Мобильные лаборатории телеинспекции трубопроводов

Мобильная лаборатория для поиска утечек газа

ДЛС-АВТО - это мобильная лаборатория для поиска утечек газа в городских условиях со стационарным лазерным детектором метана бамперного и крышного типа (многопроходка). Международное название Street Evaluating Laser Methane Assessment (SELMA) – дистанционный лазерный детектор утечек газа. Автомобильная лаборатория дистанционно определяет места утечек природного газа в периметре 60 метров без забора проб, дополнительных зондов и измерительных кювет. Лаборатория оборудована дистанционным лазерным детектором метана ДЛС-Пергам. Лазерный луч, испущенный прибором, отражается от различных объектов (дома, автомашины, деревья и т.д.), возвращается на фотоприемник. В случае если луч пересекает облако газа (подземная или надземная утечка), его интенсивность ослабляется в зависимости от концентрации метана. Специальная система обработки данных позволяет анализировать ослабленный сигнал и выдавать оператору точное местоположение утечки и её концентрацию.

Прибор ДЛС оборудован специальным поворотным устройством, позволяющим оператору из кабины управлять направлением лазерного луча. Обследование трасс и поиск мест утечек производится как во время движения автомобиля, так и во время стоянки. Возможны различные режимы непрерывного «обзора» при помощи поворота зеркала — направленный, режим сканирования по кругу, режим сканирования по сектору и др. Лаборатория может управляться одним оператором (водитель, либо водитель+оператор). Для обнаружения мест выхода газа от подземных утечек, лаборатория оснащена бамперной системой отбора поверхностного воздуха и оптическим блоком на основе многопроходной кюветы (лазерный луч многократно проходит через анализируемый воздух для измерения концентраций метана порядка единиц миллионных долей — ppm). Поставляется на базе автомобиля Фольксваген Caddy. Вы можете заказать автолабораторию на базе любого подходящего под ваши задачи грузового или легкового автомобиля.

Назначение лаборатории:

• Поиск мест утечек природного газа в городских условиях;
• Диагностика подземных и надземных газопроводов с высоким и низким давлением;
• Обследование газопроводов высокого и низкого давления
• Обнаружение мест утечек на крановых узлах, кранах, задвижках, запорной арматуре
• Обследование городских газовых сетей
• Поиск, обнаружение и локализация микроутечек на труднодоступных участках трассы газопровода
• Трассировка, точные GPS координаты объектов трассы с занесением данных в электронную карту города (дефектная ведомость газопроводов)
• Круглосуточный мониторинг воздушных, водных переходов, мест пересечения с а/д, ж/д и др.
• Контроль загазованности территорий комбинатов, автозаправочных станций
• Контроль загазованности территорий ПХГ, ГРС, ГПС и других объектов газовой промышленности
• Экологический мониторинг
• Предупреждение чрезвычайных ситуаций
• Обеспечение безопасности предприятий и жилых домов
• Оперативная ликвидация аварийных ситуаций
• Обеспечение безопасности персонала
• Контроль загазованности и безопасность подземных парковок, торговых центров

Типы шасси лаборатории 

• Volkswagen T 5, LT35/28, Caddy
• FORD Transit
• Mercedes Sprinter
• УАЗ 3962
• Нива Шевроле
• ГАЗ 2705, «Газель» с высокой крышей
• Камаз 43144
• УРАЛ 4320
• Вездеход Шаман
• Вездеход Петрович
• Любое шасси

Технические характеристики

	Дистанционный газоанализатор	Газоанализатор для локальных измерений с прокачкой
Средняя скорость обследования	20-50 км/час	20-50 км/час
Режимы сканирования
По азимуту	± 360°	-
По углу места	45 - 135°	-
Тип лазера	диодный, класс |	диодный, класс |
Длина волны излучения лазера	1,65 мкм	1,65 мкм
Мощность лазерного излучения	15 мВт	15 мВт
Зона стабильной регистрации утечки	60м	-
Диапазон измерения концентрации газа	0 - 20 000 ppm·m*	0,1 - 2 000 ppm
Чувствительность по метану:	20 ppm·m*	0,1 ppm
Рабочая температура	-10°... +40°	-10°... +40°
* ppm·м (part per million·метр) кол во молекул детектируемого газа на миллион молекул воздуха умноженное на расстояние.

