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无人机网(www.youuav.com)援引外媒消息，一家公司率先使用安装在固定翼飞机上的基于激光雷达的传感器来检测地面石油和天然气设施排放的甲烷，现在该公司已开始使用无人机在海上钻井平台和其他偏远地区执行同样的任务。
总部位于蒙大拿州博兹曼的Bridger Photonics公司近期宣布扩展其气体测绘激光雷达（GML）系统，为海上作业区和复杂的工业设施提供甲烷追踪服务。该公司将其专有的激光雷达传感器设备的一个小型版本安装在重型无人机上，能够到达偏远地区，并从这些场地难以到达的角落获取读数。
“固定翼飞机在飞行类型和接近建筑物的距离方面受到很大限制，”布里杰首席科学家迈克·索普在接受采访时表示。“直升机稍微好一点，机动性很好，但它仍然是一种非常大的飞机……无法近距离接近建筑物。”
对于布里杰来说，使用无人机探测甲烷在某种程度上是公司重回早期阶段的标志。大约10年前，这家为工业界提供激光雷达技术解决方案近20年的公司开始开发一种机载传感器系统，该系统可以探测和绘制甲烷排放图，同时还能对场地进行地形测绘。
索普说：“当我们开发天然气测绘激光雷达时，我们有一个安装在无人机上的原型，我们开始进行计算，试图覆盖石油和天然气生产和输送基础设施。”
“我们很快意识到，要覆盖所有这些地面，我们需要一辆更好的飞行器。因此，我们从那时开始转型，致力于打造能够飞得更高、更快的载人飞机版本的传感器。”
布里杰率先在美国推广甲烷检测技术，随后将其推广至整个油田，随后走向国际。“我们与全球大多数大型油气生产商合作，现在我们发现，监测覆盖范围存在差距，”索普说。
该公司了解到，将载人飞机送往全球一些较为偏远的油气产区非常困难。此外，布里杰发现，许多需要进行甲烷探测调查的复杂设施不仅要求测量飞机能够从俯视视角进行测量，还要求能够进行侧视和近距离扫描。
“这促使我们缩小传感器组件的尺寸，并将其安装在无人机上，以便填补有人驾驶飞机监测的空白，”Thorpe说道。此外，Bridger还升级了其面向企业提供的无人机传感器组件，增加了第二种模式，称为“Flux Curtain”，它无需扫描基础设施来查找甲烷泄漏源，而是观察设施的下风向，对整个场地进行排放测量。
索普说，在海上环境中，石油钻井平台通常距离最近的机场有数英里，无人机是进行甲烷排放调查的理想工具。
在无人机驾驶员和机组人员踏上钻井平台之前，他们会在公司办公室开会，利用钻井平台的模型制定无人机的飞行计划。由于飞行限制限制了电池的运输，无人机和传感器套件通常用船运送到钻井平台。
登上钻井平台后，工作人员部署了一架无人机扫描钻井平台周围，并识别排放点。“然后，我们派出第二种设备，也就是‘通量幕’，顺风飞行，对整个设施进行排放测量，”索普说。
他表示，公司采用这两种模式的原因之一是为了遵守联合国旨在减少全球甲烷排放的框架——OGMP 2.0。采用这两种模式还能让公司区分源头排放和场地排放。
同时部署这两种模式需要两架无人机相互协调飞行，这是一个复杂的过程。
“我们在装有传感器的无人机上安装了万向节系统，以便将我们的光束锁定在另一架装有反射器的无人机上，”索普说。“这样做的好处是，两架无人机可以确定我们要探测甲烷气体的顺风面边界。”
由于操作员会持续测量无人机之间的整个路径，他们可以命令无人机进行非常快速的协调垂直飞行，并在数十秒内扫过被监测设施的整个顺风面。“然后，我们可以反复测量，通过对将气体污染物从污染源输送到顺风面过程中发生的大气波动进行平均，快速得出正确答案，”他说。
同时，机载风速计可以帮助操作员计算飞行过程中每个点的风速。
“如果将这些甲烷浓度测量值与气体在飞机内的流动速度结合起来，就能轻松计算出甲烷的排放率。我们认为，这比之前采用点式传感器的技术有了相当大的进步。”索普说道。
要了解海上钻井平台的甲烷排放量，使用以前的标准甲烷检测方法，操作员可能需要长达一小时才能完成一次顺风方向的测量。“几分钟内，我们就能进行多次测量，所以这是能力上的一次飞跃，”他说。
此外，由于无人机的有效载荷较小，可以对液化天然气终端或海上钻井平台进行近距离扫描，从而为客户提供更高分辨率的数据。Thorpe 表示，该公司最近已为一家未披露名称的石油公司在一座海上钻井平台上部署了这套新系统，并在一些复杂的陆上生产设施上进行了一些试运行测试。
布里杰预计，由于石油生产国对更好地检测和追踪甲烷排放的需求日益增长，其基于无人机的传感器系统将拥有强劲的市场。
“目前，全球甲烷监测市场规模巨大。因此，我们的首要任务就是解决这个问题。”索普说道。
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