通过无人机搭载可见光照相机、可见光摄像机、红外热像仪、小型光电吊舱等任务载荷，可以实现对石油管道线路的巡查。本次项目案例为某是有企业采油五场巡检，本次项目定位为应用无人机遥感技术，丰富油气管道巡检手段，提高防破坏、防泄漏、应急救灾的能力；代替部分人工，降低野外作业职工劳动强度、提高工作效率；建立一套适合油气管道巡检的智能化无人机巡检系统。

油田巡检国内外现状

国外行业现状

【美国交通部】“管线巡逻至少要每月一次，查找挖掘活动、地质变化、冲刷、泄露以及其他影响管线安全运行的活动或状况”；【美国加拿大】“土地所有者在（石油）管道通过的地区附近进行挖掘活动之前，必须打811咨询热线进行询问”；【壳牌石油公司】设管线安全部，对管线通过地区经常性的空中巡查和阶段性的地面巡查；【巡线服务公司】小型飞机+巡检员+GPS导航+手机。

国内行业现状

【人工巡检】国内人工巡检为主，工作量大且条件艰苦；【有人机巡检】逐渐应用有人机进行管道巡检，租用成本较高、空域申请困难、频次较低；【卫星监测】卫星监测使用较少，时效性较低、分辨率低、租用成本很高；【杆塔摄像机】试点应用杆塔架设摄像头的监测方法，可视距离有限、大面积铺设成本高、容易遭到偷盗份子的损坏；【无人机巡检】无人机在油田领域应用处于探索阶段，属于数字化油田的一部分。

任务方案

这次任务采用HC-332油电混合六旋翼无人机一架，挂载30倍变焦双光吊舱执行任务，地面指挥地面站一台。共计飞行架次7次，累计飞行时间近5小时，累积飞行距离40余公里。通过无人航测，对无人机场区进行三维、二维测绘。

针对不同的情况进行的措施

项目成果展示

日间防破坏巡检

监控发现以下问题：

1. 监控管道沿线有无露营和打孔盗油迹象，有无油气泄露情况；

2. 监控管道安全防护带内有无挖沟、取土、开山采石、采矿盖房等活动；

3. 监控管道附属工程和设施，如各类挡土墙、过水路面、护坡，以及里程桩、转角桩、标志桩等有无被破坏；

4. 监控管道中心线两侧各500m范围内有无进行爆破作业和大型工程设施建设；

5. 监控水下穿越管道安全防护带内有无设置码头、炸鱼、挖泥、淘沙等作业；

巡检路线

发现漏油点，坐标E117.331646° ，N 38.6525368°

发现漏油点 120m高空观测 相关作业人员到位

发现漏油点 120m高空观测 抢修现场

管道打压作业压力车现场

管道周边建筑物

管道监测

井场监测 井号清晰可见

夜间防破坏巡检

通过无人机搭载可见光照相机、可见光摄像机、红外热像仪、小型光电吊舱等任务载荷，可以实现对石油管道线路的巡查，监控发现以下问题：

1. 监控管道沿线有无露营和打孔盗油迹象，有无油气泄露情况；

2. 监控井场中人员、井口、电力变压器、埋地管线等主要注水井井场组成部分的发热情况；

3. 监控管道沿线异常人员、车辆，侦察、跟踪偷油人员车辆。

井场内人员车辆 飞行高度120m，距离目标物300m

井场内车辆、板房情况，井场各目标物清晰显示

飞行高度120m，距离目标物200m

地面人员、车辆

应急指挥

无人机携带数码相机或数据彩色航摄相机等设备可快速获取洪水、地震、泥石流山体滑坡等自然灾害灾情信息，进行灾后地貌检查，以及灾害对油气管道的破坏程度，辅助应急救援决策。井场作业指挥、管线抢修指挥、消防作业指挥。

