Бушмелева К.И., Увайсов С.У., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е.

КЛАССИФИКАЦИЯ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

В работе предлагается новая классификация аэрокосмических методов диагностирования магистраль-

ных газопроводов с позиции анализа собственного и отраженного электромагнитного излучения объек-

тов.

Обеспечение надежности и экологической безопасности эксплуатации магистральных газопроводов

(МГ) является комплексной проблемой диагностики трубопроводных геотехнических систем (ГТС) и ди-

станционного мониторинга окружающей среды.

Как способ получения информации о МГ дистанционный мониторинг условно может быть разделен на

космический, авиационный, наземный, подземный и подводный.

В связи с тем, что процессы взаимодействия МГ с окружающей средой идут на протяженных террито-

риях с неблагоприятными климатическими и рельефно - ландшафтными условиями, оперативно оценить их

масштабы и состояние можно в первую очередь, на основе применения дистанционных аэрокосмических

методов (АКМ) диагностирования, позволяющих получать принципиально новую по качеству и полноте

информацию не только в контрольных точках, но, что особенно важно, по всей трассе в целом.

Под аэрокосмическими методами понимается комплекс исследований поверхности Земли и объектов

трубопроводных систем, осуществляемый с помощью искусственных спутников, орбитальных космических

станций и пилотируемых кораблей, самолетов и вертолетов, путем регистрации собственного и отра-

женного электромагнитного излучения природных и искусственных объектов приемными устройствами с

последующей обработкой, интерпретацией и анализом полученных данных [1].

Использование АКМ способствует повышению эффективности работ по диагностированию трубопровод-

ных ГТС и выражается в улучшении качества выдаваемых рекомендаций, ускорении проведения исследо-

ваний, совершенствовании организации и уменьшении их стоимости. Это достигается благодаря тем

преимуществам, которые имеют АКМ по сравнению с наземными методами исследований. К ним относятся:

высокая производительность и значительный объем получаемой информации; изучение территории с раз-

личной степенью генерализации; изучение объектов в разных зонах спектра электромагнитных излуче-

ний, в том числе и невидимой; изучение территорий и составление общих и специальных карт по мате-

риалам аэро- космических съемок (АКС); получение с достаточной точностью по материалам АКС коли-

чественных характеристик процессов, протекающих в трубопроводных ГТС; периодичность получения

информации, позволяющая изучать динамику процессов трубопроводных ГТС и эволюцию окружающей сре-

ды.

Материалы АКС могут быть эффективно использованы для оценки состояния трубопроводных ГТС и

прогноза его изменения при условии, если они будут целенаправленны и удобны для практического

использования, что достигается правильным решением методических проблем проведения АКС, дешифри-

рования и анализа их результатов.

Впервые систематическое изложение концепции применения аэрокосмических методов к решению про-

блем диагностики трубопроводных геотехнических систем приведено в работах [2-4].

В 1992г. РАО "Газпром" утверждены Рекомендации по прогнозированию ремонта и реконструкции ма-

гистральных трубопроводов на основании материалов АКС трасс, в которых рассмотрены некоторые ме-

тодические вопросы применения АКМ для решения задач диагностики магистральных трубопроводов [5].

В 1995г. ОАО «Газпром» утверждены Рекомендации по созданию комплексного методического обеспе-

чения диагностики трубопроводных ГТС на основе АКМ, в которых излагаются наиболее важные вопросы

получения, обработки и анализа аэрокосмической информации в интересах трубопроводного транспорта

и охраны окружающей среды [1].

Важнейшими этапами обеспечение надежности и экологической безопасности эксплуатации маги-

стральных газопроводов являются:

оценка технического состояния МГ по материалам АКС;

прогнозирование процессов разрушения изоляции МГ;

оценка влияния природной среды на состояние МГ;

определение уровня загрязнения окружающей среды в местах добычи, переработки и транспортировки

углеводородов;

оценка масштабов загрязнений при аварийных ситуациях на МГ;

создание карт местности по природно-техническим условиям эксплуатации МГ.

Из этого следует, что основное назначение АКМ заключается в получении и анализе первичной ин-

формации для определения основных параметров состояния элементов ГТС, а далее принятие и разра-

ботка решений и осуществление мероприятий по управлению ГТС.

Существующая на сегодняшний день стандартная классификация АКМ [6] для диагностики МГ, носит

формальный характер, разделяя все многообразие АКМ в зависимости от используемого диапазона элек-

тромагнитных волн и типа приемника на фотографические, в том числе многозональная; нефотографиче-

ские - тепловая инфракрасная, микроволновая, сканерная, телевизионная, лазерная, радиолокационная

съемки, аэрофотосъемка и аэровизуальные обследования.

