Материалы дистанционных съемок для диагностики технического состояния трубопроводов в северных районах

      Комментарии к записи Материалы дистанционных съемок для диагностики технического состояния трубопроводов в северных районах отключены

Материалы дистанционных съемок для диагностики технического состояния трубопроводов в северных районах

№1(2), 2009 г.

В. Г. Чигир, С. А. Егурцов, М. В. Фокеева, В. А. Горбатов

Изучение обширного опыта эксплуатации трубопроводов в северных районах разрешает утверждать, что многие повреждения и отказы линейной части трубопроводного транспорта позваны негативным сотрудничеством (механическим либо тепловым) технических объектов и природных комплексов при формировании трубопроводных природно-технических совокупностей в строительных работах и эксплуатации трубопроводов. Негативные сотрудничества приводят к возникновению напряженно деформированного состояния в отдельных сечениях трубопровода и образование локальных недостатков и опасных участков на нем.

Космические способы активно применяются при изучении Почвы, в первую очередь ее поверхности. Перспективность применения материалов дистанционных съемок в целях увеличения надежности трубопроводных природнотехнических совокупностей бес спорна. В практике комплексной диагностики состояния таких совокупностей в северных районах имеется много примеров плодотворного сочетания космической и наземной информации [1-3].

Среди главных направлений применения материалов плановых дистанционных аэро- и космических съемок при комплексных диагностических обследованиях состояния трубопроводов в северных районах необходимо отметить следующие:

  • ландшафтное (геоэкологическое) дешифрирование материалов дистанционных съемок и ландшафтное (техно-геоэкологическое) картографирование автострад трубопроводов;
  • составление и разработка легенд на ландшафтной базе схематических карт трубопроводных природно-технических совокупностей с пикетной привязкой автострад трубопроводов к выделенным на картах (схемах) ландшафтным (техно-геоэкологическим) контурам;
  • обнаружение деструктивных экзогенных процессов, среди них и техногенного генезиса (переформирование русел озёрных котловин и рек, овражная эрозия, термокарст, солифлюкция, сплывы, речные наледи и др.);
  • оценка состояния обвалования трубопроводов с пикетной привязкой к местности в связи с ландшафтными экзогенными условиями;
  • определение трансформаций планового положения трубопровода, длины деформированных участков и величины отклонения трубопровода от его проектного положения;
  • определение трансформаций вертикального положения трубопроводов по косвенным показателям (наличие термокарстового озера, состояние пригрузов, всплытие трубопровода и т. д.);
  • обнаружение всплывших и размытых участков трубопроводов на заторфованных междуречьях, в руслах и на поймах рек;
  • обнаружение подтопления и затопления автострад трубопроводов в местах подпруживания поверхностного и внутригрунтового стока;
  • оценка трасс и территории трубопроводов, установление соответствия (несоответствия) фактического положения трубопровода проектной и аккуратной документации;
  • оценка и определение оптимальности компоновки линейных сооружений в коридоре коммуникаций в связи с ландшафтными изюминками территории;
  • оценка соблюдения регламента надёжного расстояния между смежными (соседними) нитками нефтегазотранспортных совокупностей;
  • оценка соблюдения регламента надёжного расстояния между трубопроводами и автодорогами нефтегазотранспортных совокупностей;
  • оценка соблюдения регламентов пересечения трубопроводов с авто- и железными дорогами, другими трубопроводами и реками;
  • обнаружение незаконных переездов через трубопроводы и несанкционированных врезок;
  • оценка инженерной (конструктивной) компенсации продольных и горизонтальных перемещений трубопровода в ходе эксплуатации;
  • оценка качества инженерного дренажа (обустройство водопропусков) на заболоченных участках автострад и т.д.

Факторы природной среды, воздействующие на состояние трубопроводов, по существу, являются природными процессами, одни из которых имеют повсеместное распространение, а другие – строго локализованы в соответствии с ландшафтными изюминками прилегающей территории.

В зависимости от ландшафта виды действия природных процессов имеют громадное разнообразие и проявляются через:

  • заболачивание (заторфовывание) и обводнение территории;
  • эрозионные и абразионные процессы;
  • размывающую деятельность талых и паводковых вод;
  • пучение и просадку льдистых грунтов;
  • морозобойное растрескивание грунтов;
  • склоновые процессы (оползни, сплывы, солифлюкцию и др.).

Перечисленные процессы смогут усугубляться благодаря их техногенной (вторичной) интенсификации на автострадах трубопроводов. В особенности это относится вторичного заболачивания, образования термокарстовых усиления и просадок эрозионного размыва. Наряду с этим вероятна парагенетическая сообщение некоторых процессов, при которой развитие одного процесса влечет за собой усиление другого.