应急演练监控

应急演练监控

应急演练监控

“数字石油”建设

无人机携带数码相机或数据采集航摄相机等设备可快速获取地表信息，获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据，可生成DEM、正射影像图、三维景观模型和地表模型（后期处理）、二维可视化数据，可以应用于石油物探施工、“数字石油”建设。

作业区立体测绘

厂区整体情况

罐体测量

管道测量、属性标注

目标物建模

目标物建模

无人机石油行业解决方案

无人机巡检系统解决方案框图

巡检管理分系统

无人机巡检系统由一台高性能服务器和一套专用的巡检管理系统软件组成。巡检管理分系统功能：

1. 无人机油田巡检作业的标准流程化、作业结果信息完整性、以及信息管理的便利性

2. 可有效提高用户进行无人机进行油田巡查作业效

3. 监控中心能够实时观测无人机回传的图像

4. 应急情况时有效调度人员和物资

无人机飞控系统地面站软件

无人值守系统地面站软件

数据分析—树障分析软件

利用无人机机载激光雷达获得的历史数据，基于图像密集点云匹配和立体测图技术，对输电线路通道导线弧垂建模、树障安全距离分析、交叉跨越距离测量,自动生成树障缺陷报告。

无人机应用管理平台

无人机应用管理平台包括无人机安全运营管理和无人机任务管理两部分，其中任务管理部分具备任务管理调度、数据收集处理及管理、飞行报告自动生成等；安全运营管理平台通过多模通讯与 ADS- -B B 等，实现无人机与无人机、无人机与有人机的避撞，并与空管信息进行交互。

无人机安全运营管理，航迹规划软件界面

无人机安全运营管理软件界面

无人机实时回传分发；无人机历史数据检索；线路运行维护数据库

数据采集分系统

HC-332油电混合六旋翼无人机

用于日常巡逻监视和大面积测绘日常巡检，发现问题可留空监视2小时以上作业范围根据通讯范围决定

HC-332电动六旋翼无人机

用于日常巡逻监视和大面积测绘安全巡检范围 8km，日常巡检，发现问题不可长时间留空监视

HC-521电动垂直起降固定翼无人机

用于航拍取证和通道化监测

多旋翼无人值守系统

外场部署，自主起飞降落、充电无需人工干预。 

GCS-D01地面站

GCS-D01移动双屏地面站采用分体式设计，适应各种作业工况，集成数传电台接收模块和图传电台接收模块后，可通过软件界面实时对飞行数据和任务载荷获取的图像进行监控，其集成高性能主机、双显示屏、载荷控制设备、通信链路等。

CAM-M30Tir双光跟踪吊舱

双光跟踪吊舱具备30倍光学变焦，采用非制冷红外热像仪，具有目标跟踪功能。

MAP-F51倾斜摄影相机

多视角倾斜摄影仪包含1个垂视相机和4个倾斜相机，可进行真三维模型的建立。

无人机指挥车

车内展示

工位上方配备有两块40寸液晶屏幕，可拼接使用于图像显示,也可单独使用，显示车外环境数据或光电转塔图像。

车顶设备有：探照灯及光电转塔、折叠式跟踪天线、空调柜机、两个天线位、电动升降天线杆，简易气象站。车内可采集外界环境参数，包含：风速、风向、温度、湿度、气压、海拔。简易气象站应在抵达位置后展开升高

数据分发分系统

数据分发系统是通过专用网络、4G网络或者互联网，将地面站接收的图像和无人机遥测信息，传输到监控人员、信息中心等终端设备，实现数据的实时分发，便于终端用户实时监测和存储。

远程带状网络接力测控数据链

4G走廊系统

巡查应用模式

无人机日常巡检应用模式，根据视频分发采用光纤网络或者4G通讯网络的应用方式，发现日常巡检所发现的问题。

应急应用模式

无人机应急应用模式，车辆指挥起飞，针对40km范围内管线进行巡查。

应急应用模式

无人机应急应用模式，单人携带起飞，针对10km范围内管线进行应急监视。