Научная статья на тему 'Пространственные модели, разрабатываемые с применением лазерного сканирования на газоконденсатных месторождениях северной строительно-климатической зоны'

Пространственные модели, разрабатываемые с применением лазерного сканирования на газоконденсатных месторождениях северной строительно-климатической зоны Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
119
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРОМЫСЛОВЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ / ПРОМЫСЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ / ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / НАЗЕМНОЕ ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРОВАНИЕ / ЯМАЛ / БЛОЧНО-КОМПЛЕКТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО / FIELD PIPELINES / 3D MODELLING / ONSHORE LASER SCANNING / YAMAL / PREFABRICATED CONSTRUCTION

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Меньшиков С. Н., Джалябов А. А., Васильев Г. Г., Леонович И. А., Ермилов О. М.

Широкое освоение и промышленная эксплуатация углеводородных месторождений полуострова Ямал ставит перед строительными и эксплуатирующими организациями важнейшие проблемы эффективной реализации строительных работ в условиях постоянно развивающегося месторождения с обязательным учетом климатических и геокриологических условий его расположения. Полуостров Ямал характеризуется неустойчивыми грунтами, подвижность которых оказывает значительное влияние на изменение пространственного положения объектов месторождений как непосредственно в процессе строительства, так и при выполнении работ по их расширению и капитальному ремонту оборудования. В статье рассматривается проблема внедрения в процесс выполнения строительно-монтажных работ на месторождениях углеводородов северной строительно-климатической зоны технологии трехмерного моделирования пространственного положения объектов обустройства. Целью внедрения данной методики совместно с трехмерным моделированием пространственного положения элементов обвязки технологического оборудования является повышение надежности и безопасности таких объектов на протяжении всего их жизненного цикла. Анализируется проблематика постановки и решения задачи выверки и монтажа оборудования и трубопроводов высокой степени заводской готовности с учетом современных технологий трехмерного проектирования и моделирования. Рассматривается модель построения трехмерного пространства с элементами геометрии обвязки технологического оборудования, привязка такой модели к существующим объектам на месторождении. Проводится анализ и математическая постановка задачи поиска оптимального пространственного положения таких моделей. Рассматриваются возможные типовые отклонения, возникающие в процессе монтажа конструкций и элементов обвязки, а также моделируется их пространственное положение. Предлагаются возможные варианты и алгоритм реализации модели на реальном месторождении.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Меньшиков С. Н., Джалябов А. А., Васильев Г. Г., Леонович И. А., Ермилов О. М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Spatial Models Developed Using Laser Scanning at Gas Condensate Fields in the Northern Construction-Climatic Zone

Wide exploration and industrial exploitation of hydrocarbon fields in Yamal Peninsula pose in front of construction and mining companies critical problems of efficient construction at constantly evolving fields taking into account climatic and geocryological conditions of their location. Yamal Peninsula is characterized by unstable soils, the mobility of which has a substantial impact on the changes in spatial arrangement of field facilities, not only in the direct process of construction, but also during their scale-up and equipment overhaul. The paper examines implementation of 3D spatial arrangement modelling of industrial facilities into the process of construction and installation works at hydrocarbon fields in the northern construction-climatic zone. The purpose of implementing this method combined with 3D spatial modelling of equipment connections lies in reliability and safety enhancement of the facilities throughout their entire lifespan. Authors analyze statement and solution of the problem associated with alignment and installation of prefabricated equipment and pipelines, taking into account advanced technologies of 3D design and modelling. The study examines a 3D spatial model with the elements of equipment connection geometry; the model is related to existing production facilities at the field. Authors perform an analysis and in mathematical terms formulate the problem of optimal spatial arrangement for such models. The paper focuses on typical deviations, occurring in the installation process of constructions and connection facilities, their spatial arrangement is modelled. Possible solutions are offered, as well as an algorithm of their implementation at an operating field.

