CC BY
42
УДК 622.271
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ РЕЗРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ ПО ЦИФРОВЫМ СНИМКАМ
Е.А. Палагушкин
Резервуары, предназначенные для хранения нефти и нефтепродуктов, являются ответственными инженерными конструкциями, своевременная и качественная оценка технического состояния которых является необходимым условием надежной их эксплуатации. Периодическое обследование резервуаров предусмотрено действующим Положением о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов РД 08-95-95 [1] и выполняется в настоящее время, как правило, геодезическими методами с использованием отвесов, рулеток, линеек, теодолитов и т.п. Такие способы достаточно трудоемки и не в полной мере описывают реальную геометрию поверхности вертикальной стенки резервуара. В данной статье описывается технология определения геометрических параметров резервуара для хранения нефти по цифровым снимкам РВС-3 Верещагинского месторождения, полученных с помощью неметрических камер. Снимки обрабатывались в программном пакете PhotoModeler Pro 5.
Работы по определению геометрической формы стенок сварного вертикального цилиндрического резервуара РВС-3 объемом 700 м (диаметр 10,4 м, высота стенки 9 м), расположенного на площадке УППН Верещагинского месторождения нефти, выполнялись ООО НПФ «Землемер» на основании договора с ООО «Урал-Ойл» в августе - ноябре 2006 г.
Вертикальные стальные цилиндрические резервуары для хранения нефти РВС-3 расположены на Центральной площадке Верещагинского месторождения ООО «Урал Ойл», примерно в 4 км к Северо-Западу от ПГТ Верещагино.
Работы на объекте включали в себя:
- создание планово-высотного геодезического обоснования;
- определение координат опорных марок на резервуарах с пунктов планово-высотного обоснования;
- съемка поверхности стенки РВС-3 цифровой камерой.
Фотографирование резервуара проводилось цифровой неметрической камерой SONY DSC R-l.
Дата и время съемки: 2 ноября 2006 г. 14:59 -15:11. Погода: пасмурно, температура воздуха -2С.
Параметры фотографирования: фокусное расстояние 14,3 мм; выдержка 1/250 с; диафрагма 1:5,6; светочувствительность ISO 160; Формат записи изображения JPG.
Общее число снимков составило 22, число снимков, принятых в обработку, - 13. Схема расположения точек фотографирования приведена на рис. 1.
18 ■ *1б 14 •
12*
.20 /¡■¡.¡ч
10. 11
4 21
+22 5 ♦ 7
•
Рис. 1. Схема расположения точек фотографирования
Расстояние от точек фотографирования до поверхности резервуара определялось условиями видимости, рельефом местности и составляло в среднем от 7 до 25 м.
Обработка снимков выполнялась в программном пакете Photo-Modeler [2]. В процессе маркировки этих снимков было создано 190 точек, имеющих связи на двух, трех или более снимках.
Ориентирование производилось с использованием опорных марок, с известными координатами. В качестве опорных были использо-
ваны 4 марки, расположенные на первом ярусе, у которых все четыре угла четко опознавались на снимках: М160, М150, М140, М120.
После задания системы координат был запущен процесс обработки.
- средняя квадратическая ошибка маркировки по результатам обработки составила 0,587 пкс.
- средняя квадратическая ошибка связующих точек - 4,7 мм.
В результате уравнивания были получены следующие данные:
- пространственные координаты точек резервуара;
- данные, характеризующие качество определения пространственных координат каждой точки;
- координаты точек фотографирования и средние квадратиче-ские ошибки маркировки каждой фотографии.
Определение координат центра и радиуса
Из всех точек объекта (рис. 2) для определения геометрических параметров РВС-3 были выбраны 165 точек, лежащих непосредственно на поверхности резервуара.
1
»
1 ■
Í х \
! \
1 *
* X /
Г *
* % 4 f
• « * *
х„1
Г 1 П 9 10 11 12 13 14 14 1С 17 1Я 1П JÍI
Рис. 2. Проекция связующих точек на плоскость ХОУ
Координаты этих точек использовались как исходные данные в программе, вписывающей цилиндр в облако точек.
Параметры вписанного цилиндра, координаты вертикальной оси и радиус цилиндра находились по методу наименьших квадратов под условием Idr2 = min. В итоге после обработки были получены - радиус вписанного цилиндра - 5,217 м; координаты оси цилиндра Хо = 12,354 м, Го = 11,821 м;
Отклонения от поверхности вписанного цилиндра составили: максимальное отклонение вовнутрь - 140 мм; наружу - 212 мм.
По типовому проекту наружный конструкторский радиус равен 5,220 м, по данным, полученным из метода цифровой фотограмметрии, получили - 5,217 м. Расхождение составило 3 мм.
Средняя квадратическая ошибка отклонения стенок резервуара от средней цилиндрической поверхности - 99,7 мм.
Для более полного и детального изучения геометрии стенок резервуаров были построены карты рельефа поверхности стенок с отображением отклонений в условных цветах и в виде изолиний. За отсчетную поверхность принималась поверхность вписанного цилиндра.
Полученная карта рельефа поверхности резервуара РВС-3 показана на рис. 3.
РВС-3
Отклонении сген-:и резервуара от среднем цилк'г^ричес-иэн поверхности, мм
Z, М tili» 1 ICH* t IMuk 3 Шоп * UJDD s in— я
Рис.3. Отклонения стенки резервуара от поверхности вписанного цилиндра
Отклонения от вертикали образующих стенки резервуаров определялись по шести профилям с интервалом между замерами по высоте (г) 1,5 м, начиная от днища резервуара (рис. 3). Профили строились примерно через 6 м по периметру резервуара, по монтажным швам (рис. 4) [3].
На трех профилях из шести отклонения превысили допустимые.
Рис. 4. Отклонение по вертикали: «плюс» - наружу, «минус» - вовнутрь; красным показаны допустимые отклонения, фиолетовым - отклонения, полученные из измерений:
а) шов 1; б) шов 2
Таким образом, можно сделать следующий вывод, что определение геометрических параметров резервуаров по цифровым снимкам, обработанным в программном пакете РЬо1:оМос1с1сг, производится быстро, с достаточной точностью, с использованием недорогого оборудования.
Список литературы
1. Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов: РД 08-95-95: утв. Госгоргехнадзором России постановлением 25.07.1995 г.: введ. в действие с 01.09.1995 г. -М.: ЭНАС, 2001. - 22 с.
2. Руководство по программе РЬо1:оМос1с1сг
3. Определение геометрической формы стенок сварных вертикальных цилиндрических резервуаров РВС-2, РВС-3, РВС-7 и РВС-8 на Верищагинском и Сивинском месторождениях нефти: технический отчет; ООО НПФ «Землемер». - Пермь, 2006.
