Приложение А (справочное). Технологии обнаружения утечек и их характеристики

Приложение А
(справочное)

Технологии обнаружения утечек и их характеристики

А.1 Технологии и оборудование обнаружения подводных утечек:

- активная акустическая;

- биодатчик;

- емкостной датчик;

- волоконно-оптическая;

- флуоресцентная;

- внутренняя СОУ (баланс массы);

- анализа объема;

- индикатор метана: полупроводниковый, оптический (недисперсивный инфракрасный анализатор), лазерная абсорбциометрия;

- оптическая камера;

- пассивная акустическая;

- мультидатчик.

А.2 Технологии и оборудование обнаружения следов подводных утечек на поверхности моря:

- радар;

- наземный радиолокатор;

- навигационный радиолокатор с обнаружением разливов нефти;

- бортовая радиолокационная станция бокового обзора;

- радиолокатор с синтезированной апертурой;

- флуоресценция;

- гиперспектральная лазерная флуоресценция;

- электромагнитное отражение;

- инфракрасное изображение;

- СВЧ-радиометр;

- спектральные сканеры;

- ультрафиолетовый датчик;

- визуальная камера наблюдения.

Описание основных технологий обнаружения подводных утечек оборудования СПД приведено в таблице А.1.

Описание основных технологий обнаружения следов подводных утечек на поверхности моря представлено в таблице А.2. Пустые ячейки означают отсутствие информации или сложность получения/нахождения информации.

Таблица А.1 - Описание технологий обнаружения подводных утечек оборудования СПЛ

Принцип обнаружения	Описание принципа	Тип обнаруживаемого углеводорода	Зона действия датчика	Определение местоположения утечки 1)	Ограничения
Активный акустический	Основан на ультразвуковом принципе. Датчик анализирует отражение ультразвуковых волн от границ между средами жидкость/газ	Все	Область	Да	Чувствительность к затенению и фоновому шуму. Некоторые модели генерируют много данных. Неприменим при обратных утечках (втекание). Ограничение чувствительности к нефти
			Локальная зона действия - точечный датчик	Нет	Чувствительность датчика зависит от разницы показателей акустического импеданса углеводорода и морской воды. Зависит как от размера и формы приемника, так и от направления течений
Биодатчик	Использует живой организм для обнаружения присутствия загрязнения	Нефть	Локальная зона действия - точечный датчик	Нет	Течения морской воды или эффект плавучести могут привести к перемещению датчика. Необходимы резервные датчики
Емкостной	Определяет изменение коэффициента диэлектрической проницаемости окружающей среды	Все	Локальная зона действия - точечный датчик	Нет	Недопустимо биологическое обрастание. Зависит от размера и формы коллектора. Если в датчике используется полимеризованный материал, он может поглощать воду и влиять на чувствительность датчика
Волоконно-оптический	Волоконно-оптический кабель устанавливается по всей длине подлежащего мониторингу трубопровода или конструкции. Принцип измерения может быть основан на измерении как температурных, так и звуковых волн	Все	Область (вся трубопроводная система)	Да	Волоконно-оптический кабель имеет ограниченный радиус изгиба. Пространственное разрешение датчика напрямую зависит от его чувствительности
Флуоресцентный	Использует источник света, обладающий определенной длиной волны и возбуждающий частицы в материале мишени с целью их перевода на более высокий энергетический уровень. После чего, при обратном переходе на уровень ниже, такие частицы излучают свет заданного спектра, с детектируемой длиной волны	Нефть/все	Локальная зона действия - точечный датчик	Нет	Обрастание морскими организмами. Углеводородная среда должна естественным образом флуоресцировать, или в пластовый флюид должен быть добавлен флуоресцентный маркер
Внутренняя система обнаружения утечки (баланс массы)	Мониторинг давления и расхода при помощи существующих приборов СПД. Измеренные значения сравнивают с прогнозной моделью. Большие отклонения между измеренными и прогнозируемыми значениями указывают на утечку в системе	Все	Область (вся трубопроводная система)	Нет	Неточный, когда поток является нестабильным (нестационарный режим). Не способен обнаруживать небольшие утечки (обычно менее 5 % от общего расхода)
Индикатор метана	Может использовать три принципа измерения: полупроводниковый; оптический (недисперсивный инфракрасный анализатор); лазерная абсорбциометрия. Растворенный метан должен попасть в камеру сенсора, диффундируя через мембрану	Все	Локальная зона действия - точечный датчик	Нет	Количественная оценка утечки затруднена. Зависим от диффузии к датчику, морские течения могут привести к утечке среды по направлению от датчика
Оптическая камера	Использование видеокамеры для наблюдения за подводной системой	Все	Локальная зона действия	Да	Охват зоны наблюдения зависим от освещения. Чувствителен к обрастанию морскими организмами, мутности воды и загрязнению
Пассивный акустический	Гидрофоны, прослушивающие звуки (волны давления), образующиеся в результате утечки	Все	Область	Да	Необходима разница давлений вытекающего углеводорода и морской воды. Фоновый шум может ограничивать чувствительность датчика
Анализ объема	Обнаружение утечки на основе измерения выбранного объема и сигнализация об изменениях. При превышении показателя утечки в определенном объеме система инициирует аварийный сигнал	Все	Локальная зона действия - точечный датчик	Да	Чувствителен к биологическому обрастанию. Необходима траловая защита
Мультидатчик	Комбинация двух или более типов датчиков. Необходимо определение основного и дополнительных принципов обнаружения	Зависит от типов комбинируемых датчиков			Высокая потребляемая мощность и увеличенная пропускная способность по сравнению с использованием одиночных датчиков. Потенциальная сложность встраивания в оборудование СПД
1) "Определение местоположения утечки" применимо к отдельному датчику. ПО для конфигурирования системы и обработки данных может включать алгоритм определения мест утечек.

Таблица А.2 - Описание технологий обнаружения следов подводных утечек на поверхности моря

Принцип обнаружения	Описание принципа	Углеводородный состав	Охват обнаружения	Возможность классификации	Ограничения
Радар	Активный датчик, который испускает энергию на определенной длине волны и собирает сигналы обратного рассеяния, а затем анализирует их	-	-	-	-
	Наземный радиолокатор (GPR) посылает микроволны в материал, расположенный ниже. GPR может обнаруживать нефть подо льдом и снегом	Нефть	-	-	Наличие большого количества льда или снега может приводить к ложным срабатываниям
	Навигационный радиолокатор с обнаружением разливов нефти использует обычные навигационные радары. Доступно ПО для автоматического обнаружения разливов нефти	Нефть	Зависит от таких факторов, как мощность радиолокационного приемопередатчика, высота антенны радара, скорость ветра и поляризация	Нет	Для обнаружения нефти требуется наличие ветра (около 2-12 м/с)
	Бортовая радиолокационная станция бокового обзора (SLAR) - активный датчик, который посылает радиолокационные сигналы на поверхность воды. SLAR - линейный сканер, используемый только в авиационных системах	Нефть	Максимальная ширина полосы составляет 80 км	Нет	Для обнаружения нефти требуется наличие ветра
	Радиолокатор с синтезированной апертурой (SAR) посылает радиолокационные сигналы на поверхность воды. SAR доступен для систем воздушных судов,