Авторизация

Логин:
Пароль:
Восстановить пароль
Регистрация
  • Форум
  • Блоги
  • Контакты
  • Новости
  • Продукты
  • Отрасли
  • Обучение
  • Поддержка
  • События
  • О компании
  • 2 (17) | 2001 Новые технологии в проектировании магистральных трубопроводов

    Юрий Артемов, Елена Артемова,
    ООО "Проект - Сервис", Ставрополь,
    тел.: (8652) 39-75-99,
    http://www.project-srv.ru

    Магистральный газопровод Россия–Турция, проходящий через акваторию Черного моря, – уникальное инженерное сооружение, не имеющее аналогов в мировой практике проектирования и строительства трубопроводов.
    Его пропускная способность на первом этапе составит 16 млрд. куб. м в год. В дальнейшем ее планируется увеличить. Протяженность трассы 1263 км. Трасса начинается от Северо-Ставропольского подземного хранилища газа. 370 км газопровода проходит по Ставропольскому и Краснодарскому краям, 392 км - по акватории Черного моря и 501 км - по территории Турции. На территории России технически сложным является участок 310–370 км. Здесь трасса газопровода пересекает Главный Кавказский хребет, преодолевает 34 оползневых участка, пересекает 32 тектонических разлома. Основным техническим решением прокладки газопровода по горному участку является прокладка трассы по водораздельным хребтам.
    Самый сложный участок – подводная часть газопровода – будет проходить от пос. Джубга (Краснодарский край) до г. Самсун (Турция). Длина морского участка 392 км. Наибольшая глубина прокладки газопровода составляет 2150 м.
    Для пропуска необходимого количества газа необходимо на I этапе проложить по дну Черного моря две нитки газопровода диаметром 610 мм с толщиной стенки 32 мм. Пока самым глубоководным является газопровод диаметром 20 дюймов (510 мм) Италия – Северная Африка через Мессинский пролив. Максимальная глубина его прокладки – 615 м. В стадии реализации находится проект с глубиной прокладки 1600 м.
    Традиционно для принятия решений при проектировании и строительстве протяженных линейных объектов нефтяной и газовой промышленности применяются топографические карты. Данный подход приемлем для предварительного выбора трассы трубопровода, но для точной оценки ситуации он сложен и доступен только узкому кругу специалистов. Поэтому возникла задача создания простого и доступного способа визуализации участков строительства со сложным рельефом. В результате дискуссий было принято решение о том, что наиболее приемлемым будет виртуальный облет трехмерной модели интересующей местности.
    Виртуальный облет дает возможность оценить реальную картину местности и преимущества того или иного варианта прокладки трассы, предложить новые варианты, не выезжая на место предполагаемого строительства. Он превосходит информативно и экономически реальные облеты. Виртуальный облет позволяет исключить дорогостоящую стадию полевых изысканий по всей длине трассы трубопровода (кроме сложных пересечений, требующих дополнительных изысканий). Виртуальный облет позволяет варьировать высоту, скорость полета, направление и угол обзора, отражая ситуацию в районе выбора трассы в необходимых ракурсах. При этом отображается только та информация, которая важна для детального выбора трассы. Например, леса затрудняют оценку рельефа местности, особенно в горных районах. На цифровой модели местности леса можно отобразить с помощью закрашенных областей (как на картах), оставляя рельеф открытым для обзора и анализа ситуации. На цифровой модели местности можно, по желанию, отображать те или иные «слои» информации, а также выделять яркими цветами основные объекты (рис. 1).


    Рис. 1.

    В качестве исходной информации нами использовались проектные материалы строящегося трубопровода и топографические карты с нанесенными предварительными вариантами трассы трубопровода, оползневыми участками, подъездными дорогами, площадками складирования. Карты сканировались, привязывались к местности и переводились в векторный формат. После этого строилась цифровая модель рельефа (ЦМР). При построении использовались такие элементы рельефа, как горизонтали, высотные отметки, хребты, обрывы, промоины, русла рек. Созданная модель рельефа достаточно точно соответствовала реальной местности. Далее формировались растровые покрытия.
    Для визуализации был использован модуль IMAGINE VirtualGIS. Из подготовленных растровых покрытий и ЦМР было сформировано виртуальное изображение. Для удобства анализа ситуации и принятия проектных решений были отработаны несколько вариантов маршрутов облета трассы трубопровода. Это позволило показать ситуацию в предполагаемом районе строительства в разных ракурсах и с разной детализацией. Далее были записаны видеоролики виртуальных облетов.
    Видеоролики были конвертированы в формат MPEG, записаны на CD и видеокассеты. Такой формат удобен для конечных пользователей. Он дает возможность просматривать полученные материалы на любом современном персональном компьютере, в том числе в полевых условиях, без специального программного обеспечения, а также на любом видеомагнитофоне.
    Решение оказалось удачным и получило высокую оценку и поддержку на техническом совете по строительству газопровода «Голубой поток». Подобное решение было реализовано и для проекта нефтепровода Каспийского Трубопроводного Консорциума.
    При трубопроводном строительстве очень сложным и трудоемким является выполнение комплекса работ по установке отводов холодного и горячего гнутья, а также кривых с радиусом естественного изгиба. Любое нарушение технологического процесса приведет к уменьшению надежности работы трубопровода в период эксплуатации и даже к быстрому разрушению газопровода.
    Строительную полосу шириной 35 метров необходимо очистить от леса, на косогорных участках нарезать полки для прохождения в период строительства и в дальнейшем в период эксплуатации строительной техники.
    Чтобы реализовать техническое решение прокладки газопровода по водораздельным хребтам, на участке протяженностью 62 км необходимо установить 1777 отводов горячего и холодного гнутья. Это значит, что в среднем через каждые 40 метров необходимо устанавливать отвод с углом поворота от 10 до 300.
    Для воплощения этого проекта в реальность наша фирма создала трехмерную модель объекта на весь горный участок. За основу модели приняты результаты инженерно-технических изысканий трассы и проектные технологические чертежи масштаба 1:2 000. Трехмерная модель объекта позволила увидеть каждый элемент в пространстве отдельно и во взаимосвязи с другими элементами и объектами.
    Для получения трехмерной модели объекта были проведены следующие работы:

    • Создание цифровой модели рельефа и местности М 1:2 000;
    • Расчет уклонов по трассе газопровода на всю ширину топографической съемки М 1:2 000;
    • Срезка полок различного профиля с подсчетом объемов работ;
    • Создание каталога отводов горячего и холодного гнутья, встречающихся в данном проекте;
    • Отрытие траншеи с откосами согласно проекту;
    • Прокладка газопровода по координатам со всеми необходимыми отводами.

    Для отражения реальной ситуации в районе строительства проект был дополнен 3D моделями трубопровода, растительности, коммуникаций, строительной техники. Модель трубопровода была размещена в траншее на реальной проектной отметке, в реальных координатах (рис. 2, 3).


    Рис. 2.


    Рис. 3.

    Подобное насыщение проекта дает практически полную информацию о ситуации в районе строительства газопровода. Она включает: размещение отдельных труб, кривых холодного и горячего гнутья, информацию о величинах и составе углов поворота, величинах гиба каждого из отводов, категории труб и сварных стыков, пикетажную и километровую разбивку газопровода, места планировки грунта (срезки, полки, насыпи), размещение инженерных сооружений.
    Наличие такой обширной визуальной информации и геоинформационной базы данных, возможность формирования исполнительной документации делают практически завершенным этап подготовки к запуску строительства.
    Компьютерная трехмерная модель трассы газопровода позволяет скрупулезно проанализировать принятые проектные решения, найти лучшие варианты прохождения оползневых участков, точнее определить вертикальные, горизонтальные и совмещенные углы поворота трассы, подготовить исполнительную документацию "Как построено", довести до исполнителей и эксплуатационников виртуальное отображение процесса строительства. Перед началом строительства это еще и прекрасный материал для презентации проекта и подготовки тендерных материалов.
    На основе анализа трехмерной модели газопровода, благодаря возможности увидеть на экране монитора реальную картину расположения всех элементов газопровода в трехмерном пространстве, удалось заменить 350 дорогостоящих отводов горячего гнутья R=5D на отводы холодного гнутья R=60 м из проектных труб. Стоимость одного такого отвода горячего гнутья ~$4000. Экономия от одного этого мероприятия ощутимая.
    Имея трехмерную модель, с помощью модуля IMAGINE VirtualGIS можно "облететь" всю трассу газопровода с любой скоростью на любой высоте, можно "проехать на машине" или "пройти пешком".


    Рис. 4.

    Детализация изображения позволяет ознакомиться визуально с любым участком газопровода, просмотреть проектные технические решения, определить потребность в трубах и отводах на конкретный участок газопровода. На рис. 4 показана обвязка компрессора Краснодарской КС. С объектом, как виртуальной моделью, участники строительства могут ознакомиться заранее и тем самым исключить возможные ошибки на этапе строительства.
    ООО "Кубаньгазпром" и ОАО "Стройтрансгаз" впервые в трубопроводном строительстве приняли решение о создании ГИС по строительству и эксплуатации газопровода "Голубой поток". Реализовать это решение вместе с заказчиком и генподрядчиком предлагается фирме ООО "Проект-Сервис".
    ООО "Проект-Сервис" имеет высококвалифицированный персонал, есть опыт работы на объектах нефтяной и газовой промышленности в области САПР, ГИС и аэрофотосъемки. Работа над реальными проектами позволила нам убедиться в простоте и бесспорном удобстве VirtualGIS. По окончанию строительства все данные об объекте будут находиться в единой базе данных и могут использоваться в единой информационной системе заказчика ООО "Кубаньгазпром" и АО "Газпром".




    Версия для печати