Лазерный метод обнаружения утечек из нефтепроводов

Существующие в настоящее время системы контроля утечек на нефтепроводах обеспечивают регистрацию крупных утечек и имеют предел чувствительности около 1 % производительности трубопровода. Рассмотрена задача дистанционного обнаружения утечек низкой (менее 1 %) интенсивности из нефтепроводов. Одним из вариантов системы дистанционного обнаружения утечек из нефтепроводов является система мониторинга нефтяных загрязнений на земной поверхности по трассе нефтепровода. Приведены экспериментально полученные для длины волны возбуждения 266нм спектры флуоресценции чистых нефтепродуктов (сырой нефти, легких и тяжелых нефтепродуктов), различных земных поверхностей (почвы, растительности, воды, асфальта) и нефтепродуктов, разлитых на различных земных поверхностях. Показано, что использование лазерного метода, основанного на регистрации флуоресцентного излучения в трех узких спектральных диапазонах, позволяет обнаружить нефтяные загрязнения на земной поверхности с вероятностью правильного обнаружения, близкой к единице, при небольшой вероятности ложных тревог.

Литература

[1] Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа. М.: ВНИРО, 2001.

[2] Другов Ю.С., Родин А.А. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.

[3] Васильева Н. Утечки нефти в России наносят непоправимый ущерб // Режим доступа: http://www.inosmi.ru/russia/20111218/180661918.html (дата обращения 01.06.2012).

[4] Супрунчик В.В. Безопасность трубопроводного транспорта углеводородов // Режим доступа: http://www.geoim.ru/content/view/535/278 (дата обращения 01.06.2012).

[5] Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М.: Мир, 1987.

[6] Климкин В.М., Соковиков В.Г., Федорищев В.Н. Новые возможности дистанционного анализа нефтепродуктов на поверхности вод // Оптика атмосферы и океана. 1993. Т. 6. № 2. С. 189-204.

[7] Белов М.Л., Городничев В.А., Козинцев В.И., Федотов Ю.В., Смирнова О.А., Хрусталева А.М. Обнаружения нефтяных загрязнений на морской поверхности двухчастотным дистанционным лазерным методом // Вестник МГТУ. Сер. Приборостроение. 2006. № 4. С. 3-12.

[8] Федотов Ю.В., Белов М.Л., Матросова О.А., Городничев В.А., Козинцев В.И. Метод обнаружения нефтяных загрязнений на водной поверхности, основанный на регистрации флуоресцентного излучения в двух узких спектральных диапазонах // Вестник МГТУ Сер. Приборостроение. 2010. № 2. С. 39-47.

[9] Белов М.Л., Белов А.М., Городничев В.А., Козинцев В.И.Лазерный метод контроля тонких пленок нефтепродуктов на водной поверхности, основанный на измерении первой и второй производных коэффициента отражения // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. № 7. С. 568-571.

[10] Федотов Ю.В., Матросова О.А., Белов М.Л., Городничев В.А., Козинцев В.И. Экспериментальные исследования спектров флуоресценции природных образования и нефтяных загрязнений // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2011. № 11. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/256187.html (дата обращения 01.10.2012).

[11] Variation of the UV-to-blue fluorescence ratio for organic matter in water under conditions of fluorescence / S. Patsayeva [et al.] // Proceedings of EARSeL-SIG-Workshop LIDAR, Dresden/FRG. June 16-17. 2000. P. 157-164.

[12] Optical and fluorescence properties of corn leaves from different nitrogen regimes / E. Middleton [et al.] // Proceedings of SPIE. 2003. Vol. 4879. P. 72-83.

[13] Глушков С.М., Фадеев В.В., Филиппова Е.М., Чубаров В.В. Проблемы лазерной флуориметрии органических примесей в природных водах // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7. № 4. С. 433-449.

[14] Дистанционный контроль верхнего слоя океана / В.М. Орлов, И.В. Самохвалов, М.Л. Белов и др. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991.

[15] Исследование возможности применения эксимерного Kr-F-лазера в лидарных экспериментах по детектированию нефтяных пленок на поверхности воды / Д.В. Власов, Д.Ю. Ципенюк, С.К. Вартапетов и др. // Оптика атмосферы. 1990. Т. 3. № 11. С. 1224-1225.

[16] Sivaprakasam V., Killinger D.K. Tunable ultraviolet laser-induced fluorescence detection of trace plastics and dissolved organic compounds in water // Applied Optics. 2003. Vol.42. No. 33. P. 6739-6746.

[17] Patsayeva S., Yuzhakov V., Fadeev V.V. Fluorescent diagnostics of oil pollutions oil in film and dispersed in water body // EARSeL Advances in Remote Sensing. 1995. Vol. 3. No. 3. P. 170-178.

[18] Laser fluorosensor for oil spot detection / R. Karpicza [et al.] // Lithuanian Journal of Physics. 2005. Vol. 45. No.3. P. 213-218.

[19] Дейдан Таер Абд, Пацаева С.В., Фадеев В.В., Южаков В.И.Спектральные особенности флуоресценции НП в пленках и в объеме воды // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7. № 4. C. 455-463.

[20] Lohmannsroben H.-G., Schober L. Combination of laser-induced fluorescence and diffuse-reflectance spectroscopy for the in situ analysis of diesel-fuel-contaminated soils // Applied Optics. 1999. Vol. 38. No. 9. P. 1404-1410.