезным вызовом являются постоянные попытки обустройства несанкционированных врезок для отбора продукта перекачки, постоянное совершенствование инструментов обустройства таких врезок, а также значительные расстояния, на протяжении которых необходимо обеспечить эффективную защиту трубопроводов.

 

Предотвращать или по крайней мере своевременно обнаруживаться утечки призваны разнообразные по конструкции и принципу действия системы мониторинга. Помимо традиционных параметрических систем, основанных на анализе баланса объема, скорости, изменения давления и потока транспортируемого продукта, в настоящее время существуют как минимум три основных технологии, соответствующие различным идеологическим подходам к локализации утечки.

 

Это системы, основанные на т.н. моделях переходных процессов в реальном времени (Real Time Transition Model, RTTM), статистические методы, а также анализ волны отрицательного давления (Negative Pressure Wave Analysis, NPWA). Каждый из этих методов обладает набором неоспоримых преимуществ и одновременно очевидных недостатков. В частности, большинство систем, основанных на анализе параметров, добываемых врезанными в трубу датчиками, неспособны выявлять небольшие утечки и точно установить их местонахождение. Определение утечки по волне отрицательного давления также грешит очень приблизительной индикацией места опасного происшествия.

 

Одной из перспективных разработок в области непрерывного мониторинга трубопроводов являются системы, основанные на использовании распределенных оптоволоконных датчиков виброакустики (Distributed Acoustic Sensor, DAS) и изменения температурного поля (Distruibuted Temperature Sensor, DTS). Распределенные оптоволоконные датчики имеют широкую область применения и активно совершенствуются с целью увеличения чувствительности и избирательности. Волоконно-оптические системы в силу ряда конструктивных преимуществ датчика (технологичность, полная пассивность, слабая восприимчивость к электромагнитному излучению, возможность эксплуатации типового телекоммуникационного кабеля и т.п.) активно применяют для мониторинга и охраны различных протяженных объектов, в том числе магистральных трубопроводов.

 

Системы оптоволоконного мониторинга трубопроводов и других протяженных инфраструктурных объектов активно разрабатываются во всем мире уже на протяжении нескольких десятилетий. Пионером, а также лидером в разработке и применении таких систем является АО «ОМЕГА», предприятие группы компаний ПАО «Транснефть».

 

Являясь ярким свидетельством инновационной направленности деятельности «Транснефти», мирового рекордсмена по протяженности эксплуатируемых трубопроводов, с 2010 года АО «ОМЕГА» оснастило оптоволоконной Системой обнаружения утечек и контроля активности (СОУиКА «ОМЕГА») около 6000 километров трубопроводов. Принцип действия распределенных датчиков основан на детектировании обратного релеевского рассеивания короткого лазерного импульса, движущегося по оптическому волокну. В когерентном рефлектометре используется узкополосный высокостабильный опорный лазер, за счет чего интенсивности обратно рассеянных сигналов суммируются с учетом фазовых задержек. В свою очередь, колебания среды, в которой располагается сенсор, вызывают микровибрации оптического волокна амплитудой от 50 нм и смещают релеевские рассеивающие центры относительно друг друга.

 

Таким образом, пространственно локализованные возмущения оптического сенсора вызывают локальную модуляцию интенсивности когерентной рефлектограммы. Между тем критически важные для работы в условиях трубопроводов процедуры распознавания событий должны обладать для качественного и устойчивого функционирования существенной глубиной адаптации. Для решения данной проблемы разработчики АО «ОМЕГА» применили алгоритмы глубокого обучения на основе искусственных нейронных сетей. Оптоволоконные датчики, на которых основаны разработки ученых и производственников АО «ОМЕГА», обладают рядом очевидных преимуществ, среди которых – высокая чувствительность, работоспособность в экстремальных температурных условиях, невосприимчивость к электромагнитным полям, электрическая пассивность чувствительного элемента, отсутствие опасности поражения электрическим током, а также пожаро- и взрывобезопасность. Важны также коррозионная стойкость, и как следствие – значительный срок службы, возможность мультиплексирования информации от однородных или разнородных чувствительных элементов, и, что немаловажно, умеренная стоимость разрабатываемых систем.

