無人機(jī)應(yīng)用案例-石油領(lǐng)域油氣管線巡查

——應(yīng)用案例2：石油領(lǐng)域油氣管線巡查目錄contents石油設(shè)備管線無人機(jī)巡檢123系統(tǒng)構(gòu)成及其優(yōu)勢精確巡檢主要檢查項目一、石油設(shè)備管線無人機(jī)巡檢目前，無人直升機(jī)智能巡檢系統(tǒng)已經(jīng)被能源部列入直升機(jī)/無人機(jī)智能巡檢試點工程建設(shè)。科學(xué)研究院研制的無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)在進(jìn)行抽油機(jī)飛行巡檢無人機(jī)巡護(hù)是一種新型抽油機(jī)、輸油管線的巡護(hù)模式，巡護(hù)過程中可以同時進(jìn)行高清視頻信號錄制，管道沿線地貌圖片拍攝，三樁、水工保護(hù)設(shè)施、場站以及閥室安全監(jiān)測，管道沿線地表地質(zhì)變化情況、雜散電流排流系統(tǒng)監(jiān)測等管道本體、周邊情況以及管道附屬設(shè)施監(jiān)測，能夠有效提高巡檢效率和質(zhì)量。無人機(jī)巡檢：一、石油設(shè)備管線無人機(jī)巡檢油氣管道解決方案年均燃油動力無人機(jī)需求高達(dá)18億元。適用范圍能源|傳輸|通訊|電力|事故預(yù)警和排查|管道生命管理……應(yīng)用優(yōu)勢智能飛控|雙目立體視覺|集成模塊設(shè)計|便捷攜帶|一鍵自主飛行|視頻圖像實時傳輸……一、石油設(shè)備管線無人機(jī)巡檢采用大載荷長航時無人直升機(jī)跟隨油氣管線飛行，使用可見光、紅外遙感設(shè)備，周期性檢查大范圍的輸油管路設(shè)備異常、環(huán)境異常和盜取異常。采用無人機(jī)直升機(jī)進(jìn)行抽油機(jī)群周期性空中自動巡查，精確拍攝檢查抽油機(jī)工作狀態(tài)；采用無人機(jī)和抽油機(jī)建立動態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)，定周期收集抽油機(jī)工況數(shù)據(jù)。

長距離輸油管線整體巡查抽油機(jī)群精確巡查與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集石油管線設(shè)計路線勘查在石油管線路線勘查設(shè)計時，山區(qū)復(fù)雜環(huán)境采用無人機(jī)快速快速大范圍空中勘查，為設(shè)計決策提供支持石油采輸設(shè)備無人機(jī)巡檢方案一、石油設(shè)備管線無人機(jī)巡檢自主起飛自主降落

