Комплекс геодезических работ при наблюдениях за деформациями резервуаров, расположенных на многолетнемерзлых грунтах, геодезическими методами

Известно, что территория России богата своими полезными ископаемыми, которые в свою очередь нуждаются в особом хранении, современные предприятия перерабатывающие нефтепродукты используют резервуары вертикальные стальные (далее РВС) специального назначения. В процессе эксплуатации таких видов сооружений проводят качественные наблюдения.
Актуальность темы состоит в сохранности инженерных сооружений гражданского назначения и требует проведения периодического мониторинга. Для таких инженерных сооружений, как вертикальные резервуары для хранения нефти, деформации являются существенными параметрами, которые необходимо контролировать. Такие резервуары требуют периодических геодезических измерений для мониторинга их формы, размеров и деформаций.
Катастрофы, связанные с нефтяными резервуарами в РФ и за рубежом не редкость, происходит это из – за невыявленных деформаций в срок и недостоверной оценки изменений фундамента и других показателей деформации. Данные исследований разрушенных резервуаров показали, что если бы проводился геодезический мониторинг, аварии могли бы быть исключены. Поэтому требуется выполнять анализ методов геодезического мониторинга резервуаров для дальнейших разработок и рекомендаций по исследованию их деформаций в процессе эксплуатации.
Целью дипломной работы является исследование технологии наблюдений за резервуарами и исследование их деформаций в процессе эксплуатации.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ существующих методов геодезического мониторинга РВС, средств измерений и нормативно-технической документации;
- проанализировать приемлемую методику геодезических измерений и обработки их результатов в условиях вечной мерзлоты;
- исследовать величины и характер деформаций резервуаров в зависимости от их наполняемости.
- изучить безопасность и экологичность работ
Базой для проведения исследований послужил материал наблюдений за деформациями обработки резервуара проводимые в течение трех циклов на инфраструктуре «Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения» в г. Новый Уренгой. Предметом исследования является методика геодезического мониторинга состояния резервуара, его оценка и статистические данные. В работе используются методы прикладной (инженерной) геодезии, математической обработки геодезических измерений.
Полученные результаты исследований деформаций резервуаров для хранения нефти и газоконденсатного сырья рекомендуется методика геодезического мониторинга с использованием современных геодезических средств измерений, является экономически эффективной и соответствует стандартам.
Анализ результатов наблюдений позволяет совершенствовать технические процессы в строительстве, своевременно устранять последствия возникновения аварийных ситуаций и совершенствовать методы предрасчета деформации. В значительной мере деформации инженерных сооружений определяется несущей способностью грунтов, лежащих в основании фундамента, для этого необходимы дополнительные детальные сведения о геологическом строении массивов, на которых возводится сооружение.
Основные моменты в содержании работы отражены в 2 опубликованных статьях, которые изданы в рецензируемых научных журналах.

Оглавление
РЕФЕРАТ 6
ABSTRACT 8
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 9
1 ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 12
1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕСТОРОЖДЕНИИ 12
1.1.1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ 12
1.1.2 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИКО – ГЕОГРАФИЧЕСКИХ И КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ 13
1.1.3 СВЕДЕНИЯ ОБ ОСНОВНОЙ ПЛОЩАДИ ЯНГКМ 15
1.2 ЛИТОЛОГО – СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 15
1.3 ТЕКТОНИКА ПЛИТНОГО ЧЕХЛА 16
1.4 ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 18
2 ТОПОГРАФО – ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 21
2.1 ТОПОГРАФО – ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ ТЕРРИТОРИИ ЯНГКМ 21
2.2 МАРКШЕЙДЕРСКО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПЛАНОВО-ВЫСОТНЫЕ СЕТИ 21
2.2.1 СИСТЕМЫ КООРДИНАТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ МАРКШЕЙДЕРСКО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ НА ЯМБУРГСКОМ НГКМ 22
2.2.2 ОПОРНЫЕ И СЪЕМОЧНЫЕ СЕТИ 23
2.2.3 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ GPS 28
2.2.4 ПОРЯДОК РАБОТЫ СО СПУТНИКОВОЙ АППАРАТУРОЙ 30
2.2.5 СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ ПЛАНОВОЙ СЕТИ 32
2.2.6 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ КООРДИНАТ 34
2.2.7 СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ ВЫСОТНОЙ СЕТИ 37
2.2.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ВЫСОТНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ПУНКТА 38
2.2.9 СОЗДАНИЕ СЪЕМОЧНОГО ОБОСНОВАНИЯ 40
3 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ 42
3.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 42
3.2 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ДЕФОРМАЦИЙ РЕЗЕРВУАРОВ 43
3.2.1 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ 43
3.2.2 ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ 46
3.2.3 КОНТРОЛЬ ВЕРТИКАЛЬНОСТИ СТЕНОК РЕЗЕРВУАРА С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННОГО ТАХЕОМЕТРА 47
3.3 ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ РЕЗЕРВУАРА 49
4 НАУЧНО – ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА 52
4.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЯ РЕЗЕРВУАРА 52
4.2 ВЫЯВЛЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ВЕРТИКАЛИ ОБРАЗУЮЩИХ СТЕНКИ РЕЗЕРВУАРА 57
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА 61
5.1 БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТОПОГРАФО – ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ В ЗОНАХ ДОБЫЧИ ГАЗОНЕФТЕПРОДУКТОВ 61
5.2 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТ 63
5.3 ТРЕБОВАНИЯ К ПРИБОРАМ И БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ РАБОТ 64
5.4 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ В АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ 65
5.5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПО ОКОНЧАНИЮ РАБОТ 66
6 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОТЬ 67
6.1 ПРОИЗВОДСТВЕННО ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ 68
6.2 ВОЗДУХООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ 69
6.3 ВОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ 70
6.4 СНИЖЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗЕМЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ 71
6.5 ОХРАНА ЖИВОТНОГО МИРА 73
6.6 ОХРАНА НЕДР 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 76
ПРИЛОЖЕНИЯ 79

Структура выпускной квалификационной работы включает в себя: общий объем работы составляет 78 страница печатного текста. Дипломная работа состоит из введения, 6 разделов, заключения, содержит 15 рисунков, 7 таблиц, 17 формул, 3 приложения, 30 источников используемой литературы.
В работе рассмотрена приемлемая методика геодезического мониторинга за наблюдениями резервуаров в зоне многолетней мерзлоты.
Первый раздел посвящен общим сведениям о месторождении и его характеристик физико – географических и климатических условий. Раскрыты общие сведения об основной площадки Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения. Рассмотрены гидрогеологические условия и описание геологического разреза на территории проведения работ.
Второй раздел посвящается топографо – геодезической изученности территории ЯНГКМ. Изучены основные виды ГГС, их принципы создания и развития. Описаны съемочные и опорные сети непосредственной близости промплощадок. Проделан предварительный расчет погрешности координат пространственного и высотного положения пунктов.
В третьем разделе представлена характеристика объекта исследования. Рассмотрена технология лазерного сканирования, геометрического нивелирования и определения вертикальности стенок резервуара с помощью электронного тахеометра. Описаны основные характеристики деформаций резервуаров.
Четвертый раздел основан на научно – исследовательской работе. Определены скорости деформаций основания резервуара. Сделан прогноз по средним осадкам основания резервуара. Выявлено, что горизонтальные смещения происходят равномерно. Исследованы III цикла наблюдений об отклонении стенки резервуара от вертикали. Сделаны рекомендации по использованию и совершенствованию технологии наблюдений за деформацией резервуаров в зоне многолетнемерзлых грунтов. Построены графики секторов резервуара показывающие визуально отклонение от вертикали относительно допуска. В программе Surfer 8.0 визуально представлено деформация основания резервуара в развернутом виде.
В пятом разделе представлено описание безопасности работ при проведении топографо – геодезических работ в зоне добычи газонефтипродуктов. Изучена инструкция по охране труда при топографо – геодезических работах. Выявлены требования безопасности перед началом, во время, по окончанию работ. Рассмотрены требования к измерительным приборам и безопасности в аварийных ситуациях.
В шестом разделе представлена экологическая безопасность района работ. Выявлена концепция охраны труда и окружающей среды основной площади Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения. Изучены основные федеральные законы об экологической безопасности: «Об охране окружающей природной среды» (1991 г.), «Об особо охраняемых природных территориях» (1995 г.), «Об экологической экспертизе» (1995 г.), «О недрах» (1995 г.), «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (1991 г.), Водный (1995 г.), Земельный (1991 г.) и Лесной (1997 г.) кодексы и др. Рассмотрены воздухоохранные, водоохранные мероприятия. Виды воздействия на земельные ресурсы и растительность, а также охрана животного мира.
 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Инструкция по маркшейдерским и топографическим работам в нефтяной промышленности. РД39 – 0147139 – 101 – 87. Госгортехнадзор России.
2. Микуленко К.И. Влияние неотектонических движений на нефтегазоносность (на примере Западно-Сибирской и Хатангско-Вилюйской нефтегазоносных провинций) / К.И. Микуленко, А.А. Растегин // Новейшая тектоника Сибирской платформы и её влияние на нефтегазоносность.- М.: Наука, 1985.-С. 71-77.
3. Гидрогеология СССР. Т.XVI. Западная Сибирь.- М.: Недра, 1970.- 495с.
4. «Правила закрепления центров пунктов спутниковой геодезической сети», Москва, ЦНИИГАиК, 2001 г., утв. приказом Роскартографии от 07.05.2001 № 104-пр.
5. Инструкция по производству маркшейдерских работ, РД 07-603-03, утв. Постановлением Госгортехнадзора России от 06.06.03 №73.
6. РД 07-408-01 Положения о геологическом и маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охраны недр.
7. ГКИНП (ОНТА) 02-033-82. «Инструкции по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500», М.: Недра, 1982.
8. ГКИНП (ОНТА) – 02-262-02. «Инструкция по развитию съемочного обоснования и съемке ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS», М.: ЦНИИГАиК, 2002..
9. В. А. Букринский. Геометрия недр. – М.: Недра, 1985.- 526с.
10. Анисимова Н.П. Криогидрогеохимические особенности мерзлой зоны.- Новосибирск: Наука, 1981.- 153 с.
11. Закон Российской Федерации «О недрах» от 21.02.1992 № 2395-1 (с изменениями и дополнениями)
12. Леворсен А. И. Геология нефти и газа. – М.:- Мир, 1970. – 640 с. (сер. Науки о Земле. Т. 22)
13. Старосельцев В.С. Актуальные проблемы нефтегазоперспективных регионов.- Новосибирск: Наука, 2008.- 212 с. + вкл
14. ГКИНП (ОНТА)-01-271-03 Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС-GPS М.: ЦНИИГАиК.
15. ГКИНП (ГНТА) – 01-006-03. Основные положения о государственной геодезической сети Российской Федерации. – М.: ЦНИИГ АиК, 2004.
16. ГКИНП (ОНТА)-01-271-03. Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS.
17. СТО Газпром 2-3.1-072-2006. Регламент на проведение геотехнического мониторинга объектов газового комплекса в криолитозоне;
18. СП 11-105-97. «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть IV. Правила производства работ в районах распространения многолетнемёрзлых грунтов»;
19. ГОСТ 25358. «Грунты. Методы полевого определения температуры»
20. Правила безопасности Госгортехнадзора России ПБ-07-601-03 «Правила охраны недр».
21. Положение о порядке осуществления государственного мониторинга состояния недр Российской Федерации. Утверждено Приказом Минприроды России от 21 мая 2001 г. № 433.
22. ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования
23. Котельников С. И. Применение лазерного сканирования для мониторинга нефтеналивных резервуаров / маркшейдерский вестник. № 2 – 2016 г. – с. 1 – 5.
24. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов. ГКИНП-03-010-02. –М.: ЦНИИГАиК, 2003. –135 с
25. ГОСТ 31385 – 2008. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов [Текст]. – Введ. 2010-07-01. – М. :МНТКС, 2008. – 9 с.
26. РД 08-95-95. Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти [Текст]. – Введ. 1995-09-01. – М. :Недра, 1988. –С. 2 – 9.
27. СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции актуализированная редакция [Текст]. – М: Госстрой, 2013. – 47 с.
28. СО 02-04-АКТНП-007-2006 Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту [Текст]. – Введ. 2007-29-01. - М: Недра, 2013. – 47 с
29. Эхигиатор Э. Р. Разработка методики и анализ деформаций результатов геодезического мониторинга резервуаров для хранения сырой нефти на примере терминала Форкадос – Нигерия: автореф. дис. Канд. техн. наук: 25.00.32// Эхигиатор Иругхе Рафаел – Новосибирск. 2012 – 24 с.
30. Горбулин Р.П. Исследование технологии наблюдений за деформациями резервуаров, расположенных в зоне многолетней мерзлоты в процессе их эксплуатации / Горбулин Р. П., Пархоменко Н. А. // XIX Всероссийская студенческая научно-практическая конференция Нижневартовского государственного университета: сборник статей (г. Нижневартовск, 4–5 апреля 2017 года) / отв. ред. А.В. Коричко. Ч. 2. Нефтегазовое дело. – Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гос. ун-та, 2017. – 692 с.