无人机技术在石油和天然气行业的应用

2023.09.12 中国矿业报   

　　◎  赵开云

　　近些年，随着无人机技术的飞快发展，很多石油、天然气公司也意识到无人机技术的潜在优势，其中很多公司希望成为领先的数字化能源公司，正在加速采用和扩大无人机技术。 这些颠覆性的多用途技术通过提供更安全、经济高效的检查能力、应急响应、航空测绘、项目监控、安全监控、环境监控和许多其他关键工业应用，为能源部门服务。

　　无人驾驶飞行器，通常称为无人机(UAV)，通过集成高分辨率传感器和摄像头来收集有关钻井平台、操作平台、储罐、高塔器和高架结构等。 因此，无人机可以通过最大限度地减少架设和拆除脚手架来降低成本，通过避免检查员在高处工作或进入危险的密闭空间来提高工作安全性。 此外，无人机还可以配备各种传感器，如相机、热辐射传感器、光学气体成像、高光谱、激光雷达等。 这种定制扩展了无人机的功能并拓宽了应用程序的组合，以支持环境、建筑、管道、安全和航空测绘的应用。智能自主无人机可以在正常情况和紧急情况下提供例行检查、高质量数据和支持。

　　使用无人机检查火炬烟囱顶端，可以降低成本并提高安全性，因为检查员不需要在高处工作，无需搭脚手架。它还允许在不需要停机的情况下进行检查。

　　在过去 6 年中，通过高质量传感器、电机和低成本导航系统的开发和改进，无人机技术发生了翻天覆地的变化，导致无人机的数量呈指数级增长。石油和天然气行业正在采用这些技术来加强运营、降低成本、提高响应能力并保证员工和工业设施的安全和完整性。其中一些无人机系统将永久驻留在设施中，例如炼油厂或天然气厂。此外，人工智能 (AI)、数据分析和物联网 (IoT) 正在成为无人机不可或缺的一部分。这种无人机技术的进步有可能改变石油和天然气行业的运作方式，并极大地促进实时数据驱动的决策过程和预测能力。

　　无人机主要有两大类：用于短程的微型多旋翼无人机和用于远程应用的固定翼无人机。

　　微型多旋翼无人机在市场上很普遍，并且越来越多地被石油和天然气行业采用，因为这种类型的无人机为增强运营、降低成本、提高安全性和实现敏捷响应提供了越来越有吸引力的机会。

　　固定翼无人机的目标主要是针对长距离的作业要求，例如用于地质勘测、应急响应、海上溢油监测、管道监测和其他的海上应用作业。

　　多旋翼无人机在工业领域有着广泛的行业应用， 例如资产设备的视觉检测、密闭空间的检测、测绘、测厚、工程建设管理、环境监测、安防监控、航拍摄像等。

　　如果采用传统的检查方法对油罐进行检测，那么就需要在油罐周围搭起脚手架，检查员需要爬上脚手架去检查油罐的情况。 此外，对于火炬烟囱等高挑设备或建筑的顶端检查，检查员需要通过狭窄的通道到达危险的尖端进行检测，并且，此类检查需要在有限的停工期间或紧急停工期间进行。

　　但是现在通过使用无人机技术，检查员无需爬上脚手架，只需要让无人机绕着储罐飞行，并收集高分辨率的图像和热数据。 检查员通过收集得来的数据，对储罐状况进行检查，包括罐体是否有任何变形、裂缝、腐蚀或罐壁涂层是否有破损。对于火炬或烟囱的顶端，无人机可以用于检查火炬头的热点异常状况。因为无人机的使用避免了检查员的高处工作，这不仅可以降低检测成本并且可以大大提高操作安全性。此外，还有更重要的优越性是这种检测是可以在不停机的情况下进行检查。

　　无人机技术正在加速发展，并变得更智能、更通用。 各大石油天然气能源公司正在最大限度地部署这些尖端和颠覆性技术，以加强运营并实现收益。人工智能、数据分析和物联网正在成为完全自主且能够远程操作的新兴机器人不可或缺的一部分。 这种机器人技术的进步有可能改变石油和天然气公司的运营方式。 此外，这些技术和能力的结合将极大地促进实时的、数据驱动的决策过程和预测能力。

　　（作者单位： 阿美远东（北京）商业服务有限公司）

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