Совершенствование методик определяющих геометрические параметры резервуаров для хранения нефтепродуктов.

ВВЕДЕНИЕ

Одним из востребованных в современном хозяйстве видов инженерных геодезических работ является определение геометрических параметров резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Данный вид работ является составной частью геодезических работ при строительстве и обследовании широкого круга промышленных и торговых объектов, деятельность которых связана с использованием большого объема нефтепродуктов. К числу таких объектов относятся: резервуарные парки нефтепромыслов, склады промежуточного хранения сырья и готовой продукции нефтеперегонных заводов, резервуары автозаправочных станций, хранилища нефтепродуктов промышленных предприятий и т. д. При этом, сами резервуары для нефтепродуктов представляют собой инженерные сооружения, к техническим параметрам которых предъявляют повышенные требования, поскольку они содержат большие объемы взрыво- пожаро- и экологически опасных веществ [18]. В силу достаточно высоких требований, предъявляемых к качеству построенных резервуаров нефтепродуктов, достаточно высоки и требования к качеству работ по их возведению на всех этапах, в том числе и при проведении инженерно-геодезических работ. Кроме того, специфика большинства резервуаров для нефтепродуктов, представляющих собой сооружения, создаваемые из сварных металлических листов (т. е. склонные к различного рода деформациям изгибов) [23], требует несколько иных подходов к проведению строительных геодезических работ по сравнению с постройкой каменных зданий. Таким образом, высокая востребованность геодезических работ по определению геометрических параметров резервуаров нефтепродуктов в сочетании с определенной спецификой этих работ, обусловленной повышенными требованиями к безопасности конечного сооружения вкупе с особенностями используемых при его создании материалов, делает тему данного исследования актуальной.
Целью настоящей работы является изучение современных методов определения геометрических параметров резервуаров для нефтепродуктов на различных этапах их строительства и эксплуатации. В задачи исследования входит:
• Рассмотрение общих задач и правил проведения инженерно-геодезических работ при строительстве резервуаров для нефтепродуктов;
• Анализ основных методов, применяемых при определении геометрических параметров резервуаров для нефтепродуктов в различных инженерно-строительных условиях в нашей стране и за рубежом;
• Анализ используемых в практической работе методов определения геометрических характеристик резервуаров для нефти и нефтепродуктов на примере создания и обследования объектов резервуарного парка Усть-Тетеревского месторождения.
Методами исследования являются анализ литературных и статистических источников, материалов полевых исследований, выполненных автором.

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ, ПРОВОДИМЫЕ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НЕФТЯНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ 10
1.1. Нефтяной резервуар, как объект геодезических работ 10
1.2. Виды геодезических работ, проводимые при строительстве, текущей эксплуатации и демонтаже нефтяного резервуара 17
1.3. Особенности проведения геодезических работ на нефтяных резервуарах различного типа, объема и назначения 21
2. СОПОСТАВЛЕНИЕ МЕТОДИК КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НЕФТЯНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ 26
2.1. Общие вопросы организации контроля геометрических параметров резервуаров геодезическими методами 26
2.2. Методы работ по контролю геометрических параметров нефтяных резервуаров при помощи геометрического нивелирования 29
2.3. Методы контроля геометрических параметров нефтяного резервуара при помощи тахеометрической съемки 35
2.4. Лазерное сканирование, как метод контроля геометрической формы резервуара. 44
2.5. Использование для контроля геометрических параметров резервуара систем глобального позиционирования. 56
3. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПРОВЕДЕНИЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ РЕЗЕРВУАРА ГЕОДЕЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ 58
4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ РЕЗЕРВУАРА 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
Приложение 1 70
Приложение 2 71
Приложение 3 72
Приложение 4 73
Приложение 5 74
Приложение 5 73

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Резервуары для нефти и нефтепродуктов на сегодняшний лень представляют собой один из наиболее опасных в эксплуатации видов гражданских промышленных объектов. Поэтому обеспечение контроля за их состоянием, в том числе и за геометрической формой (от которой во многом и зависит безопасность эксплуатации резервуаров), является одной из инженерных задач, к решению которой постоянно привлекаются все новые технические средства. Поскольку значительная часть резервуаров для нефтепродуктов является крупными сооружениями, имеющими высоту до первых десятков метров, а диаметр в десятки, иногда – в первые сотни метров, контроль их геометрической формы выполняется геодезическими методами. И, если раньше основными методами контроля формы резервуаров являлись геометрическое нивелирование его основания и днища, а также обследование стенки при помощи теодолитов с каретками, то в настоящее время арсенал средств контроля за геометрической формой резервуаров существенно расширился. Это расширение произошло, главным образом, за счет применения цифровых методов съемки, которые не только позволили существенно повысить точность традиционных методик контроля формы резервуара, но и заметно увеличить плотность точек съемки при одновременном сокращении затрат времени на ее проведение. Кроме того, внедрение цифровых методов съемки заметно снижает фактор человеческих ошибок в съемочном процессе, способствует стандартизации методов получения и обработки результатов, что заметно повышает качество расчетов, создаваемых на их основе.
