CC BY
207
ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ / GEOLOGY AND MINERALOGY
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.60.078 Шихмагомедова С.М.
0000-0003-4082-7961, магистрант, Дагестанский государственный технический университет в г. Махачкала ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ
Аннотация
В данной работе описаны основные задачи нефтегазовой отрасли, которые могут быть решены с использованием беспилотных летательных аппаратов. Рассматриваются перспективные варианты применения в ближайшем будущем беспилотных летательных аппаратов с большой грузоподъемностью в решении логистических задач на месторождении, что позволит намного снизить экономические расходы, а также ускорить процесс добычи нефти за счет экономии времени. Кроме того, приведен перечень основных отечественных компаний-разработчиков беспилотных летательных аппаратов, а также средние технические характеристики их продукции.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, нефть, мониторинг, логистика, нефтегазовая отрасль.
Shykhmagomedova S.M.
0000-0003-4082-7961, Graduate Student, Dagestan State Technical University in Makhachkala USE OF AIR DRONES IN OIL AND GAS INDUSTRY
Abstract
This paper describes the main tasks of the oil and gas industry, which can be solved using air drones. Prospective applications of air drones with large weight-lift in solving logistics tasks at the deposits in the near future are considered, which will significantly reduce economic costs and accelerate oil production processes by saving time. In addition, a list of the main domestic companies developing air drones is provided, as well as the average technical characteristics of their products.
Keywords: air drone, oil, monitoring, logistics, oil and gas industry.
Одной из важнейших задач любой нефтегазовой компании является минимизация экономических и э кологических рисков, которые связаны с эксплуатацией. Для того чтобы эти риски контролировать, нужно проводить непрерывный мониторинг. Однако обеспечить его непросто.
Десятки лет мониторинг проводился путем пеших обходов или использования пилотируемой авиации. Однако сегодня им на смену пришли беспилотные летательные аппараты.
БПЛА - это летательный аппарат, выполняющий полет без пилота на борту и управляемый в полете автоматически, оператором с пункта управления или сочетанием указанных способов [4].
До недавнего времени считалось, что беспилотные летательные аппараты используются только для военных целей. Сегодня же сфера их применения расширилась в разы: теперь их используют полицейские и гражданские службы, в том числе для поисково-спасательных работ, управления земельными ресурсами или топографических съемок.
В нефтегазовой отрасли беспилотные летательные аппараты используются для решения следующих задач [1]:
- систематический мониторинг трубопроводов;
- наблюдение за состоянием трубопроводов
- регулярный контроль промышленного производства на каждом этапе рабочего процесса;
- своевременное обнаружение разливов нефти;
- выявление участков выхода трубопровода и отклонения от расчетного положения;
- выявление нарушений требований по защите участков трубопровода, мониторинг околотрубного пространства и наземных объектов;
- поиск и разведка месторождений
- экологический мониторинг атмосферных выбросов
- удаленный контроль изысканий и подрядных работ
- оперативный контроль за несанкционированными действиями и пребыванием на охраняемых объектах посторонних лиц, а также выявление незаконного закрытия трубопровода, незаконной деятельности, кражи.
Для этих целей беспилотные летательные аппараты оснащают аппаратурой для ведения фото- и видеосъемки. Съемка выполняется с помощью камеры, установленной на БПЛА. Камера используется с целью более оперативного визуального обследования территории вдоль трассы магистрального нефтепровода. В отличие от видеосъемки, фотосъемка имеет преимущество в плане более высокого разрешения. Кроме фото- и видеосъемки, существует еще и тепловизионная съемка. Такая съемка позволяет проводить мониторинг в условиях ограниченной видимости (например, туман) или ночью. Комбинирование различных видов съемки позволяет более точно оценить состояние объекта. При этом оператор может вручную менять траекторию движения беспилотного летательного аппарата, возвратить его в нужную точку и сфотографировать объект вновь.
В будущем беспилотные летательные аппараты могут использоваться не только в целях мониторинга промышленных объектов, но и для непосредственной ликвидации неполадок. Например, на конкурсе «Drones for Good», проходившем в Арабских Эмиратах, первое место заняла разработка, которая предназначена для использования на промышленных объектах, в частности, для мониторинга наземных трубопроводов. Однако на этом функции аппарата не заканчиваются. Уникальность разработки состоит в том, что она выполняет работу по устранению выявленных неполадок, например, заделке повреждения в трубе газо- или нефтепровода. Заплатки
изготавливаются из жидкого пенополиуретана. Аппарат наносит материал на место разгерметизации, в течение 5 минут он застывает и закрывает брешь [2].
