Лазерные технологии для нефтегеологической разведки и экологического мониторинга: проект ученых ЛЭТИ стал лучшим по версии «Ростеха»

Лазерные технологии для нефтегеологической разведки и экологического мониторинга: проект ученых ЛЭТИ стал лучшим по версии «Ростеха»

Проект ученых СПбГЭТУ «ЛЭТИ» – многофункциональный модульный лидарный комплекс для дистанционного обнаружения фоновых концентраций углеводородных газов с борта вертолета или беспилотника стал победителем корпоративной программы «Вектор» госкорпорации «Ростех».

10.07.2019 577

28 мая 2019 года представители отечественного частного бизнеса и госпредприятий определили победителей программы «Вектор» госкорпорации «Ростех», которая нацелена на поиск и поддержку новых талантов технологической отрасли. Пять команд-победителей получат консалтинговую и финансовую поддержку для реализации технологических проектов, ориентированных на гражданские рынки, на предприятиях «Ростеха».

Список победителей возглавил проект «Многофункциональный модульный лидарный комплекс», созданный под руководством сотрудников кафедры фотоники факультета электроники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» Александра Сергеевича Гришканича и Дмитрия Николаевича Редьки.

«Все началось еще в августе 2018 года. После регистрации нам пришлось выполнить большое количество тестов на различные области знаний и оценку способностей, пройти интервью. После этого был сформирован пул из 600 человек, которых допустили к углубленной программе обучения. Из 4000 участников первого этапа на второй прошли только 600 человек, на третий – 122. В итоге были отобраны 15 проектов, которые и представили в финале свои проекты руководству «Ростеха», – рассказывает об участии в программе «Вектор» ассистент кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ», руководитель проекта Александр Гришканич.

Ученые разработали лидарный сенсор на основе одного лазерного источника для дистанционного мониторинга углеводородных газов (УВГ) с борта авианосителей (Ми-8, БПЛА) и измерения абсолютных значений и трехмерного пространственного распределения концентраций УВГ с построением цифровой геоинформационной модели. Лидарный сенсор может использоваться для мониторинга выбросов попутных газов, поиска газовых выбросов в Арктике, шельфовой разведки и цифровизации добычи углеводородов. Реализовать проект планируется на базе АО «ГОИ им. С.И. Вавилова», холдинг «Швабе».

По мнению разработчиков, эти приборы можно использовать не только для нефтегеологической, но и для минеральной разведки, экологического мониторинга, контроля утечек нефти, свалочных газов, поиска взрывчатых  и наркотических веществ и др.. Разработчики нацелены выйти, в первую очередь, на рынок нефтесервисных услуг – мониторинга газопроводов, объем которого в мире к концу 2017 года достиг 149 млрд долларов, прогноз – 200 млрд долларов США к 2019 году. В планах также рынок геологоразведочных услуг.

«Нашу технологию отличает реализация ультраспектральной селекции, весьма интересное программное обеспечение и лидарные системы, которые мы сделали по уже известным принципам, но на новой элементной базе. С помощью ультраспектральной селекции мы сканируем поверхность лазерным лучом и определяем концентрации тяжелых углеводородов. Все предыдущие приборы были построены по принципу дифференциального поглощения – это принцип, который легче реализовать, но у него есть ограничения».

Ассистент кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Александр Гришканич

Сейчас для мониторинга нефте- и газопроводов используется контактный метод – проверяющий на снегоходе едет вдоль трубы и снимает показания портативным газоанализатором и дефектоскопом, что очень медленно, долго и дорого. Есть также возможность устанавливать тепловизоры, но они не позволяют полностью решить проблемы скорости и точности. В нефтегеологоразведке используют метод газовой съемки: в течение дня в специальной камере скапливается материал, затем с помощью прибора специалисты определяют количество скопившегося газа. Это долго и «карта» местности получается достаточно ограниченной. Лидар же позволяет составлять карту с высокой плотностью: через каждые 1,5-3 метра можно измерить точку и узнать объем газа.

Проект команды стал победителем благодаря уникальным преимуществам: технологии ультраспектральной селекции, реализации концепции работы системы в «солнечно-слепой» области, а также авторское программное обеспечение, позволяющее детектировать и обрабатывать слабые сигналы. Таким образом, компании, использующие это инновационное оборудование, выигрывают на снижении издержек – зарплате и содержании парка оборудования.

В планах разработчиков – реализация проекта на базе АО «ГОИ им. С.И. Вавилова», холдинг «Швабе», при включении соисполнителя функциональных узлов СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Прототип первого лидара уже прошел все необходимые испытания на вертолете Ми-8. На данный момент специалисты модернизируют лазерный лидар для установки на БПЛА. После победы в программе «Вектор» у группы разработчиков будет 30 месяцев на то, чтобы разработать два прототипа: большой, вертолетный, который будет презентован на различных выставках для задач поиска нефти и газа, и миниатюрный для беспилотников.