Детекторы метана ДЛС-ПЕРГАМ
Прибор ДЛС-Пергам для определения концентрации метана во время воздушного патрулирования объектов нефтегазовой инфраструктуры был первым совместным проектом компаний. Однако разработка оказалась настолько удачной, что в последующие годы комплексами ДЛС-Пергам (международное название – ALMA (Aerial laser methane assessment)) были оснащены не только все дочерние предприятия ПАО «Газпром», но и нефтегазовые компании в 18 странах.
С.М. Терехов отправляется на очередной плановый облет магистрального газопровода с комплексом ДЛС-ПЕРГАМ, г. Липецк, 2019 г.
Это яркий пример результативного взаимодействия, когда жизнеспособные инновации возникают на стыке грамотной инициативы и научно-технических возможностей.
С момента выпуска первого поколения комплекс ДЛС-Пергам претерпел значительные изменения внешнего вида, габаритов и технических возможностей. Расстояние обнаружения паров метана увеличилось со 100 до 300 м, чувствительность повысилась более чем в два раза, появилась возможность сканировать более широкий коридор за счет динамической системы отражения сигнала, выросли быстродействие и надежность.
Любопытный факт: первый прибор, поставленный в ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» в 2005 г., все еще в строю и используется по назначению до сих пор.
«Когда была обнаружена первая утечка, я испытал кучу положительных эмоций. То есть как так: с высоты 50 м я обнаружил то, что находится под землей! Мы фиксировали такие маленькие утечки из газопровода, который располагался на глубине 2 м. Это действительно магия!»
В этом году инженеры компании «Пергам-Инжиниринг» совместно со специалистами из «Газпрома» планируют провести опытно-промышленные испытания уже пятого поколения авиационного детектора ДЛС-Пергам, который получит мультиспектральный оптический блок и полностью обновлённый софт.
Автомобильные лаборатории ДЛС-АВТО
Автомобильные лаборатории ДЛС-Авто, или ПЕГАЗ (международное название – SELMA (Street evaluating laser methane assessment)), были разработаны для мониторинга надземных и подземных газопроводов как за пределами населенных пунктов, так и в городской среде.
Демонстрационное испытание комплекса ДЛС-АВТО, г. Ухта (Республика Коми), 2018 г.
Запрос на создание такой лаборатории был продиктован успешным использованием авиационного лазерного детектора, основанного на методе диодно-лазерной спектроскопии.
Мобильные лаборатории ДЛС-Авто предназначены для дистанционного и локального обнаружения утечек газа в полевых и городских условиях: места газодобычи, транспортировка газа (магистральный газопровод, межпоселковый газопровод), система распределения газа.
В мобильных лабораториях используются две разновидности детектора метана, основанного на принципе диодно-лазерной спектроскопии.
Первый – поворотный дистанционный лазерный детектор.
Он устанавливается на крыше автомобиля на специальной поворотной платформе, которая позволяет поворачивать прибор на 360° (по 180° влево и вправо). Детектор оборудован оптическим целеуказателем, что позволяет оператору контролировать направление лазерного луча для детектирования метана.
Второй – бамперный детектор для локального обнаружения утечки.
Его основная задача – уловить мельчайшие концентрации метана в воздухе, которые могут исходить как из подземных распределительных газовых сетей, так и от любых наземных газовых объектов.
Принцип работы бамперного детектора такой же, что и у дистанционного прибора, с той лишь разницей, что процесс излучения и отражения лазерного луча происходит внутри специальной кюветы, куда засасывается проба окружающего воздуха через воздухозаборник, который крепится на бампер автомобиля. В результате многократного отражения луча от установленных внутри кюветы зеркал точность измерения концентрации метана в воздухе становится беспрецедентной.
Прибор ДЛС-Авто внесен в реестр средств измерения и способен обнаруживать содержание метана в воздухе в концентрации 0,1 млн–1, т. е. 1 молекула метана на 10 млн молекул воздуха!
«Применение автомобильного диагностирования по сравнению с вертолетным аналогом увеличит количество найденных утечек как минимум в 10 раз».
Еще одно очень важное и востребованное применение детектора метана автомобильного базирования – дистанционный поиск утечек в многоквартирных домах и городских сетях распределения газа.
Автомобильная лаборатория на небольшой скорости передвигается по дворовой территории вдоль жилого дома, который требуется обследовать. Оператор направляет излучение в окна дома, где по планировке располагается газовое оборудование.
Излучаемый детектором луч абсолютно безвреден и невидим для человека. Таким образом можно обследовать жилые дома в целях выявления утечек метана абсолютно незаметно для жильцов. Эффективность дистанционного сканирования квартиры через окно для обнаружения утечки природного газа внутри помещения подтверждена неоднократными тестовыми испытаниями.
В 2008 г. компанией «Пергам-Инжиниринг» был реализован проект по внедрению комплекса автомобильного базирования ДЛС-Авто для городских сетей ООО «Газпром межрегионгаз».