На сегодняшний день все больший интерес вызывают беспилотные летательные аппараты большой грузоподъемности. Такие беспилотные летательные аппараты используются для выполнения самых разнообразных операций [5]:
- в нефтегазовой отрасли (в целях мониторинга);
- в строительстве (в целях доставки деталей и наблюдения);
- при разработке карьеров (в целях контроля уровней срезов и мониторинга);
- в чрезвычайных ситуациях (в целях разведки, пожаротушения, проведения спасательных операций на труднодоступных территориях);
- в сельском хозяйстве (для опрыскивания и контроля посевов);
- в области медицины (доставка медикаментов и перевозка оборудования);
- в науке (при проведении исследований и доставке грузов);
- для железнодорожных компаний (охрана и облет путей в ночное время суток);
- при аэрофотосъемке (в частности, 3D-съемка и панорама) [5].
Остановимся на перспективах использования беспилотных летательных аппаратов большой грузоподъемности в нефтегазовой отрасли. Такие разработки можно будет использовать в решении логистических задач на месторождении. При этом решается вопрос переброски грузов небольшого веса с производственных баз на месторождениях на буровые установки на небольшие расстояния в условиях бездорожья, кроме того, исчезает необходимость в высокопроходимых транспортных средствах и дополнительной рабочей силе, что является экономически выгодным.
Еще пару лет назад максимальная грузоподъемность беспилотных летательных аппаратов была в пределах 5-10 кг. Однако сейчас появились аппараты, которые могут поднять в воздух груз до 70-100 кг. А в начале 2017 года одна из норвежских компаний сообщила о создании беспилотного летательного аппарата грузоподъемностью 300 кг. Причем сам летательный аппарат весит всего 75 кг и оснащен восемью двигателями с пропеллерами. Время полета такого аппарата колеблется в пределах 30-45 минут в зависимости от веса груза. И как сообщают разработчики [3], в ближайшее время они займутся созданием беспилотного летательного аппарата с грузоподъемностью 800 кг.
Учитывая, с какой скоростью движется прогресс в области беспилотных летательных аппаратов с большой грузоподъемностью, в ближайшем будущем они полностью заменят традиционный транспорт и рабочую силу,
Большая часть нефтяных компаний Российской Федерации в настоящее время уже применяет беспилотные летательные аппараты с целью проведения регулярного мониторинга нефтепроводов. Принимая во внимание специфические характеристики местности, на которой нефтегазовые компании занимаются своей деятельностью, можно сделать заключение, что использование беспилотных летательных аппаратов дает возможность намного быстрее осуществлять мониторинг, а также обнаружить неполадки в работе промышленных объектов.
В России работает несколько разработчиков и производителей беспилотных летательных аппаратов. Продукция этих компаний успешно применяется многими нефтяными корпорациями.
Имеющиеся на российском рынке беспилотные летательные аппараты с среднем имеют следующие характеристики: продолжительность полета - до 180 минут; скорость полета - 65-120 км/ч; максимальная протяженность маршрута - до 150 км; максимально допустимая скорость ветра - до 15 м/с; диапазон температуры эксплуатации - от -20°C до +40°C; площадь съемки за один полет - 7-25 км2; максимальная взлетная масса - 8-10,5 кг; масса целевой нагрузки - до 1,5 кг; минимальная безопасная высота полета - 100 м; максимальная высота полета - до 4 км.
Исходя из выше указанных данных, можно сделать вывод, что существующие на сегодняшний день российские беспилотные летательные аппараты приспособлены для использования в различных регионах, т.к. имеют широкий температурный диапазон и возможность использования в условиях плохой видимости, например, в дождливую погоду, туман.
Список литературы / References
1. БПЛА: мониторинг нефтепровода / [Электронный ресурс]. - URL: http://dutchpetrol.com/monitoring/2-bla-monitoring-dlya-neflyanoy-promyshlennosti (дата обращения: 11.04.2017)
2. Дроны научились латать бреши в нефтепроводах / [Электронный ресурс]. - URL: http://www.content-review.com/articles/34157/ (дата обращения: 30.04.2017)
3. Норвежская компания «Griff Aviation» представила беспилотник, который может перевозить более 400 кг / [Электронный ресурс]. - URL: http://informator.news/v-norvehyy-predstavyly-bespylotayk-sposobnyij-transportyrovat-lyudej/ (дата обращения: 17.04.2017)
4. Попова Л. Н. Применение беспилотных летательных аппаратов в условиях Крайнего Севера / Л. Н. Попова // Молодой ученый. - 2016. - №24. — С. 105-108.
