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1、巡检机器人试验方案 2017年11月 随着油气田无人值守站点的逐渐推广 目前气田有280座集气站已经实现了无人值守 油田400多座站点正在进行无人值守站建设 预计2020年可实现1300余座小型站点无人值守 无人值守站点在无人巡检期间 由巡线机器人代替人工巡检 在发生紧急情况时及时发现问题并报警 提醒当班员工做出响应就显得非常重要 机器人革命 有望成为 第三次工业革命 的一个切入点和重要增长点 将影响全球制造业格局 我国将成为全球最大的机器人市场 我们不仅要把我国机器人水平提高上去 而且要尽可能多地占领市场 习总书记2014年两院院士大会上讲话 国家政策 目前 我国已建机器人产业园30余家 国
2、际机器人联合会将机器人定义如下 机器人是一种半自主或全自主工作的机器 它能完成有益于人类的工作 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人 特种机器人是应用于特殊环境 如替代人到有辐射等危险的环境中进行作业等 的机器人 服务机器人可以分为专业领域服务机器人和个人 家庭服务机器人 服务机器人的应用范围很广 主要从事维护保养 修理 运输 清洗 保安 救援 监护等工作 机器人分类 研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动 以及替代人到有辐射等危险的环境中进行作业 因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用 随着机器人技术的不断发展 工业领域的焊接 喷漆 搬运
3、装配 铸造 军事 海洋探测 航天 电力 医疗 农业 林业甚至到服务娱乐行业 也都开始使用机器人 机器人的应用领域 点焊机器人 一汽集团汽车生产点焊线 排爆机器人 消防机器人 智能巡检机器人是为了解决特种环境下的人工检查设备存在的安全风险和提高工作的效率及精确性 实时性等问题而研发的一种工业机器人 电力行业无人值守站场应用的智能巡检机器人与油气田无人值守站场机器人的应用具有可比拟性 第一部分智能机器人的发展现状第二部分人工巡检的主要工作量第三部分巡检机器人设想第四部分存在的主要问题第四部分下一步的计划 汇报提纲 一 气田集气站人工巡检的主要工作 重点对现场管理 隐患管理 阀门开关状态 安全附件
4、设备运行等内容进行巡查 巡查区域包括如下 值班室 仪表间 配电间 进站区 分离器区 压缩机区 外输区 自用气区 闪蒸罐区 储液罐区 火炬区等 1 气田集气站巡检流程 2 气田集气站巡检内容 目前已实现场站重点数据远程监测 重要阀门远程控制 但一些事项仍须人工巡检 如检查机械阀门完好性 跑 冒 滴 漏 等 各巡检部位 检查录取 项的可通过已有或改装仪器仪表进行数据采集 观察判断 项仍须人工进行巡检 具体如下 1 仪表间 配电间 1 已实现远程监控 电压监测 动力环境 2 可实现远程监测 ups参数 3 仍须人工判别 空调运行状况 稳压柜运行 配电柜运行状况 2 发电机 1 已实现远程监控 水温
5、油压 转速 燃气压力 2 仍须人工判别 查看有无漏水 漏油 听设备运行声音 判断运行状态 3 进站总机关 1 已实现远程监控 压力 电动阀状态 2 仍须人工判别 机械阀门 开关状态 有无内外漏 电伴热温度 冬季 有无 跑冒滴漏 观察判断 机械阀门 开关状态 有无内外漏 电伴热温度 冬季 有无 跑冒滴漏 4 分离器 1 已实现远程监控 压力 温度 液位 运行压差 电动阀 2 仍须人工判别 机械阀门 开关状态 有无内外漏 电伴热温度 冬季 液位计运行状况 疏水阀运行状况 有无 跑冒滴漏 5 压缩机 1 已实现或可实现远程监控 高位水箱液位 曲轴箱油位 高位油箱油位 注油器油位 进气压力 排气压力
