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解决方案

石油管道巡线

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背景

 石油管线,即输油管道系统,即用于运送石油及石油产品的管道系统,主要由输油管线、输油站及其他辅助相关设备组成,是石油储运行业的主要设备之一,也是原油和石油产品最主要的输送设备。具有管道输送距离长的特点,可达数百、数千公里。管线会经过河流、峡谷、海底、山脉等各种复杂地形,管道的长时间使用,会出现腐蚀、泄漏等问题出现,需要经常进行管线巡检,保证整个管线的安全、畅通。

 现在石油石化系统安全巡检工作主要是通过安检员的定期巡查和上级督查部门的不定期抽查两种方式:在巡查地点或设备处放置一个可拨动式表盘,安检员每到一个地方后,拨动表盘时钟指向巡查时间;还有的是通过投纸条,安检员把写有巡检时间的纸条放入纸箱内,以此来记录巡查情况。上级部门再对安检员的巡查情况进行抽查。

 传统的人工巡线是需要巡检人员,延管线进行徒步,用肉眼检查。之后,巡检人员用纸制的记录本对设备的参数进行选择、记录。

 巡检人员需要徒步,不仅工作量大而且条件艰苦,每天也只能巡线十几公里,此外,有一些巡检项目靠常规方法还难以完成。

解决方案

1 固定翼巡线系统

 北京正唐科技无人机石油管道巡线方案是在北京正唐科技已有的成熟无人机平台基础上,结合北京正唐科技的技术优势、无人机相关的系统集成经验,根据客户的具体需求量身定制的技术解决方案。

1.1 固定翼巡线系统指标

① 每个起落巡线范围:100~300公里

② 巡线飞行高度:20~100米(升限3000米)

③ 图像品质:标清720×576(可选高清1920×1080p/i)

④ 续航时间: 2~4小时

⑤ 巡航速度:90~100公里/小时

⑥ 抗风等级:5~7

1.2 系统方案概要

1.2.1固定翼无人机巡线系统组成

① 赤龙系列固定翼无人机, 一架

② 供固定翼无人机起降的机场,一处或两处;取决于巡线模式

③ 通讯中继站若干(中继站的数量和一次起落的巡线距离有关)

④ 指挥中心一处

⑤ 其他任务设备

1.2.2固定翼无人机巡线工作流程

 北京正唐科技的巡线无人机一次起降航程可达300公里以上。因此,可以在150公里处折返,也可以一直飞行300公里,考虑到风阻以及安全裕量,建议按照续航200公里计划飞行。比较经济的巡线模式应该是一次飞行200公里,在终点附近降落,结束本次飞行。待下次巡线时再飞回来,沿途执飞巡线任务。

 关于巡线中无人机的通讯问题:由于路途太过遥远,而且,无人机巡线时飞行高度基本在100米左右,无人机会被地球曲面遮挡(无人机落在地平线以下),所以,无人机和指挥中心的通讯只能通过地面中继、卫星中继或无人机中继。

关于卫星中继:

 由于卫星的宽带视频通讯费用太贵,而且,卫星中继会大幅提高对无人机的要求,进而推高无人机成本。所以,不建议使用卫星传输无人机拍摄的实时视频。此外,卫星传输视频的另一个致命问题是延迟太长,不能用于无人机实时遥控。

 关于地面中继:

 地面中继方式需要在管线沿线建设一定数量的中继塔。地面中继就是利用地面中继站一跳一跳的传输。无人机在飞行中首先和附近的中继塔连接,中继塔之间用无线方式连接,或者中继塔直接连接光纤,通过光纤与指挥中心直接连接,参见图1。这种方式意味着无人机在中继塔之间能够漫游。北京正唐科技研制的无人机漫游数据链已经在国家电网的无人机远程巡线系统中成功应用。详情请见厂家相关资料。

 地面中继的主要难点问题是:中继塔的供电、维护、铺设光纤和设备安全。

关于无人机中继

 使用无人机做中继通讯的方式解决了地面中继站面临的难题。这种方式需要两架无人机同时升空,一架执行巡线任务,另一架作为通讯中继。

2、主要特点

 节省人力,巡线效率高

 取代人工徒步巡线,固定翼无人机巡航速度达90公里/小时左右,多旋翼无人机巡航速度达36公里/小时左右。工作效率大大提高。

不受地形限制,可在多山、丘陵、河流沙漠等环境下作业

 无人机可以飞到某些人无法到达的地域,或无法通车,人徒步需要很长时间才能到达的区域

续航时间长,远距离巡线

 无人机可连续飞行2~6小时,单次巡线距离最远可达400公里以上。

视频清晰,如亲临现场

 视频达到DVD画质,更可选择高清1080p,充分展现细节,让使用者如亲临现场。具有“凝视”功能,飞机围绕地面目标盘旋,可以盯着目标仔细观察,等效于直升机的悬停。用多旋翼巡线可以悬停;

多种地面基站,方便部署,适合野外作业

 便携箱式基站,集成显示、存储、飞控、供电等功能,快速部署,随时随地进行作业。对于远程巡检,建议采用车载基站,或中心基站

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