[go: up one dir, main page]

RU2582428C2 - Method of controlling position of above-ground pipelines under permafrost conditions - Google Patents

Method of controlling position of above-ground pipelines under permafrost conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2582428C2
RU2582428C2 RU2014110686/06A RU2014110686A RU2582428C2 RU 2582428 C2 RU2582428 C2 RU 2582428C2 RU 2014110686/06 A RU2014110686/06 A RU 2014110686/06A RU 2014110686 A RU2014110686 A RU 2014110686A RU 2582428 C2 RU2582428 C2 RU 2582428C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
coordinates
server
deformation
glonass
Prior art date
Application number
RU2014110686/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014110686A (en
Inventor
Юрий Викторович Лисин
Павел Александрович Ревель-Муроз
Зуфар Амирович Зарипов
Анатолий Евгеньевич Сощенко
Алексей Владимирович Хабаров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть")
Общество с ограниченой ответственностью "Научно-исследовательский институт транспорта нефти и нефтепродуктов Транснефть" (ООО "НИИ Транснефть")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть"), Общество с ограниченой ответственностью "Научно-исследовательский институт транспорта нефти и нефтепродуктов Транснефть" (ООО "НИИ Транснефть") filed Critical Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть")
Priority to RU2014110686/06A priority Critical patent/RU2582428C2/en
Publication of RU2014110686A publication Critical patent/RU2014110686A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2582428C2 publication Critical patent/RU2582428C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00Protection or supervision of installations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: surveying.
SUBSTANCE: invention relates to engineering survey and can be used to control position of above-ground pipeline laying. Deformation marks are placed on pile of pipe support. At a distance of no more than 50 m from pipeline installed underground deep benchmarks, along pipeline to 20-40 km intervals set reference stations, determine their position in public network and converted to local coordinates, which are transmitted to server. Then in local coordinate system, carrying out a cycle of zero coordinate measuring deformation marks regarding groundwater deep frames, determine zero horizontal and vertical position of pipeline and results of all measurements build a design digital model of pipeline. During operation of pipeline with help of mobile GPS/GLONASS receivers carry out control measurements of coordinates of deformation marks that characterise current horizontal and vertical position of pipeline, transmit measurement data to a server and build a digital model of current pipeline. By comparing results with a design digital model define areas in which deviation of current position of pipeline from design exceeds allowable value.
EFFECT: technical result is simplification of procedures for handling, storage and transmission, improving accuracy and speed of determining current position of pipeline.
11 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области инженерной геодезии и может быть использовано для мониторинга состояния, в том числе положения и деформации, трубопроводов.The invention relates to the field of engineering geodesy and can be used to monitor the condition, including the position and deformation of pipelines.

Заявляемое изобретение касается контроля надземных магистральных трубопроводов - протяженных объектов, трассы которых прокладываются в разнообразных топографических, геологических, гидрогеологических и климатических условиях, в том числе в зонах многолетнемерзлых грунтов. В результате совокупного воздействия этих условий возможна деформация трубы вместе с грунтом. Поэтому одним из важных контролируемых параметров является планово-высотное положение (ПВП) линейной части трубопровода.The claimed invention relates to the control of elevated trunk pipelines - extended objects, the routes of which are laid in a variety of topographic, geological, hydrogeological and climatic conditions, including in permafrost zones. As a result of the combined effect of these conditions, the pipe may deform together with the soil. Therefore, one of the important controlled parameters is the horizontal-vertical position (PVP) of the linear part of the pipeline.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Из заявки KR 20110057066 (МПК G08B 21/18, дата публикации 24.12.2012) известен способ контроля за состоянием нефтепровода, состоящий из сбора информации о состоянии трубопровода по различным каналам, включая видеоканал, инфракрасные лучи и т.д., и на основе комбинации обработанных результатов потоковых данных всех каналов информации, позволяющий сделать вывод о состоянии трубопровода. Способ имеет высокую точность измерения, однако использование заявляемого способа в высоких широтах и удаленных районах не представляется возможным, поскольку невозможно обеспечить электрическое питание, устойчивость работы и надежность комплекса точных приборов ввиду крайне низких температур и удаленности от поселений.From the application KR 20110057066 (IPC G08B 21/18, publication date 12/24/2012), a method for monitoring the state of an oil pipeline is known, which consists of collecting information about the state of the pipeline through various channels, including a video channel, infrared rays, etc., and based on a combination processed results of streaming data of all information channels, which allows us to make a conclusion about the state of the pipeline. The method has high measurement accuracy, however, the use of the proposed method in high latitudes and remote areas is not possible, since it is impossible to provide electrical power, stability and reliability of a complex of precision instruments due to extremely low temperatures and remoteness from settlements.

Способы и методы геотехнического мониторинга состояния надземных трубопроводов описаны в автореферате «Контроль деформированного состояния надземных трубопроводов в криолитозоне» диссертационной работы Витченко А.С. Методика контроля деформированного состояния надземных трубопроводов используется в ходе планирования и реализации ремонтно-восстановительных работ газопромысловых трубопроводов, включая технологические трубопроводы обвязок ДКС (Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat http://www.dissercat.com). В работе даны определения допустимых значений геометрических параметров деформированного состояния надземных трубопроводов. Для определения критериев оценки напряженно-деформированного состояния трубопроводов использованы параметры, описывающие геометрическую форму искривленных участков, таких как уклон прямолинейного участка трубопровода, изменение уклона по сравнению с базовым измерением, прогиб прямолинейного участка трубопровода, изменение прогиба по сравнению с базовым измерением. Эти данные получены, в том числе, и по показаниям деформационных марок.Ways and methods of geotechnical monitoring of the condition of elevated pipelines are described in the abstract "Control of the deformed condition of elevated pipelines in the permafrost zone" of the dissertation by A. Vitchenko The methodology for monitoring the deformed state of above-ground pipelines is used during the planning and implementation of repair and restoration work on gas production pipelines, including technological pipelines for strand boilers (Scientific Library of Dissertations and Abstracts disserCat http://www.dissercat.com). The paper gives definitions of the allowable values of the geometric parameters of the deformed state of above-ground pipelines. To determine the criteria for assessing the stress-strain state of pipelines, parameters were used that describe the geometric shape of the curved sections, such as the slope of the rectilinear section of the pipeline, the change in slope compared to the basic measurement, the deflection of the rectilinear section of the pipeline, the change in deflection compared to the basic measurement. These data were obtained, including from the testimony of deformation marks.

Из уровня техники также известно изобретение по патенту РФ №2357205 (МПК G01B 11/16, дата публикации 27.05.2009), касающееся системы для определения деформаций строительных конструкций и сооружений. Известное устройство состоит из моторизованного электронного тахеометра со стеклянным защитным колпаком, установленного внутри здания с фундаментной плитой, опорным контуром и покрытием.The prior art also knows the invention according to the patent of the Russian Federation No. 2357205 (IPC G01B 11/16, publication date 05/27/2009), concerning a system for determining the deformations of building structures and structures. The known device consists of a motorized electronic total station with a glass protective cap installed inside the building with a foundation plate, a support contour and a coating.

Тахеометр соединен кабелем с компьютером и имеет возможность оптического контакта с деформационными марками в виде трипельпризменных отражателей, установленных на контролируемых строительных конструкциях. Марки, установленные на покрытии, зафиксированы посредством зажимов на выпусках покрытия. Одна из этих марок является контрольной и снабжена дополнительным отражателем. Расстояние между отражателями метрологически аттестовано по измеряемым координатам.The total station is connected by cable to a computer and has the ability to optical contact with deformation marks in the form of triple prism reflectors installed on controlled building structures. The marks mounted on the cover are fixed by means of clamps on the outlets of the cover. One of these brands is a control and is equipped with an additional reflector. The distance between the reflectors is metrologically certified according to the measured coordinates.