6、动力缸温度油温 缸间温差 压缩缸排温油温 防冻液温度 压缩机转速 自用气启动气压力 燃料气压力 2 仍须人工判别 检查机体有无异响 依据运转声音判断运行状态 有无 跑冒滴漏 2 气田集气站巡检内容 6 外输区 1 已实现远程监控 外输温度 外输流量 外输压力 自用气调压 2 仍须人工判别 电伴热 机械阀门 有无 跑冒滴漏 7 闪蒸罐区 1 已实现远程监控 外输温度 外输流量 外输压力 自用气调压 2 仍须人工判别 电伴热 机械阀门 液位计 有无 跑冒滴漏 8 储液罐区 1 已实现远程监控 总液位 水位 油位 2 仍须人工巡检 泡排 电伴热 机械阀门 呼吸阀 以上为标准集气站巡检内容 部分集气站
7、还包括计量交接区 阴极保护间等区域 部分巡检内容已实现远程监测 部分内容仍须人工巡检 2 气田集气站巡检内容 二 油田接转站人工巡检的主要工作 重点对现场管理 隐患管理 阀门开关状态 安全附件 设备运行等内容进行巡查 巡查区域包括如下 值班室 仪表间 配电间 进站区 加热炉区 缓冲罐区 计量区 事故罐区 泵房 污油池等 1 油田接转站巡检流程 巡检地点 计量间巡检内容 收球桶压力 0 1 0 35mpa 总机关压力 0 1 0 3mpa 双容积分离器压力 0 1 0 3map 接地线是否完好 齿轮泵进出口压力 0 1 0 3map 2 油田接转站巡检内容 收球桶压力 总机关压力 齿轮泵出口压力
8、 双容积分离器压力 巡检地点 加药间巡检内容 加药泵压力 0 1 0 35MPA 通风情况 液位 1 52cm 2 油田接转站巡检内容 巡检地点 换热器巡检内容 进出口压力 0 1 0 3MPA 进出口温度 25 35 2 油田接转站巡检内容 换热器出口温度 换热器进口温度 换热器出口压力 换热器出口压力 巡检地点 缓冲罐巡检内容 压力 0 1 0 2MPA 温度 0 30 液位 监控岗看站控液位 安全阀等 2 油田接转站巡检内容 缓冲罐头温度 缓冲罐压力 缓冲罐头液位 巡检地点 泵房巡检内容 压力 3 2 3 8MPA 温度 排量 3 2 8 泵运行情况 电机温度 有无刺漏等 2 油田接转站
9、巡检内容 柱塞泵出口压力 柱塞泵进口压力 巡检地点 加热炉巡检内容 进出口温度 70 100 压力 3 2 3 8 安全阀 循环泵运行情况 烟筒绷绳 2 油田接转站巡检内容 热水循环泵压力 加热炉压力 加热炉进口温度 加热炉出口温度 巡检地点 配水间巡检内容 分压 15 18MAP 排量 管压 14 17mPA 2 油田接转站巡检内容 稳流配水阀流量 稳流配水阀压力 巡检内容 消防器材频次 一月一次 陪检 2 油田接转站巡检内容 消防器材 明细 巡检地点 气液分离器巡检内容 压力 0 1 0 25MPA 温度 安全阀等巡检地点 事故罐巡检内容 液位 量油口有无关闭 安全阀等巡检地点 污油池巡检
10、内容 液位巡检地点 配电室巡检内容 电缆沟 电压 电流 室内是否干燥等巡检地点 站场巡检内容 投球 加药 卫生等8小时一次巡检内容 安全附件频次 一周一次 2 油田接转站巡检内容 第一部分智能机器人的发展现状第二部分人工巡检的主要工作量第三部分巡检机器人设想第四部分存在的主要问题第四部分下一步的计划 汇报提纲 智能巡检机器人的设计背景 设计智能巡检机器人是为了解决特种环境下的人工检查设备 存在的安全风险和提高工作的效率及精确性 实时性等问题 一 智能巡检机器人设计思路 智能巡检机器人的结构组成 智能巡检机器人主要组成部分 四驱动底盘 激光传感器 智能云台 可见光摄像机 红外热像仪以及其他部件
11、一 智能巡检机器人设计思路 各组成结构的简要说明 测温热成像仪 气体检测仪 军用级四驱底盘 智能云台等 一 智能巡检机器人设计思路 采用视觉识别技术 自主完成巡检任务 智能巡检机器人用于替代人工完成站点巡检中遇到的急 难 险 重和重复性工作 可以加载红外热成像仪 气体检测仪 高清摄像机等有关的检测装置 以自主和遥控的方式 代替人对室外设备进行巡测 以便及时发现集气 输油 换热 分离等设备的内部热缺陷 外部机械或电气问题如异物 损伤 发热 漏油等等 给运行人员提供诊断设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据 智能巡检机器人的推广应用将进一步提高生产运行的自动化水平 为安全生产提供更多保障 一 智
