CC BY
75
-------------------------------- © А. М. Мухаметшин, А.Н. Распутин,
А.В. Попов, А.Ю. Николаенко,
2006
УДК 622:550.3
А.М. Мухаметшин, А.Н. Распутин, А.В. Попов,
А.Ю. Николаенко
К ВОПРОСУ РАЗРАБОТКИ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ (ГИС) ДЛЯ АНАЛИЗА ДАННЫХ О СОСТОЯНИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
Семинар № 3
А ктуальность разработки геоин-формационных систем для разных по масштабному уровню контроля с целью диагностики технического состояния магистральных газопроводов в целом или отдельных участков общеизвестна. Особенно важное значение приобретает данное направление исследований в связи с возникновением финан-сово-юриди-ческими ситуации при
транзите газа.
В свете новых направлений развития диагностики технического состояния газотранспортной системы, в настоящее время представляется перспективной разработка единой геоинформационной базы данных, описывающей объекты транспорта газа и предназначенной для автоматизации производственной и управленческой деятельности подразделений ООО «Уралтрансгаз», обеспечивающих безо-пасную эксплуатацию магистральных трубопроводов.
Целью создания ГИС является повышение достоверности принятия управленческих решений на основе оперирования и предоставления совокупности цифровых картографических данных и геолого-геофизических паспортных, технологических и эксплуатационных материалов. При этом достигается:
1. Уменьшение материальных затрат на выполнение эксплуатационных плановых регламентных, ремонтных и аварийных работ;
2. Обеспечение возможности получения экспресс-оценки ресурса безаварийной эксплуатации линейной части
3. Исключение ошибок и сокращение времени при оформлении отчетной документации.
Как известно, пространственно-распределенная информация (территориальное расположение), в связи с большой протяжённостью газопроводов, становится всё более востребованной. Знание точного положения объектов необходимо для решения многих комплексных вопросов. Суть системы состоит в привязке множества несвязанных интересующих данных к определённой точке на местности. Но накопление данных становится бесполезным, если доступ к интересующей информации невозможен или затруднён избыточностью или неупорядоченностью данных. Поэтому, следует тщательно выбирать технологический аппарат для оперативного получения, обработки и управления информацией. Инструментом для решения таких проблем могут стать геоинформационные системы.
Исходя из экономических требований обслуживания газопроводов по их техническому состоянию, база данных необходима для определения приоритетности участков, подлежащих ремонту или требующих пристального внимания со стороны эксплуатационных служб.
Магистральные газопроводы (МГ) предприятий ОАО «Газпром» к настоящему времени представляют собой сложные системы, состоящие из участков, различающихся по сроку эксплуатации, типу изоляции, состоянию этой изоляции и находящиеся в различных почвенно-климатических условиях.
Для прогнозирования коррозионных отказов такой газотранспортной системы всё более актуальными становятся работы по обобщению и анализу технического состояния газопроводов в рамках единой геоинформационной системы (ГИС). База данных должна со дер -жать оптимум информации предоставляемой в доступном для специалистов виде. При этом, учитывая сложность задачи обобщения такого огромного, даже при оптимизации, потока узкоспециальных технических сведений, необходимо уметь объединять и анализировать те из них, совокупность которых в оперативном даст полнейший ответ на поставленный запрос о техническом состоянии искомого участка МГ.
Для безопасной эксплуатации МГ необходима достоверная, оперативная (текущая) оценка технического состояния.
ГИС имеет ряд преимуществ, которые необходимы для оперативного и корректного (с учётом ресурса) вмешательства в текущий режим работы газотранспортной системы. В Инженернотехническом центре (ИТЦ) ООО ”Урал-трансгаз” ведутся следующие работы в рамках ГИС:
1. Создание поисково-справочной системы с автоматизацией работы специалистов всех технических направлений с разномасштабными цифровыми картографическими данными и технологическими схемами. На сегодняшний день ведётся оперирование и навигация между обзорными картами масштаба 1:1000000, вдоль-трассовыми геодезическими съёмками масштабов 1:5000 и 1:1000, топографическими планами промышленных площадок масштаба 1:500.
2. Определение местоположения дефектов линейной части по результатам внутритрубной инспекции. Ско-пление тематически отсортированных по глубине дефектов (докритические, критические, закритические) можно определить:
- процентное распределение дефектов (акд - итегральный показатель коррозионного состояния участка);
- плотность распределения по трассе газопровода (Рн - коэффициент неравномерности плотности коррозионных повреждений);
- привязка больших групп дефектов к географическим особенностям (болота, пересечения и приближения к ж/д и автодорогам, близость других источников блуждающих токов),
а так же:
- участки высокой, повышенной, умеренной (ВКО, ПКО, УКО) коррозионной активности;
- вид диагностики для детального обследования и выяснения генезиса коррозии;
- метод ремонта (лупингование, пе-реизоляция и т.д );
- длину ремонтируемого участка с учетом болот и других географических факторов;
- пути подъезда
- прогнозировать время окончания земляных работ.
