Утечки на нефтепроводах вычисляет ИИ
Ученые Пермского Политеха разработали интеллектуальную систему обнаружения утечек на нефтепроводах. Она сочетает гидравлическую локацию, датчики давления и нейросеть, обученную отличать реальную аварию от штатных операций – переключений или ремонта.
По данным ПНИПУ, во время испытаний на действующем нефтепроводе в Пермском крае система определила место контрольной утечки с погрешностью 76 метров. Это примерно в четыре раза точнее норматива в 300 метров. До трёх лет датчики работают автономно. Программное обеспечение работает на российской системе Astra Linux.
Нефтепровод – объект повышенной опасности. Он стареет и изнашивается не только под влиянием агрессивной внутренней среды, но и из-за внешних факторов – перепадов температур, сложностей рельефа. Далеко не всегда привычные методы мониторинга позволяют вовремя обнаружить утечку, и ущерб несут не только добывающие компании, но и экологическая среда.
Ответ на этот вызов для всех добытчиков углеводородного сырья предложили сотрудники Пермского Политеха. По оценкам экспертов, новая система потенциально позволяет сэкономить миллиарды рублей, предотвращая дорогостоящие и сложноустранимые аварии.
В России общая протяженность трубопроводов превышает 70 000 километров, по которым доставляется 90% всей добываемой нефти. Большая часть из них работает более 30 лет. При этом в основном трубопроводы пролегают по труднодоступным территориям. Зачастую сложно не просто устранить аварию, но и физически добраться до места утечки. Потому разработка чрезвычайно актуальна.
Без ложных позывных
Как показывает практика, чрезвычайно важна достоверность анализа. Если раз за разом система мониторинга выдает ошибки, закономерно, что диспетчеры перестают реагировать на эти сигналы.
Новый метод базируется на двух взаимодополняющих принципах. Датчики гидравлической локации постоянно измеряют давление в трубе, достаточно достоверно выявляя предполагаемый очаг утечки. Нейросеть фильтрует получаемые данные, разграничивая реальную угрозу и технологические операции.
Важно, что установка датчиков не нарушает целостность системы. Монтаж происходит снаружи, а не внутри. И, конечно, процесс не требует остановки перекачки. На экран диспетчера выводится полноценная карта, на которой в случае ЧП загорается аварийный сигнал. Аварийная бригада отправляется к месту аварии с точностью до нескольких метров – вместо того, чтобы искать утечку по всей протяженности объекта. Успешное испытание состоялось на действующем нефтепроводе в Пермском крае.
Беспроводная система не требует обслуживания и работает в полностью автономном режиме – буквально годами. И это – перспективное решение для суровых условий Арктики, Сибири и Дальнего Востока. Защита от внешних угроз обеспечивается российским софтом, полностью соответствующим требованиям безопасности критической информационной инфраструктуры.
Добывающая отрасль оценит
Россия обладает самой обширной в мире трубопроводной инфраструктурой. Поэтому готовая к внедрению противоаварийная система, без сомнения, займет свою нишу. Важно, что разработанный продукт бесшовно интегрируется с диспетчерскими системами нефтегазовых компаний благодаря российскому софту, который после 2022 года активно замещает иностранные ИТ-компоненты в критической инфраструктуре.
Данный проект появился не на пустом месте. Его предпосылкой стал отраслевой запрос на комплексный поиск утечек и врезок. За несколько лет промышленники перепробовали множество методов: параметрические системы, «волну давления», материальный баланс, инфразвуковые методы, оптоволоконные сенсоры, акустический и визуальный контроль.
Тот же ПНИПУ в 2024 году разработал нейросетевую программу для поиска дефектов трубопроводов и ЛЭП. Тогда речь шла о программном комплексе, который по фото- и видеоданным с камер, дронов или беспилотников определяет повреждения на нефте- и газопроводах, линиях электропередачи и других протяженных объектах. В этом близком по логике проекту ИИ используется для промышленной дефектоскопии и предотвращения аварий.
Интересный проект представили в 2025 году университет Иннополис и «Газстройпром». ИИ-система анализа дефектов трубопроводов работает на базе цифровой радиографии, находит дефекты сварных швов трубопроводов с точностью 94%, в 30 раз ускоряя их поиск по сравнению с ручным контролем. При этом разработка внесена в Госреестр средств измерений РФ.
Если нынешняя система подтвердит заявленные характеристики на значительном числе промышленных объектов, она может стать частью стандартного набора цифрового мониторинга нефтегазовой инфраструктуры.
