CC BY
67
УДК 528.44
СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ НАЗЕМНОГО ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ, ШАРОВЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ НЕФТИ И ГАЗА
Светлана Сергеевна Игнатьева
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, магистрант кафедры физической геодезии и дистанционного зондирования, тел. (923)125-50-67, e-mail: [email protected]
Александр Владимирович Комиссаров
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доктор технических наук, доцент кафедры физической геодезии и дистанционного зондирования, тел. (383)361-01-59, e-mail: [email protected]
В статье проведен анализ теоретической направленности о состоянии, проблемах и перспективах применения технологий наземного лазерного сканирования для обследования вертикальных стальных, шаровых и горизонтальных резервуаров нефти и газа, а также дана оценка поддержания технологий наземного лазерного сканирования существующей нормативно-технической документацией. Выявлены пути развития теоретических исследований и методической проработки технологии лазерного сканирования для получения геометрических параметров стальных, шаровых и горизонтальных резервуаров.
Ключевые слова: наземное лазерное сканирование, геодезическое обследование, нефтегазовая отрасль, резервуар, нормативная документация.
THE STATE, PROBLEMS AND PROSPECTS OF APPLICATION OF TECHNOLOGY OF GROUND LASER SCANNING FOR INVESTIGATION OF VERTICAL STEEL, BALL AND HORIZONTAL OIL AND GAS TANKS
Svetlana S. Ignatieva
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., undergraduate of the Department in Physical Geodesy and Remote Sensing, tel. (923)125-50-67, e-mail: [email protected]
Aleksandr V. Komissarov
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., D. Sc., associate Professor of the Department of Physical Geodesy and Remote Sensing, tel. (383)361-01-59, e-mail: [email protected]
The article analyzes the theoretical orientation of the state, problems and prospects of using ground laser scanning technologies for examining vertical steel, spherical and horizontal oil and gas reservoirs, as well as an assessment of the maintenance of ground laser scanning technologies with existing normative and technical documentation. The ways of development of theoretical researches and methodical study of laser scanning technology for obtaining geometrical parameters of steel, spherical and horizontal tanks are revealed.
Key words: terrestrial laser scanning, geophysical survey, oil and gas, reservoir, regulatory documentation.
Первые наземные лазерные сканеры появились еще в прошлом веке, несмотря на это, нельзя утверждать, что технология лазерного сканирования активно используется в геодезии и широко применяется для обследования зданий и сооружений. Но с каждым годом данное направление пытается занять передовую позицию и активно вступает на геодезический рынок, охватывая все новые и новые области применения. Аналогичная тенденция характерна и для нефтегазовой отрасли, где интерес представляют использование НЛС в качестве диагностического прибора при обследовании вертикальных стальных, шаровых и горизонтальных резервуаров.
Стальные вертикальные, шаровые и горизонтальные резервуары представляют собой ответственные, применяемые в различных сферах нефтегазовой, горнодобывающей, химической, энергетической, сельскохозяйственной, целлюлозно-бумажной и других промышленностях, сооружения повышенной опасности, аварии на которых приводят к тяжелым экономическим, экологическим и социальным последствиям [1].
В процессе эксплуатации резервуаров изменение геометрической формы чаще всего происходит из-за неравномерной просадки днища, некачественной подготовки основания, под действием вакуума, переполнении, вибраций и т. д. В силу этого, большое значение имеет контроль технического состояния и своевременная диагностика вертикальных стальных, шаровых и горизонтальных резервуаров, с целью определения необходимости проведения ремонта, расчета остаточного ресурса или вывода резервуаров из эксплуатации, а также для мониторинга, который включает в себя периодическое инспектирование и анализ целого ряда геометрических параметров.
Устаревшие стандарты по съемке резервуаров не обеспечивают качественный, быстрый и надежный контроль. В связи с этим становятся востребованными методы наземного лазерного санирования, позволяющий определить техническое состояние резервуаров. Технология НЛС позволяет получать трехмерные модели резервуаров с высокой плотностью (угловой шаг - 0,0018°, что соответствует 0,9 мм на поверхности при съемке с расстояния 30 м). По этим данным могут быть вычислены градировочные таблицы, данные об отклонении формы резервуара от идеальной или проектной формы с анализом величины отклонений, оценка вертикальности стенок и оси резервуара, отклонений от горизонтали плоскости наружного контура днища резервуара и т. д. [2].
В настоящее время обследование вертикальных стальных, шаровых и горизонтальных резервуаров методами НЛС носит весьма фрагментарный характер. Во многом это связано с тем фактом, что данная тема мало исследована и проработана, почти не поддерживается нормативно-технической документацией и нуждается в дополнительной проработке ряда вопросов.
На сегодняшний день, при выполнении наземного лазерного сканирования вертикальных, можно опираться всего лишь на два нормативно-технического документа. Первый нормативно-технический документ: МИ 3171-2008, который регламентирует требования к использованию НЛС при калибровке резервуаров. Данный документ является теоретически проработанным, но до конца
не способен реализовать потенциала НЛС. Нормативно-технический акт РД-23.020.00-КТН-017-15, в отличие от МИ 3171-2008, использует наземный лазерный сканер не в качестве альтернативы электронному тахеометру, а в качестве самостоятельного диагностического прибора, открывающие новые горизонты при обследовании вертикальных, стальных нефтегазовых резервуаров.
В список нормативно-технических документов, при работе с вертикальными цилиндрическими резервуарами, также можно внести РД 08-95-95 «Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов» и РД 34.21.526-95 «Типовая инструкция по эксплуатации металлических резервуаров для хранения жидкого топлива и горячей воды. Строительные конструкции», но и эти руководящие документы, в свою очередь, не дают необходимой информации для грамотного выполнения наземного лазерного сканирования вертикальных, стальных нефтегазовых резервуаров.
Аналогично обстоят проблемы с нормативно-технической документацией по обследованию шаровых и горизонтальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Для их рекогносцировки, из нормативной базы можно опираться лишь на инструкцию РД 03-380-00 «Инструкция по обследованию шаровых резервуаров и газгольдеров для хранения сжиженных газов под давлением», для шаровых резервуаров и ГОСТ 17032-71 «Резервуары стальные горизонтальные для нефтепродуктов. Типы и основные размеры» и горизонтальных резервуаров» для горизонтальных нефтегазовых резервуаров.
Имеющиеся публикации в области наземного лазерного сканирования можно характеризовать разрозненностью и отсутствием полноты исследований. Данные работы, не отвечают требованиям системного подхода и не имеют общих теоретических и технологических основ. Большая часть публикаций, связанных с лазерными сканерами, посвящена практическому опыту их применения, опытам и исследованиям узких направлений отдельными учеными или небольшой группой исследователей [3].
По вышеизложенному теоретическому анализу можно сделать вывод, что наземное лазерное сканирование нефтегазовых резервуаров нуждается в обширном изучении, разработке и написании современных узконаправленных методик, целью которых станет не только повышения точности результатов, но выход наземного лазерного сканирования на новый этап развития.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Сальников А. П. Оценка напряженно-деформированного состояния резервуаров по результатам наземного лазерного сканирования : автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 2016. - С. 3.
2. Котельников С. И. Применение технологии лазерного сканирования для мониторинга нефтеналивных резервуаров // Маркшейдерский вестник - 2016. - Вып. 2 (69). - С. 36.
3. Комиссаров А. В. Теория и технология лазерного сканирования для пространственного моделирования территорий : дис. ... д-ра техн. наук. - Новосибирск, 2016.
© С. С. Игнатьева, А. В. Комиссаров, 2017
