Патентная аналитика в отношении применения беспилотных технологий в нефтегазовом комплексе

В целях проведения исследования была сформирована предметная область, включающая решения, связанные с использованием беспилотных авиационных, наземных и морских платформ. Поиск проводился по рубрикам Международной патентной классификации B64B, B64C, B64U, B63, B62D57 и B25J в сочетании с ключевыми словами, характеризующими беспилотные системы, задачи инспекции и мониторинга и объекты нефтегазового комплекса. Исследуемый период начинается с 2010 г. (рис. 1).

Полученный массив позволяет оценить распределение патентной активности между странами. Наибольшее количество изобретений приходится на Китай – 2454 документа. Далее следуют Республика Корея – 197, США – 95 и Индия – 79 документов. Российская юрисдикция представлена 37 изобретениями. Таким образом, по объему патентования КНР значительно опережает остальные страны.

Среди наиболее активных правообладателей выделяется State Grid Corporation of China – 89 изобретений. В числе других заметных участников – Китайский горно-технологический университет, Цзянсуский университет науки и технологий, Уханьский технологический университет, Китайская научно-исследовательская академия экологических наук и Нанкинский университет аэронавтики и астронавтики. Сама структура списка позволяет отметить характерную особенность рассматриваемого направления – существенный объем разработок создается университетами и исследовательскими организациями наряду с промышленными компаниями (табл.).

Патентные решения для нефтегазовой инфраструктуры

В области мониторинга протяженных объектов развиваются беспилотные летательные аппараты (БПЛА) самолетного типа, рассчитанные на значительную дальность полета и продолжительность работы.

Такие системы дополняются автоматизированными пунктами обслуживания, средствами распределения заданий между несколькими аппаратами и программными решениями для планирования миссий. На промышленных объектах применяются мультикоптерные комплексы для детальной съемки и локальной инспекции трубопроводов, факельных установок, резервуарных парков и строительных площадок. Отдельное направление составляют вертолетные БПЛА для доставки проб, расходных материалов и малогабаритных запасных частей (рис. 2). Развивается и морская автономная робототехника для обследования платформ, подводных трубопроводов и портовой инфраструктуры.

Таким образом, объектом патентования все чаще становится не отдельный летательный аппарат, а комплексное решение, включающее средства базирования, передачи и обработки данных, планирования миссий и управления. Беспилотная платформа превращается в элемент распределенной системы мониторинга.

Для оценки технической значимости отдельных разработок был изучен показатель цитируемости патентных документов. В исследуемой выборке одной из наиболее часто встречающихся является опубликованная заявка на патент US2016144959A1 компании OIL & GAS IT LLC «Системы, методы и устройства для сбора данных на удаленных объектах добычи нефти и природного газа» – 342 цитирования. Высокие показатели также имеют патент на многоцелевую систему беспилотного транспортного средства – 246 цитирований и разработка Cyberhawk Innovations, относящаяся к БПЛА, – 215 цитирований.

Отдельно выделим публикацию заявки на патент US2014236390A1 на малую беспилотную воздушную систему вертикального взлета и посадки (VTOL) для мониторинга нефтепроводов и газопроводов. Описанная система предусматривает автономный полет по заданному маршруту, посадочные платформы для размещения и обслуживания аппарата, а также возможность оснащения беспилотных авиационных систем блоком сбора и анализа проб газов. Полученные данные выгружаются через средства обслуживания, а система может использоваться для дистанционного обнаружения утечек и других потенциальных проблем. Таким образом, в одном техническом решении объединены воздушная платформа, средства ее эксплуатации и инструменты анализа результатов мониторинга.

Другой пример относится к подводной робототехнике. В заявке на патент US2014165898A1, правообладателями которой являются Fraunhofer-Gesellschaft и Atlas Elektronik GmbH, описано беспилотное подводное транспортное средство для определения местоположения и обследования объектов на дне водоема, в частности трубопроводов. Аппарат оснащен средствами определения местоположения объекта и трехмерным сонаром, позволяющим проводить обследование в процессе движения.

РОССИЙСКИЕ РАЗРАБОТКИ И ЦЕНТРЫ КОМПЕТЕНЦИЙ

В российском сегменте среди заявителей представлены ПАО «Газпром нефть», НИЦ «Курчатовский институт», Казанский федеральный университет, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого, а также специализированные разработчики беспилотных систем – ООО «Русдронопорт» и ООО «Съемка с воздуха». В целом заметную часть российских разработок создают научные организации и специализированные конструкторы, тогда как нефтегазовые компании выступают в том числе заказчиками и интеграторами технологий.

В патенте RU2821691C1 Сибирского федерального университета предложена система дистанционного обнаружения дефектов и мест несанкционированной откачки в магистральных трубопроводах на базе БПЛА самолетного типа. На крыльях аппарата размещены две фазированные антенные решетки, а система позволяет фиксировать параметры вибраций, возникающих при наличии дефекта, и определять их координаты с использованием ГЛОНАСС / GPS.

В патенте на полезную модель RU210352U1 НИЦ «Курчатовский институт» описан низкотемпературный сканирующий анализатор паров СПГ в атмосфере. Анализатор соединяется с БПЛА посредством системы подвески и предназначен для контроля выбросов и облаков паров регазифицированного СПГ на объектах нефтегазовой промышленности.

Приведенные примеры позволяют выделить несколько направлений развития. Во-первых, происходит переход от отдельных беспилотных аппаратов к комплексным системам, объединяющим платформы, средства базирования, передачи и анализа данных. Во-вторых, расширяется спектр решаемых задач – от визуального контроля к инструментальной диагностике, обнаружению утечек, сбору проб и логистическим операциям. В-третьих, беспилотные платформы интегрируются в более широкие цифровые и автоматизированные системы предприятия.

Параллельно развивается легкомоторная авиация, что создает предпосылки для совместного использования пилотируемых и беспилотных средств при мониторинге и обслуживании удаленных объектов. Выбор конкретной платформы определяется характером задачи, дальностью, продолжительностью работы и требованиями к перевозимому оборудованию или грузу.

ВЫВОДЫ

Проведенный анализ показывает, что патентная информация позволяет перейти от общего представления о распространении беспилотных технологий к оценке конкретных направлений их развития. Анализ динамики патентования, заявителей и наиболее цитируемых решений дает возможность определить задачи, которые становятся приоритетными для разработчиков, и компетенции, формирующиеся вокруг них.

Для нефтегазовых компаний такие данные могут использоваться при формировании программ НИОКР, поиске технологических партнеров и оценке конкурентной среды. Одновременно анализ патентных портфелей позволяет учитывать вопросы правовой охраны собственных разработок и риски использования уже защищенных технических решений. В этом случае патентная аналитика становится инструментом не только изучения состояния техники, но и информационного обеспечения технологического развития.