Комплектация передвижной лаборатории

Дистанционный газоанализатор

• Оптический блок для дистанционного зондирования
• Блок электроники
• Видеокамера
• Монитор
• GPS антенна
• Поворотное устройство (только для дистанционного газоанализатора)
• Блок управления для поворотного устройства (только для дистанционного газоанализатора)
• Соединительные кабели

Газоанализатор для локальных измерений с прокачкой

• Оптический блок (многопроходовый кюветы)
• Блок электроники
• Видеокамера
• Монитор
• GPS антенна
• Поворотное устройство (только для дистанционного газоанализатора)
• Блок управления для поворотного устройства (только для дистанционного газоанализатора)
• Соединительные кабели

Дополнительное оборудование

• Дистанционный лазерный детектор метана ДЛС-Пергам для обнаружения мест утечек газа из подземных и наземных газопроводов
• Индивидуальные газоанализаторы комплект портативных анализаторов на различные газы
• Трассопоисковый комплект GasPipe Pro
• Портативная тепловизионная система InfraCam
• Синхронизированная система видеонаблюдения
• Ультразвуковой расходомер газа PT 878 GC с накладными датчиками (опция)
• Ультразвуковой дефектоскоп Epoch IV
• Портативный толщиномер 26 MG
• Георадар Mala Easy Locator серии GasPipe Pro
• Программное обеспечение для обработки данных, протоколирования, составления отчетов обследования
• Программное обеспечение для работы с электронными картами (привязка утечек и других дефектов)
• Комплект бурильного инструмента
• Методические указания по проведению работ
• Комплект автомобильного и дополнительного оборудования

Вездеход для обнаружения утечек метана на газопроводах. Передвижной комплекс обнаружения эмиссии природного газа на линейной части магистральных газопроводов

Обнаружение утечек природного газа на магистральных трубопроводах непростая задача. Большая часть газопроводов расположена в суровых условиях, куда добраться можно только на вертолёте или на вездеходе. Вертолёты мы уже оснастили нашей системой для дистанционного поиска утечек метана, пришло время браться за вездеходы. В качестве шасси выбран вездеход на колёсах низкого давления и автомобиль сопровождения — УАЗ Патриот. На оба транспортных средства устанавливается бамперная версия лазерного детектора метана ДЛС-Пергам.

Доступные для заказа шасси:

• Восьмиколёсный вездеход «Шаман»;
• Шестиколёсный вездеход «Трэкол».

Установка ДЛС, которой оснащается вездеход, позволяет находить утечки газа в процессе движения со скоростью до 50 км/час. На вездеход устанавливается чувствительный (0,2 ppm) лазерный детектора метана, который позволяет контролировать достаточно широкую полосу вдоль магистрального газопровода.

Детектор метана на бампере вездехода

Пробоотбор детектора устанавливается на переднем бампере вездехода. Он регистрирует утечки метана вдоль передней части вездехода вблизи поверхности земли. 

Комплекс управляется при помощи специального программного обеспечения разработанного специалистами научного отдела компании ПЕРГАМ. Результаты измерений выводятся на монитор оператора, установленный на панели приборов вездехода. Электронные блоки управления и аккумуляторы устанавливаются в задней части вездехода. Комплектный GPS приёмник записывает траекторию движения и регистрирует координаты обнаруженных утечек газа. Все утечки выстраиваются в цепочку на Google Maps, которые вы можете в дальнейшем анализировать и составлять отчёты.

Дополнительное оборудование

Для точной локализации места выхода газа на поверхность и определения объёмов потерь доступны несколько моделей ручных детекторов метана.

• Течеискатель ДМ-01 — миниатюрный прибор во взрывозащищённом исполнении для измерения концентрации природного газа в атмосфере. Специально разработан для обнаружения утечек метана в помещениях и на открытом воздухе. Анализатор метана ДМ-01 сертифицирован.
• Течеискатель ДМ-03 — инфракрасный прибор для определения утечек и концентрации газа во взрывобезопасном исполнении. Применяется для поиска локальных утечек газа из магистральных, технологических газопроводов, городских газовых сетей. Газоанализатор ДМ-03 сертифицирован.
• Детектор метана LMM-G — портативный лазерный детектор метана. Позволяет дистанционно обнаружить утечки или скопления газов на основе метана простым наведением на объект обследования. Совместим с устройствами на Android, что позволяет записывать GPS координаты утечек на карту памяти вашего планшета или смартфона.

Обнаружение утечек газа: оборудование и технологии 

Дистанционный лазерный детектор утечек газа определяет утечки метана на магистральных газопроводах. ДЛС измеряет концентрацию газа в воздухе и предупреждает о превышении заданной нормы, точно определяет утечки на расстоянии до 250 метров. 