Текст научной работы на тему «Пространственные модели, разрабатываемые с применением лазерного сканирования на газоконденсатных месторождениях северной строительно-климатической зоны»

УДК 624.9

Пространственные модели, разрабатываемые с применением лазерного сканирования на газоконденсатных месторождениях северной строительно-климатической зоны

СНМЕНЬШИКОВ1, А.А.ДЖАЛЯБОВ1, Г.Г.ВАСИЛЬЕВ2, И.А.ЛЕОНОВИЧ2 и, О. М. ЕРМИЛОВ3

1 ООО «Газпром добыча Надым», г. Надым, Россия

2 Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени ИМ.Губкина, Москва, Россия

3 Ямало-Ненецкий филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А.Трофимука, Новосибирск, Россия

Широкое освоение и промышленная эксплуатация углеводородных месторождений полуострова Ямал ставит перед строительными и эксплуатирующими организациями важнейшие проблемы эффективной реализации строительных работ в условиях постоянно развивающегося месторождения с обязательным учетом климатических и геокриологических условий его расположения. Полуостров Ямал характеризуется неустойчивыми грунтами, подвижность которых оказывает значительное влияние на изменение пространственного положения объектов месторождений как непосредственно в процессе строительства, так и при выполнении работ по их расширению и капитальному ремонту оборудования. В статье рассматривается проблема внедрения в процесс выполнения строительно-монтажных работ на месторождениях углеводородов северной строительно-климатической зоны технологии трехмерного моделирования пространственного положения объектов обустройства. Целью внедрения данной методики совместно с трехмерным моделированием пространственного положения элементов обвязки технологического оборудования является повышение надежности и безопасности таких объектов на протяжении всего их жизненного цикла. Анализируется проблематика постановки и решения задачи выверки и монтажа оборудования и трубопроводов высокой степени заводской готовности с учетом современных технологий трехмерного проектирования и моделирования. Рассматривается модель построения трехмерного пространства с элементами геометрии обвязки технологического оборудования, привязка такой модели к существующим объектам на месторождении. Проводится анализ и математическая постановка задачи поиска оптимального пространственного положения таких моделей. Рассматриваются возможные типовые отклонения, возникающие в процессе монтажа конструкций и элементов обвязки, а также моделируется их пространственное положение. Предлагаются возможные варианты и алгоритм реализации модели на реальном месторождении.

Ключевые слова: промысловые трубопроводы; промысловое оборудование; трехмерное моделирование; наземное лазерное сканирование; Ямал; блочно-комплектное строительство

Как цитировать эту статью: Пространственные модели, разрабатываемые с применением лазерного сканирования на газоконденсатных месторождениях северной строительно-климатической зоны / С.Н.Меньшиков, А.А.Джалябов, Г.Г.Васильев, И.А.Леонович, О.М.Ермилов // Записки Горного института. 2019. Т. 238. С. 430-437. DOI 10.31897/PMI.2019.4.430

Введение. На сегодняшний день Ямало-Ненецкий автономный округ является наиболее перспективным регионом развития добычи природного газа и газового конденсата Российской Федерации. Начало промышленной эксплуатации месторождений полуострова Ямал, в первую очередь Бованенковского, Харасавэйского и Новопортовского, расположенных за Северным полярным кругом, стало отправной точкой формирования нового ресурсного центра добычи углеводородов как для внутреннего потребления, так и для экспорта во все регионы мира посредством системы трубопроводов Единой системы газоснабжения России и терминалов сжиженного природного газа [11, 12]. За 9 месяцев 2018 г. добыча в регионе выросла на 5,3 % по сравнению с таким же периодом 2017 г. и составила 433,5 млрд м3, добыча нефти и газового конденсата равнялась 39,4 млн т. В регионе действует порядка 70 предприятий-недропользователей, а общее число месторождений превышает 280 («Все растет! На Ямале за 9 месяцев 2018 г. увеличилась добыча природного газа, конденсата и нефти» // Neftegaz.RU. URL: https://neftegaz.ru/news/view/176325-Vse-rastet-Na-Yamale-za-9-mesyatsev-2018-g.-uveHchilas-dobycha-prirodnogo-gaza-kondensata-i-nefti (дата обращения 13.11.2018)).

Постановка проблемы. Согласно действующим правилам («Об утверждении Правил разработки месторождений углеводородного сырья»: Приказ Минприроды России от 14.06.2016 N 356. URL: https://rg.ru/ 2016/09/12/minprirodi-prikaz356-site-dok.html (дата обращения 13.11.2018)) разработка месторождений углеводородного сырья представляет собой совокупность технологических этапов, каждый из которых включает в себя выполнение на месторождении тех или иных

Проект обустройства

пробной эксплуатации

Проект ->• обустройства ЭО • № 1

Проект обустройства ЭО № 2

Проект обустройства ЭО № п

Добыча по ЭО № 2 Добыча по ЭО № п

Проект ликвидации месторождения Л ,

Завершение разработки месторождения

Промышленная разработка месторождения

ТПР (ТСР)

Рис. 1. Организационная структура разработки месторождения

строительно-монтажных работ (рис.1). Весь жизненный цикл месторождения (за исключением этапа подготовки месторождения к эксплуатации) реализуется согласно разрабатываемой недропользователем технологической схеме разработки (ТСР) или технологическому проекту разработки (ТПР) месторождения.