Подобное может наблюдаться, к примеру, в равнинах малых водотоков, на участках распространения сильнольдистых просадочных грунтов, примыкающих к руслу. Термокарстовая осадка этих грунтов в основании газопровода приводит к изменению его высотного положения и попадание в следствии этого в сферу действия талых и паводковых вод, что, в большинстве случаев, не предусматривается проектом.

Во всем многообразии сотрудничеств, по-различному проявляющихся в зависимости от характера прокладки отклонения и способов трубопроводов от правил и строительных норм в эксплуатации и периоды строительства, природные процессы вызывают к судьбе сложные механизмы отказов и повреждений трубопроводов. Изучение этих механизмов дает ключ к пониманию обстоятельств, обусловивших современное состояние трубопроводов.

Комплексную диагностику состояния трубопроводов в северных районах по данной причине целесообразно делать на ландшафтной базе. При таком подходе вероятно вскрытие следствий и цепочки причин отрицательного действия на трубопроводы окружающей природной среды и напротив, что делает вероятным верный выбор мер по предупреждению негативного развития опасных участков в ходе эксплуатации линейных объектов трубопроводного транспорта (увеличению надежности функционирования трубопроводных совокупностей).

состояние трубопровода является совокупностью особенностей, подверженных трансформации в строительных работах и эксплуатации трубопровода, характеризуемых в определенный момент времени показателями, установленными нормативно-технической документацией. Показатели состояния трубопровода смогут иметь качественные и (либо) количественные значения, неизменно изменяющиеся во времени, и в совокупности определять состояние трубопровода.

Диагностический показатель (параметр) – показатель (параметр) объекта диагностирования, применяемый в соответствии с правилами для определения состояния объекта.

Совокупность состояний , удовлетворяющих (не удовлетворяющих) требованиям, определяющим исправность либо работоспособность трубопровода, образует соответствующие виды состояния трубопровода. Различают следующие виды состояния : неисправность и исправность, неработоспособность и работоспособность.

Недостатком есть каждое отдельное несоответствие трубопровода установленным требованиям. Термин «недостаток» связан с термином «неисправность», но не есть его синонимом. Неисправность, как было указано выше, есть определенным состоянием трубопровода.

Имея недостатки, трубопровод может пребывать в неисправном, но работоспособном состоянии. Появление недостатка не свидетельствует наступление отказа.

Повреждение – это событие, заключающееся в нарушении исправного либо неисправного работоспособного состояния трубопровода благодаря внешних действий, не предусмотренных либо превышающих уровни, установленные нормативно-технической и (либо) проектной документациями.

Отказом есть событие, заключающееся в нарушении работоспособности трубопровода. Отказ возможно полным, в то время, когда в итоге трубопровод делается всецело неработоспособным, и частичным, в то время, когда неработоспособное состояние трубопровода наступает частично.

Недостатки трубопровода смогут появиться по обстоятельству брака при исполнении работ по строительству, его повреждения на этапе строительства либо эксплуатации, в следствии чего трубопровод делается неисправным.

В 1994–2007 гг. в отечественной работе для оценки состояния трубопроводов в северных районах и их ландшафтного положения употреблялись в основном черно-белые аэрофотоснимки (и простые фотосхемы на их базе), и (эпизодически) цифровые аэроснимки, полученные неспециализированной цифровой фотокамерой. Параметры аэрофотосъемки и технические чертями используемого оборудования приведены в таблице.

Таблица. Параметры аэрофотосъемки и технические чертями используемого оборудования

Материалы аэрофотосъемки в основном употреблялись для следующих целей:

  • получения информации об объектах изучения методом комплексного полевого и камерального дешифрирования состояния ландшафтов на протяжении автострад трубопроводов по способу главных (эталонных) участков и трубопроводных автострад в целом;
  • как база для обобщения материалов наземных измерений и наблюдений объектов контактными способами с их пикетной привязкой к местности и, напротив, местности к трубопроводам.

Информационные возможности таких фотосхем и аэрофотоснимков в целом прекрасно известны. Отечественный обширный опыт их применения разрешил уточнить и конкретизировать их дешифровочные свойства применительно к узкоотраслевой (нефтегазовой) специализации. По итогам этого опыта возможно заключить, что эти материалы разрешают ре шить многие вопросы комплексной диагностики состояния трубопроводов в северных районах, в первую очередь, трубопроводов громадного диаметра (1420 и 1020 мм).

В 2007-2008 гг. согласно соглашению с компанией «Совзонд» были взяты материалы космических съемок со спутника QuikBird с целью их апробации для ответа задач диагностики состояния трубопроводов.

