无人机中红外探测实战验证:哈密高压油气管道泄漏演练实现高危区域"零人员进场"

2026年8月27日至28日,国家管网集团联合中国石油大学(北京)、中国矿业大学(北京)、山河智能、中国特检院等10家行业高校及企业,在位于新疆哈密的国家管网集团管道断裂控制试验场,成功实施高压力大口径油气管道泄漏无人化应急处置全流程实景化演练。本次演练中,国内首创的空地一体化泄漏态势评估技术首次在高压全工况环境下得到实战验证,无人机中红外探测与地面无人车载浓度检测协同作业,实现了高危区域"零人员进场"的抢修目标。

从"人进险区"到"空天感知"

油气储运行业传统抢险长期面临四大痛点:人工进场风险高、停输周期长、次生污染重、核心装备依赖进口。尤其是在高压大口径管道发生泄漏时,泄漏区域往往存在易燃易爆风险,人员靠近侦察不仅效率低,且安全隐患极大。

此次演练依托的国家管网集团管道断裂控制试验场,是国内首个高压油气管道全工况实景试验平台,可满足1219毫米高压输气、610毫米高压输油管道泄漏事故应急处置演练需要,也是全球少数可开展油气介质全尺寸实景抢险验证的专业平台。平台还原了山地、戈壁管道敷设的真实环境,预制了环焊缝泄漏等多类缺陷管道,配套可调泄漏工况、抑爆和远程操控测试区。

在这一平台上,科研攻关团队完成了"预警探测—风险评估—邻管检测—远程开挖—带压封堵"完整闭环应急处置演练。其中,“预警探测"与"风险评估"环节首次系统性引入了低空无人探测手段。

无人机中红外成像:1500平方米实时锁定泄漏源

演练中承担前端感知任务的,是一套空地一体化泄漏态势评估系统。该系统由无人机中红外探测单元与地面无人车载浓度检测单元协同组成。

具体流程为:无人机搭载中红外探测设备飞抵泄漏区域上空,对约1500平方米范围内的气体浓度进行实时成像,快速生成泄漏浓度分布热力图,精准锁定泄漏源位置。与此同时,地面无人车同步进入现场,通过车载传感器进行近距离浓度检测与数据补盲。空中与地面的感知数据回传后,系统依托数据模型实时推演油气扩散危险区域,动态输出风险评估结果,为后续抢修方案提供定量化的数据支撑。

天然气泄漏态势感知试验,图源西部管道公司

天然气泄漏态势感知试验,图源西部管道公司

据国家管网集团西部管道公司披露的信息,这一空地协同感知模式解决了传统单一检测手段定位误差大、预警滞后的难题,将泄漏态势感知从"点状抽查"升级为"面状成像”。

完整无人化链条:4小时完成高压智能封堵

在态势感知完成并输出风险评估后,后续处置环节同样以无人化、远程化为核心:

  • 邻管检测:投入自研多波探地雷达、多频电磁缺陷检测样机,对相邻管道进行无损探测评估,防止次生事故;
  • 远程开挖:使用"轮—腿—爪"复合式防爆开挖装备,在远程操控下开展自动化开挖作业;
  • 带压封堵:通过远程操控机械臂实施高压管道智能封堵作业。
远程无人带压封堵试验,图源西部管道公司

远程无人带压封堵试验,图源西部管道公司

整套远程无人装备实现了高危区域"零人员进场"。据演练实测数据,智能封堵作业在4小时内完成,验证了轻量化高压封堵装备的实战性能。值得关注的是,远程防爆开挖、高压智能封堵等成套装备已实现全国产化,摆脱了对海外封堵设备的依赖。

低空技术与能源安全的交叉点

本次演练是国家重点研发计划"重大自然灾害防控与公共安全"重点专项的应用示范项目。从低空经济视角观察,其核心意义在于:无人机不再局限于航拍、巡检等常规场景,而是被纳入高压高危环境下的应急处置核心链条,承担了"前端侦察+态势建模"的关键职能。

中红外探测技术与无人机平台的结合,使得低空感知能力突破了可见光与单一气体传感器的局限,能够在复杂气象和地形条件下对油气泄漏进行非接触式、大面积、定量化的动态监测。这一技术路径对于长输油气管道沿线事故响应、化工园区安全监控等场景具有可迁移的应用价值。

据国家管网集团披露,通过本次实景演练获取的实测数据,将用于进一步完善《高压大口径油气管道泄漏应急处置技术规程》,相关技术、装备成果及标准化应急处置流程后续将在我国长输油气管道中推广应用。