В настоящее время при работах по определению геометрической формы резервуара наибольшее значение имеет съемка при помощи электронных тахеометров. Высокая применимость этого типа приборов и широкое распространение тахеометрических съемок при определении геометрической формы резервуаров обусловлено не только универсальностью современных электронных тахеометров, как съемочных приборов и высокой точностью измерений, осуществляемых с их помощью, но и необходимостью развития/контроля съемочного обоснования, которое проще всего выполнять при помощи тахеометрической съемки. Кроме того, другие виды съемок (например, лазерное сканирование) требуют выполнения некоторых подготовительных работ (разметки специальных марок), которые выполняются при помощи тахеометров. Поэтому тахеометрическая съемка в той или иной форме является необходимым компонентом и при съемках других видов. Необходимость проведения тахеометрической съемки при прочих съемках является одним из побудительных факторов использования именно ее в качестве единственного вида съемочных работ. Тем боле, что тахеометрическая съемка дополняется другими визами съемочных работ, позволяющими расширить информативность полученной информации, не увеличивая само количество измерений.
Конкурирует с тахеометрической съемкой наземное лазерное сканирование, позволяющее за меньший по продолжительности период работ получить съемочную информацию о резервуаре, на несколько порядков большую. Кроме того, лазерное сканирование позволяет в едином комплексе измерений получить данные о деформациях резервуара и изменении характера рельефа окружающего участка, что позволяет сопоставлять между собой эти процессы и лучше выявлять причины и прогнозировать возможные последствия изменения геометрических параметров резервуара. В процессе лазерного сканирования выполняются гарантированно избыточные измерения, что является важным условием снижения вероятности грубых ошибок конечного результата. Кроме того, лазерное сканирование позволяет строить 3D-модели резервуаров в подробностях, недоступных получением другими методами, в том числе, тахеометрической съемкой. И, что наиболее важно, лазерное сканирование позволяет получать в единой программе измерений инструментальные данные об изменении формы, как резервуара, так и окружающей местности, что создает информационное обеспечение для инженерных работ, направленных на комплексное противодействие явлению изменения геометрической формы резервуара.
Вместе с тем, лазерное сканирование, как метод геодезических измерений имеет и ряд недостатков перед другими методами. Прежде всего, это выраженная зависимость не только точности, но и самой возможности проведения лазерного сканирования от наличия водных пленок на резервуаре и водных объектов вблизи его, а также от погодных условий. Это создает выраженную зависимость проведения работ по наземному лазерному сканированию от климатической сезонности конкретной местности, а также условий погоды в теоретически благоприятный сезон. Как следствие, при неблагоприятном стечении обстоятельств, ожидание погодных условий и состояния местности, которые бы позволили провести лазерное сканирование, может растянуться на несколько дне или недель. Если работы по определению геометрической формы резервуара связаны с его опорожнением и зачисткой, такое выведение резервуара из производственного процесса чревато заметными убытками для заказчика. Кроме того, в процессе самого лазерного сканирования и камеральной обработки результатов используются дорогостоящее оборудование и программное обеспечение, что в определенной степени повышает конечную стоимость работ для заказчика.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Афанасьев В.А. Сооружение газохранилищ и нефтебаз / Афанасьев В.А., Березин В.А. – М.: Недра, 1986. – 334 с.
2. Васильев Г.Г. Анализ причин аварий вертикальных стальных резервуаров / Васильев Г.Г., Сальников А.П. // Нефтяное хозяйство. – 2015. – № 2. – С. 106-108.
3. ГОСТ 31385-2008 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов» — М.: Стандартинформ. 2010
4. ГОСТ 8.570-2000 Резервуары стальные вертикальные цилиндрические. Методика поверки.
5. Евдокимов В.В. Дифференцированный подход к определению допустимых размеров вмятин на поверхности стенки вертикальных цилиндрических резервуаров / Евдокимов В.В., Труфанов Н.А., Сметанников О.Ю. // Промышленное и гражданское строительство. – 2006. – №6. – С. 15-16.
6. Кладов А.А., Кладов А. В., Таиров Р. Р., Кюннап И. А., Кусакин М. Ю. Визуально-измерительный контроль фундаментов РВС (резервуаров вертикальных стальных) // Молодой ученый. — 2014. — №17. — С. 67-70.
7. Комиссаров А.В. Исследование точности наземных лазерных сканеров. Современные проблемы технических наук. Сборник тезисов докладов Новосибирской межвузовской научной студенческой конференции «Интеллектуальный потенциал Сибири». Часть 3. Новосибирск.  2004.  104 с.
8. Комиссаров Д. В., Середович А. В., Иванов А. В. Методика определения геометрических характеристик стальных цилиндрических резервуаров с использованием лазерного сканирования // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2005. №-1 С.221-225.
9. Методика съемки тахеометром серии South NTS-320/325 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.pngeo.ru
10. Мучин, П.В. Охрана труда [Текст] / П.В. Мучин:  Новосибирск: СГГА, 2003. – 120 с.
11. Наземное лазерное сканирование: монография. /Под ред. В.А. Середовича, А.В. Комиссарова, Д.В. Комиссарова, Т.А. Широковой. - Новосибирск: СГГА, 2009. – С. 7 – 8, 25 - 33.
12. Палагушкин Е.А. Определение геометрической формы резервуаров для хранения нефти по цифровым снимкам // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2007. №2 С.61-65.
13. Правила технической диагностики резервуаров (РД-16.01 – 60.30.00 – КТН)
14. Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкция по их ремонту. Разработчики: Г.К. Лебедев, В.Г. Колесников, Г.Е. Зиканов, О.Н. Лайков (ЦНИЛ, часть I); Ю.К. Ищенко, Г.А. Ритчик, Л.В. Дубень, Н.Е. Калпина (ВНИИмонтажспецстрой, часть II) . Утверждены Госкомнефтепродуктом СССР 26 декабря 1986 г.
15. РД 08-95-95 Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов. – М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2010. – 35 с.
16. РД 23.020.00-КТН-027-10 Методика обследования фундаментов и оснований резервуаров. – М.: ООО «НИИ ТНН», 2010. – 78 с.
17. РМГ 105-2010 ГСИ. Резервуары стальные вертикальные цилиндрические теплоизолированные. Методика поверки геометрическим методом. Дата введения: 01.01.2013
18. Руководство по безопасности вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Утвержден Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору приказом №780 от 26 декабря 2012 г. – М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2013. – 240 с.
19. СА-03-008-08 Резервуары вертикальные стальные сварные для нефти и нефтепродуктов. Техническое диагностирование и анализ безопасности. – М.: Ростехэкспертиза, НПК «Изотермик», 2009. – 288 с.
20. Сальников А.П. Оценка напряженно-деформированного состояния резервуаров по результатам наземного лазерного сканирования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 25.00.19 – «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ» // М.: Государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина. – 2016.
21. Сафарян М.К. Металлические резервуары и газгольдеры / Сафарян М.К. – М.: Недра, 1987. – 200 с.
22. СНиП 3.01.03-84. Геодезические работы в строительстве. – Утв. 04.02.85. ЦИТП Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1985.
23. СТО-СА-03-002-2009 Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. – М.: Ассоциация Ростехэкспертиза, 2009. – 216 с.
24. СТО Методологическая инструкция 71.12.12 Инструкция по проведению работ в области геодезии с применением 3D-сканера. – М.: ОАО «Экспертиза», 2013. – 10 с.
25. Справочное руководство по инженерно-геодезическим работам / Под ред. В.Д. Большакова, Г.П. Левчука. – М.: Недра, 1980. – 647 с.
26. Тарасенко А.А. Использование программных комплексов при оценке технического состояния и проектировании ремонтов вертикальных стальных резервуаров / Тарасенко А.А., Семин Е.Е., Тарасенко Т.В. // Трубопроводный транспорт. Теория и практика. – 2006. – №4. – С. 85-87.
27. Тарасенко А.А. Деформирование верхнего края оболочки при развитии неравномерных осадок резервуара / Тарасенко А.А., Чепур П.В., Тарасенко Д.А. // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 6-3. – C. 485-489.
28. ТД 23.115-96 Технология геодезического обследования стальных вертикальных резервуаров. – М.: ОАО ЦТД «Диаскан», 1996. – 35 с.