Недостаток системы заключается в том, что в условиях удаленности трубопровода и вечной мерзлоты невозможно обеспечить постоянным электрическим питанием электронный тахеометр. Кроме того, возможно нарушение точного позиционирования и работоспособности при установке тахеометра в удаленной местности при отсутствии охраны и в условиях атмосферных и природных воздействий.The disadvantage of the system is that in conditions of remoteness of the pipeline and permafrost, it is impossible to provide an electronic total station with constant electrical power. In addition, there may be a violation of accurate positioning and performance when installing a total station in a remote area in the absence of protection and in the conditions of atmospheric and natural influences.

Известно также техническое решение по патенту РФ на изобретение №2413055 (МПК E02D 1/08, дата публикации 27.02.2011), касающееся способа измерения осадок фундаментов, который включает периодические измерения положения марки, расположенной на фундаменте, относительно практически неподвижного репера. Положение марки по высоте измеряют датчиком линейных перемещений с преобразователем значений этих перемещений в электрический сигнал относительно практически неподвижного репера, расположенного под маркой в грунте ниже промерзания грунта и зоны его деформации от фундамента.There is also a technical solution according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2413055 (IPC E02D 1/08, publication date 02/27/2011), concerning a method for measuring the precipitation of foundations, which includes periodic measurements of the position of the brand located on the foundation with respect to a practically fixed frame. The position of the mark in height is measured by a linear displacement transducer with a converter of the values of these displacements into an electrical signal relative to a practically stationary reference point located under the mark in the ground below the freezing of the soil and its deformation zone from the foundation.

Недостаток способа заключается в отсутствии возможности подключения питания датчиков, учитывая достаточно большое их количество на магистральном трубопроводе. Кроме того, известный способ измерения достаточно узок в применении и непригоден для использования в качестве средства мониторинга магистральных трубопроводов, так как отсутствуют средства накопления и обработки данных.The disadvantage of this method is the lack of the ability to connect power sensors, given a sufficiently large number of them on the main pipeline. In addition, the known measurement method is rather narrow in application and unsuitable for use as a means of monitoring trunk pipelines, since there are no means of accumulation and data processing.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности эксплуатации и экологической безопасности трубопроводных систем высокого давления, с помощью которых обеспечивают транспортировку опасных жидкостей и газов на объектах нефтегазового комплекса, за счет внедрения современных методов мониторинга и диагностики трубопроводных систем, предусматривающих всестороннюю оценку их технического состояния и соответствия текущих параметров проектным значениям, в частности, планово-высотному положению.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of operation and environmental safety of high pressure pipeline systems, with which they ensure the transportation of hazardous liquids and gases at oil and gas facilities, through the introduction of modern methods of monitoring and diagnostics of pipeline systems, providing a comprehensive assessment of their technical condition and compliance with current parameters to the design values, in particular, the planning and altitude position.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в использовании комплекса взаимосвязанных мер по мониторингу, включающих контроль положения деформационных марок с помощью оптических геодезических приборов и с помощью мобильных спутниковых геодезических приемников, контроль положения глубинных реперов с помощью мобильных спутниковых геодезических приемников, использование государственной системы координат только на начальном этапе для привязки пунктов сети к местной системе координат, проведение геодезических измерений в местной системе координат, снижении времени и трудозатрат на выполнение работ по определению координат нефтепровода для эксплуатационных нужд, упрощении процедуры обращения, хранения и передачи данных о планово-высотном положении нефтепровода при выполнении измерений при повышении достоверности (точности) и скорости формирования результата получаемых данных о текущем положении трубопроводов и опор.The technical result achieved by using the claimed invention consists in the use of a set of interconnected monitoring measures, including control of the position of deformation marks using optical geodetic instruments and using mobile satellite geodetic receivers, monitoring the position of deep benchmarks using mobile satellite geodetic receivers, using the state system coordinates only at the initial stage for linking network points to the local coordinate system, p Conducting geodetic measurements in the local coordinate system, reducing the time and labor required to determine the coordinates of the pipeline for operational needs, simplifying the procedure for handling, storing and transmitting data on the plan-height position of the pipeline when performing measurements while increasing the reliability (accuracy) and speed of forming the result obtained data on the current position of pipelines and supports.

Высокое качество системы контроля положения трубопровода обеспечивается:The high quality of the pipeline position control system is ensured by:

- стабильностью пространственного положения пунктов местной геодезической сети;- stability of the spatial position of points of the local geodetic network;

- обеспечением возможности контролировать стабильность пространственного положения пунктов местной геодезической сети при каждом измерении ПВП трубопровода;- providing the ability to control the stability of the spatial position of the points of the local geodetic network during each measurement of the PVP of the pipeline;

- высокой точностью определения взаимного положения смежных пунктов сети;- high accuracy in determining the relative position of adjacent network points;

- достаточной плотностью пунктов и краткостью промежутка времени, необходимого для измерения координат с высокой точностью;- sufficient density of points and the brevity of the time interval necessary for measuring coordinates with high accuracy;