Технический проект разработки (или ТСР) разрабатывается на все месторождение целиком, в оговоренных «Правилами» случаях - на группу месторождений, и содержит проектные решения, которые будут реализовываться на протяжении всего жизненного цикла, кроме того, на месторождении выделяются эксплуатационные объекты (ЭО), которые будут последовательно (или последовательно-параллельно) вводится в эксплуатацию по мере развития добычи на месторождении.

На основании ТПР (ТСР) на протяжении жизненного цикла месторождения разрабатываются проекты обустройства ЭО, в состав которых обычно входят комплексы надземных сооружений сбора и внутрипромыслового транспорта нефти, газа (конденсата) и пластовой воды; технологические установки и оборудование подготовки углеводородов к транспортировке; оборудование, обеспечивающее работоспособность технологических установок.

При проектировании и сооружении вышеуказанного оборудования необходимо учитывать и выполнять технологическое присоединение коммуникаций к уже эксплуатируемому оборудованию согласно генеральной схеме обустройства месторождений в ТПР (ТСР). Более того, при реализации стадии подготовки к промышленной эксплуатации месторождения, до разработки ТПР (ТСР), требуется выполнять работы по проектированию и строительству некоторого числа скважин, устьевого оборудования, отдельных элементов технологического оборудования и т.д. При дальнейшей эксплуатации и реализации проектов капитального строительства на месторождении нужно учитывать данные элементы и выполнять технологическое присоединение к ним.

Таким образом, на протяжении всего жизненного цикла постоянно требуется реализовывать большой комплекс работ по стыковке технологических коммуникаций и оборудования друг с другом, с уже действующими объектами и планировать стыковые элементы для будущих проектов развития месторождения. Поскольку указанные работы выполняются как на подземных элементах технологического оборудования и трубопроводах, так и на объектах надземного исполнения, на осуществление указанных работ огромное влияние оказывают климатические и геокриологические условия региона строительства.

По сравнению с другими нефтегазоносными областями севера Западной Сибири, Ямал уникален по сложности климатических и геокриологических условий. Ключевыми фактороми в данном случае являются расположение территории за Северным полярным кругом, наличие толщи высокольдистых засоленных многолетнемерзлых пород с особо сложными геокриологическими условиями верхней части разреза. Особая чувствительность многолетнемерзлых пород к техногенному воздействию приводит к нестабильности их положения при минимальном воздействии антропогенной деятельности. Данная проблема усугубляется активностью геодинамической обстановки, высокой интенсивностью денудации территории, повсеместным развитием экзогенных геологических процессов и высокими фоновыми концентрациями загрязняющих веществ в компонентах природной среды в условиях месторождений углеводородов.

В таких условиях реализация каждого из очередных проектов развития месторождения или ввод в эксплуатацию нового ЭО сталкивается с необходимостью, с одной стороны, уменьшить объем строительно-монтажных работ на объекте, а значит, снизить интенсивность антропогенного воздействия на нестабильную окружающую среду полуострова. С другой стороны, ввиду технологической сложности промыслового оборудования и трубопроводов, требуется производство большого количества работ по выполнению технологических присоединений оборудования и трубопроводов непосредственно на месторождении.

Первая проблема активно решается применением промыслового оборудования и трубопроводных узлов высокой степени заводской готовности в блочном или блочно-комплектном исполнении [5], внедрением систем термической стабилизации грунта под оборудованием и промысловыми трубопроводами и общей тенденцией к переносу сборочных и монтажных работ на площадки заводов-изготовителей. На Бованенков-ское нефтегазоконденсатное месторождение в блочном исполнении при максимальной заводской готовности были доставлены газоперекачивающие агрегаты, установки УПТП1 , котельные, водоочистные сооружения и много других полноценных технологических элементов, среди которых необходимо отметить экспериментальный блок-модуль установки низкотемпературной сепарации (рис.2).

