理论之窗

    潍坊至东营天然气管道由中国石油山东中油（中油山东）公司负责生产运行管理工作。沿途共建有五座分输站，六座阀室，主要负责为沿途企业和城镇燃气经营单位供气。

    该管道为近年来新投产天然气管道，途经较多山地、河流以及寿光大棚区等复杂区域，常规巡护工作难度大，定期采用无人机航拍能够有效提升管道巡护效率，弥补徒步巡线的不足，为管道安全运行提供更多保障。

    1. 实行无人机巡检管道的背景

    1.1 无人机巡检管道是新形势下优化生产运行模式的客观需要。

    石油天然气管道分布广，沿线地形复杂多样，给管道巡护带来了巨大的困难。

    目前管道巡检工作主要以人工巡检作为主要手段，但效率较低。为了弥补人工巡检的不足，利用无人机航拍是可行的方法。

    1.2 无人机巡检管道是精细化管理形势下提质增效的创新举措。

    对于长输管线而言，距离长、范围广、环境复杂等因素使手持终端采集数据的工作方式受到极大局限，人力成本较高且操作困难。

    实施无人机巡检技术，优化设备资源和人力资源配置，可将运行成本降至最低。

    2. 无人机巡检油气管道技术的内涵

    石油、天然气管道无人机巡检是在管道日常巡检过程中，打破原有常规巡检模式，采用人、机并线管理模式。根据管道所处地理环境特点，进行人、机同步巡检，以实现管道监测的全面覆盖。

    2.1 解决人工巡检效率低下问题

    在巡线中，为满足清晰拍摄管道上方情况，以2m/s速度飞行，飞行4条水（400米）时间为200s（3分20秒）远远小于徒步巡线所用时间（1小时）。

    无人机巡检速度快、覆盖面广、不受地形与气候影响，并可巡检人员无法到达的地点，提高长输管道巡检覆盖率。

    2.2解决人工巡检数据零散的问题

    无人机机动性能好，环境适应能力强，可以高效巡检管道隐患部位，还可以针对特定安全隐患制定巡检方案，以图像或者视频的形式把管道隐患直观展示。

    同时与人工巡检数据相结合，形成图文并茂、无时间断点的季度或年度管道隐患报表，大大提升了管道的安全评级。

    3. 无人机巡检管道技术实施与运行的主要内容

    根据作业频率和作业内容的不同，无人机巡检管道主要分为常规巡检和特殊巡检两种。其中常规巡检主要包括管道通道环境监测和管道线路巡检；特殊巡检则为应急监测。

    3.1常规巡检－管道通道环境监测

    管道通道环境监测主要是对长距离、大面积管道通道进行航拍测绘。

    （1）测算管道长度，提取管道周边道路。

    （2）划定管道沿线的安全区域，提取安全隐患区域，并计算其面积，分析其危险等级。

    （3）将全拼图与历史图像进行对比，分析变化情况和发展态势。

    3.2常规巡检－管道线路巡检

    管道线路巡检是对管道尤其是山区和连片水域等人员难以进入区域内的管道进行巡检。

    3.3特殊巡检－应急监测

    当管道发生故障或油气发生泄漏等紧急情况时，使用无人机高清可见光摄像机对事发现场进行近距离拍摄，然后通过数据链将视频实时传回地面站，是地面人员能够实时监视现场。 

    4. 无人机巡检管道技术实施与运行效果

    4.1 经济效益

    相对人工徒步巡检人、机并线巡检节省约16人次×6天；车辆1台班×12天，累计节约费用约15万元。

    通过无人机巡检管道更加及时有效的发现管道三桩丢失、移位5处；管道安全间距5米范围内第三方施工1处；管道安全间距5米范围内占压1处，并得到及时有效处理。

    4.2 社会效益

    （1）无人机航拍管道技术的实施，实现了公司现有资源的优化组合，从而达到了提速提质提效的目的。

    （2）无人机航拍管道技术的实施，使公司员工获得了多技能培训学习的机会，员工实现了一专多能。

    （3）无人机航拍管道技术的实施，大大提高了潍东天然气管道的巡检效率。潍东天然气管道自2015年至今全线超400天零事故安全运行。

    5. 结束语

    随着无人机技术的不断发展，无人机安全性与稳定性已大大提升，制造成本也在不断下降，可以弥补常规巡线的不足，有效地提高长输管道的安全性。

    目前无人机技术在长输管道领域的发展与电力等其他行业相比还处于起步阶段。这一技术对长输管道巡护是一项巨大而又持久的创新，也将会是未来发展的趋势。

    随着网络一体化的建设，建立无人机测控网络，将实时影像传递到调控中心也会成为可能。可以预见，在未来的长输管道管理中，无论是管道巡护或是应急抢修，无人机将发挥越来越重要的作用。