- простотой и доступностью измерительных операций для персонала эксплуатирующей организации.- simplicity and accessibility of measurement operations for personnel of the operating organization.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Поставленная задача решается тем, что способ контроля положения трубопровода надземной прокладки в условиях вечной мерзлоты, согласно техническому решению, включает установку деформационных марок на сваи фундамента опоры трубопровода на расстоянии не менее 0,5 м от поверхности земли, установку грунтовых глубинных реперов, которые размещают на расстоянии не более 1,5 км друг от друга и не более 50 метров от опор, установку референцных станций вдоль трубопровода на расстоянии 20-40 км друг от друга, которые выполнены с возможностью приема-передачи информации на сервер; при этом при установке грунтовых глубинных реперов и референцных станций определяют их координаты в государственной сети, полученные координаты с помощью ключа переводят в местные координаты, которые передают на сервер, после чего в местной системе координат осуществляют нулевой цикл измерений координат деформационных марок относительно грунтовых глубинных реперов, по координатам марок определяют нулевое планово-высотное положение трубопровода, координаты марок также передают на сервер, и по результатам всех измерений строят проектную цифровую модель трубопровода, далее в процессе эксплуатации трубопровода осуществляют контрольные измерения координат деформационных марок, характеризующих текущее планово-высотное положение (ПВП) трубопровода, при этом контрольные измерения производят с помощью мобильных GPS/ГЛОНАСС приемников, обеспечивающих получение и передачу данных измерения на сервер, строят текущую цифровую модель трубопровода, которую сравнивают с проектной цифровой моделью трубопровода, и определяют участки трубопровода, на которых отклонение текущего его положения от проектного превышает допустимые значения, при этом контрольные измерения координат деформационных марок осуществляют не менее 1 раза в месяц в течение первого года эксплуатации трубопровода и не менее 2 раз в год. Измерение координат марок относительно реперов в местной системе координат, характеризующих нулевое планово-высотное положение трубопровода, может быть осуществлено приборами оптического контроля. Мобильный GPS/ГЛОНАСС приемник может быть снабжен средствами беспроводной связи для приема-передачи информации на сервер. В процессе эксплуатации трубопровода осуществляют контрольные измерения координат грунтовых глубинных реперов, которые сохраняют на сервере и используют при измерении положения деформационных марок посредством приборов оптического контроля, при этом контрольные измерения координат грунтовых глубинных реперов осуществляют не менее 1 раза в месяц в течение первого года эксплуатации трубопровода и не менее 2 раз в год. Деформационные марки могут быть выполнены из стального проката, например, стального уголка, трубы или арматуры, с образованием острого угла, при этом марки прикрепляют к металлическому ростверку или оголовку сваи опоры таким образом, что вершина острого угла является верхней точкой деформационной марки, положение которой является точкой снятия показаний планово-высотного положения. Деформационной маркой снабжают каждую сваю фундамента опоры трубопровода. Глубинный репер состоит из металлической трубы, реперной головки, выполненной из нержавеющей стали со шлифованной сферической поверхностью, и установленного в скважину бетонного «якоря», при этом репер снабжен защитным кожухом из металлической трубы, заполненной песчаным непучинистым грунтом. Каждый репер устанавливают на глубину не менее глубины размещения границы максимального сезонного оттаивания грунтов, увеличенной на 1 м, в частности, на глубину не менее 11 м. Глубинные реперы, используемые при реализации заявляемого способа, состоят из металлической трубы, например, диаметром 57 мм длиной 11,6 м, реперной головки, выполненной из нержавеющей стали со шлифованной сферической поверхностью, и бетонного «якоря», установленного в скважину диаметром 500 мм, при этом репер снабжен защитным кожухом из металлической трубы диаметром 426 мм, заполненной песчаным непучинистым грунтом. На трубопроводе на компенсаторах размещают датчики планово-высотного положения в месте максимально возможного изменения положения трубопровода, информацию с датчиков направляют на сервер с помощью волоконно-оптической линии связи или с помощью радиомодема через референцную станцию. Референцная станция включает мультичастотную навигационную аппаратуру потребителя ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS фазового режима; мультичастотную ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS геодезическую ГНСС-антенну с системами подавления многолучевости и переотраженных сигналов, показателем эксцентриситета фазового центра не более 2 мм, устройством крепления на неподвижном объекте; компьютер с функцией контроллера для настройки оборудования постояннодействующей референцной станции; программное обеспечение для выполнения основных функций референцной станции. Референцная станция может включать блок резервного питания.The problem is solved in that the method of monitoring the position of the overhead pipeline in permafrost, according to the technical solution, includes the installation of deformation marks on the foundation piles of the pipeline support at a distance of not less than 0.5 m from the ground, the installation of underground deep benchmarks, which are placed on a distance of not more than 1.5 km from each other and not more than 50 meters from the supports, the installation of reference stations along the pipeline at a distance of 20-40 km from each other, which are made with the possibility of reception Achi information to the server; at the same time, when installing ground depth benchmarks and reference stations, their coordinates are determined in the state network, the obtained coordinates are transferred using the key to local coordinates, which are transmitted to the server, after which, in the local coordinate system, they carry out a zero cycle of measuring the coordinates of deformation marks relative to ground depth benchmarks, the coordinates of the grades determine the zero planning and height position of the pipeline, the coordinates of the grades are also transmitted to the server, and based on the results of all measurements, a project a new digital model of the pipeline, then during the operation of the pipeline, control measurements of the coordinates of the deformation grades characterizing the current planning and elevation position (PVP) of the pipeline are carried out, while control measurements are made using mobile GPS / GLONASS receivers, which ensure the receipt and transmission of measurement data to the server, build the current digital pipeline model, which is compared with the design digital pipeline model, and determine the pipeline sections on which the deviation of the current about its position from the design exceeds the permissible values, while the control measurements of the coordinates of the deformation marks are carried out at least 1 time per month during the first year of operation of the pipeline and at least 2 times a year. The coordinates of the marks relative to the benchmarks in the local coordinate system characterizing the zero planning and height position of the pipeline can be measured by optical control devices. The mobile GPS / GLONASS receiver can be equipped with wireless communications for receiving and transmitting information to the server. During the operation of the pipeline, control measurements of the coordinates of ground deep benchmarks are carried out, which are stored on the server and used when measuring the position of deformation grades using optical control devices, while control measurements of the coordinates of ground deep benchmarks are carried out at least 1 time per month during the first year of operation of the pipeline and at least 2 times a year. The deformation marks can be made of rolled steel, for example, a steel corner, pipe or reinforcement, with the formation of an acute angle, while the marks are attached to a metal grillage or head of the support pile in such a way that the peak of the acute angle is the top point of the deformation mark, the position of which is the point of taking readings of the plan-high-altitude position. A deformation mark is provided to each pile of the foundation of the pipeline support. The deep bench consists of a metal pipe, a bench head made of stainless steel with a polished spherical surface, and a concrete "anchor" installed in the well, while the bench is equipped with a protective casing of a metal pipe filled with sandy non-porous soil. Each benchmark is set to a depth of not less than the depth of the border for maximum seasonal thawing of soils increased by 1 m, in particular, to a depth of not less than 11 m. The deep benchmarks used in the implementation of the proposed method consist of a metal pipe, for example, with a diameter of 57 mm in length 11.6 m, a reference head made of stainless steel with a polished spherical surface, and a concrete "anchor" installed in a borehole with a diameter of 500 mm, while the benchmark is equipped with a protective casing of a metal pipe with a diameter of 426 mm filled with sandy non-porous soil. Sensors of the planned altitude position are placed on the pipeline on the compensators in the place of the maximum possible change in the position of the pipeline, information from the sensors is sent to the server using a fiber optic communication line or using a radio modem through a reference station. The reference station includes multi-frequency navigation equipment of the consumer GLONASS or GLONASS / GPS phase mode; multifrequency GLONASS or GLONASS / GPS geodetic GNSS antenna with systems for suppressing multipath and reflected signals, an eccentricity index of the phase center of not more than 2 mm, a device for mounting on a fixed object; a computer with a controller function to configure the equipment of a permanent reference station; software to perform the basic functions of a reference station. The reference station may include a backup power unit.

Референцные станции обеспечивают свое точное позиционирование и передачу информации на сервер, который использует эту информацию для вычисления необходимых поправок для передачи их на передвижные GPS/ГЛОНАСС приемники (роверы), в результате чего на дисплее контроллера к роверу, в режиме реального времени, отображаются точные координаты его местоположения.The reference stations provide their accurate positioning and transmission of information to a server that uses this information to calculate the necessary corrections for transferring them to mobile GPS / GLONASS receivers (rovers), as a result of which the exact coordinates are displayed on the controller display to the rover in real time its location.

На одно измерение тратят от 1 до 3-х минут. Для сравнения: применение традиционного метода измерения координат пунктов путем использования режима «Статика», т.е. в отсутствие автоматизированной сети, требует 20-30 мин на измерение координат 1 точки, а также требуется постобработка данных с применением специализированного программного обеспечения на мобильном компьютере или АРМе.They spend from 1 to 3 minutes on one measurement. For comparison: the use of the traditional method of measuring the coordinates of points by using the "Static" mode, i.e. in the absence of an automated network, it takes 20-30 minutes to measure the coordinates of 1 point, and post-processing of data using specialized software on a mobile computer or AWP is also required.

При удалении ровера от референцных станций на расстоянии не более 8-10 км погрешность измерения ПВП не превышает ±25 мм, а при удалении ровера от референцных станций на расстоянии 15-20 км погрешность измерения ПВП не превышает ±40 мм.When the rover is removed from the reference stations at a distance of no more than 8-10 km, the PVP measurement error does not exceed ± 25 mm, and when the rover is removed from the reference stations at a distance of 15-20 km, the PVP measurement error does not exceed ± 40 mm.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Заявляемое изобретение поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 схематично представлен вариант размещения глубинного репера,In FIG. 1 schematically shows a variant of placement of the depth benchmark,

На фиг. 2 схематично представлен возможный вариант установки антенны референцной станции.In FIG. 2 schematically shows a possible installation of a reference station antenna.

На фиг. 3, 4 схематично представлены варианты размещения деформационной марки на свае фундамента опоры.In FIG. 3, 4 schematically present options for placing a deformation mark on a pile of the foundation of the support.

На фиг. 5-11 схематично представлено взаимное расположение деформационных марок, глубинных реперов, референцных станций, реперов государственной геодезической системы и взаимодействие между ними.In FIG. 5-11 schematically shows the mutual arrangement of deformation marks, deep benchmarks, reference stations, benchmarks of the state geodetic system and the interaction between them.

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:

1 - глубинный репер местной геодезической сети, 2 - референцная станция, 3 - деформационная марка, 4 - свая, 5 - трубопровод, 6 - опора трубопровода, 7 - сервер, 8 - средства измерения, 9 - репер государственной геодезической сети.1 - deep benchmark of the local geodetic network, 2 - reference station, 3 - deformation mark, 4 - pile, 5 - pipeline, 6 - pipeline support, 7 - server, 8 - measuring instruments, 9 - benchmark of the state geodetic network.

ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Заявляемый способ реализуют в процессе эксплуатации трубопровода при устройстве геодезической сети, однако первые необходимые действия предпринимают уже на стадии монтажа трубопровода и установки опор.The inventive method is implemented during operation of the pipeline with the installation of the geodetic network, however, the first necessary actions are already taken at the stage of installation of the pipeline and installation of supports.

Геодезическая сеть на магистральном трубопроводе закрепляет единую систему координат (или нескольких связанных между собой систем координат). Точность построения сети обеспечивает оценку запаса прочности и остаточного ресурса трубопровода в режиме мониторинга его состояния. Геодезическую сеть строят вдоль трубопровода в виде связанных с центром обработки данных референцных станций (наземных геодезических пунктов), размещенных в ее узлах, и множества специальных контрольных деформаццонных марок, закрепленных на опорах трубопровода. В качестве референцных станций используют специализированные геодезические приемники навигационного сигнала глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).The geodetic network on the main pipeline secures a single coordinate system (or several interconnected coordinate systems). The accuracy of the network construction provides an assessment of the margin of safety and the residual life of the pipeline in the monitoring mode of its condition. A geodetic network is built along the pipeline in the form of reference stations connected to the data processing center (ground-based geodetic points) located at its nodes, and many special control deformation marks fixed on the pipeline supports. As reference stations, specialized geodetic receivers of the navigation signal of global navigation satellite systems (GNSS) are used.

Для контроля высотного положения нефтепровода, состояния сопутствующих объектов, а также состояния и эффективности мероприятий инженерной защиты в период строительства магистрального трубопровода и его эксплуатации необходимо осуществление геотехнического мониторинга, для чего выполняют следующие подготовительные действия.To control the height of the oil pipeline, the state of associated facilities, as well as the state and effectiveness of engineering protection measures during the construction of the main pipeline and its operation, geotechnical monitoring is necessary, for which the following preparatory steps are performed.

1. Устанавливают глубинные реперы 1 вдоль трубопровода 5. Глубинный репер состоит из металлической трубы (реперной трубы) диаметром 57 мм длиной 11,6 м, реперной головки и бетонного «якоря» устанавливаемый в скважину диаметром 500 мм. К верхней части реперной трубы приваривается специальная сферическая головка, изготавливаемая из нержавеющей стали со шлифованной сферической поверхностью радиусом 25 мм. В сферической головке выполняется отверстие глубиной 3 мм. Нижняя часть глубинного репера оборудуется «якорем», для повышения устойчивости и противодействия возможным силам морозного пучения. «Якорь» может быть изготовлен двумя способами: на месте монтажа репера или в заводских условиях. При изготовлении «якоря» в полевых условиях (на площадке монтажа репера), на конец реперной трубы приваривают лист с толщиной 4 мм, шириной 50 мм и длиной 1000 мм в виде «шнека». Затем в скважину заливают цементно-песчаный раствор толщиной 20 см от дна скважины. В заводских условиях «якоря» изготавливают из бетона с установкой закладной детали. Закладная деталь выполняется из трубы диаметром 57 мм приваренного к ней листа 4×50 мм. «Якорь» с реперной трубой соединяют с помощью резьбового соединения. Реперную трубу защищают от сил морозного пучения с помощью защитной трубы диаметром 89 мм с двумя герметизирующими манжетами на концах. Пространство между реперной и защитной трубами заполняется смазкой ЦИАТИМ 221 или аналогом, с учетом работоспособности смазки не менее 40 лет и рабочего диапазона температур от минус 60 до плюс 150°С. Для защиты глубинного репера от уничтожения или повреждения его оборудуют защитным кожухом из металлической трубы диаметром 426 мм, заполненной песчаным непучинистым грунтом. Защитный кожух устанавливают в заранее пробуренную скважину диаметром 500 мм. Крышку кожуха выполняют также из трубы диаметром 426 мм из листовой стали толщиной 8 мм. Для плотного прилегания крышки к кожуху после закрытия к внутренней поверхности кожуха приваривают специальные направляющие в количестве 4 шт. длиной 200 мм, выполненные из сегментов трубы диаметром 426 мм. На верх крышки приваривают специальный опознавательный знак, выполняемый из арматуры длиной 800 мм и металлического листа толщиной 3 мм, на котором указывается номер репера, наименование и контактная информация эксплуатирующей организации. Подсыпку вокруг глубинного репера в радиусе 1,0 м и на глубину максимального сезонного оттаивания (2,5 м) выполняют из непучинистых грунтов (сухой песок средней крупности или мелкий).1. Install the depth bench 1 along the pipeline 5. The depth bench consists of a metal pipe (reference pipe) with a diameter of 57 mm and a length of 11.6 m, a reference head and a concrete “anchor” installed in the well with a diameter of 500 mm. A special spherical head is welded to the upper part of the reference pipe, made of stainless steel with a polished spherical surface with a radius of 25 mm. A 3 mm deep hole is made in the spherical head. The lower part of the deep benchmark is equipped with an "anchor" to increase stability and counter the possible forces of frost heaving. Anchor can be made in two ways: at the installation site of the benchmark or in the factory. In the manufacture of the “anchor” in the field (at the bench mounting site), a sheet with a thickness of 4 mm, a width of 50 mm and a length of 1000 mm in the form of a “screw” is welded to the end of the reference pipe. Then a cement-sand mortar 20 cm thick from the bottom of the well is poured into the well. In the factory, the "anchors" are made of concrete with the installation of embedded parts. The embedded part is made of a pipe with a diameter of 57 mm of a 4 × 50 mm sheet welded to it. An "anchor" with a reference pipe is connected using a threaded connection. The reference pipe is protected against frost forces by means of a protective pipe with a diameter of 89 mm with two sealing cuffs at the ends. The space between the reference and protective pipes is filled with TsIATIM 221 grease or an equivalent, taking into account the grease’s working capacity for at least 40 years and the operating temperature range from minus 60 to plus 150 ° С. To protect the deep benchmark from destruction or damage, it is equipped with a protective casing of a metal pipe with a diameter of 426 mm filled with sandy non-porous soil. A protective casing is installed in a pre-drilled well with a diameter of 500 mm. The casing cover is also made of a pipe with a diameter of 426 mm from sheet steel with a thickness of 8 mm. For tight fit of the lid to the casing after closing, 4 special guides are welded to the inner surface of the casing. 200 mm long, made of pipe segments with a diameter of 426 mm. A special identification mark is welded to the top of the lid, made of reinforcement 800 mm long and a metal sheet 3 mm thick, which indicates the reference number, name and contact information of the operating organization. Filling around the deep benchmark in a radius of 1.0 m and to a depth of maximum seasonal thawing (2.5 m) is made of non-porous soils (dry sand of medium size or fine).

2. Устанавливают на все опоры контролируемого трубопровода в качестве геодезических знаков - деформационные марки 3. Марки, предназначенные для наблюдения за деформациями нефтепровода при надземной прокладке, монтируют на сваи 4 опоры 6. Деформационные марки изготавливают из стального проката (арматурная, круглая сталь, уголки и т.д.) с обточкой для получения сферической поверхности при установке уголка вертикально или вырезом угла для фиксированной установки рейки при расположении уголка в горизонтальном положении. Деформационная марка может быть непосредственно закреплена на несущей конструкции или через дополнительный швеллер. Крепление, как правило, осуществляют сварным швом к оголовкам свай. Деформационным маркам присваивают порядковый номер для учета и производят нулевой замер их высотного положения. Количество закрепляемых на трубопроводе марок в значительной степени зависит от требований к точности измерения значений ПВП и возможностей прибора внутритрубной диагностики.2. Install deformation marks on all supports of the controlled pipeline as geodetic marks 3. Stamps designed to monitor the deformation of the pipeline during overhead installation are mounted on piles 4 supports 6. Deformation marks are made of rolled steel (reinforcing, round steel, angles and etc.) with turning to obtain a spherical surface when installing a corner vertically or by cutting a corner for fixed installation of a rail when the corner is in a horizontal position. The deformation mark can be directly fixed to the supporting structure or through an additional channel. Fastening, as a rule, is carried out by a weld to the pile heads. Deformation marks are assigned a serial number for accounting and zero measurement of their altitude is performed. The number of grades fixed on the pipeline largely depends on the accuracy requirements for measuring the PVP values and the capabilities of the in-line diagnostics device.

3. Устанавливают вдоль трубопровода сеть из постоянно действующих референцных станций 2, которая охватывает своим обслуживанием всю территорию линейной части магистрального трубопровода. Сеть референцных станций - совокупность постоянно действующих спутниковых (ГНСС) референцных станций, установленных на местности по заданной схеме, относительное положение которых определено в единой системе координат, объединенные каналами коммуникаций для сбора и обработки геодезических данных в едином центре хранения и обработки геодезических данных (сервер ЦХОГД), так чтобы обеспечивать выполнение измерений и определение пространственного местоположения объектов на обширной площади с одинаковой точностью и в единой системе отсчета времени и пространства. Референцные станции размещают на зданиях и сооружениях в полосе обслуживания магистрального трубопровода или на сцециальных глубинных реперах, то есть станции устанавливают двух типов - с заглублением в грунт, и наружной антенной частью, к которой подводят питание от любого возможного источника энергии (линия электропередач, автономный источник), и станции, устанавливаемые на блок-бокс управления запорной арматурой. Станции второго типа представляют собой контейнер, в котором сосредоточены щиты управления автоматической референцной станцией, закрепленный на крыше блок-бокса.3. Install a network of constantly operating reference stations 2 along the pipeline, which covers the entire territory of the linear part of the main pipeline with its services. A network of reference stations is a set of permanently operating satellite (GNSS) reference stations installed on the ground according to a given pattern, the relative position of which is determined in a single coordinate system, combined by communication channels for collecting and processing geodetic data in a single center for storing and processing geodetic data (TSOGD server ), so as to ensure that measurements are taken and the spatial location of objects on a vast area is determined with the same accuracy and in a single reference system ETA time and space. Reference stations are placed on buildings and structures in the service line of the main pipeline or on special depth benchmarks, that is, the stations are installed of two types - with a burial in the ground, and an external antenna part to which power is supplied from any possible energy source (power line, autonomous source ), and stations installed on the control valve control box. Stations of the second type are a container in which the control panels of the automatic reference station are mounted on the roof of the block box.

В состав оборудования постоянно действующих референцных станций включено:The composition of the equipment of permanent reference stations includes:

- мультичастотная навигационная аппаратура потребителя ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS фазового режима;- multi-frequency navigation equipment of the consumer GLONASS or GLONASS / GPS phase mode;

- мультичастотная ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS геодезическая ГНСС-антенна с системами подавления многолучевости и переотраженных сигналов, показателем эксцентриситета фазового центра не более 2 мм, устройством крепления на неподвижном объекте;- multifrequency GLONASS or GLONASS / GPS geodetic GNSS antenna with systems for suppressing multipath and reflected signals, an eccentricity index of the phase center of not more than 2 mm, a mounting device on a fixed object;

- компьютер с функцией контроллера для настройки оборудования постояннодействующей референцной станции;- a computer with a controller function to configure the equipment of a permanent reference station;

- программное обеспечение для выполнения основных функций референцной станции;- software to perform the basic functions of a reference station;

- блок резервного питания;- backup power unit;

- кондиционер.- air conditioning.

Абонентское оборудование - подвижные станции (роверы), оснащенные мультичастотной навигационной аппаратурой потребителя ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS с фазовым режимом использования и средствами связи. В состав абонентского оборудования включено следующее оборудование:Subscriber equipment - mobile stations (rovers) equipped with multi-frequency navigation equipment of the GLONASS or GLONASS / GPS consumer with a phase mode of use and communications. The subscriber equipment includes the following equipment:

- мультичастотная навигационная аппаратура потребителя ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS фазового режима;- multi-frequency navigation equipment of the consumer GLONASS or GLONASS / GPS phase mode;

- мультичастотная компактная ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS антенна геодезического класса;- multi-frequency compact GLONASS or GLONASS / GPS antenna of geodetic class;

- контроллер и программное обеспечение для выполнения основных функций подвижной станции;- a controller and software to perform the basic functions of a mobile station;

- мобильный компьютер со специальным программным обеспечением для накопления и последующей обработки полевых измерений с возможностью подключения к сети, для получения навигационных данных, хранимых в ЦХОГД (центр хранения и обработки геодезических данных) (только для режима отложенной обработки «POST») Конструктивное решение абонентского оборудования не является предметом заявляемого изобретения и на фигурах не представлено.- a mobile computer with special software for the accumulation and subsequent processing of field measurements with the ability to connect to the network, to obtain navigation data stored in the TSOGD (center for storage and processing of geodetic data) (only for deferred processing mode "POST") Design solution of subscriber equipment It is not the subject of the claimed invention and is not represented in the figures.

В административном здании по обслуживанию магистрального нефтепровода устанавливается Центр хранения и обработки геодезических данных (ЦХОГД), в состав которого входят один или несколько серверов со специальным сетевым программным обеспечением. Вычислительный центр осуществляет:In the administrative building for servicing the main oil pipeline, a Center for storage and processing of geodetic data (TSOGD) is installed, which includes one or more servers with special network software. The computing center carries out:

- связь со спутниковыми приемниками одиночных базовых станций, настройку их внутренних параметров;- communication with satellite receivers of single base stations, setting their internal parameters;

- прием данных с базовых станций, проверку качества, автоматическую запись файлов данных на жесткий диск компьютера (сервера центра управления);- receiving data from base stations, quality control, automatic recording of data files to the hard disk of a computer (server of the control center);

- преобразование данных в формат RINEX, размещение файлов на FTP-сервере, или web-сайте для получения их пользователями по сети Интернет;- converting data to RINEX format, placing files on an FTP server, or web site to receive them by users on the Internet;

- формирование корректирующей информации для пользователей, определяющих свое местоположение в режиме реального времени в районе покрытия сети базовых станций;- the formation of corrective information for users who determine their location in real time in the coverage area of the base station network;

- передачу корректирующей информации через различные каналы связи (радио, сотовая связь, Интернет);- transmission of corrective information through various communication channels (radio, cellular, Internet);

- генерацию сообщений и ведение журнала событий в процессе работы центра управления, оповещение оператора центра управления об изменениях состояния спутников, базовых станций, линий коммуникаций и работающих с системой пользователей.- message generation and event logging during the operation of the control center, notification of the control center operator about changes in the status of satellites, base stations, communication lines and users working with the system.

Кроме того, с помощью программного обеспечения центра управления организован контроль за работой пользователей в режиме реального времени с их идентификацией и учетом сеансов RTK-измерений, автоматическая обработка измерений пользователей совместно с данными базовых станций, вычисление координат объектов пользователя и создание отчетов.In addition, with the help of the control center software, real-time monitoring of user work is organized with their identification and taking into account RTK measurement sessions, automatic processing of user measurements together with data from base stations, calculation of user object coordinates and reporting.

ЦХОГД должен обеспечивать:SHOGD should provide:

- непрерывное получение данных глобальных навигационных спутниковых систем от постоянно действующих референцных станций;- continuous acquisition of data from global navigation satellite systems from constantly operating reference stations;

- долговременное хранение (не менее 1 года) полученных данных от каждой постоянно действующей референцной станции;- long-term storage (at least 1 year) of the received data from each constantly operating reference station;

- комплексную математическую обработку полученных данных, поступающих в режиме реального времени от постоянно действующих референцных станций;- comprehensive mathematical processing of the received data coming in real time from constantly operating reference stations;

- визуализацию в режиме реального времени получаемых от постоянно действующих референцных станций данных и результатов их обработки;- Real-time visualization of data received from permanent reference stations and the results of their processing;

- обеспечивать дистанционную диагностику постоянно действующих референцных станций;- provide remote diagnostics of constantly operating reference stations;

- обеспечивать дистанционное конфигурирование постоянно действующих референцных станций;- provide remote configuration of permanent reference stations;

- обеспечивать дистанционное программирование постоянно действующих референцных станций;- provide remote programming of permanent reference stations;

- обеспечивать высокую надежность и отказоустойчивость.- provide high reliability and fault tolerance.