Вторая проблема значительного числа стыковых соединений промыслового оборудования и трубопроводов сложной геометрии и пространственного положения на сегодняшний день продолжает решаться традиционными методами строительного контроля и производства работ.

Проведение строительно-монтажных работ и эксплуатация объектов в условиях многолетней мерзлоты требуют постоянного геотехнического контроля. В течение всего жизненного цикла объектов необходимо отслеживать большое количество параметров. В их числе пространственное положение технологического оборудования и строительных конструкций производственных объектов. Для выполнения работ такого типа применяется геодезическое оборудование, пооперационный контроль пространственного положения оборудования и трубопроводов в процессе монтажа, что при наличии отклонений от проектного положения приводит к росту подгоночных работ «по месту», а в отдельных случаях, при стыковке узлов заводской готовности и наличии значительного отклонения от проектного пространственного положения стыкуемых элементов, - к невозможности выполнить монтажные работы без «натяга» или «косых стыков». Указанные ситуации возникают по причине недостаточной информации о реальном пространственном положении объектов непосредственно после выполнения монтажных работ. В данном случае эффективным решением данной проблемы видится применение технологии наземного лазерного сканирования (НЛС). Оно обеспечивает построение трехмерных моделей реальной геометрии, которые пригодны для дальнейшей обработки в программах CAD-моделирования, что для различных типов конструкций подробно рассмотрено в работах [1, 3, 4, 6-8, 13]. Технология НЛС позволяет достаточно быстро получать трехмерные модели реального пространственного положения и геометрии объектов после их монтажа, определять отклонение стыкуемых элементов от их проектного положения, восстанавливать необходимую геометрию стыкового узла и по данной геометрии корректировать стыковой узел в условиях завода-изготовителя (или монтажной площадки) до отправки к месту монтажа. Применение трехмерных моделей на предприятиях нефтегазового комплекса активно используется для объектов месторождений углеводородов, например [2, 9, 10].

Методология. Наиболее важным фактором при реализации технологии НЛС и трехмерного моделирования является определение необходимых корректирующих изменений, которые следует внести в элемент обвязки технологических трубопроводов или оборудования с целью макси-

мально возможного снижения объемов работ «по месту». Для решения данной задачи и определения реальных отклонений размеров стыкуемых элементов обвязки технологических трубопроводов и оборудования, а также их геометрического положения может быть сформулирована следующая содержательная постановка математической задачи: определить с учетом всех правил, требований и ограничений такое взаимное пространственное расположение элементов технологической обвязки (трубы, фасонные изделия, запорно-регулирующая арматура -ЗРА) в условиях реального пространственного положения смонтированного оборудования и технологических трубопроводов, при которых затраты на монтажные работы были бы минимальными.

Для математической записи данной задачи предложен следующий критерий оптимизации (критерий оптимальности): приведенные затраты на монтаж оборудования должны быть минимальными. В математической записи критерий оптимизации представлен формулой

Я = + ^м = + S2N2 + SзNз + / Щ, Yf),

где Яо - стоимость элементов обвязки; Ям - стоимость монтажных работ.

Стоимость элементов обвязки включает: стоимость 1 м трубопровода £1, количество метров трубы в им варианте обвязки L1; стоимость фасонных изделий £2, количество фасонных изделий в им варианте обвязки N2; стоимость ЗРА £3, количество ЗРА в им варианте обвязки Стоимость монтажных работ представляет собой оценку стоимости монтажа, является эмпирической зависимостью от времени, необходимого для проведения монтажных работ которое, в свою очередь, представляет собой зависимость от фактических отклонений монтажа Mf и фактического уровня собираемости Yf:

£м = f(tм) = АЩ Yf).

Проектный уровень собираемости Yp задан по СТО 02494680-0033.1-2004, численное значение Yp определяется коэффициентом собираемости Кс, представляющим собой отношение функционального допуска Лф к технологическому допуску Дт:

Кс = Лф /Дт.

При проектировании металлической конструкции (в том числе обвязки) задается значение проектного коэффициента собираемости Кс, где значение Лф устанавливается из условия обеспечения функциональных требований оборудования в соответствии с ГОСТ 26607-85, а значение Лт - в соответствии с точностью разбивочных работ по ГОСТ 21779-82. По СТО 02494680-0033.1-2004 заданы минимальные допустимые значения Кс. Фактическое значение Кс находят по трехмерной модели реальной геометрии после проведения НЛС.

