В последние годы мы наблюдаем бурные темпы внедрения беспилотных технологий в самые разные сферы деятельности. При этом, как показывают исследования, наибольших успехов в этом плане добились добывающие отрасли: нефте- и газодобыча, добыча угля и руды и др. Беспилотные технологии здесь активно применяются не только для исследования и обслуживания месторождений, но и для других задач.
В этой статье речь пойдет об особенностях применения беспилотных летательных аппаратов для выполнения инспекций нефтепроводов. Транспортировка нефти по трубопроводам остается одним из самых выгодных с точки зрения затрат методов. Однако, кроме очевидных «плюсов”, у трубопроводов есть и свои »минусы”. Одним из таковых является необходимость регулярного обслуживания и проверки состояния труб и другого оборудования. Это весьма трудоемкий и непростой процесс, особенно в сложных климатических и/или географических условиях.
Вот почему многие компании ищут и активно внедряют новые технологии, в том числе беспилотники, чтобы снизить затраты на регулярное и качественное инспектирование трубопроводных систем. Мы постараемся показать, как это делается, основываясь на российском и зарубежном опыте.
Успешные примеры из зарубежного опыта
Первые попытки использования специализированных беспилотных летательных аппаратов для нефте- и газодобывающих проектов были предприняты за рубежом. Помимо использования дронов для обслуживания морских платформ, крупные нефтяные корпорации стали внедрять передовые технологии и для инспекций критического оборудования, включая трубопроводы.
Конечно, можно было бы ограничиться многочисленными примерами из опыта работы североамериканских или западноевропейских компаний. Но не менее показательным может быть опыт фирм из развивающихся стран. И, чтобы не ходить далеко, возьмем для примера индийскую компанию с государственным участием Oil India Limited. Почти два года назад она попала на страницы различных изданий в связи с тем, что в октябре 2021 года запустила программу инспекции нефтепроводов с помощью беспилотников в штате Ассам (на востоке Индии) .
Для принятия такого решения у Oil India было несколько оснований. Во-первых, компания столкнулась с низким качеством мониторинга нефтепроводов со всеми вытекающими из этого обстоятельствами. Во-вторых, трубопроводы расположены в местности с довольно сложным рельефом и природными условиями. Здесь есть не только тропические леса, болота и равнины, но и гористая местность с протекающей здесь крупной рекой Брахмапутрой. В этом же штате расположен Национальный заповедник Казиранга, что также накладывает некоторые ограничения на работу компаний.
Выполнение инспекций в таких условиях при сохранении традиционных подходов приводило к большим затратам с точки зрения финансов и трудовых ресурсов. И при этом результаты оказывались не слишком впечатляющими. Между тем, ситуация требовала своевременного осмотра всех компонентов трубопроводной системы, чтобы предотвратить или оперативно устранить различные дефекты и повреждения. В ином случае это грозило прямыми и косвенными потерями компании, также риском для хрупкой экологической системы штата.
Поскольку государство частично контролирует Oil India, то ничего удивительного в том, что одним из инициаторов программы повышения качества инспекций нефтепроводов корпорации выступило федеральное Министерство нефти и природного газа Индии. Сделано это было в рамках правительственной “Дорожной карты цифровизации нефтегазовой промышленности Индии”.
Проект по внедрению беспилотников в производственные процессы Oil India разрабатывался с помощью компании "Detect Technologies” и ее "Платформы цифрового патрулирования трубопроводов”. Платформа цифрового патрулирования трубопроводов использует визуальные данные с камер, спутников или дронов, а также алгоритмы на основе ИИ для обнаружения различных проблем: присутствия тяжелой техники, земляных работ, открытых трубопроводов, утечек, краж продукции и др. При обнаружении любого из упомянутых событий операторы немедленно получают уведомления в приложениях, в электронных письмах или в виде текстовых сообщений.
Другой пример, как ни странно, связан с Нигерией. В Африке эта страна занимает первое место по нефте- и газодобыче, а в мировом рейтинге находится на 19-й позиции. Конечно, можно заметить, что большинство местных месторождений принадлежат и обслуживаются западными нефтегигантами, но тем не менее, пример тоже поучителен.
Основной район добычи углеводородов в Нигерии находится в дельте реки Нигер. Здесь значительную роль в процессе извлечения “черного золота” играет международный концерн Shell. Основной проблемой всех работающих здесь компаний является высокий уровень преступности и бандитизма в стране. Поэтому корпорации ищут возможности для снижения затрат на охрану и мониторинг своих скважин, а также инфраструктуры для транспортировки. Потери от краж нефти со стороны банд только в первом квартале 2022 года достигли 1 млрд. долларов США.