В состав оборудования GPS/ГЛОНАСС приемника должно быть включено:The GPS / GLONASS receiver equipment should include:

- мультичастотная навигационная аппаратура потребителя ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS фазового режима;- multi-frequency navigation equipment of the consumer GLONASS or GLONASS / GPS phase mode;

- мультичастотная компактная ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS антенна геодезического класса;- multi-frequency compact GLONASS or GLONASS / GPS antenna of geodetic class;

- контроллер и программное обеспечение для выполнения основных функций подвижной станции;- a controller and software to perform the basic functions of a mobile station;

- мобильный компьютер со специальным программным обеспечением для накопления и последующей обработки полевых измерений с возможностью подключения к сети, для получения навигационных данных, хранимых в ЦХОГД (только для режима отложенной обработки «POST»).- a mobile computer with special software for the accumulation and subsequent processing of field measurements with the ability to connect to the network, to obtain navigation data stored in the TSOGD (only for the delayed processing mode "POST").

GPS/ГЛОНАСС приемники должны быть специально разработаны для применения в сетях референцных станциях.GPS / GLONASS receivers should be specifically designed for use in networks of reference stations.

Для выполнения геодезических работ на постоянно-действующих референцных станциях применяют спутниковое оборудование систем ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS.To perform geodetic works at permanent reference stations, satellite equipment of GLONASS or GLONASS / GPS systems is used.

Планово-высотное положение трубопровода задается пространственными координатами его оси в контрольных точках.The planned-height position of the pipeline is determined by the spatial coordinates of its axis at control points.

Для реализации заявляемого способа с использованием описанного выше оборудования и аппаратуры поступают следующим образом.To implement the proposed method using the above equipment and apparatus, proceed as follows.

На фиг. 5 схематично представлен первый этап реализации заявляемого способа - создание местной опорной геодезической сети, состоящей из глубинных реперов 1, координаты которых определяются по реперам государственной геодезической сети 9 путем определения координат и высотных отметок, а затем с помощью ключа преобразуются в координаты местной геодезической сети. Местная геодезическая сеть располагается вдоль трубопровода. Количество точек, определяющих ПВП, должно быть не меньше числа, предусмотренного документами, регламентирующими разбивочные работы при выносе трассы трубопровода в натуру. В соответствии с правилами выполнения разбивочных работ контрольные точки определяются не реже чем через каждые 100 м, на отдельных участках - через 10 м и дополнительно в местах изменения направления оси трубопровода, включая точки перегиба на профиле.In FIG. 5 schematically presents the first stage of the implementation of the proposed method - the creation of a local reference geodetic network, consisting of deep benchmarks 1, the coordinates of which are determined by the benchmarks of the state geodetic network 9 by determining the coordinates and elevations, and then using the key are converted into the coordinates of the local geodetic network. The local geodetic network is located along the pipeline. The number of points that determine the PVP should not be less than the number provided for by the documents regulating the alignment work when the pipeline route is laid out in kind. In accordance with the rules for performing the alignment work, control points are determined at least every 100 m, in individual sections - after 10 m and additionally in places where the direction of the axis of the pipeline changes, including inflection points on the profile.

На фиг. 6 схематично представлен второй этап реализации заявляемого способа - установка деформационных марок 3 на опоры 6 трубопровода надземной прокладки.In FIG. 6 schematically shows the second stage of the implementation of the proposed method is the installation of deformation marks 3 on the support 6 of the overhead pipeline.

На фиг. 7 схематично представлен третий этап реализации заявляемого способа - проведение нулевого цикла измерений деформационных марок, получение их координат и высотных отметок в привязке к координатам реперов в местной опорной геодезической сети. Координаты марок измеряют при помощи средств измерения 8, а именно оптических геодезических приборов (нивелир, теодолит, тахеометр). Таким образом, формируют базу данных нулевого цикла измерений, который характеризует проектное положение трубопровода. Базу данных с цифровой моделью трубопровода, содержащую значения ПВП трубопровода размещают на сервере 7.In FIG. 7 schematically presents the third stage of the implementation of the proposed method - conducting a zero cycle of measuring strain marks, obtaining their coordinates and elevations in relation to the coordinates of the benchmarks in the local reference geodetic network. The coordinates of the grades are measured using measuring instruments 8, namely optical geodetic instruments (level, theodolite, total station). Thus, a database of a zero measurement cycle is formed, which characterizes the design position of the pipeline. A database with a digital model of the pipeline containing the values of the PVP of the pipeline is placed on the server 7.

На фиг. 8 схематично отмечен четвертый этап реализации заявляемого способа - получение, обработка данных нулевого цикла измерений и построение цифровой модели трубопровода по снятым показаниям. Информацию передают на сервер 7, который осуществляет вышеуказанные операции, и хранит обработанные данные для дальнейшего использования.In FIG. 8 schematically marks the fourth stage of the implementation of the proposed method - obtaining, processing data of the zero measurement cycle and building a digital model of the pipeline according to the readings. The information is transmitted to the server 7, which performs the above operations, and stores the processed data for future use.

На фиг. 9 представлено расположение референцных станций 2 и определение их координат по реперам государственной геодезической сети 9 с последующим преобразованием с помощью ключа в местные геодезические координаты. Референцные станции предоставляют корректирующую информацию для высокоточного определения координатных данных на местности с помощью роверов. Физическую реализацию местной системы координат обеспечивает размещаемая на местности сеть геодезических пунктов, построенная в виде совокупности взаимосвязанных референцных станций.In FIG. 9 shows the location of the reference stations 2 and the determination of their coordinates by reference points of the state geodetic network 9 with the subsequent conversion using the key into local geodetic coordinates. Reference stations provide corrective information for high-precision determination of coordinate data on the ground using rovers. The physical implementation of the local coordinate system is provided by a network of geodetic points located on the ground, built in the form of a set of interconnected reference stations.

На фиг. 10 схематично представлен процесс текущих измерений для осуществления контроля положения трубопровода. Оператор с помощью ровера, который получает корректирующую информацию от референцных станций, осуществляет сбор координатных данных и высотных отметок с деформационных марок и глубинных реперов. Эти данные передают на сервер для анализа и обработки.In FIG. 10 schematically illustrates a current measurement process for monitoring the position of a pipeline. The operator, using the rover, which receives corrective information from reference stations, collects coordinate data and elevations from deformation marks and deep benchmarks. This data is transmitted to the server for analysis and processing.

На фиг. 11 представлен заключительный этап реализации заявляемого способа, представляющий собой сравнение данных, полученных и обработанных сервером при формировании нулевого цикла измерений с данными текущего цикла измерений, полученными от роверов. По результатам сравнения сервер определяет идентичность нулевого и текущего положения точек измерения или фиксирует отклонение. В случае выявления при обработке сервером отклонения от значения нулевого цикла той или иной точки измерения, эту точку идентифицируют по привязанным к ней координатам, локализуют проблемный участок трубопровода и принимают меры по восстановлению проектного положения трубопровода и, соответственно, точки измерения.In FIG. 11 presents the final stage of the implementation of the proposed method, which is a comparison of the data received and processed by the server during the formation of the zero measurement cycle with the data of the current measurement cycle received from the rovers. Based on the comparison results, the server determines the identity of the zero and current positions of the measurement points or fixes the deviation. If a server detects deviations from the value of the zero cycle of a particular measurement point, this point is identified by the coordinates attached to it, the problematic section of the pipeline is localized and measures are taken to restore the design position of the pipeline and, accordingly, the measurement point.