Эти космической съемки содержали цифровое мультиспектральное изображение в видимом и ближнем ИКдиапазоне электромагнитного излучения, выполненное со средней высоты полета (орбиты) 450 км со средним аппаратным разрешением 2,4-2,8 м (2007 г.) и 0,6-0,7 м (2008 г.).

Для цветных синтезированных изображений (взятых в 2007 г.) была выполнена геометрическая и радиометрическая коррекция с заявленным разрешением на местности 2,01 м. Эти сведенья прошли полевую информационную поверку. В 2008 г. были взяты космические изображения с разрешением 0,63-0,72 м. Потому, что они были взяты по окончании завершения полевого сезона, то полевой информационной поверки пока не взяли.

Маленькая практика применения этих космических снимков есть до тех пор пока общеоценочной и предварительной.

Преимущество применения материалов космических съемок пребывает в следующем:

  • возможность получения информации об объектах изучения методом комплексного (полевого и камерального) дешифрирования по способу главных (эталонных) участков и коридоров трубопроводов полностью;
  • обеспечение полного охвата территории всего месторождения, а не только коридоров трубопроводов, как при применения данных аэрофотосъемки;
  • возможность применения космических изображений как базы для обобщения материалов наземных измерений и наблюдений объектов контактными способами и их пикетной привязки к местности.

На рис. 1-4 проиллюстрированы возможности применения аэрофотосъемочных и космических материалов для комплексной диагностики трубопроводов в северных районах. Приведенные на рис.

1 первые три трубопровода имеют диаметр 1420 мм, остальные – 1020 мм.

Рис. 1. Воздушный переход трубопроводов разного диаметра через реку Арка-Тонга-Лова

На рис. 2 виден размытый в речном русле трубопровод и чугунные кольцеобразные пригрузы на нем.

Рис. 2. Подводный переход трубопроводов диаметром 1420 мм через реку Арка-Есета-Яха

На рис. 3 деформированный участок трубопровода проходит в термокарстовом техногенном озере, появившемся в полосе подпруживания поверхностного стока сопровождающей трубопровод дорогой. На нем кроме этого видны седловидные пригрузы на трубопроводе.

Рис. 3. Деформированный участок трубопровода диаметром 1420 мм

Сопоставляя информационные возможности использованных аэрофотосъемочных и космических материалов для диагностики состояния трубопроводов, направляться отметить следующее. Аэросъемочные и космические эти разрешают:

  • выполнить районирование ландшафтов в ранге групп урочищ, достаточное для комплексной диагностики, а также привязки к местности (к пикетам) распознанных дефектов и повреждений трубопровода;
  • выявить деструктивные процессы, в первом приближении оценив их степень и интенсивность опасности для трубопровода;
  • оценить состояние обвалования трубопровода с разделением его на целесообразные типы [3];
  • оценить кое-какие показатели состояния трубопровода (рис. 1 и 2), за исключением космических снимков с разрешением на местности 2,01 м;
  • найти и оценить величину страшных плановых деформаций со стрелой выброса более трех метров (рис. 3), за исключением космических снимков с разрешением на местности 2,01 м;
  • найти пригрузы на всплывших участках трубопроводов (рис. 2 и 3), и крановые узлы (рис. 4), за исключением космических снимков с разрешением на местности 2,01 м.

Рис. 4. Площадка крановых узлов

Космические снимки с разрешением на местности 0,6 м разрешают найти опоры на воздушных переходах трубопроводов через водотоки, появлявшиеся в воде в связи с техногенным переформированием русел рек (рис. 1). На данном этапе изучений пока не хватает статистики для оценки настоящего трубопроводных элементов систем и разрешения ландшафта на материалах различных видов съемок.

Нужна более широкая апробация материалов космических съемок большого разрешения.

Перечень литературы:

  1. Хренов Н.Н., Егурцов С.А. Использование космических способов для диагностики трубопроводных геотехнических мониторинга и систем внешней среды. – М.: ИРЦ Газпром, 1996. – 181 с.
  2. Чигир В.Г., Хренов Н.Н., Егурцов С.А., Степаненко А.И. Динамика геотехносистем и диагностика состояния газопроводов Севера // Строительство трубопроводов. – 1997. – Майиюнь. – С. 5-7.
  3. Ланчаков Г.А., Степаненко А.И., Егурцов С.А., Марахтанов В.П., Чигир В.Г., Великоцкий М.А., Фокеева М.В. Диагностическое обследование состояния обвалования северных газопроводов // Обз. инф. – М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2008. – 96 с.

Методика оценки технического состояния магистрального газопровода…


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: