CC BY
22ГЕОШИЗИКА
валентин Цуканов, заместитель руководителя отдела производства работ НПП «НАВГЕОКОМ»
создание генплана с применением технологии лазерного сканирования
В 9-м и 10-м номерах 2006 г. журнал «Территория нефтегаз» уже публиковал материалы о применении технологии лазерного сканирования при реконструкции, проектировании и мониторинге предприятий нефтедобывающей отрасли, предоставленные специалистами нАВГЕОКОМ. В этой статье пойдет речь еще об одном удачном примере использования этой технологии для проектирования реконструкции нефтегазодобывающего предприятия. на этот раз лазерное сканирование применялось для создания генплана сложных технических площадок на объектах добычи газа.
Лазерное сканирование — технология, позволяющая создать цифровую трехмерную модель практически любого объекта и получить комплект необходимой исполнительной документации. Технология основана на использовании лазерных сканеров -геодезических измерительных инструментов, определяющих координаты точек поверхности объекта с фантастической скоростью (несколько тысяч измерений в секунду). Полученный набор сотен тысяч или миллионов точек (в зависимости от размера объекта) называется «облаком точек», который после обработки может быть представлен в виде трехмерной модели объекта в различных системах автоматического проектирования, чертежа, набора сечений, разрезов поверхности и т. д. Более полную цифровую картину невозможно создать никаким другим из известных способов. Процесс съемки автоматизирован, а обработка в зависимости от нужной формы представления данных ведётся в специализированных программах. В отличие от традиционных технологий геодезических измерений лазерное сканирование позволяет получить цифровую модель всего объекта, а не его отдельных частей. При этом генплан составляется не по дискретным измере-
ниям, а по большому массиву точек, что значительно повышает его точность и достоверность.
В 2006 г. специалисты НАВГЕОКОМ апробировали технологию лазерного сканирования для создания генеральных планов промышленных площадок. Инженерные изыскания проводились для проектирования реконструкции и технического перевооружения объектов добычи газа, газового конденсата и нефти на Уренгойском нефтегазо-Р
конденсатном месторождении (НГКМ). Уренгойское месторождение открыто в 1966 г. и эксплуатируется с 1975 г. Работы по реконструкции и техническому перевооружению объектов добычи и вспомогательных инженерных систем Уренгойского НГКМ стали одной из приоритетных задач ООО «Уренгой-газпром» — компании, которая осуществляет добычу на этом крупнейшем месторождении.
Техническое задание заключалось
22
44 \\ ТЕРРИТОРИЯ нештегаз \\
\\ № 6 \\ июнь \ 2007
\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
№ 6 \\ июнь \ 2007
в создании генеральных планов четырех площадок, на которых располагаются установки комплексной подготовки газа, в масштабе 1:500. Проект осуществлялся осенью 2006 - весной 2007 гг. Полевые работы проводились в августе-октябре 2006 г. Съемке и отображению подлежали как многочисленные наземные объекты, так и подземные коммуникации. При этом две из четырех площадок находились за Полярным кругом. Как видно на фотографиях, для детальной съемки объекты были весьма сложными: на каждой площадке было множество технологических построек, оборудования, труб разного диаметра и конфигурации. Общая площадь четырех площадок составила около 77 га. Съемка проводилась в условиях действующего производства. В качестве основного способа съемки был выбран метод лазерного сканирования. Этот метод для таких целей ранее почти не применялся и был выбран, поскольку в данных условиях факторы времени проведения полевых работ и использования людских ресурсов имели большое значение. Важно было получить также максимально достоверный (независимый от влияния человеческого фактора) результат, так как он должен послужить основой для создания проекта по реконструкции предприятия. Кроме того, лазерное сканирование, как сказано выше, дает материал не только для создания чертежа, но и для трехмерной модели. В данном случае построение модели рельефа имело большой смысл, т.к. все площадки, которые подлежали съемке, находились на насыпях. Проект выполнялся в несколько этапов. После традиционной рекогносцировки была осуществлена геодезическая привязка объектов к государственной системе координат. Затем на каждой из четырех площадок были установлены временные базовые GPS-станции, с помощью которых было выполнено развитие съемочного обоснования. Далее осуществлялись работы по сканированию наземных объектов и параллельно — съемка подземных коммуникаций. Подземная съемка осуществлялась следующим образом:
с помощью сканера были сняты выходы всех коммуникаций, а затем при помощи трубокабелеискателей была определена глубина залегания трубопроводов и кабелей. При наземной съемке для достижения наилучших результатов было решено комплексно использовать возможности тахеометров и сканеров Trimble. При помощи тахеометров производились измерения марок, которые связывали данные, полученные по результатам сканирования, с требуемой системой координат. Станции сканирования выбирались так, чтобы получаемые при съемке массивы точек оптимально перекрывались между собой и покрывали всю территорию площадки. Сканирование выполнялось с 237 станций, то есть в среднем на каждой из четырех площадок было 59 станций. В течение трех месяцев силами 4-6 человек были отсканированы все наземные и надземные сооружения и коммуникации. В результате сканирования было получено 297 млн. точек (соответственно 40, 90, 128 и 39 млн. точек на каждую площадку). Эта информация позволила выполнить камеральные работы согласно заданию, в полном объёме. Некоторая полученная пространственная информация даже выходила за рамки технического задания, но тем не менее ее было решено сохранить в базе данных для дальнейшего использо-
вания в рамках других технологических задач. Важной частью выполнения работ был полевой контроль, который проводился после каждого съемочного дня: полученные за день данные совмещались с данными предыдущих дней, делались сечения, и проверялось качество съемки. Камеральный этап, то есть обработка данных и создание на их основе планов и трехмерных моделей, занял три месяца. За это время в программе RealWork Survey была проведена предварительная обработка и привязка массивов точек к системе координат. Составление топографических планов и построение трехмерных моделей рельефа каждой из четырех площадок выполнялись в среде Civil 3D. Отчётные материалы представлены в формате AutoCAD. После камеральной обработки полученных данных была построена предельно точная триангуляционная модель рельефа каждого из четырех объектов. Были составлены электронные многослойные планы в масштабе 1:500 и трехмерные модели всех четырех площадок с максимальной информативностью. Эта документация послужит основой для разработки проекта реконструкции объектов. Таким образом, применение метода лазерного сканирования оправдало себя в этом проекте: скорость измерений позволила максимально сократить полевой этап работ, при этом точность и достоверность информации были на высоком уровне. Доказательством служит и тот факт, что генпланы трех оставшихся площадок УКПГ Уренгойского газового месторождения будут выполнены с применением той же технологии в 2007 г.
129626, Москва, ул. Павла Корчагина, 2 тел.: (495) 781-7777 факс: (495) 747-5130 topo@navgeocom.ru www.navgeocom.ru
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ геофизика \\ 45
