CC BY
10
УДК .621.384
М.Я. Епифанцева, ALT. Epifantseva, e-mail: [email protected] *H.H. Нагрей, N.N. Nigrey, e-mail: mgre\\[email protected] Омский государственный университет путей сообщения, г. Омск. Россия Omsk State Transport University. Omsk. Russia
* Сибирская государственная автомобтьно-дорожная академий, г. Омск. Россия
* Siberian state automobile and lughway academy. Omsk, Russia
О БЕДНОСТИ ЗАГЛУБЛЕННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ НА ТЕПЛОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ: СТАЦИОНАРНАЯ ЗАДАЧА-
UNDERGROUND PIPELINES AVAILABILITY ON THERMAL IMAGES OF UNDERGROUND SURFACE: STATIC PROBLEM"
Оценено изменение теплового изображения подстилающей поверхности над местом !алегания подземного трубопровода. Приведены результаты решения стационарной задачи по опенке градиента температур на исследуемой поверхности при ра¡.тачных температурах перекачиваемой жидкости. Сделан вывод о целесообразности создания инструмента прогнозирования времени появления «тепловых отпечатков» заглубленных объектов рассматриваемого вида.
Estimated thermal image change of the underlying surface over the underground pipeline resting place . The results of a steady state solution to evaluate the temperature gradient at the studied surface at various pumped liquid temperatures. Concluded the feasibility of establishing an instrument for time forecasting of the "thermal fingerprints" emergence of buried objects of this species .
Ключевые слова: магистраль ныв трубопровод, тепловое изображение, температурный градиент, дистанционное обнаружение
Keywords: trunk pipeline . thermal image . thermal gradient. remote detection
^Работа выполнена прн поддержке Министерства образования н наткн РФ. соглашение № 541/Е14Ф от 09.01.2014г. н РФФИ, договор № ПКИ07 094644 от 13.03 2014 г.
В России «... при транспортировке расхищается до 5% черного золота, на Северном Кавказе - до четверти; [1]. Остается не решенной задача по борьбе с утечками перекачиваемого продукта в водо-гешгоснабжении городов [2].
На сегодняшний день не продемонстрированы эффективные инструменты по снижению правонарушений в этой сфере транспортировки жидких продуктов. Используемые на практике технологии «патрульного обхода» и «измерения расхода» не дают должного результата. В [3] предложено решать обозначенную задачу с помощью обработки тепловых изображений трассы пролегания трубопровода. Эффективность их дешифрирования зависит от видно ста объекта контроля через слой грунта. В ряде публикаций демонстрировались тепловые сннмкн контролируемой трассы. Однако вопрос об устойчивости качественных н количественных параметров таких снимков во времени и пространстве не затрагивался. Поэтому сохраняется неясность о наличии пространственно-временных ограничений по ведению тепловой разведки обозначенных объектов и возможности корректировать курс летательного аппарата по гепловизнонным изображениям заглубленных продуктопроводов. Прояснить этот вопрос - цель настоящего сообщения.
Формирование теплового изображения подстилающей поверхности над заглубленным трубопроводом определяется двумя причинами [4]. Если потоки энергии в системе -шодсти-
Дин оценки нидности" заглублённых трубопроводов на подстилающей поверхности в тепловом диапазоне оптических излучений по формуле (1) требуется знать температуру перекачиваемого продукта Гп.
По температуре транспортируемого продукта трубопроводы разделяют на холодные
(температура ниже 0еС), нормальные (от 1 до 45*С) и горячие (выше 46°С). Первые из них прокладываются в условиях вечной мерзлоты на небольшой глубине вторые используются для перекачки нефти низкой вязкости, третьи - для высокоаязкой нефти н нефтепродуктов и заглубляются на глубине 0,8 м до верхней образующей трубы [б]. Для перекачки вязких нефтей они подогреваются. Вязкость нефти Западно Сургутского месторождения
уменьшается почти в 4 раза при изменении температуры от 20° С до 50° С . В южных районах трубопровода заглубляются на небольшую глубину.
Для оценки формирующихся сигналов ДГ(т) на подстилающей поверхности от заглубленных трубопроводов примем Я,- =0,35Вт/м - К (песок сухой) и Лг =0,8 Вт/м ■ К (глина), Лш=0,\6 Вт/м ■ К (полихлорвинидовое слойное покрытие). На рис. 2 приведены результаты расчетов ДГ(х) при принятых параметрах.
я) б)
Рнс. 2. Градиент температур на подстилающей поверхности при установке трубопровода я) в сухой песок, б) гпнну. 7П = 2 0° С _ /г =1м: dT=l,22 м
Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о возможности обнаружения заглубленного трубопровода в тепловом диапазоне излучений при скоростях ветра, меньших 10 м/с. Время проведения разведки следует выбирать на основании расчетов для конкретного трубопровода с учетом наблюдаемой ветровой обстановки на трассе его пролегания. Однако окончательное заключение о виде ости такого трубопровода можно сделать только с учетом второй составляющей температурного градиента, возникающей за счет нестационарных потоков энергии в системе «подстилающая поверхность - атмосфера».
Библиографический список
1. Вооруженный Газпром И Аргументы недели. - 2014. - № 15 (407). - С.7.
2. Трубопроводный транспорт: нейтрализация новых угроз безопасности / Б. Н. Епи-фанцев, К. С. Патронов, И. И. Семенов, М. Ю. Савельев. - Омск: Изд-во СибАДИ. 2006. -
295 с.
3. Mue il. L. Application of GIS and aerial thermal image processing methods to solve environmental problems of the oil industry / L, Mucsi. [электронный ресурс]. - Режим доступа: http ¡//www, geo.u-^ze ged.huAveb/átes/defaiút/files/publikac iok/ ML/5 7. pdf.
S9
4. Епифанцев, Б.Н. Особенности поведения отношения сигнал/помеха при тепловом контроле с использованием подсвечивающего излучения / Б. Н. Епифанпев .7 Дефектоскопия. - 1998. - № 6. - С. 93-94.
5. Алеев, Р. М. Воздушная тепловизионная аппаратура для контроля нефтепродукто-проводов / Р. М Алеев. В. А. Овсянников, В Н. Чепурский. - М.: Недра, 1995.-1б0с.
6. Тугунов. П.Н. Тепловая изоляция нефтепродуктопроводое. н резервуаров / П. Н. Ту тунов.-М.: Недра, - 1985,- 152 с.