5. Применение беспилотных аппаратов / [Электронный ресурс]. - URL: https://bespilotnik24.ru/about-us/ (дата обращения: 25.04.2017)
Список литературы на английском языке / References in English
1. BPLA: monitoring nefteprovoda [UAV: monitoring of the oil pipeline] / [Electronic resource]. - URL: http://dutchpetrol.com/momtoring/2-bla-momtoring-dlya-neflyanoy-promyshlennosti (accessed: 11.04.2017). [in Russian]
2. Drony nauchilis' latat' breshi v nefteprovodah [Drones learned to patch holes in oil pipelines] / [Electronic resource]. -URL: http://www.content-review.com/articles/34157/ (accessed: 30.04.2017). [in Russian]
3. Norvezhskaya kompaniya «Griff Aviation» predstavila bespilotnik, kotoryj mozhet perevozit' bolee 400 kg [Norwegian company «Griff Aviation» introduced a drone that can carry more than 400 kg] / [Electronic resource]. - URL:
http://informator.news/v-norvehyy-predstavyly-bespylotnyk-sposobnyij-transportyrovat-lyudej/ (accessed: 17.04.2017). [in Russian]
4. Popova L. N. Primenenie bespilotnyh letatel'nyh apparatov v usloviyah Krajnego Severa [Popova LN The use of unmanned aerial vehicles in the Far North]/ L. N. Popova // Molodoj uchenyj [Young scientist] - 2016. - №24. - P. 105-108. [in Russian]
5. Primenenie bespilotnyh apparatov [Application of unmanned vehicles] / [Electronic resource]. - URL: https://bespilotnik24.ru/about-us/ (accessed: 25.04.2017). [in Russian]
МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ / MEDICINE
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.60.112 Александров М.Т.1, Буданова Е.В.2, Баграмова Г.Э.3, Пашков.Е.П.4
1ORCID: доктор медицинских наук, профессор Научно-клинического центра» Реабилитации женского здоровья» 2ORCID: 0000-0003-1864-5635, кандидат медицинских наук, доцент, ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет) 3ORCID: доктор медицинских наук, профессор, ФГАОУ ВО Российский университет дружбы народов 4ORCID: , доктор медицинских наук, профессор ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет) СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ С ПОМОЩЬЮ ЭФФЕКТА ГИГАНТСКОГО
РАМАНОВСКОГО РАССЕИВАНИЯ
Аннотация
Описан экспресс-метод идентификации микроорганизмов с помощью рамановской спектроскопии, основанный на эффекте гигантского рамановского рассеивания при облучении объекта коротковолновым лазером 532 нм с использованием разработанных авторами специальных серебряных SERS-подложек, усиливающих эффект. Результаты исследований показали высокую аналитическую и диагностическую чувствительность и специфичность метода, что позволяет считать его перспективным универсальным экспресс-методом микробиологической диагностики, который не требует длительного культивирования бактерий и специальной пробоподготовки.
Ключевые слова: раман-спектроскопия, рамановское рассеивание, идентификация микроорганизмов.
Aleksandrov M.T.1, Budanova E.V.2, Bagramova G.E.3, Pashkov E.P.4
1ORCID: MD, Professor of the Clinical Research Centre "Women's Health Rehabilitation"
2ORCID: 0000-0003-1864-5635, MD, Associate Professor, FSAEI "Sechenov First Moscow State Medical University of
the Ministry of Healthcare of Russia" (Sechenov University)
3ORCID: MD, Professor, FSAEI Peoples' Friendship University of Russia
4ORCID: MD, Professor, FSAEI "Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia" (Sechenov University) METHOD OF MICROORGANISMS IDENTIFICATION WITH THE HELP OF THE EFFECT OF LARGE
RAMAN DIFFUSION
Abstract
A rapid method for the identification of microorganisms using Raman spectroscopy is described in the article, based on the effect of large Raman diffusion when the object is irradiated with a 532 nm shortwave laser, using special silver SERS-based substrates that enhance the effect. The results of the studies showed high analytical and diagnostic sensitivity and specificity of the method. This makes it a promising universal express-method for microbiological diagnosis, which does not require long-term bacterial culture and special sample preparation.
Keywords: Raman spectroscopy, Raman diffusion, identification of microorganisms.
Для постановки микробиологического диагноза, основанного на определении вида возбудителя, важным критерием является его быстрота. Однако классический бактериологический метод диагностики, основанный на выделении и идентификации чистой культуры бактерий по совокупности их специфических свойств при всей его достоверности и информативности весьма трудоемок, финансово затратен, а самое главное - длителен (составляет как минимум несколько дней). Кроме того, большую проблему представляет выделение и идентификация трудно культивируемых микроорганизмов - анаэробов и внутриклеточных паразитов, а также некультивируемых форм микробов. В этой связи в настоящее время резко возрос интерес к новым методам спектроскопии, позволяющим проводить качественный и количественный анализ биологических жидкостей и тканей в максимально короткие сроки. Эти методы позволяют получать информацию о видовой характеристике микроорганизмов без их длительного выращивания по физико-химическим свойствам значимых компонентов бактериальной клетки и характерным продуктам ее метаболизма [1-5].
К таким методам, в частности, относится рамановская спектроскопия как один из вариантов метода лазерной конверсионной диагностики (ЛКД). Она основана на том, что при облучении образца светом определенной длины волны начинается процесс неупругого рассеяния оптического излучения на молекулах вещества (твердого, жидкого или газообразного), сопровождающийся заметным изменением частоты излучения. Наблюдаемое явление называют эффектом комбинационного рассеяния или эффектом Рамана, которое регистрируется в виде набора спектральных линий, отсутствующих в спектре первичного (возбуждающего) света. При анализе такого спектра наблюдаемые линии