 

Если говорить о СОУиКА «ОМЕГА», то неоспоримым преимуществом является высокая точность определения места события, исчисляемая 3-5 м. Для сравнения: самые эффективные системы так называемых параметрических систем мониторинга трубопроводов, устанавливающих место истечения флюида на основании анализа относительных данных о давлении, скорости потока и температуре, в зависимости от длины трубопровода способны определить место утечки с точностью 50- 300 метров. Следует особо отметить, что в отличие от ряда аналогов СОУиКА «ОМЕГА» разработана на основании глубокого знания специалистами АО «ОМЕГА» реальных потребностей трубопроводного транспорта углеводородов. Именно поэтому система способна также выявлять утечки газа, определять места образования газогидратных пробок, а также определять прохождение и локацию устройств внутритрубной диагностики, обеспечивать контроль уровня загазованности в подземных переходах трубопроводов через железные и автомобильные дороги.

 

Работающий в линейном режиме новый виброакустический блок СОУиКА «ОМЕГА» отличается большей чувствительностью по сравнению с применявшейся доселе аппаратурой. Его внедрение позволило значительно улучшить эксплуатационные характеристики СОУиКА, в частности, сделать еще более точным распознавание источника и причин виброакустических сигналов. Но основное преимущество, которое уже реализовано с переходом на новое поколение оборудования – возможность получения сигнала об утечке на основании анализа виброакустического поля в совокупности с сигналом анализатора изменения температуры. Уже упомянутая сложность идентификации потенциально опасных событий, фиксируемых СОУиКА «ОМЕГА», преодолевается за счет использования искусственных нейронных сетей в совокупности с алгоритмом машинного обучения. Это дает возможность с недостижимой до сих пор точностью идентифицировать утечку из трубопровода, а также различную несанкционированную активность в охранной зоне даже на фоне сложной сигнально-помеховой обстановки. Для этого была разработана многоуровневая архитектура обнаружения и классификации событий, что открыло путь к определению качественных и устойчивых алгоритмов обнаружения потенциально опасных событий.

 

Суть искусственной нейронной сети состоит в том, что сначала она использует один алгоритм для обработки вводимой информации, а затем передает ее следующему слою для обработки следующим алгоритмом, который формирует более высокоуровневое понимание сути события. В случае конечной ошибки сигнал распространяется в обратном направлении, «извлекая уроки» из причин неверно сделанного вывода. Применительно к подсистеме идентификации событий СОУиКА «ОМЕГА» свойство самообучения ценно с двух точек зрения. Во-первых, как мы уже показали, по мере такого анализа сводится к абсолютному минимуму число ошибок в определении характера событий. Во-вторых, такая подсистема открывает возможность более точной и быстрой настройки системы на конкретном охраняемом участке: СОУиКА способна запоминать уже проанализированные ранее признаки и особенности рельефа, звукового и температурного фона и экстраполировать их на аналогичные участки.

 

Благодаря этой разработке вероятность экономических потерь и нанесения экологического ущерба в зоне прокладки трубопровода значительно снижается. Данные соображения учитываются и ведущими российскими нефтегазовыми компаниями, проявляющими активных интерес к перспективе оснащения СОУиКА «ОМЕГА» стратегически важных трубопроводных маршрутов. В число компаний, трубопроводы которых уже оснащены СОУиКА «ОМЕГА», кроме объектов ПАО «Транснефть» входят объекты крупнейших нефтедобывающих предприятий страны, среди которых ООО «РН-Юганскнефтегаз», ООО «РН Краснодарнефтегаз», ООО «КНГ-добыча» и ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз», ООО «Иркутская Нефтегазовая Компания», ПАО АНК «Башнефть», ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», ООО «Соровскнефть», ООО «Пурнефть» и ОАО «Востсибнефтегаз».

Следует особо отметить, что АО «ОМЕГА» по сути создало универсальный многоцелевой контрольно-измерительный комплекс, который может применяться для мониторинга самых разных протяженных и особо важных объектов. В частности, система способна надежно охранять любые границы и важные рубежи, включая прибрежную и морскую зоны, охранять трассу прокладки особо важных коммуникаций, служить основой противопожарной сигнализации, анализировать состояние мостов и железнодорожных насыпей, а также аэродромную обстановку.

 

 

Одним из направлений диверсификации инновационной продукции АО «ОМЕГА» является создание систем мониторинга протяженных объектов, в состав которых входят беспилотные летательные аппараты. Из контактов со швейцарскими разработчиками, осуществленными несколько лет назад по их инициативе, выросла уверенность в возможности создания эффективной комплексной системы мониторинга, в которой для оперативной верификации реальной опасности зафиксированного датчиками и классифицированного искусственной нейронной сетью события будут применяться дроны. Это позволит, с одной стороны, добиться существенного снижения затрат на выезд тревожных групп, а с другой – многократно повысить достоверность оперативной фотовидеофиксации потенциально опасных событий в охранной зоне трубопровода или другого протяженного объекта.

 


Компания участвовала во многих международных тендерах, в настоящее время выполнен монтаж и пусконаладочные работы на зарубежном объекте: оптоволоконной системой для обнаружения вибрационных и акустических событий оснащен конденсатопровод УППГ «Адамаш» – УКПГ «Джаркудук» и УКПГ «Джаркудук» – Товарный парк УДП «Шуртаннефтегаз» в Республике Узбекистан.

 

В декабре 2018 года планируется завершение ОКР по разработке оптоволоконной системы мониторинга трубопроводов, оснащенной модернизированными виброакустическими блоками и новым программным обеспечением, разработанным с применением инновационных технологий и основанном на применении нейронных сетей, для объекта «ТС «ВСТО-II» протяженностью более 2000 км.

 

В разработке системы АО «ОМЕГА» осуществляет сотрудничество с ведущими научно-исследовательскими институтами Российской академии наук, среди которых – Институт гидродинамики им. М.Л. Лаврентьева СО РАН, Научный центр волоконной оптики РАН, Институт общей физики РАН, Фрязинский филиал института радиоэлектроники РАН, Институт проблем управления РАН и Физико-технический институт им. Иоффе РАН.

 

 

«Ключевое слово для описания стратегии развития нашей компании на нынешнем этапе – это всеобъемлющая диверсификация, – говорит генеральный директор АО «ОМЕГА» Рустем Асхатов. – Наделяя разработанный нами универсальный контрольно-измерительный комплекс все новыми возможностями и свойствами, мы продолжаем работы по созданию на базе СОУиКА Оптоволоконной системы мониторинга трубопроводов (ОСМТ). С другой стороны, во исполнение решений и программ государственной важности мы будем решительно диверсифицировать выпуск наукоемкой продукции, отвечающей идеологии импортозамещения, а также инновационным потребностям различных отраслей, включая оборонную»

 

 

Авторство: 
Копия чужих материалов
Комментарий автора: 

добиться существенного снижения затрат на выезд тревожных групп

 

локализации утечки

 

являются постоянные попытки обустройства несанкционированных врезок для отбора продукта перекачки, постоянное совершенствование инструментов обустройства таких врезок, а также значительные расстояния

И как только не извращаются клятые буржуины из Транснефти,  лишь бы капиталы свои не профукать.
 
 

 

 

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя neofit
neofit(8 лет 8 месяцев)(11:42:31 / 20-12-2018)

Ощущение, что это рекламная статья, видимо поджимает. DAS и DTS не для таких трубопроводов. Слишком велик объём информации, который приводит к постоянным тревожным вызовам. Стоит просто оценить стоймость каждого ложняка связанного с вызовом тревожной бригады. Деградация обнаружения при порывах кабеля. Транснефть закопала в землю более 5 миллиардов рублей без результата.  Огромные затраты интересуют только тех, кто делит "пирог". Что касается самой компании, ничего хорошего кроме красивого видео для "нужных людей" предложить они не смогли. Не смогли вывести свой инженерный уровень и уровень реализации на хотя бы приемлимый за рубежом порог.

Аватар пользователя Далёкий

Ладно за рубежом. У нас  бы 2000 км  на ВСТО  обмотали по уму.

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год