Сервер должен быть обеспечен непрерывной связью с референцными станциями и получать данные с заранее выбранной частотой обновления. Для передачи данных с референцных станций на сервер (в центр управления) могут быть использованы различные методы:The server must be provided with continuous communication with reference stations and receive data with a pre-selected refresh rate. Various methods can be used to transfer data from reference stations to a server (to the control center):

- могут использоваться непрерывные аналоговые или цифровые модемные линии. Модем в центре управления может быть подключен к последовательному порту ПК напрямую, через RS232, но если необходимо подключить несколько референцных станций, то можно использовать маршрутизатор типа CISCO. Маршрутизатор предназначен для передачи данных через сеть LAN в компьютер центра управления. Это расширяемое решение, с учетом числа поддерживаемых линий, и оно позволяет использовать практически неограниченного число линий передачи данных. Компьютер, на котором работает программа GPSNet, принимает эти данные через IP протокол с маршрутизатора CISCO. Удаленные референцные станции идентифицируют по номерам TCP/IP портов;- Continuous analog or digital modem lines can be used. The modem in the control center can be connected directly to the PC serial port via RS232, but if you need to connect several reference stations, you can use a CISCO router. The router is designed to transmit data via the LAN to the control center computer. This is an extensible solution, taking into account the number of supported lines, and it allows the use of an almost unlimited number of data lines. The computer running GPSNet receives this data through the IP protocol from the CISCO router. Remote reference stations are identified by TCP / IP port numbers;

- может использоваться соединение на основе Frame Relay. Хотя этот метод не всегда осуществим с использованием телефонных сетей, он может быть лучшим методом передачи данных на большие расстояния. В этом случае на базовой станции необходимо использовать конвертер данных для протокола RS-232. Когда для передачи данных используется только Frame Relay, в центре управления можно поставить более простой маршрутизатор. При такой конфигурации каждая удаленная станция имеет свой собственный IP адрес, и маршрутизатор переводит данные из Frame Relay в LAN и наоборот;- A frame relay connection can be used. Although this method is not always feasible using telephone networks, it may be the best method for transmitting data over long distances. In this case, it is necessary to use a data converter for the RS-232 protocol at the base station. When only Frame Relay is used for data transfer, a simpler router can be installed in the control center. With this configuration, each remote station has its own IP address, and the router transfers data from Frame Relay to LAN and vice versa;

- данные также могут передаваться и через Интернет с использованием DSL или иного доступа. В этом случае протокол последовательного интерфейса должен быть преобразован в протокол TCP/IP.- Data can also be transmitted over the Internet using DSL or other access. In this case, the serial protocol must be converted to TCP / IP.

Объекты нефтегазового комплекса представляют собой сложные, динамические и открытые геотехнические системы (ГТС), которые взаимодействуют с окружающей (внешней) средой. Негативное воздействие таких объектов изменяют свойства и состояние окружающей среды. В свою очередь и внешняя среда, а также ее изменение, негативным образом воздействует на объекты. Такое взаимодействие отчетливо прослеживается в условиях криолитозоны. Многолетнемерзлые породы (ММП), используемые в качестве оснований инженерных объектов, вследствие физико-механического теплопереноса, могут находиться как в твердомерзлом, так и в пластично мерзлом состояниях. Вследствие этого изменяется несущая способность ММП, приводящая к возникновению деформаций инженерных объектов. При достижении критических параметров деформация может вызвать аварийные ситуации на объектах нефтегазового комплекса и проведения внеплановых ремонтных работ, требующих дополнительных финансовых и экономических затрат. Информацию о техническом и пространственно-временном состоянии ГТС можно получить при правильно организованном геодезическом мониторинге. Геодезический мониторинг таких объектов осуществляют на всех стадиях жизненного цикла сооружений: изысканиях, строительстве, эксплуатации или их ликвидации.The objects of the oil and gas complex are complex, dynamic and open geotechnical systems (GTS) that interact with the surrounding (external) environment. The negative impact of such objects change the properties and state of the environment. In turn, the external environment, as well as its change, negatively affects objects. Such an interaction is clearly seen in the permafrost zone. Permafrost rocks (IMF), used as the foundations of engineering objects, due to physical and mechanical heat transfer, can be both in hard frozen and in plastic frozen conditions. As a result, the bearing capacity of the IMF changes, leading to the occurrence of deformations of engineering objects. When critical parameters are reached, deformation can cause emergency situations at oil and gas facilities and unscheduled repairs that require additional financial and economic costs. Information on the technical and spatio-temporal state of the hydraulic structures can be obtained with properly organized geodetic monitoring. Geodetic monitoring of such objects is carried out at all stages of the life cycle of structures: surveys, construction, operation or their elimination.

Claims (11)

