Магистральные трубопроводы, проложенные на Cеверо-Востоке Российской Федерации отличаются значительной протяженностью, при этом их конструктивно-технологические параметры и эксплуатационные условия сильно меняются по длине трассы, что ведет как к интенсивности аварий, так и различию сценариев их развития и величине ущербов [1].
Геотехнический мониторинг трубопровода позволяет не только следить за изменением состояния природно-технической системы, но и прогнозировать возникновение аварий. Аэровизуальное обследование (АВО) представляет собой этап геотехнического мониторинга. Под аэровизуальными обследованиями (АВО) линейных природно-технических систем (ПТС), в т.ч. магистральных трубопроводов, понимается процесс визуального изучения их состояния с помощью летательных средств.
Аэровизуальное обследование как метод исследования состояния линейных трубопроводных систем
Эксплуатация магистральных трубопроводов в случае возникновения внештатных ситуаций, несет большую опасность для людей и окружающей среды. Для определения возможности возникновения или предупреждения аварий вследствие активизации опасных природных и геологических процессов можно использовать метод аэровизуального обследования.
Начальным этапом АВО являются подготовительные работы, в ходе которых происходит сбор и анализ литературных и архивных данных, подбираются карты и схемы на трассу магистрального трубопровода, на которых отмечаются положения определенных на предварительном этапе потенциально опасных участков, наносятся и другие ориентировочные объекты; определяется способ регистрации результатов АВО; выбираются рациональные технические параметры АВО (скорость, высота полета, общая продолжительность наблюдений и т.д.); составляется подробная программа работ на маршруте АВО, которая зависит от изученности трассы, прогноза развития геологических процессов и состояния трубопровода.
Для упрощения регистрации геологических процессов и состояния магистрального трубопровода во время АВО используется GPS навигатор с предварительно нанесенными схемами опасных участков масштабов от 1:5000 до 1:20000 с разбитым километражем.
Во время АВО производится непрерывная съемка на видеокамеру и экспертами-геокриологами, фотографирование участков с развитием опасных геологических процессов. Аэровизуальное обследование осуществляется с вертолета на высоте 100 м со средней скоростью не выше 100 км/ч при боковом удалении от оси трубопровода не более 100 метров. Главным инструментом при обследовании служит оборудование, с помощью которого фиксируются проявления экзогенных геологических процессов (ЭГП) и обстановка на трассе [2]:
- приемные устройства системы глобальной спутниковой навигации, обеспечивающие регистрацию трека, совпадающего с траекторией полета воздушного судна;
- фотокамеры для съемки проявлений ЭГП;
- видеокамеры для непрерывной съемки трассы трубопровода;
- радиосвязь между специалистами и пилотами;
- блоки памяти для хранения архивной информации и цифровых карт;
- компьютеры для синхронизации всего оборудования, навигации, генерации предупредительных сигналов, для подготовки отчетной документации;
- блоки бесперебойного питания для подзарядки аккумуляторов съемочного и навигационного оборудования.
При выборе типа фото-видео камеры для проведения съемок, необходимо подбирать высокочувствительную аппаратуру, с тем, чтобы с большей точностью закартировать рельеф и тем большие подробности строения микрорельефа различимы при дешифрировании снимков, предназначенных для специального вида дешифрирования, т.е. опознания и определения количественных и качественных характеристик изучаемых объектов. Видеокамеры должны иметь защиту от вибраций и запасные аккумуляторы.
Результаты АВО привязываются к километражу трассы. Привязка осуществляется по зафиксированным времени и скорости полета, и проверяется по времени пролета километровых знаков или других характерных объектов на трассе МТ. В этом случае координаты объекта наблюдения могут содержать ошибку в привязке около 40 метров, рис. 1, 2.
Рис. 1. Привязка фотографий к карте
Рис. 2. Снимки аэровизуального обследования, привязанные к карте
Строительство трассы нефтепровода, вырубка леса, нарушение растительного покрова при рытье траншеи, естественного стока водоемов при строительстве и обваловке – это естественные потенциально опасные геотехнические процессы [3].
Для участка трассы трубопровода также характерны следующие природные криогенные процессы и явления [4]: криогенное пучение грунтов, которое распространено почти на всей территории выделенных геокриологических участков трассы; наледеобразование; процессы эрозии и термоэрозии, вызывающие возникновение процессов оседания, обрушения, осыпания, оползания и др.; солифлюкция и оползнеобразование, по воздействию на инженерные сооружения также относящиеся к числу опасных; термокарст который образуется в связи с оттаиванием льдонасыщенных грунтов и вытаиванием подземных льдов, приводящий к проседанию поверхности земли, возникновению отрицательных форм рельефа и их заболачиванию.
На рис. 3 представлен участок трассы трубопровода с частичным заболачиванием предположительно термокарстового происхождения и протеканием эрозионных процессов, которые ведут к размыву обваловывания трубопровода поверхностным стоком вод, изменению его пространственного положения и оголению некоторых участков.
Рис. 3. Развитие термокарста на трассе трубопровода
Заключение
Использование геоинформационных систем значительно повышает обоснованность и качество управленческих инженерных решений по защите трубопроводных систем от воздействия опасных природных и природно-техногенных процессов, минимизирует ошибки в оценке состояния природно-техногенной системы, связанные с недостатком информации о степени опасности развития природных и природно-техногенных процессов.
Имея значительное количество информации по ландшафту, природно-климатической зоне, наличии опасных событий, риск-факторов с количественной оценкой негативных воздействий влияния МТ на окружающую среду строятся карты риска с использованием геоинформационных технологий, на основе которых можно разрабатывать корректирующие мероприятия по минимизации антропогенных воздействий на окружающую среду и причинения ущербов народному хозяйству. Для оценки геологических рисков необходимо дополнительно использовать достаточно сложные прогностические модели.
Библиографическая ссылка
Стручкова Г.П., Капитонова Т.А., Ефремов П.В., Тарская Л.Е. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЭРОВИЗУАЛЬНОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ СЕВЕРА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 9-1. – С. 38-41;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=5784 (дата обращения: 21.11.2024).