Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

СИСТЕМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

Плюснин И.И. Бушмелева К.И. Майер И.В. Бушмелев П.Е.
В связи с глобальной информатизацией общества в интересах многих пользователей в нашей стране и за рубежом созданы и применяются ГИС-технологии ориентированные на решение определенного круга научных и производственных задач. Области применения ГИС-технологий на сегодняшний день достаточно широки: картография, география, градостроительство, организация транспортных диспетчерских служб, нефтяная и газовая индустрия и т.д.

Основной отраслью производства северного региона является газодобывающая отрасль промышленности. ООО «Сургутгазпром» - одно из крупнейших и эффективно работающих предприятий ОАО «Газпром», составная часть Западно-Сибирского нефтегазового комплекса, осуществляющее добычу и транспорт газа, транспорт и переработку газового конденсата. Природный газ, поступая в систему газопроводов ООО «Сургутгазпрома», пересекает сотни рек и болотистых участков, эксплуатируется в жестких температурных условиях. Газопровод ООО «Сургутгазпром», имеет большую протяженность и проходит по территории Ямало-Ненецкого, Ханты - Мансийского округов, южных районов Тюменской области и далее на запад России.

При этом необходимо отметить, что, на сегодняшний день, никто не застрахован от различного рода аварий, связанных с утечкой газа из газопровода в окружающую среду. Такого рода происшествия несут как значительный материальный, так и трудно оценимый экологический ущерб. Вовремя обнаружить, оценить объемы, а по возможности и предотвратить подобные ситуации задача непоследней важности.

Для безопасной эксплуатации газотранспортных систем необходимо регулярное патрулирование газопроводов с целью своевременного обнаружения утечек газа, при этом наиболее привлекательным вариантом является метод дистанционного обнаружения утечек газа прибором базирующемся на борту летательного аппарата, в виде вертолета.

В данной работе рассматривается система представляющая собой программно-аппаратный диагностический комплекс ПАК «Метан» состоящий из локатора утечек газа и АРМ «Оператора», предназначенный для оперативного дистанционного обнаружения дефектов и предварительной оценки объемов утечек углеводородного сырья в реальном масштабе времени, с использованием современных ГИС-технологий, из линейной части магистральных газопроводов и газопроводов жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) при воздушном патрулировании и идентификации дефектов:

  • утечек газа из магистральных газопроводов и газопроводов ЖКХ;
  • утечек газа на запорном и другом оборудовании, и в окрестности компрессорных станций и мест хранения газа;
  • выводов труб на поверхность;
  • обводнений труб;
  • размывов и заболачиваний магистральных газопроводов;
  • нарушений обвалования;
  • вертикальных и горизонтальных «арок» и т.п.

Данный комплекс может также найти широкое применение в геологоразведке, для поиска залежей углеводородов по наличию фоновой составляющей метана.

Диагностический комплекс входит в штатный состав оборудования вертолета КА-226АГ (или любого другого вертолета) и используется в процессе патрулирования с целью мониторинга магистральных газопроводов, объектов ЖКХ и мест предполагаемых залежей углеводородов.

Основными компонентами ПАК «Метан» являются:

1. Лазерный локатор утечек газа (ЛУГ).

2. Система обработки данных (СОД) состоит из двух панельных компьютеров, переносного компьютера и ноутбука (для пилота и оператора), сервера и станции расширения. Компьютеры объединены в единую локально-вычислительную сеть стандарта Ethernet, что позволяет каждому из компьютеров поддерживать режим обмена данными, а также работать в автономном режиме. СОД позволяет регистрировать поступающую информацию и осуществлять ее предварительную обработку.

3. Спутниковая навигационная система в виде приемника GPS обеспечивает высокие точностные характеристики определения координат радионавигации в ходе проведения работ по заданному маршруту. ПАК «Метан» имеет встроенный web-сервер и позволяет обмениваться данными с компьютером, посредством Ethernet сети. ПАК «Метан» может работать в двух режимах, первый из которых позволяет записывать информацию GPS-маршрута во внутреннюю память комплекса, второй режим работы - это передача информации на компьютер.

4. Система регистрации локатора оснащена газоанализатором, предназначенным для определения наличия газа метан, при этом регистрация газа осуществляется специальными датчиками. GPS работает совместно с газоанализатором и точки, в которых будет зафиксировано наличие газа, отмечаются специальными значками на треке GPS.

5. Система видеонаблюдения состоит из двух цифровых видеокамер, первая из которых является цветной камерой высокого разрешения, подключается к персональному компьютеру оператора через видеокарту и устанавливается для наблюдения и проведения съемок поверхности земли при выполнении вертолетом патрулирования, данная камера может также использоваться для более точной наводки лазерного дистанционно диагностического оборудования. Вторая камера используется для наблюдения за дистанционно диагностическим оборудованием и подключается через интерфейс USB к серверу системы обработки данных. СОД обеспечивает привязку событий локатора к конкретным координатам на земной поверхности, с фиксированием изображения мест утечки газа и преобразует аналоговую информацию в цифровую.

6. Набор специального программного обеспечения в виде программных продуктов общего применения, используемого для обслуживания работы применяемых компьютеров, специализированные программные продукты для обслуживания внешних устройств, например GPS, специально разработанные программы управления дистанционно диагностическим оборудованием, статистические программы, обеспечивающего работу информационно - вычислительного комплекса в целом.

7. Электронная карта полетов представляющая собой интерактивную геоинформационную систему (ГИС), в состав которой входит банк графических данных, содержащих несколько цифровых карт, видеоизображений и фотографий маршрута передвижения летательного аппарата.

8. База данных ГИС, содержащая хронологическую информацию о состоянии исследуемых объектов.

9. Автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера с поддержкой геоинформационных технологии.

Предложенное в данной работе совместное использование АРМ и ГИС-технологии, выводит данную систему на передовой уровень обработки информации и представления результатов пользователю, делает информацию о существующих или возможных утечках газа более наглядной и удобной для анализа и статистики. ГИС система переносит всю собранную локатором в результате измерений информацию на карту местности, содержащуюся в электронном виде в компьютере. Вся информация, собранная в процессе патрулирования накапливается в специальной базе данных, накладывается друг на друга и подвергается статистической обработке. Полученная картина дает возможность контролировать состояние газопровода в центральном пункте обработки информации посредством АРМ. При этом локатор в свою очередь может работать как с диспетчером, так и полностью автоматически, в обоих случаях обеспечивая АРМ необходимой информацией.

Разработанный диагностический комплекс лазерного зондирования утечек метана из магистральных газопроводов ПАК «Метан» является недорогим, относительно существующих Российских и зарубежных аналогов, и может успешно применяться для решения задач по обнаружению фоновых концентраций углеводородного сырья в различных отраслях промышленности.

Использование вычислительной техники и ГИС-технологии при создании данной системы, обеспечивает максимальную эффективность обнаружения утечки метана и оценки ущерба от аварийных выбросов. Кроме того, хронологический анализ состояния газопроводов позволяет произвести оценку целостности газопровода, а также сделать выводы о возможных авариях, которые могут произойти в скором будущем, другими словами, существует возможность прогнозировать состояние магистрального газопровода. Разрабатываемая система может комплектоваться в различных вариантах, что делает ее гибкой и удовлетворяющей различным потребностям.


Библиографическая ссылка

Плюснин И.И., Бушмелева К.И., Майер И.В., Бушмелев П.Е. СИСТЕМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 8. – С. 46-48;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=23464 (дата обращения: 15.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074