Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Автоматизированный контроль трубопровода
Рисунок 2.1. Вид нефтяных накопителей с транспортировкой нефти по трубопроводу
Транспортировка нефти и газа по магистральным трубопроводам вызывает необходимость в обеспечении надежной работы трубопроводных систем. Внештатные ситуации на линейных объектах нефтегазовой отрасли. могут нанести не только большой экономический ущерб из-за потерь продукта и нарушения непрерывного процесса производства в смежных отраслях, но могут сопровождаться загрязнением окружающей среды, возникновением пожаров и даже быть угрозой жизни людей. При транспортировке больших объемов нефти и газа высокого давления необходимо обеспечивать надежность магистральных трубопроводов. Естественное старение трубопроводов и в связи с этим значительное повышение требований к их экологической безопасности - характерные особенности условий работы трубопроводного транспорта. Эти моменты и определяют основные направления совершенствования системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в отрасли. К одному из таких направлений относят внедрение систем мониторинга технического состояния магистральных трубопроводов и их объектов. Процессы взаимодействия газопроводов и нефтепроводов с окружающей средой идут на больших территориях. Оперативно оценить их масштабы и состояние можно лишь на основе применения дистанционных, в первую очередь, аэрокосмических методов, позволяющих получать принципиально новую по качеству и полноте информацию не только в контрольных точках, но, что особенно важно, по всей трассе в целом. Аэро и космосъемка местности применяется как для непрерывного одновременного контроля над загрязнением природной среды (земной поверхности, водных акваторий и приземной атмосферы), так и для контроля технического состояния объектов на всём протяжении тысячекилометровых водных и наземных нефтяных и газовых трасс. Кроме того, данные дистанционного мониторинга дают возможность оперативно выявлять и точно определять координаты неожиданно случающихся крупных аварий на нефте- и газопроводах, зон опасного проявления стихийных природных процессов, которые могут привести к таким авариям, а также отслеживать и прогнозировать чреватые разрывами магистральных трубопроводов медленные однонаправленные геодинамические деформации земной поверхности. Среди основных задач, решаемых с помощью аэро- и космосъёмки, можно выделить следующие: - выявление нарушений технического состояния объекта: разрывов, трещин, коррозийных зон, повреждений гидро- и теплоизоляции; - контроль экологического состояния природной среды вдоль трассы магистрального трубопровода, выявление мест и объёмов подземных и наземных утечек углеводородов, областей загрязнений; - анализ участков перехода трубопроводов через водные преграды, автодорожные и железнодорожные переходы; - изучение активных разломов, трещиноватости и современных движений земной коры, их влияния на трубопровод, а также напряженно-деформационного состояния околотрубной среды; - составление карт грунтов, зон подтоплений, обводнённых участков, областей засолений, коррозионно опасных сред, промерзающих и оттаивающих грунтов и др.; - исследование современных экзогенных процессов (сели, оползни, обвалы и др.); - ранжирование участков по степени опасности, выделение участков для первоочередного диагностического исследования. Для повышения надёжности решения задач диагностики объектов целесообразно проводить их одновременное наблюдение с помощью нескольких видов съёмки, использующих специфические свойства излучений различными длинами волн и применяемых для мониторинга магистральных трубопроводов. Видеосъёмка в видимом диапазоне спектра. Данный вид съёмки, производимый с помощью ТВ-камер, установленных на пилотируемые и беспилотные летательные аппараты, применяется для наиболее оперативного визуального исследования местности вдоль трассы трубопровода. По получаемому видеофайлу, не требующему специальной постобработки, можно за несколько минут просмотреть весь многокилометровый маршрут в хорошем качестве съемки. Многоканальная съёмка цифровой фотокамерой. Важным природным фактором, вызывающим преждевременную коррозию и разрушение трубопроводов, является избыточная увлажнённость (подтопление) грунта. Наличие коррозии объекта может быть обнаружено специальной спектрометрической обработкой снимка по наличию спектральных компонентов оксидов железа. Избыточная увлажнённость хорошо фиксируется в коротковолновом участке видимого диапазона (0,4 – 0,5 мкм). Кроме того, фотоснимки имеют неоспоримое преимущество по сравнению с обычной видеосъемкой ввиду более высокого разрешения - видео стандарт PAL поддерживает 720´576 пикс, в то время как разрешение фотоснимка 