Компания Shell раньше часто полагалась на использование для инспекции и охраны вертолетов. Однако их аренда, обслуживание и затраты на персонал слишком высоки даже для таких гигантов бизнеса, как Shell. Поэтому было решено перейти на использование дронов. Они теперь применяются для мониторинга месторождений и нефтепроводов. Это уже привело к снижению затрат на подобные операции. Вырос и уровень безопасности для персонала компании.
Какие модели дронов обычно применяются для инспекций? Многое зависит от запросов и возможностей компании. Однако можно назвать самыми популярными дронами для инспекций модели серии Matrice от компании DJI: Matrice 300 RTK и одну из новейших моделей серии Matrice 30/30T. Первая модель может оснащаться сразу несколькими камерами на нижней и верхней плоскости и снабжена модулем RTK для высокоточного позиционирования. Вторая из перечисленных платформ получила гибридную камеру, причем в модификации 30T такая камера снабжена тепловизором.
Как используют беспилотники российские нефтяные компании
Со второй половины 2010-х годов беспилотники стали появляться и в российских компаниях горнодобывающей промышленности. Поначалу это были единичные случаи. И они скорее были попытками опробовать новые технологические решения на практике. Однако уже первые эксперименты использования дронов показали их эффективность при правильной интеграции в производственные процессы.
К концу прошлого десятилетия относится появление новой тенденции, когда российские компании нефтегазового сектора и горной добычи стали все более активно внедрять в свои производственные процессы специальные промышленные версии БПЛА. При этом такие решения могут приобретать разные формы: создание собственного подразделения беспилотников или использование услуг специализированных фирм с парком беспилотников и соответствующим штатом специалистов.
Среди компаний нефтегазодобычи наиболее активно используют сегодня беспилотники подразделения “Роснефти” и “Газпромнефти”. И они представляют два разных подхода к беспилотным технологиям. В подразделении “РН-Юганскнефтегаз” (группа компаний “Роснефть”), которое добывает до трети всех объемов нефтедобычи концерна, предпочли не создавать собственное подразделение, а нанимать специалистов по беспилотным технологиям.
Стоимость годового контракта такого рода по промышленной инспекции нефтепроводов и других объектов инфраструктуры может составлять до 100 млн. рублей. На первый взгляд, эта цифра весьма внушительна, однако проблемы, в том числе финансовые, из-за аварий на трубопроводах могут стоить компании намного дороже. Достаточно вспомнить последствия на трубопроводной системе “Транснефти” или финансовые результаты катастрофы в Норильске для “Норильского никеля”. Регулярный, качественный и своевременный осмотр и профилактика с помощью дронов помогают компании сэкономить гораздо больше.
Руководство “Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз” пошло по другому пути. Компания с 2014 года развивает свое подразделение беспилотников, причем полагается преимущественно на российских производителей. Первые годы беспилотники использовались для инспекций месторождений, лесных массивов (на предмет пожаробезопасности), а также состояния инфраструктуры нефтепроводов. С 2021 года в компании стали активнее работать над собственными программными решениями для инспекций, включая разработку алгоритмов ИИ. Это говорит о том, что беспилотники оправдали затраты на их приобретение и внедрение в производственный процесс, и теперь технологии такого плана для компании - это всерьез и надолго.
Подводя итоги
Рост спроса на беспилотники со стороны промышленных и добывающих компаний в России и за рубежом привел к тому, что расширяется модельный ряд летательных аппаратов, специализированное оборудование для промышленных нужд, а также появляется все больше частных и государственных компаний, развивающих производство беспилотников и экосистему для них.
Как частный сектор, так и сами компании, как мы уже видели на нескольких примерах, зачастую сами все больше заинтересованы в цифровизации своего бизнеса, частью которого являются беспилотные технологии. На первый взгляд, кажется, что нефтегазовому сектору нужны узкоспециализированные аппараты для тех же инспекций трубопроводов. Однако масштаб задач даже в этом отдельно взятом примере становится все шире. Поэтому компании зачастую заинтересованы в более универсальных моделях дронов, которые способны:
- заменить людей на участках со сложными условиями работы;
- оперативно предоставить информацию о происшествии: прорыве трубопровода, незаконной врезке в него или порче оборудования;
- выполнять постоянный мониторинг экологической и пожарной обстановки в районе трубопроводной системы;
- определять участки трубопровода для профилактического ремонта (с помощью специализированного оборудования);
- определять состояние почвы и рельефа в районе трубопровода;
- проводить картографирование местности и/или выполнять 3D-реконструкцию рельефа и т.п.
Современные модели беспилотников, новейшее оборудование и ПО для них сегодня уже способны выполнять широкий спектр задач в нефтегазовой промышленности и не только.