Технологии обнаружения утечек обеспечивают решения для безопасности трубопроводов

Отрасль природного газа находится под постоянным давлением, требуя обеспечить общественную безопасность и сократить количество метана, выбрасываемого в атмосферу в виде выбросов парниковых газов (ПГ). Это включает в себя всю цепочку поставок природного газа от устья скважины до наконечника горелки или от добычи, разведки и добычи до среднего потока, сбора, хранения и транспортировки для последующих операций по распределению. Отрасль сталкивается не только с постоянным регулированием со стороны Федерального управления по безопасности трубопроводов и опасных материалов (PHMSA) и соответствующих органов регулирования безопасности трубопроводов штата, но также со стороны федеральных агентств по охране окружающей среды и агентств штата (EPA).

Отрасль прошла долгий путь с первых дней использования как портативных, так и мобильных технологий обнаружения утечек с помощью пламенно-ионизации (ПИД), в которых в детекторе использовалась смесь водорода и азота, позволяющая ходить или передвигаться по сетям трубопроводов природного газа. Эти устройства требовали значительного технического обслуживания наряду с внешними баллонами с калибровочными газами.

Ключом к сокращению выбросов метана как из надземных, так и из подземных объектов являются регулярные проверки на предмет обнаружения утечек, которые можно выполнять с использованием стационарных систем обнаружения газа, автомобильных технологий и портативных приборов. В отрасли наблюдается появление технологий воздушного базирования со спутниками, самолетами, вертолетами и беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) или дронами. Мы называем это «многоуровневым» подходом к обнаружению утечек, при котором несколько уровней защиты могут обнаруживать, локализовать и точно определять места утечек для устранения.

Существует не одна технология обнаружения утечек, а множество, в зависимости от местоположения объекта, применения и желаемого результата. Большинство устройств обнаруживают метан, который является основным компонентом природного газа и основным фактором, способствующим изменению климата, в виде выбросов парниковых газов. Данные всех этих технологий могут быть собраны в программном приложении для отчетности на федеральном уровне и уровне штата, а также для последующего ремонта. Данные могут включать GPS-координаты трубопроводных сетей, которые были обследованы на наличие утечек для проверки, с отметками даты и времени, местами утечек, классификацией утечек, количественным определением утечек и калибровкой приборов для постоянного ведения учета. Мы также знаем, что меркаптан или сульфид могут быть добавлены к природному газу в качестве одоранта, чтобы население могло обнаружить его с помощью своего обоняния и определить потенциальную утечку, но это в основном используется на объектах распределения, а не при транспортировке или сборе газа. Обсуждаемые ниже технологии обнаруживают в природном газе метан, а не добавленный одорант.

Стационарные детекторы газа, основанные на технологии перестраиваемой диодной лазерной абсорбционной спектроскопии (TDLAS) с открытым трактом, круглосуточно контролируют выбросы метана. Эта технология обычно используется на буровых площадках, в подземных хранилищах, на шлюзовых станциях и в местах расположения трубопроводов с высокими последствиями (HCA). Существует несколько применяемых технологий: от лазеров открытого пути до точечных датчиков для непрерывного мониторинга активов на предмет выявления утечек. Эти технологии не определяют точное местоположение, но могут дать обобщенное местоположение для последующих действий с помощью портативных технологий.

Усовершенствованное мобильное обнаружение утечек (AMLD) с использованием технологии открытого пути TDLAS для обнаружения утечек природного газа на газопроводах сбора, транспортировки и распределения. Эта технология может обнаруживать как метан, так и этан по отдельности в частях на миллиард (ppb). Это позволяет оператору отличить утечки трубопровода от природного биогенного, болотного, болотного, разложившегося или канализационного газа. Транспортные средства, оснащенные системой AMLD, могут передвигаться намного быстрее и позволяют более часто охватывать активы как в целях общественной безопасности, так и в целях дальнейшего сокращения выбросов. Эти системы имеют очень сложные пакеты программного обеспечения для анализа обнаружений на основе показаний, направления ветра, местоположения ГИС, количественного определения утечек и центрирования показаний для последующего расследования и точного определения группами «на земле».

Мобильное обнаружение утечек с помощью оптической инфракрасной контролируемой интерференционной поляризационной спектроскопии (CIPS). Обнаружение газа с отбором проб насосом для обследования подземных сетей сбора, передачи и распределения трубопроводов позволяет обнаруживать метан в частях на миллион (ppm). Эту технологию можно установить на внедорожниках для облегчения доступа к труднодоступным местам. Эту же технологию можно легко снять с автомобиля для портативных применений по локализации утечки и снятию показаний подземных скважин для точного определения и классификации утечек с возможностью определения нижнего предела взрывоопасности (НПВ) и показаний процентного содержания газа. Крайне важно иметь одно устройство для определения ppm, нижнего предела взрываемости и процентного содержания газа в быстром автоматическом диапазоне для центрирования утечек, точного определения утечек и их классификации. Эти устройства заменили более раннюю технологию FID в качестве основного инструмента для исследования утечек с поверхности для обеспечения соответствия нормативным требованиям.