5184´3456 пикс. Инфракрасная съемка. Причинами возникновения температурных контрастов на земной поверхности, связанных с наличием магистральных трубопроводов и динамикой их состояния, являются различие в интенсивности поглощения солнечной радиации материалом самого зондируемого объекта и покрывающего его грунта, различие свойств грунта на трассе трубопровода или в районе расположения подземного хранилища по сравнению со смежными участками почвы, передача тепла от подповерхностного объекта поверхностному слою почвы и различие в характере растительности в районе расположения объекта техносферы. Характерной особенностью спектрального излучения нефтепродуктов является повышенная излучательная способность в дальнем инфракрасном диапазоне, связанная с нагревом углеводородов под воздействием солнечной радиации. Каждый из способов позволяет выявить различные свойства обследуемых объектов, комплексная обработка всей полученной первичной информации позволяет провести наиболее полную диагностику объекта и окружающей обстановки. Возможность проведения всех вышеуказанных видов съемки за короткий промежуток времени в сочетании с минимальными финансовыми затратами на выполнение всех видов работ обеспечивают беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Методы дистанционной диагностики трубопровода с применением БПЛА являются, по сути, частным случаем современного развития аэрокосмических методов диагностики трубопроводных систем. Данная диагностика выполняется в три этапа: а) этап предполетной подготовки, включающий в себя: - изучение проектной, строительной, эксплуатационной документации на объекты обследования; - решение вопросов подбора целевого оборудования и летательных аппаратов; - калибровка и юстировка съемочного оборудования; - подбор или создание картографической основы для полетных карт; - разработка и согласование программы практических полетов. б) этап натурных исследований, включающий в себя: - решение организационных вопросов в эксплуатирующих подразделениях заказчика; - выполнение наземной рекогносцировки, уточнение точек стартов; - тестовые полеты БПЛА; - выполнение различных видов цифровой аэрофотосъемки (фото-, видеосъёмка, съёмка тепловизором); - получение и оперативная оценка качества получаемых результатов; в) этап обработки данных, включающий в себя: - систематизацию данных; - интерпретацию телеметрической информации; - геопространственную привязку и геометрическую коррекцию результатов съемки; - дешифрирование полученных материалов, фотограмметрические измерения и обработка их результатов в ГИС программах для БПЛА; - комплексный анализ данных предыдущих обследований, результатов выполненных работ, снимков ДЗЗ в фирменном программном продукте для анализа изображений с БПЛА Finco Piper с возможностью сетевого подключения пользователей; - создание отчетных материалов в различных форматах, в том числе оцифровка снимков в программах MapInfo, Panorama, AutoCAD. В процессе дистанционного мониторинга газо- и нефтепроводов могут быть выявлены дефекты следующих типов: - участки отклонения глубины заложения трубопроводов от проектного значения с потерей устойчивости (всплывшие и оголенные участки); - участки выхода труб на поверхность; - участки обводнения трубы; - места размыва и заболачивания; - негативные природные факторы гидрогеологического генезиса (карстовые формы, подземные водотоки (перетоки), обводненные участки трассы); - техногенные нарушения; - разливы нефти, нефтепродуктов и подтоварной воды; - места несанкционированных врезок; - места несанкционированных действий третьими лицами на подконтрольных объектах; - возгорания лесных массивов, торфяников в районах прохождения трубопроводов; - места захламлений вдоль трассового проезда; - места несанкционированного складирования строительных материалов и труб в охранных зонах; - места нахождения посторонних лиц и транспортных средств в охранных зонах; - повреждение земляного покрова, зарастание трасс трубопроводов древесно-кустарниковой растительностью, размыв и оголение трубопроводов, участков трубопроводов с непроектной глубиной заложения. Надежность, сохранность и дальнейшее развитие трубопроводного транспорта и всей нефтегазовой отрасли в современном мире невозможно без применения дистанционного мониторинга с использованием, в частности, беспилотных летательных аппаратов, которые хорошо зарекомендовали себя на мировом рынке геоинформационных услуг и будут востребованы повсеместно ещё не одно десятилетие. Для обеспечения надежности при транспортировке нефти от места добычи до потребителя необходимо использовать современные системы и способы диагностики и мониторинга.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-21; Просмотров: 216; Нарушение авторского права страницы