3. Совмещение накопленных данных. В настоящее время внутритрубная дефектоскопия (ВТД) является наиболее достоверным и информативным способом. Однако, позволяя своевременно увидеть критические и закритические дефекты, ВТД ничего не говорит о причинах их образования и необходимых мероприятиях по недопущению их в будущем. Кроме того, часть старых газопроводов по техническим причинам не может быть обследована методами ВТД, либо только после значительной реконструкции. Поэтому для таких газопроводов электрометрия остается основным методом диагностического обследования, а работы по совмещению накопленных данных становятся всё более актуальными. Совместный анализ данных ВТД и наземного электрометрического обследования позволяет вплотную подойти к созданию математической модели коррозии МГ, оценить значимость действующих факторов и их взаимного влияния.
4. Картографическое сопровождение технических проектов и отчётов.
Общая структура геинформационного пакета представлена, как основа для разработки системы на рисунке.
В настоящее время в ИТЦ используется лазерный течеискатель, предназначенный для обнаружения мест утечки газа с воздуха. Метод очень производительный и эффективный, так как позволяет обследовать протяжённые участки с большой точностью локализации места утечки. Конечным результатом поиска является географическая координата на местности (долгота, широта), полученная GPS навигатором, установленным на вертолёте. Впоследствии, по этим данным, с использованием ручного навигатора ремонтная бригада может найти предполагаемое место утечки газа. Но, ввиду отсутствия спутниковых навигаторов и специалистов
в службе ЛЭС ЛПУ, владеющих этой технологией, локализация дефектных участков в настоящее является затруднительной. Для того чтобы ремонтная бригада без использования дополнительных навыков и средств могла найти указанную координату текстовый отчёт дополняется обзорным разномасштабным картографическим материалом.
Лицензионная версия программы MapInfo 7.5, а так же мощные аналитические пакеты программ Esri, имеющиеся в ИТЦ, позволяет привязать “безликую” координату к географической карте местности и электронному плану газопровода. Задачу локализации места утечки существенно упрощает её привязка к характерным маркерам по трассе газопровода (линейные краны, КИПы, переходы под дорогами и др.).
Имея на руках такой план можно значительно сократить время на поиск места утечек, уменьшить число выездов с этой целью, планировать место и время проведения работ.
На сегодняшний момент ИТЦ обобщена картографическая информация о местоположении основной газотранспортной системы ООО «Уралтрансгаз». В стадии разработки находится создание электронной базы данных об объектах транспорта газа, на основе СУБД Oracle Spatial. Формируется поисковосправочная система, производится совместный анализ данных ВТД с наземными электрометрическими обследованиями и выдача расшифровки по результатам вертолетного течеискателя. В настоящем виде система начинает использоваться для выдачи рекомендаций по выводу участков газопроводов в капитальный ремонт.
В заключении необходимо отметить, что данными научно-исследовательски-ми работами положено начало созданию
ГИС - оболочка ArcGis, MapInfo
Цифровая картографическая основа (1:500 - 1:1000000) выбор масштабов обусловлен удобством просмотра конечного материала, а так же построением сводных отчетных карт
Тематические карты (карта МГ, рельеф, гидросеть, геологическая карта, карта почв и т. д.)
Специальное программное обеспечение (интерфейс пользователя, модуль построения профиля МГ, модуль нанесения данных ВТД и т.д.) обеспечивает удобство формирования отчетных карт, автоматизацию расчетов и построений
Формирование отчётной документации Формирование отчета о состоянии надземных переходов; Ведение журнала регистрации испытаний газопроводов и оборудования, формирование Акта испытаний газопровода или оборудования; Формирование отчетов о работе УКЗ, УДЗ и т.д.
Рис. 1
одной из первых ГИС, предназначено для контроля и дистанционной диагностики технического состояния участков магистральных газопроводов. Разрабатываемая ГИС позволит в будущем выполнить оперативный анализ, кроме вышеуказанных еще и дополнительных данных, необходимых при достоверной оценке состояния газопроводов. В качестве такого рода дополнительной информации могут быть
геолого-геофизические данные по результатам геофизического мониторинга. Для выполнения мониторинга могут быть использованы целый ряд оперативных способов геофизической разведки, в том числе способ контроля и обнаружения повреждений магистральных газопроводов на основе комплекса магнитных и электромагнитных измерений.
— Коротко об авторах -------------------------------------------------------------------
Мухаметшин А.М. - заведующий лабораторией горной геофизики ИГД УрО РАН, доктор геолого-минералогических наук,
Распутин А.Н. - аспирант лаборатории горной геофизики ИГД УрО РАН, ИТЦ ООО «Уралтрансгаз», инженер 2-й категории,
ПоповА.В. - ИТЦ ООО «Уралтрансгаз», инженер 2-й категории,
Николаенко А.Ю. - ИТЦ ООО «Уралтрансгаз», инженер 3-й категории.