12、能巡检机器人设计思路 二 智能巡检机器人技术亮点 激光制导 无轨行走 使用激光定位技术不需要任何轨道使用原有路面就可以进行全站巡检工作定位精度高达5毫米 二 智能巡检机器人技术亮点 多点自主巡航 巡检机器人的智能扫描形成系统场地地图 在系统中根据地图实现任务规划功能 可编辑巡检点不少于2000个 二 智能巡检机器人技术亮点 可视化温度识别技术 根据红外热成像原理 机器人可实现非接触式的温度测量 并图像化显示 下图为双视场拍摄 双视场可视化观测 二 智能巡检机器人技术亮点 气体可视化泄漏检查 通过机器人上的气体检测仪 可轻易的对SF6及其他肉眼不无法识别的气体泄漏进行可视化图像观测 气体泄漏观测
13、 二 智能巡检机器人技术亮点 智能识别全景拼接 通过全景拼接技术对各个采集方位的热图像进行全景空间的匹配对准 合成一幅宽视角场景的 完整的 高清晰的红外全景图像 由150张左右红外图合成的变电站全景红外图 拼接前各采集方位的热图像 拼接后的全景热图像 二 智能巡检机器人技术亮点 仪表可视化监测 通过全景拼接技术对各个采集方位的热图像进行全景空间的匹配对准 合成一幅宽视角场景的 完整的 高清晰的红外全景图像 仪表的巡检 二 智能巡检机器人技术亮点 实时数据分析 实时数据回传分析 数传误码率 10 6 时延 20ms 图传时延 300ms 二 智能巡检机器人技术亮点 报表的生成 系统自动生成设备缺
14、陷报表 巡检任务报表等功能 并提供温度历史曲线展示功能 所有报表具有查询 打印等功能 二 智能巡检机器人技术亮点 自主执行任务 自主充电 巡航时间长 无需人员操控 按时间表自主执行任务并自主进行充电充满一次电最大续航时间5小时 巡检机器充电中 激光制导自主充电 三 智能巡检机器人应用环境 智能巡检机器人在电力行业的应用 室外巡检 室内巡检 可实现在无人值守的变电站以及其他无人值守的电力环境下的室内 室外的巡检工作 三 智能巡检机器人应用环境 各种环境中都可稳定 可靠运行 室内路面 室外路面 防滑 防结冰 1 军用四驱动底盘能够最高运行速度可达3米 秒2 可抵抗最大风速 20m s 注 8级大风
15、17 2 20 7m s 最大涉水深度100mm3 爬坡能力应不小于15度 越障能力 最大越障高度为5cm4 充电一次可续航工作5小时5 四驱底盘具备自动加热系统适应低温下工作 可选滚带式底盘应对结冰路面等情况6 云台具备自动加热系统 同时云台内部采用低温润滑油防结冰7 外壳表面有保护涂层或防腐设计 符合 IPCJ STD 033B 1 2007 标准8 机器人的最大工作温度为 50 内置自动调温技术最低能在 45 下工作9 全体设计防护等级IP66 部分可达IP67 三 智能巡检机器人应用环境 可扩展性强 由于环境变化 以及应用的需求提升 设备的后续扩展性有以下几点 仪器实时控制的增强 6
16、5 4 1 3 2 图像处理技术的升级 红外图像智能识别技术的提升 客户端WEB软件的升级 系统平台软件的升级 各种硬件的升级 针对性更高需求的研发如 子母可分离式巡检机器人等 第一部分智能机器人的发展现状第二部分人工巡检的主要工作量第三部分巡检机器人设想第四部分存在的主要问题第四部分下一步的计划 汇报提纲 1 目前电力系统机器人经过多年来的开发 试验 功能已经趋于成熟 但是针对油气田的巡线机器人尚未开发 应用 对分离器 输油泵 总机关等设备进行智能判断 设定特定的巡线轨迹并进行逐点巡查 针对采集的数据进行智能分析和报警 与SCADA系统进行有效的对接等需要开发和现场试验过程 存在的主要问题 2 进行站内巡检要求机器人具备防爆特性 防爆等级不低于ExdIIBT4 而目前机器人都不具备此特性 3 进入泵房 计量间需要上两个以上的台阶的攀爬 此功能待开发 4 发现紧急状况 无法与设备联动进行现场处理 第一部分智能机器人的发展现状第二部分人工巡检的主要工作量第三部分巡检机器人设想第四部分存在的主要问题第四部分下一步的计划 汇报提纲 下一步应该做好以下几方面的工作 1 联系在电力行业有大规模应