Фактическое отклонение монтажа Ма определяется по трехмерной модели пространственного положения и является оценкой действительного отклонения по СТО 02494680-0033.1-2004. Фактическое отклонение монтажа Ма - это количественное выражение систематических и случайных погрешностей, накопленных при выполнении операций и измерений.

Систематические погрешности возникают под влиянием постоянно действующего фактора, не изменяются (либо изменяются по какому-то определенному закону) в процессе выполнения технологического процесса и имеют постоянный знак. Примерами могут служить отклонения, вызванные неисправностью оборудования. В этом случае их необходимо устранить.

Случайные погрешности не имеют закономерностей ни по величине, ни по знаку. Для их расчета в модели используются фактические данные по результатам моделирования реального пространственного положения методом НЛС.

Фактическое отклонение монтажа Ма и фактический уровень собираемости Yf для проектной конструкции обвязки определяется по результатам моделирования фактического пространственного положения базовых и стыкуемых плоскостей.

Математическая модель определена следующим образом: найти такой вариант трассировки обвязки Тр в пространстве (х0, у0, z0) из множества допустимых вариантов проектных трассировок, для которого выполнялось бы условие заданного критерия оптимальности - минимум функции приведенных затрат.

В математической записи модель представлена формулой

Т = arg min {S(T) | Te Tp}.

Для решения данной модели установлены следующие ограничения: пространство поиска решения, зафиксированные элементы пространства, математическая модель положения обвязки, модель трассировки, модель отклонений и др.

Пространство поиска решения. Рассматривается прямоугольная система координат XYZO с метрикой пространства р, выбор которой обусловлен требованием прокладки технологических коммуникаций по координатным осям:

p(c' , c " ) = |XC, - Xc -1 +1Y, - Yc. | + |ZC, - Zc -1,

где p(c',c" ) - расстояние между точками c' и c" пространства XYZO. Пространство ограничено так, что

хт < х < xm

Y min < Y < Y11

Zmin < Z < Z1

Зафиксированные элементы пространства. Пусть заданы две плоскости (далее - базовые плоскости), между которыми должен быть размещен элемент обвязки (рис.3). Данные плоскости зафиксированы в пространстве и соответствуют реальному положению стыковых элементов технологического оборудования, с одной стороны, и технологического трубопровода, с другой.

Каждая из базовых плоскостей задана в пространстве ХУ7Х) уравнением плоскости

А1 х + В1 у + С1 г + П1 = 0; (1)

А2 х + В2 у + С2 г + В2 = 0 . (2)

Стыкуемые элементы (математическое упрощение стыкового сварного соединения трубопровода) представляют собой окружности одинакового диаметра (2^), расположенные в данных плоскостях. Центры окружности в базовых плоскостях заданы точками М1Х1, 71, Zl) и М2Х2, У2, Z2).

Математическая модель положения обвязки. Пространственное положение обвязки представлено совокупностью элементов L1, N2, N и двумя плоскостями (далее - стыкуемые плоскости), которые описывают стыкуемое соединение обвязки с технологическим оборудование, с одной стороны, и технологическим трубопроводом, с другой (рис.4). Стыкуемые плоскости обвязки заданы плоскостями в пространстве XYZO:

А1 х + В1 у + С1 г + С1 = 0;

А2 х + В2 у + С2 г + С2 = 0.

Стыкуемые элементы (математическое упрощение стыкового сварного соединения трубопровода) пред-

Рис.3. Пространство трассировки с базовыми плоскостями, заданными уравнениями (1) и (2)

Рис.4. Модель обвязки со стыкуемыми плоскостями

ставляют собой окружности одинакового диаметра (2^). Центры окружности в базовых плоскостях заданы точками М'(X', Y1', 2') и М'(X', У2', 1'2).

Модель трассировки. Под трассировкой будем понимать определенную совокупность элементов обвязки L1, N2, N3, положения базовых плоскостей и стыкуемых плоскостей обвязки, которые формируют определенные значения Yp и Мр (рис.5).

Под проектной трассировкой будем понимать определенную совокупность элементов Г, N2, N2 , проектного положения базовых плоскостей и стыкуемых плоскостей обвязки, которым соответствуют проектные значения Yp и Мр. Проектная трассировка указана в проектных чертежах, проектные значения Yp и Мр - в монтажных размерах проектных чертежей.

