CC BY
108
УДК 528
ОСОБЕННОСТИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ДЕФОРМАЦИЯМИ ОБЪЕКТОВ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Татьяна Михайловна Медведская
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, старший преподаватель кафедры инженерной геодезии и маркшейдерского дела, тел. (383)343-29-55, e-mail: [email protected]
В данной статье рассматриваются технологии производства геодезических работ по определению деформаций инженерных сооружений, резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, и технологического оборудования установки перекачки нефти. Представле-наметодика анализа устойчивости объектов нефтедобычи.
Ключевые слова: объекты нефтяной промышленности, геометрическое нивелирование, горизонтальные проложения, устойчивость сооружений, анализ величин деформаций.
GEODETIC OBSERVATIONS OF DEFORMATIONS OF OIL INDUSTRY OBJECTS
Tatiana M. Medvedskaya
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk,
10 Plakhotnogo St., senior lecturer, Department of Engineering Geodesy and Mine Surveying, tel. (383)343-29-55, e-mail: [email protected]
In this article, technologies for the production of geodetic works for determining deformations of engineering structures, storage tanks for oil and oil products, and technological equipment for an
011 pumping station are considered.Methods for analyzing the stability of oil industry facilities.
Key words: objects of the petroleum industry, geometric leveling,horizontal deformations stability of structures, analysis of strain values.
Основным методом изучения деформаций инженерных сооружений и технологического оборудования нефтяной промышленности является геодезический мониторинг, который требуется выполнять систематически. Систематические наблюдения за деформациями объектов нефтегазодобычи имеют научное и практическое значение[1-9]. Научное значение заключается в том, что полученные геодезическими инструментами данные о величинах деформаций, а также об их динамике, в зависимости от разнообразных техногенных и природных условий, позволяют уточнить методы расчета оснований, установить величины предельно допустимых деформаций и их неравномерности для различных видов грунтов и групп наблюдаемых объектов.Практическое значение заключается в том, что полученные сведения позволяют обеспечить долговечность рассматриваемых объектов,эксплуатационную надежность, а также предотвратить аварийные случаи и пожароопасные ситуации.
В зимний и летний периоды 2016 года были выполнены геодезические работы на нефтяном месторождении с целью получения данных для своевремен-
ного принятия мер по предупреждению или устранению критических деформаций объектов нефтедобычи.
Значение допустимых и критических деформаций устанавливается соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования и заданием на проектирование.
По договору наблюдаемыми объектами являются:
- резервуарыобъемом 5000 м3(рисунок);
- насосная внутренней перекачки (зал);
- насосная внешней перекачки (зал);
- насосная подтоварной воды (зал);
- печь трубная блочная (ПТБ);
- насосный зал сырой нефти (здание);
- пеногенераторная.
Рис. Резервуарный парк нефтяного месторождения
Полевой этап работ включал рекогносцировку на объекте наблюдений, нивелирование реперов и осадочных контрольных точек.
На здании пеногенераторной не удалось найти контрольные точки, из-за того что здание было обшито и контрольные точки, вероятно, были уничтожены.
На период производства наблюдений демонтированы две печи, занивели-рованы марки трех оставшихся.
Для получения осадок с установленной для сооружений, возводимых на насыпных грунтах, допустимой погрешностью определения вертикальных деформаций (осадок) +5 мм на объекте запроектирована 2-ступенчатая схема нивелирной сети. По исходным рабочим реперам прокладывается замкнутый нивелирный ход II класса. Определение отметок контрольных точек окрайки днищ резервуаров выполнено ходами III класса от грунтовых и рабочих реперов нивелирного хода II класса.
В ходе выполнения работы обследованы 3 грунтовых репера, 9 опорных пунктов и 2 грунтовых репера геодинамической сети.
При развитии сети нивелирования использованы опорные пункты, грунтовый и временные репера.
Насосная внешней перекачки находится на обособленном, от остальных сооружений, участке и доступ к ней от исходных реперов затруднен из-за дополнительного оформления разрешения на проход через территорию. При выполнении работ по нивелированию II класса 19 цикла было принято решение о маркировке 3 рабочих реперов на мачтах освещения, находящихся на этом участке в непосредственной близости от насосной. Это позволит оптимизировать все дальнейшие работы на этом участке, при условиистабильности этих пунктов.
На участке работ выполнено геометрическое нивелирование по точности II класса с использованием цифрового нивелира TrimЫeDmi 12 (0.3) № 706531 в комплекте с рейками LD11 № 051420, LD 12 № 31885 и № 31362. Расстояние от инструмента до реек измерялось непосредственно электронным нивелиром с ошибкой измерения расстояний до 25 мм.
По результатам нивелирования II класса выполнен анализ стабильности положения реперов исходной основы для последующего выбора наиболее устойчивого. По итогам анализа было выявлено, что репера: рп 1011 и рп1014 слабоустойчивы, остальные достаточно устойчивы и могут использоваться в качестве опорных пунктов. В качестве исходного пункта был выбран репер -рп1006.
Реализованная сеть нивелирования II класса образует 5 полигонов с узловыми пунктами вр.рп28, рп1002н, рп1014, рп1006, рп 10101.
Невязка в полигоне нивелирования II класса в 18-м (зимнем) цикле наблюдений составила +0,87 мм при допустимом значении +1,22 мм, в 19-м (летнем) -1,34 мм при допустимом значении +2,34 мм, что меньше допустимой, т. е. результаты нивелирования соответствуют требованиям точности нивелирования
II класса.