Контроль утечек метана лазерным методом 

Прибор для дистанционного обнаружения утечек метана ДЛС-Пергам помогает предотвратить серьёзные аварии на магистральных газопроводах за счёт своевременного обследования территории с вертолёта или автомобиля.​Безопасность в газотранспортной индустрии исключительно важна. Эффективно поддерживать программу мониторинга выбросов и детектирования утечек газа в экономически сложную эпоху — это непростая задача для операторов. За прошедшие годы подходы и технологии, используемые для дискретного обнаружения утечек, практически не изменились. А бизнес-конкуренция в газовой промышленности увеличилась и продолжает расти. Более строгие требования со стороны контролирующих органов дают новый импульс альтернативным подходам, таким как лазерные методы детектирования утечек метана. Кроме того, имеются три основные причины, почему обнаружение утечек газа играет такую важную роль в контроле целостности трубопроводов. Вопрос безопасности даже не обсуждается. Любое происшествие моментально оборачивается миллионными убытками и наносит непоправимый урон репутации компании. Благодаря "движению зеленых" и различным программам мониторинга выбросов парниковых газов, инициаторами которых выступили национальные и международные организации по охране окружающей среды, широкая общественность пристально наблюдает за газовой промышленностью и тем, насколько там соблюдаются экологические стандарты. Финансовый ущерб из-за утечек является весьма существенным. Даже через утечку среднего размера газ уходит в таком объеме, который со временем принес бы значительный доход. Таким образом, очевидно, что время – или, скорее, периодичность контроля – играет немаловажную роль в программе обнаружения утечек и связанном с ней вопросе финансовой экономии. «Найдите утечки и найдите их быстро!» – заявил недавно инженер по эксплуатации трубопроводов после презентации программ обнаружения утечек. По существу, это требование и определяет тематику данной статьи. 

Сравнение традиционных технологий и лазерного контроля утечек газа

Насколько разнообразна международная газовая промышленность, настолько разнообразны и подходы к обнаружению утечек. Традиционно команда, оборудованная неким средством для обнаружения газа, таким как пламенно-ионизационный детектор (ПИД), датчик горючих газов или натренированная на газ собака, совершает обходы или двигается на автомобиле вдоль трассы трубопровода и ищет признаки наличия газа. Исключая использование собаки, все технологии позволяют достаточно точно измерять концентрацию газа и имеют возможность оценить размер утечки. «Эффективная программа мониторинга выбросов и детектирования утечек в экономически сложную эпоху представляет собой непростую задачу для операторов». // Борис Хорн Чаще всего для обследования магистральных трубопроводов операторы полагаются на результаты визуального осмотра с воздушного судна. Наблюдатель с борта самолета или вертолёта ищет зачахшую растительность над трубопроводом – это признак утечки. Состояние растительности, а также строительные работы (особенно перемещение грунта) в пределах трассы трубопровода необходимо контролировать во время патрулирования. Интересно, что даже операторы трубопроводных линий, имеющих стационарные системы контроля утечек часто проводят периодический осмотр этих линий с воздуха или земли. Две характерные особенности, которые, главным образом, отличают лазерный прибор от ПИД или датчика горючих газов: лазерный детектор утечки газа может обнаруживать выбросы дистанционно с частотой до 10 импульсов в секунду. Это означает, что команде операторов нет необходимости находиться рядом с трубопроводом и предполагаемым облаком газа. Позже я остановлюсь на вопросе, почему детектирование на расстоянии, а также скорость обследования могут быть очень полезными помимо повышения уровня безопасности команды операторов. Более того, лазерный прибор обнаружения утечек природного газа позволяет измерять даже сквозь некоторые материалы, например, стекло – замечательная характеристика именно этого метода для оценки чрезвычайной ситуации. Чувствительность детектора на основе лазера — превосходная, можно обнаружить даже самые малые выбросы газа. Если речь идет о точности результатов измерений, то пальма первенства достается ПИД и датчику горючих газов. Тем не менее, точность лазерного прибора более чем достаточна для программ обнаружения утечек из трубопроводов. Обычно основная задача — это найти утечку, а количественная оценка точности измерения концентрации является дополнительной. Сравнение результатов простого визуального патрулирования и патрулирования с использованием инструментального контроля — оценка базируется на возможности детального документирования и раннего, в течение одной минуты, обнаружения признаков утечки. Сейчас лазерные приборы для обнаружения утечек, включая связанную с ними оптику и электронику, доступны практически всех размеров и конструктивного исполнения. От портативных приборов и систем, устанавливаемых на автомобилях / летательных аппаратах, до стационарных платформ для одно- или многоточечного контроля — все это оборудование имеется на рынке и прошло полевые испытания. Достаточно новая сфера применения лазерных систем детектирования утечек метана, в основном, для хранилищ СПГ — стационарные системы контроля. При использовании высокоэффективных уголковых отражателей возможно проведение измерений вдоль трубопроводной линии на расстоянии до 4 км. 