Автор предлагает ввести новую классификацию АКМ, подразделяя их на пассивные и активные методы

диагностирования МГ. Суть пассивных методов диагностирования заключается в анализе естественного

отраженного или вторичного теплового излучения объектов ГТС в зависимости от солнечной активно-

сти. Активные методы должны использовать собственное электромагнитное излучение объектов, возни-

кающее под воздействием дополнительного искусственного источника направленного действия.

К пассивным методам контроля можно отнести: многозональную, тепловую инфракрасную (ИК), микро-

волновую, сканерную, телевизионную и аэрофотосъемку. Так, например, к средствам пассивного диа-

гностирования, используемым в ОАО «Газпром» можно отнести следующие:

многозональный сканирующий радиометр «Бета» - универсальная система, позволяет получать изоб-

ражения подстилающей поверхности в видимом, а также в ближнем, среднем и тепловом ИК-диапазонах,

с высокими радиометрическим разрешением и точностью;

тепловизор «Вулкан-4000» (ГНПП «Аэрогеофизика», Россия) - специализированная система высокого

разрешения, представляющий собой комплекс аппаратно-программных средств тепловой инфракрасной

аэросъемки, обладающая высоким пространственным разрешением, большим углом обзора, позволяет по-

лучать детальные, высококачественные тепловые изображения;

радиометр типа М-897 (фирмы «МАТРА», Франция) – позволяет выполнять съемку одновременно в ше-

сти спектральных интервалах видимой и инфракрасной области электромагнитного спектра отраженного

и собственного излучения поверхности земли;

сканирущий радиометр «Дельта» (Россия) - представляющий собой многоканальный радиометрический

комплекс СВЧ-диапазона с пространственным сканированием антенного луча, используемый для измере-

ния теплового излучения поверхности земли и атмосферного столба;

телевизионную систему Т-2 (Россия), которая является телевизионной кадровой системой, обеспе-

чивающей запись изображений местности районов прокладки трас газопроводов с летательных средств

на наземные станции.

К активным АКМ относятся следующие методы диагностирования: лазерная и радиолокационная съем-

ка.

К средствам активного диагностирования, используемым в ОАО «Газпром» можно отнести следующие:

радиолокационная система «КОМПАКТ-100» (ФГУП «НИИ точных приборов», Россия), представляющая

собой мобильный малоразмерный радиолокатор с синтезированной апертурой и автофокусированием,

предназначенный для получения радиолокационных изображений поверхности земли днем и ночью при

любых погодных условиях и запоминания радиолокационной информации с последующим формированием

радиолокационного изображения на борту летательного аппарата или на наземном пункте;

лазерный локатор «Аэропоиск-3М» (Россия), является диагностическим комплексом, предназначенным

для дистанционного обнаружения утечек природного газа из МГ высокого и низкого давления, крановых

узлов, подземных газохранилищ и других объектов.

Классификация методов АКМ на активные и пассивные создает предпосылки для более объективной

классификации оценки технического состояния МГ.

Литература 1. Методические рекомендации по применению аэрокосмических методов для диагностики трубопро-

водных геотехнических систем и мониторинга окружающей среды. - М.: ВНИИГАЗ, 1995. - 43 с.

2. Аковецкий В.И. Экологический бум. Аэрокосмос и ноосфера. - М.: Недра, 1989. - 96 с.

3. Бородавкин П.П., Хренов Н.Н., Егурцов С.А. Диагностика трубопроводных геотехнических систем

в сложных физико-географических условиях. Обз. информ. Сер. Транспорт и подземное хранение газа.

- М.: ВНИИЭгазпрм, 1990. - 124 с.

4. Хренов Н.Н. и др. Диагностирование линейной части магистральных трубопроводов в сложных фи-

зико-географических условиях /на примере Севера Западной Сибири /Обз. информ. Сер. Транспорт и

подземное хранение газа. - М.: ВНИИЭгазпром, 1990. - 77 с.

5. Методические рекомендации по прогнозированию ремонта и реконструкции магистральных трубо-

проводов на основании материалов аэрокосмических съемок трасс. - М.: ВНИИЭгазпром, 1992. - 89 с.

6. Положение по организации и проведению комплексного диагностирования линейной части маги-

стральных газопроводов ЕСГ. - М.: ВНИИГАЗ, 1998. – 63с.