Высоты опорных пунктов и временных реперов, полученные в результате уравнивания нивелирования II класса, использованы в качестве исходных для обработки нивелирования III класса. В качестве осадочных контрольных точек на резервуарах выбраны точки окрайки днища резервуара у вертикальных сварных швов листов нижнего ряда.
В процессе уравнивания, программным путем (CREDODAT), вычислены высоты всех переходных точек и осадочных марок, включенных в нивелирную сеть III класса, и качественные характеристики нивелирования III класса:
- средняя квадратическая ошибка на один штатив нивелирования
III класса;
- средняя квадратическая ошибка абсолютной высоты переходных точек и осадочных марок относительно исходных пунктов.
Максимальное значение невязки для полигона нивелирования III класса в 18-м цикле наблюдений составило +3,90 мм при допуске ±5,4 мм, в 19-м +4,7 мм при допуске ±5,2 мм.
По результатам уравнивания программным путем составлены «Ведомости оценки точности высот» для переходных точек и осадочных марок.
Высотные отметки контрольных точек текущего цикла сравнивались с отметками предыдущих циклов наблюдений. Результаты отражены в специальных ведомостях. Для резервуаров дополнительно были приведены уровень заполнения, разности высот соседних точек окрайки в текущем цикле и максимальная разность высот любых других точек.
Проведенный анализ разностей высот контрольных точек показал выполнение требований нормативных документов для резервуаров №1, №2, №4-7, №9, №17-19.Для остальных резервуаров нормативные требования не соблюдаются.
Вертикальные смещения зданий и сооружений (осадки или выпучивание) равномерные и близкие к равномерным. Накопления смещений не происходит, а на отдельных объектах такие накопления небольшие по величине. На части сооружений вертикальные смещения не проявляются.
В соответствии с техническим заданием выполнен комплекс работ по определению вертикальных деформаций образующих стенки в соответствии с СА-03-008-08 «Резервуары вертикальные стальные сварные для нефти и нефтепродуктов. Техническое диагностирование и анализ безопасности».Измерения отклонений образующих стенки резервуара от вертикали выполнялись тахеометрами Leica TS02 №1314345, TCR802 №635201 в безотражательном режиме, которые обеспечивают точность измерения коротких расстояний ± 3 мм.
На резервуарах объемом 5000 м3 измерены отклонения образующих стенки резервуара от вертикали на уровне верха каждого пояса стенки.
Измерения производились для каждого пояса, вокруг точки пересечения горизонтального и вертикального шва, на расстоянии около 50 мм от нее. В группе из четырех точек две нижние являлись рабочими, а две верхние точки -контрольными.
Тахеометр устанавливался напротив исследуемого вертикального шва, под условием, чтобы визирный луч трубы тахеометра был перпендикулярным к касательной к поверхности резервуара в точках, расположенных на вертикальном шве, на удалении от резервуара примерно равном его высоте. Установка тахеометра под данным условием выполнялась визуально, затем перед началом измерений контролировалась инструментально, путем взятия дальномерных отсчетов по обе стороны от вертикального шва примерно на одинаковом удалении от него (около 0,5 м), сходимость горизонтальных проложений должна быть на уровне единиц миллиметров. После окончательной установки инструмента выполнялись рабочие измерения.
По материалам выполненной работы вычислены величины отклонений образующих стенки резервуара от вертикали, результаты помещены в отдельную таблицу для каждого объекта. Кроме того, в таблице указаны допустимые значения смещений для анализа полученных данных. По итогам работ были сделаны выводы о дальнейшей эксплуатации наблюдаемых объектов, даны рекомендации по планированию текущего ремонта.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Жуков Б. Н. Геодезический контроль сооружений и оборудования промышленных предприятий : монография. - Новосибирск : СГГА, 2003. - 356 с.
2. Никонов А. В. Исследование точности тригонометрического нивелирования способом из середины с применением электронных тахеометров // Вестник СГГА. - 2013. -Вып. 2 (22). - С. 26-35.
3. Середович А. В., Мифтахудинов А. Р., Иванов А. В. Измерение колебаний инженерных объектов на основе данных наземного лазерного сканирования // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). -Новосибирск : СГГА, 2013. Т. 1. - С. 137-139.
4. Мониторинг деформаций сооружений в сочетании с технологией трехмерного моделирования / А. В. Комиссаров, Д. В. Комиссаров, Т. А. Широкова, В. А. Середович, А. В. Середович, Г. Н. Ткачева, С. С. Студенков // Геодезия и картография. - 2006. - № 6. - С. 12-14.
5. Жуков Б. Н. Роль, теория и практика геодезического контроля технического состояния зданий и сооружений // Вестник СГГА. - 2006. - Вып. 11. - С. 11-117.
6. Никонов А. В. Исследование точности измерения расстояний электронными тахеометрами в безотражательном режиме // Вестник СГУГиТ. - 2015. - Вып. 1 (29). - С. 43-54.
7. Технологическая схема разбивки и установки круговых рельсовых путей / Г. А. Уставич, X. К. Ямбаев, В. Г. Сальников, А. В. Никонов // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - № 4/С. - С. 66-69.
8. Создание геодезической основы для строительства объектов энергетики / Г. А. Уста-вич, Г. Г. Китаев, А. В. Никонов, В. Г. Сальников // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. -2013. - № 4/С. - С. 8-13.
9. Деформационный мониторинг сухой вентиляторнойградини прямоугольной формы / Г. А. Уставич, П. П. Сальникова, В. Г. Сальников, Н. М. Рябова // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 1. - С. 20-25.
© Т. М. Медведская, 2017