Лазерный течеискатель метана для дистанционного обнаружения утечек с воздуха

Основа лазерного прибора для нахождения утечек метана – это диодный лазер с перестраиваемой частотой и излучением в спектральном диапазоне 1,65 мкм. Метан хорошо поглощает ИК излучение на длине волны 1,65 мкм, что обеспечивает высокую эффективность этого метода. Лазер наводится на трубопровод с помощью зеркал или призм. Луч лазера отражается от поверхности (либо от самого трубопровода, либо от подземной сети на поверхности над трубопроводом). Отраженное излучение принимается оптическим блоком системы, и благодаря спектроскопической демодуляции сигнала и сложному алгоритму обработки можно вычислить концентрацию газа, если метан присутствует где-то вдоль траектории луча лазера. Этот метод можно применять для многих других газов, если этот газ хорошо поглощает излучение в определенном спектральном диапазоне. К сожалению, перенастройка системы на другой газ требует существенных изменений параметров лазера, фильтра и алгоритма обработки данных. 

На рисунке показан основной принцип лазерного метода детектирования утечек метана с воздуха. Излучение лазера частично поглощается, если метан присутствует где-то по ходу луча лазера. ​

Применение и меры безопасности 

Что касается применения этого оборудования с воздуха, то в целях безопасности необходимо учитывать такие факторы как низкая высота и скорость полёта. Очевидно, что чувствительность зависит, например, от таких условий как скорость ветра, расстояние и фон. Современные бортовые лазерные системы обнаружения утечек метана позволяют выполнять облет на высоте 150 метров над трубопроводом со скоростью до 145 км/ч и добиваться превосходных результатов, даже при порывах ветра до 13 м/с. Эти параметры полета обеспечивают лётчику достаточный интервал времени, чтобы начать посадку на авторотации в случае отказа турбины. Максимальная чувствительность достигается при высоте 75 метров и максимальной скорости ветра 8 м/с. Преимущество других методов контроля с воздуха заключается в том, что, благодаря им можно визуализировать утечку, а также обнаруживать другие газы. Количественное определение почти невозможно и требуется наличие особых погодных условий во время обследования, чтобы получить достаточную интенсивность излучения для функционирования этой технологии. Эти условия ограничивают коммерческую реализацию таких методик в полевых условиях.

Преимущества ДЛС перед традиционными методами и приборами

Практически все системы, основанные на лазерном методе обнаружения утечек метана, имеют встроенную сравнительную кювету. Эта сравнительная кювета используется для получения стабильного сигнала в реперном канале, а также для автоматического тестирования системы и проверки градуировки. Пользователи традиционных приборов сталкиваются со сложной процедурой ежедневной проверки для обеспечения нормальной работы оборудования. В некоторых странах в соответствии с нормативами такая проверка даже является обязательной. Помимо этой ежедневной проверки, большинство приборов требует ежегодной повторной калибровки. 

рок службы встроенной сравнительной кюветы до шести лет, и она не требует ежегодной перекалибровки. Более того, она позволяет выполнять проверку системы автоматически каждый раз при ее включении. Обычно этот процесс выполняется в три этапа. На первом этапе подтверждается концентрация метана в сравнительной кювете. На втором этапе осуществляется автоматическая проверка прибора, а третий этап - это проверка калибровки. Только если все три этапа прошли успешно, то с системой можно работать. Эти возможности помогают снизить стоимость эксплуатации системы за счет времени, сэкономленного на проверке системы и, особенно, за счет отказа от ежегодной калибровки. В зависимости от месторасположения ближайшего сервис-центра, на калибровку может уйти, как правило, несколько недель, и она может составлять до 12% от стоимости оборудования. 

Многопроходные ячейки для патрулирования на автомобилях 

Автомобильная версия ДЛС разработана специально для поиска утечек метана в городских условиях. Концентрация метана у поверхности земли в городских условиях при возможных утечках метана из трубопроводов низкого давления обычно крайне мала. В специальной конструкции лазерной системы детектирования утечек метана используется многопроходная кювета с целью получения порога чувствительности менее 0,1 ppm. В многопроходной кювете, используемой в системах SELMA MPB, луч лазера претерпевает отражение 108 раз. Насос постоянно всасывает воздух с поверхности дороги через сопла системы отбора пробы и прокачивает его через оптический канал. Корректная установка лазера требует максимальной точности изготовления оптического канала, применения только тех материалов, на которые не влияют колебания температуры, а также использования высокоэффективных амортизаторов. Очевидно, что изготовление такой прецизионной системы приводит к ее относительно высокой стоимости. Однако высокая чувствительность и стабильность показаний этой системы позволят увеличить скорость обследования. При использовании мощных насосов скорость обследования может достигать 50 км/ч. Может показаться, что высокая скорость инспектирования не является критической, но принимая во внимание аварии на дорогах, вызванные медленным перемещением инспекционных транспортных средств, скорость в значительной степени повышает безопасность работы операторов. Помимо экономических преимуществ, связанных со снижением времени проведения работ, более высокие инвестиции в конечном итоге оправданы.

Требования рынка