油井精確巡視油井工況數(shù)據(jù)采集油井間快速轉(zhuǎn)移可見光相機(jī)紅外成像儀抽油機(jī)群精確巡查方案：一、石油設(shè)備管線無人機(jī)巡檢DN111°30′119″E38°20′369″N111°30′338″E38°20′198″H—直升機(jī)相對線路導(dǎo)線的垂直高度D—直升機(jī)相對線路導(dǎo)線的水平距離a—直升機(jī)掃描視場角機(jī)艙底板滑軌吊架紅外成像儀光電檢測儀aV750—大型無人直升機(jī)100km二、系統(tǒng)構(gòu)成及其優(yōu)勢一架V750長航時大型無人直升機(jī)；一套包括可見光、紅外、紫外的的實時遙感系統(tǒng)；信息遠(yuǎn)程遙感遙控系統(tǒng)；機(jī)動地面控制站。系統(tǒng)軟硬件構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成及其優(yōu)勢抽油機(jī)數(shù)量龐大多分布在道路崎嶇的高原油井多為無人值守工況數(shù)據(jù)只能人工采集油氣管線縱橫千里油氣管線長度很大人工巡檢，原油盜取情況嚴(yán)重管線蜿蜒在各種復(fù)雜地形二、系統(tǒng)構(gòu)成及其優(yōu)勢大型無人機(jī)：性能穩(wěn)定系統(tǒng)采用大型無人機(jī)，起飛重量超過750KG，飛控系統(tǒng)國內(nèi)最先進(jìn)，飛行性能穩(wěn)定可靠，抗異常氣象條件能力很強(qiáng)。復(fù)雜路徑設(shè)定、自主導(dǎo)航：巡線無人機(jī)具備超過100航跡點定義能力，可設(shè)定復(fù)雜的巡航路徑，具備GPS自主導(dǎo)航與慣性制導(dǎo)相結(jié)合、油氣管線自動追蹤等飛行控制功能。貼線飛行：無人機(jī)巡線可根據(jù)油氣管線的走向、海拔高度、轉(zhuǎn)角等自動化進(jìn)行線路跟蹤飛行，使無人機(jī)在高200米處緊貼著油氣管線進(jìn)行貼身巡查。系統(tǒng)優(yōu)勢：二、系統(tǒng)構(gòu)成及其優(yōu)勢系統(tǒng)優(yōu)勢：自動定位：依據(jù)油氣管線的GPS數(shù)據(jù)和特征識別技術(shù)，對于油氣管線進(jìn)行精確定位、目標(biāo)識別、自動對焦，使安裝的可見光、紅外攝像設(shè)備自動對焦到油氣管線等目標(biāo)并快速曝光，生成高清晰的設(shè)施、場站、管道沿線地貌等可見光、紅外夜視影像；管線異常自動識別和重點監(jiān)控識別對于油氣管線周邊出現(xiàn)的異常情況，如設(shè)施異常、地形異常變化、盜油情況進(jìn)行快速識別，重點監(jiān)控拍攝。實時監(jiān)控地面站實時接收無人機(jī)測控信息、視頻信息，可根據(jù)情況發(fā)出飛控指令，隨時可對無人機(jī)實施安全可靠的人工操作控制。二、系統(tǒng)構(gòu)成及其優(yōu)勢三、精確巡檢主要檢查項目以當(dāng)前起飛位置為依據(jù)，通過已經(jīng)建立的抽油機(jī)GPS地理位置信息，根據(jù)油井之間距離、往返距離等條件，快速規(guī)劃本次精確巡查的多抽油機(jī)巡查路徑；以目視可控為基本條件，可人工調(diào)整抽油機(jī)巡線路徑。在多抽油機(jī)間自主轉(zhuǎn)移：在一個抽油機(jī)巡查完成之后，按照規(guī)劃路徑和自身位置，自主導(dǎo)航飛行至下一抽油機(jī)位置。自主起降：在完成巡查任務(wù)后，自主返回起飛點定點降落。（一）自動規(guī)劃油井群巡查路徑三、精確巡檢主要檢查項目（一）自動規(guī)劃油井群巡查路徑三、精確巡檢主要檢查項目無人機(jī)與RTU動態(tài)組網(wǎng)無人機(jī)與RTU傳遞工況數(shù)據(jù)傳感器采集工況數(shù)據(jù)傳感器將數(shù)據(jù)傳至RTU無人機(jī)飛臨抽油機(jī)上空RTU暫存一定時間工況數(shù)據(jù)（二）無人機(jī)與抽油機(jī)通信模塊動態(tài)組網(wǎng)三、精確巡檢主要檢查項目工作溫度抽油機(jī)壓力電機(jī)電流電機(jī)電壓抽油機(jī)載荷抽油機(jī)位移溫度傳感器壓力傳感器電流傳感器電壓傳感器載荷傳感器位移傳感器RTU工況數(shù)據(jù)暫存工況數(shù)據(jù)壓縮工況數(shù)據(jù)傳遞RTU可暫存72小時工況數(shù)據(jù)傳感器固定周期采集數(shù)據(jù)ZIGBEE通信模塊遠(yuǎn)程喚醒

動態(tài)組網(wǎng)工況數(shù)據(jù)上傳抽油機(jī)工作狀態(tài)ZIGBEE動態(tài)網(wǎng)絡(luò)原理：油井工作狀態(tài)傳感器主要有溫度傳感器，壓力傳感器，電機(jī)電流、電壓傳感器、抽油機(jī)載荷、位移傳感器、變壓器一次側(cè)電流傳感器，它們將油井的工作狀態(tài)變換成對應(yīng)的電壓或電流值送至井口控制器。（二）無人機(jī)與抽油機(jī)通信模塊動態(tài)組網(wǎng)三、精確巡檢主要檢查項目（二）無人機(jī)與抽油機(jī)通信模塊動態(tài)組網(wǎng)1000米范圍內(nèi)無人機(jī)與抽油機(jī)通信模塊動態(tài)組網(wǎng)基于ZIGBEE技術(shù)的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率達(dá)512Kbps抽油機(jī)視頻巡查和工況數(shù)據(jù)無線傳遞并行實現(xiàn)抽油機(jī)RTU增加ZIGBEE通信模塊ZIGBEE通信模塊支持長時間野外環(huán)境作業(yè)ZIGBEE通信模塊可長時間處于休眠狀態(tài)油井工況數(shù)據(jù)傳遞模式三、精確巡檢主要檢查項目（三）多臺抽油機(jī)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)集中傳遞采集點終端C采集點終端A采集點終端B協(xié)調(diào)器近距離范圍內(nèi)的多臺抽油機(jī)組成一個抽油機(jī)群以中心位置的ZIBGBEE模塊為協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)器集中收集其他抽油機(jī)的工況數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)器與無人機(jī)組網(wǎng)并集中傳遞多臺設(shè)備工況數(shù)據(jù)三、精確巡檢主要檢查項目（四）油井管線鋪設(shè)前期地形勘察在油井管線的鋪設(shè)前期需要對地形進(jìn)行勘察，制定可行性路線圖，遇到高山、原始森里、海洋湖泊這些人工勘察困難的地方，可以利用搭載了可見光、紅外攝像機(jī)等設(shè)備的無人機(jī)進(jìn)行高空巡視勘察作業(yè)，提高勘察效率，節(jié)省勘察費用。三、精確巡檢主要檢查項目