Под фактическим будем понимать положение базовых плоскостей после выполнения монтажных работ. Фактическое положение имеет отклонение от проектного, что делает невозможным монтаж проектной обвязки с сохранением проектных значений Yf и Mf.

Модель отклонений. Оценка отклонения при стыковке проводится по двум параметрам: расхождение центров стыкуемых окружностей D и отклонение плоскостей (соответствующих базовой и стыкуемой) от параллельности ф. «Модельный» стык является соосным, имеет параллельное положение стыкуемых плоскостей и зазор между плоскостями в соответствии с применяемой технологией сварки (рис.5).

Каждый вариант трассировки характеризуется определенными значениями расхождения центров стыкуемых окружностей D:

О' =д/(X1 - X1)2 + (У' - У')2 + (1' - Z;)2 ;

D1 = V(X2 -х2)2 + У -У2)2+(12 -12)2

и определенными значениями отклонения параллельности стыкуемых плоскостей от соответствующих базовых плоскостей:

COS ф' =

cos ф 2 =

А' А1 + В' В' + СС1

,1( А' + В'2 + С'2)( А'2 + В'2 + с;

А2 А' ^ В' В' ^ С2 С2

2

( а22 + в22 + с22)( а'2 + в'2 + с'2

Тогда М/ есть функция от О и cosф:

М/ = /(О'; О'; cosфl;cosф2).

Для плоскостей определены допустимые уровни модельных отклонений. Под модельными отклонениями будем понимать следующие:

• отклонение по зазору между стыкуемыми плоскостями при сохранении соосности и параллельности (рис.6);

• отклонение от соосности с сохранением параллельности между стыкуемыми плоскостями (рис.7);

• отклонение от параллельности стыкуемых плоскостей (рис.7).

Фактически в реальной ситуации реализуются все указанные модельные отклонения, формируя фактические значения отклонений, выраженные через О и cosф.

Рис. 5. Модельная трассировка с «идеальным» стыковым соединением базовой и стыкуемой плоскостей (стыкуемые элементы параллельны, швф' = ' соосны, равномерный зазор О = 5 мм обеспечивает качество сварного стыка)

Рис.6. Модельное отклонение по оси 1 (стыкуемые элементы соосны и параллельны, товф =' но стыковочный зазор О = 25 мм, поэтому сварка невозможна)

Фасонные изделия и ЗРА имеют постоянную геометрию и угол поворота, которые задаются в зависимости от диаметра обвязки и требований стандарта на соответствующую продукцию.

Установлена минимальная длина прямолинейных участков трубы, минимальное количество запорной арматуры.

Заданы проектные значения уровня собираемости Yp и предельные уровни отклонений при монтаже Mp обвязки, которые представляют собой исходные условия для моделирования проектного положения обвязки. Из-за воздействия случайных погрешностей в процессе строительно-монтажных работ фактические значения данных величин изменяются, для их оценки применяется трехмерное моделирование фактического пространственного положения.

Обсуждение. Процедура реализации данной математической модели представляет собой следующие последовательные процессы:

1) построение трехмерного пространства (х0, y0, z0) с учетом реального пространственного положения базовых и стыкуемых плоскостей;

2) построение проектного пространственного положения базовых и стыкуемых плоскостей;

3) оценка изменения Yp, Mp и проектной обвязки с учетом реального пространственного положения базовых и стыкуемых плоскостей; определение фактического значения Yf, Mf;

4) поиск оптимальной трассировки Т по критерию S с учетом реального пространственного положения базовых и стыкуемых плоскостей, определение оптимальных значений Y и М;

5) внесение в узел обвязки изменений с учетом оптимальной трассировки;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6) монтаж узла обвязки с учетом внесенных изменений.

Заключение. В нормативных документах недостаточно четко сформулирована необходимая точность определения вертикальных и горизонтальных деформаций зданий и сооружений и их периодичность для условий распространения многолетнемерзлых пород. Кроме того, в северной строительно-климатической зоне имеет место существенное влияние природно-климатических факторов на точность геодезических работ и устойчивость глубинных реперов, которые должны сохранять стабильность высотного положения в течение всего времени эксплуатации контролируемого объекта и гарантировать определение осадки сооружений с необходимой точностью. Применение лазерного сканирования позволит повысить точность сопряжения монтажных элементов промыслового технологического оборудования и строительных конструкций в условиях деформаций их пространственного положения в сложных климатических и геокриологических условиях полуострова Ямал.