Принцип диодно-лазерной спектроскопии
Лазерный луч с четко определенной длиной волны (1,65 мкм) проходит через атмосферу и, отразившись от любого физического объекта (дерево, земля, кустарник, стена здания, асфальт), возвращается в приемник системы для цифрового анализа. Если на пути излучения лазерного луча попадутся молекулы метана, то энергия лазера частично поглотится, его интенсивность изменится, и по характеру изменения интенсивности программа выдаст информацию о содержании метана в атмосфере на исследуемом участке. Концентрация измеряется на всем пути излучения лазера и выводится в относительной величине – млн–1·м (количество молекул метана на миллион молекул воздуха, умноженное на расстояние).
Детекторы метана ДЛС-ЛА для установки на БПЛА
В 2017 г. развитие коммерческих беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в разных отраслях промышленности (инспекционные дроны, квадрокоптеры для мониторинга сельскохозяйственных полей и др.) не осталось незамеченным для руководства ПАО «Газпром». В том же году в Департаменте ПАО «Газпром» состоялось совещание, на котором было принято решение о реализации комплекса БПЛА для поиска утечек метана на магистральном газопроводе.
Демонстрационные полёты дрона с лазерным детектором ДЛС-ЛА
Уже в следующем, 2018 г. прошли опытно-промышленные испытания комплекса ДЛС-ЛА. В результате успешных испытаний он был рекомендован к применению.
ДЛС-ЛА – это упрощенная и облегченная версия полноразмерного авиационного детектора метана ДЛС-Пергам. Прибор предназначен для дистанционного обнаружения метана в атмосфере с расстояния до 150 м.
Использование ДЛС-ЛА упрощает процесс воздушного мониторинга газовой инфраструктуры, в том числе магистральных газопроводов. Система может базироваться непосредственно на объекте и находиться в оперативной доступности. И все это за меньшую стоимость по сравнению с вертолетными системами.
Стационарные детекторы метана ДЛС-КС
Вернемся немного назад, в 2013 г. Специалисты АО «Пергам-Инжиниринг» получили новую задачу. На этот раз от ООО «Газпром трансгаз Уфа» – нужно было разработать стационарный прибор для мониторинга загазованности компрессорных станций.
В 2014 г. инженеры представили готовый стационарный прибор под названием ДЛС-КС. Оптический блок системы устанавливается на возвышающуюся стационарную или мобильную конструкцию на территории компрессорной станции. За счет вращающейся платформы система может непрерывно сканировать пространство в радиусе 150 м в двух плоскостях. Сигналы о превышении заданного порога концентрации метана в реальном времени попадают на пульт оператора, который может находиться на значительном отдалении от места установки оптического блока.
В результате приемных испытаний комиссией от Департамента ПАО «Газпром» по дочерним компаниям была произведена официальная рассылка с рекомендациями к эксплуатации этой системы на объектах Общества.
В 2016 г. осуществлена первая поставка ДЛС-КС в ООО «Газпром ПХГ» и реализован проект по оснащению Канчуринско-Мусинского комплекса ПХГ.
«Система показала себя очень надежной, поэтому мы решили установить ДЛС-КС и на других наших компрессорных станциях. Внедрение позволило нам снизить затраты на наблюдение и их техническое обслуживание»
В декабре 2022 г. специалисты компании «Пергам-Инжиниринг» осуществили крупную поставку стационарных детекторов ДЛС-КС в ООО «Газпром переработка Благовещенск». Оборудование будет установлено на объектах Амурского ГПЗ, одного из крупнейших в мире, который является важным звеном в технологической цепочке поставок природного газа в Китай по газопроводу «Сила Сибири».
Комплекс ДЛС-КС контролирует уровень загазованности на территории газораспределительной станции «Михайловское» в Подмосковье, 2022 г.
Перспективы
Плодотворное сотрудничество ПАО «Газпром» и АО «Пергам-Инжиниринг» не останавливается ни на один день. В планах на 2023 г:
- организовать проведение испытания на базе ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» прибора для БПЛА с функцией количественной оценки утечек природного газа;
- проработать техническую возможность проведения приборного обследования объектов газораспределительных станций на предмет утечек природного газа прибором, синхронизирующимся с технологической схемой объекта, с последующим формированием результатов контроля в автоматическом режиме;
- разработать мини-модуль ДЛС-КС с тепловизором и видеокамерой в комплексе инженерно-технических средств охраны для удаленных площадок крановых узлов, не обеспеченных сетевым электрическим питанием, и многие другие интересные проекты.
Поздравляем компанию ПАО «Газпром» с 30-летием!
Это событие объединяет не только руководителей, специалистов, служащих и рабочих ПАО «Газпром», но и всех тех, кто работал и продолжает работать бок о бок с вами, создавая совместные уникальные проекты для обеспечения благосостояния нашей страны. С праздником!
Коллектив АО «Пергам-Инжиниринг»