ЛИТЕРАТУРА

1. Анализ опыта применения трехмерного лазерного сканирования на объектах ОАО «АК «Транснефть» / Г.Г.Васильев, М.А.Лежнев, А.П.Сальников, И.А.Леонович, А.А.Катанов, М.В.Лиховцев // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2015. № 2 (18). С. 48-55.

2. Бадертдинов Р.Ш. Проектирование газовых месторождений в программных пакетах Aveva и Autodesk / Р.Ш.Бадертдинов, Л.А.Китаева // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15. № 10. С. 251-253.

3. Вальков В.А. Применение наземного лазерного сканирования для создания трехмерных цифровых моделей Шухов-ской башни / В.А.Вальков, М.Г.Мустафин, Г.В.Макаров // Записки Горного института. 2013. № 204. С. 58-61.

Рис.7. Модельное отклонение в плоскости Х7 (смещение осей стыкуемых элементов в плоскости стыка 25 мм, сборка без «натяга» невозможна) и модельное отклонение от параллельности стыкуемых плоскостей (угол отклонения составляет 5°, cosф1 = 0,996, сборка без «натяга» невозможна)

4. Васильев Г.Г. Применение наземного лазерного сканирования для оценки напряженно-деформированного состояния алюминиевых крыш резервуаров / Г.Г.Васильев, И.А.Леонович, А.П.Сальников // Безопасность труда в промышленности. 2017. № 10. С. 11-17.

5. Демченко В.Г. Технические требования к укрупненным трубным узлам технологической обвязки объектов ОАО «Газпром» / В.Г.Демченко, С.И.Гараев, М.А.Могушков // Газовая промышленность. 2014. № 3 (703). С. 40-45.

6. Кулеш В.В. Применение высокоточных методов лазерного сканирования при создании детализированных цифровых копий объектов / В.В.Кулеш, Г.И.Худяков // Записки Горного института. 2013. № 204. С. 37-39.

7. О проведении работ по трехмерному лазерному сканированию РВСП 20000 / Г.Г.Васильев, М.А.Лежнев, А.П.Сальников, И.А.Леонович, А.А.Катанов, М.В.Лиховцев // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2015. № 1 (17). С. 54-59.

8. Проблемы и перспективы использования наземного лазерного сканирования при обследовании резервуаров / Г.Г.Васильев, М.А.Лежнев, И.А.Леонович, А.П.Сальников // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2016. № 1. С. 21-24.

9. Солодовников А.В. Проектирование элементов оборудования опасных производственных объектов (предприятий нефтегазового комплекса) с использованием Solidworks / А.В.Солодовников, Р.Р.Тляшева // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2006. № 2. С. 54.

10. Egorova O. Creating technical heritage object replicas in a virtual environment / O.Egorova, D.Shcherbinin // Frontiers of mechanical engineering. 2016. Vol. 11. P. 108-115.

11. Moskovchenko D. V. Characteristics of long-term dynamics of the Bovanenkovo gas field vegetation (The Yamal Peninsula) // Tyumen State University Herald. 2013. Vol. 12. P. 47-54.

12. Pogodaeva T.V. The structural features of the economy of the Yamalo-Nenets autonomous district / T.V.Pogodaeva, D.A.Artyukhov // Tyumen State University Herald. 2012. Vol. 11. P. 43-47.

13. Xue B. Architectural stability analysis of the rotary-laser scanning technique / B.Xue, X.Yang, J.Zhu // Optics and lasers in engineering. 2016. Vol.78. P. 26-34.

Авторы: С.Н.Меньшиков, канд. экон. наук, генеральный директор, [email protected] (ООО «Газпром добыча Надым», г. Надым, Россия), А.А.Джалябов, начальник управления, [email protected] (ООО «Газпром добыча Надым», г. Надым, Россия), Г.Г.Васильев, д-р техн. наук, заведующий кафедрой, [email protected] (Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия), И.А.Леонович, канд. техн. наук, старший преподаватель, [email protected] (Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М.Губкина, Москва, Россия), О.М.Ермилов, д-р техн. наук, академик, директор, [email protected] (Ямало-Ненецкий филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука, Новосибирск, Россия)

Статья поступила в редакцию 14.02.2019.

Статья принята к публикации 05.04.2019.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.