1. Способ контроля положения трубопроводов надземной прокладки в условиях вечной мерзлоты, характеризующийся тем, что он включает
установку деформационных марок на сваи фундамента опоры трубопровода на расстоянии не менее 0,5 м от поверхности земли,
установку грунтовых глубинных реперов, которые размещают на расстоянии не более 1,5 км друг от друга и не более 50 метров от опор,
установку референцных станций вдоль трубопровода на расстоянии 20-40 км друг от друга, которые выполнены с возможностью приема-передачи информации на сервер;
при установке грунтовых глубинных реперов и референцных станций определяют их координаты в государственной сети, полученные координаты с помощью ключа переводят в местные координаты, которые передают на сервер, после чего в местной системе координат осуществляют нулевой цикл измерений координат деформационных марок относительно грунтовых глубинных реперов, по координатам марок определяют нулевое планово-высотное положение трубопровода, координаты марок также передают на сервер, и по результатам всех измерений строят проектную цифровую модель трубопровода,
далее в процессе эксплуатации трубопровода осуществляют контрольные измерения координат деформационных марок, характеризующих текущее планово-высотное положение трубопровода, при этом контрольные измерения производят с помощью мобильных GPS/ГЛОНАСС приемников, обеспечивающих получение и передачу данных измерения на сервер, строят текущую цифровую модель трубопровода, которую сравнивают с проектной цифровой моделью трубопровода, и определяют участки трубопровода, на которых отклонение текущего его положения от проектного превышает допустимые значения, при этом контрольные измерения координат деформационных марок осуществляют не менее 1 раза в месяц в течение первого года эксплуатации трубопровода и не менее 2 раз в год.
1. A method of monitoring the position of pipelines of elevated laying in permafrost conditions, characterized in that it includes
installation of deformation marks on the foundation piles of the pipeline support at a distance of not less than 0.5 m from the earth
the installation of deep soil benchmarks, which are placed at a distance of not more than 1.5 km from each other and not more than 50 meters from the supports,
the installation of reference stations along the pipeline at a distance of 20-40 km from each other, which are configured to receive and transmit information to the server;
when installing soil deep benchmarks and reference stations, their coordinates are determined in the state network, the obtained coordinates are transferred using the key to local coordinates, which are transmitted to the server, and then in the local coordinate system they carry out a zero cycle of measuring the coordinates of deformation marks relative to ground depth benchmarks, according to the coordinates stamps determine the zero planning and height position of the pipeline, the coordinates of the stamps are also transmitted to the server, and the design figures are built according to the results of all measurements A new pipeline model
then, during the operation of the pipeline, control measurements of the coordinates of the deformation grades characterizing the current horizontal and vertical position of the pipeline are carried out, while control measurements are made using mobile GPS / GLONASS receivers, which provide receiving and transmitting measurement data to the server, build the current digital pipeline model, which is compared with the design digital model of the pipeline, and determine the sections of the pipeline on which the deviation of its current position from the design exceeds allowable values, while control measurements of the coordinates of the deformation grades are carried out at least 1 time per month during the first year of operation of the pipeline and at least 2 times a year.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что измерение координат марок относительно реперов в местной системе координат, характеризующих нулевое планово-высотное положение трубопровода, осуществляют приборами оптического контроля.2. The method according to p. 1, characterized in that the measurement of the coordinates of the marks relative to the benchmarks in the local coordinate system, characterizing the zero plan-height position of the pipeline, is carried out by optical control devices. 3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что мобильный GPS/ГЛОНАСС приемник снабжен средствами беспроводной связи для приема-передачи информации на сервер.3. The method according to p. 1, characterized in that the mobile GPS / GLONASS receiver is equipped with wireless means for receiving and transmitting information to the server. 4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в процессе эксплуатации трубопровода осуществляют контрольные измерения координат грунтовых глубинных реперов, которые сохраняют на сервере и используют при измерении положения деформационных марок посредством приборов оптического контроля, при этом контрольные измерения координат грунтовых глубинных реперов осуществляют не менее 1 раза в месяц в течение первого года эксплуатации трубопровода и не менее 2 раз в год.4. The method according to p. 1, characterized in that during the operation of the pipeline carry out control measurements of the coordinates of ground deep benchmarks, which are stored on the server and used when measuring the position of deformation marks by means of optical control devices, while control measurements of coordinates of ground deep benchmarks are not less than 1 time per month during the first year of operation of the pipeline and at least 2 times a year. 5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что деформационные марки выполняют из стального проката, например стального уголка, трубы или арматуры, с образованием острого угла, при этом марки прикрепляют к металлическому ростверку или оголовку сваи опоры таким образом, что вершина острого угла является верхней точкой деформационной марки, положение которой является точкой снятия показаний планово-высотного положения.5. The method according to p. 1, characterized in that the deformation marks are made of rolled steel, for example a steel corner, pipe or reinforcement, with the formation of an acute angle, while the marks are attached to a metal grillage or head of the support pile in such a way that the apex of the acute angle is the top point of the deformation mark, the position of which is the point of taking readings of the plan-high position. 6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что деформационной маркой снабжают каждую сваю фундамента опоры трубопровода.6. The method according to p. 1, characterized in that the deformation mark is supplied to each pile of the foundation of the pipeline support. 7. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что глубинный репер состоит из металлической трубы, реперной головки, выполненной из нержавеющей стали со шлифованной сферической поверхностью, и установленного в скважину бетонного «якоря», при этом репер снабжен защитным кожухом из металлической трубы, заполненной песчаным непучинистым грунтом.7. The method according to p. 1, characterized in that the deep benchmark consists of a metal pipe, a bench head made of stainless steel with a polished spherical surface, and a concrete "anchor" installed in the well, while the benchmark is equipped with a protective casing of a metal pipe, filled with sandy non-porous soil. 8. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что каждый репер устанавливают на глубину не менее глубины размещения границы максимального сезонного оттаивания грунтов, увеличенной на 1 м, в частности, на глубину не менее 11 м.8. The method according to p. 1, characterized in that each benchmark is set to a depth of not less than the depth of the border of the maximum seasonal thawing of soils increased by 1 m, in particular, to a depth of at least 11 m 9. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что на трубопроводе на компенсаторах размещают датчики планово-высотного положения в месте максимально возможного изменения положения трубопровода, информацию с датчиков направляют сервер.9. The method according to p. 1, characterized in that on the pipeline on the compensators place the sensors of the planned altitude position in the place of the maximum possible change in the position of the pipeline, the information from the sensors is sent to the server. 10. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что референцная станция включает мультичастотную навигационную аппаратуру потребителя ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS фазового режима; мультичастотную ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS геодезическую ГНСС-антенну с системами подавления многолучевости и переотраженных сигналов, показателем эксцентриситета фазового центра не более 2 мм, устройством крепления на неподвижном объекте; компьютер с функцией контроллера для настройки оборудования постояннодействующей референцной станции; программное обеспечение для выполнения основных функций референцной станции.10. The method according to p. 1, characterized in that the reference station includes multi-frequency navigation equipment consumer GLONASS or GLONASS / GPS phase mode; multifrequency GLONASS or GLONASS / GPS geodetic GNSS antenna with systems for suppressing multipath and reflected signals, an eccentricity index of the phase center of not more than 2 mm, a device for mounting on a fixed object; a computer with a controller function to configure the equipment of a permanent reference station; software to perform the basic functions of a reference station. 11. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что референцная станция включает блок резервного питания. 11. The method according to p. 10, characterized in that the reference station includes a backup power supply.
RU2014110686/06A 2014-03-20 2014-03-20 Method of controlling position of above-ground pipelines under permafrost conditions RU2582428C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014110686/06A RU2582428C2 (en) 2014-03-20 2014-03-20 Method of controlling position of above-ground pipelines under permafrost conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014110686/06A RU2582428C2 (en) 2014-03-20 2014-03-20 Method of controlling position of above-ground pipelines under permafrost conditions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014110686A RU2014110686A (en) 2015-09-27
RU2582428C2 true RU2582428C2 (en) 2016-04-27

Family

ID=54250729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014110686/06A RU2582428C2 (en) 2014-03-20 2014-03-20 Method of controlling position of above-ground pipelines under permafrost conditions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2582428C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173296U1 (en) * 2017-03-16 2017-08-21 Максим Юрьевич Баборыкин DEVICE FOR DETERMINING THE PLANNED ALTITUDE POSITION OF THE PIPELINE
RU2672243C1 (en) * 2017-12-20 2018-11-12 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Device of computerized geotechnical monitoring for underground pipelines
RU2675057C1 (en) * 2017-08-15 2018-12-14 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая Компания "Пульсар Ойл" Method of identification and visualization of engineering communications in space
RU2699918C1 (en) * 2018-03-07 2019-09-11 Наталия Михайловна Алмазова Diagnostic method of technical state of buildings and structures
US10578253B2 (en) 2014-03-28 2020-03-03 Public Joint Stock Company “Transneft” Method for monitoring the position of above-ground pipelines under permafrost conditions
RU2733339C1 (en) * 2020-02-03 2020-10-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Device for measuring shear deformations of soil relative to surface of concrete structure
RU2739288C1 (en) * 2020-03-03 2020-12-22 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Уренгой" Device for monitoring soil deformations in cryolite zone
RU2781392C1 (en) * 2022-02-14 2022-10-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for determining the distance between the means of fastening a straight section of a pipeline in a building

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107832508A (en) * 2017-10-27 2018-03-23 北京空间技术研制试验中心 A kind of equipment pipeline system design method of spacecraft
CN112268782A (en) * 2020-10-22 2021-01-26 常州大学 Test device for simulating pipeline mechanical reaction in frozen soil environment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2281534C1 (en) * 2005-04-08 2006-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр экологического и технологического мониторинга" Method for condition inspection of product pipelines
RU2357205C1 (en) * 2007-12-18 2009-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный специализированный проектный институт" (ФГУП "ГСПИ") System for determining deformations of building structures
RU2413055C1 (en) * 2009-10-28 2011-02-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Method to measure subsidence of foundations and device for its realisation
KR20120137906A (en) * 2011-06-13 2012-12-24 이정훈 Oil-pipeline securing system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2281534C1 (en) * 2005-04-08 2006-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр экологического и технологического мониторинга" Method for condition inspection of product pipelines
RU2357205C1 (en) * 2007-12-18 2009-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный специализированный проектный институт" (ФГУП "ГСПИ") System for determining deformations of building structures
RU2413055C1 (en) * 2009-10-28 2011-02-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Method to measure subsidence of foundations and device for its realisation
KR20120137906A (en) * 2011-06-13 2012-12-24 이정훈 Oil-pipeline securing system

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10578253B2 (en) 2014-03-28 2020-03-03 Public Joint Stock Company “Transneft” Method for monitoring the position of above-ground pipelines under permafrost conditions
RU173296U1 (en) * 2017-03-16 2017-08-21 Максим Юрьевич Баборыкин DEVICE FOR DETERMINING THE PLANNED ALTITUDE POSITION OF THE PIPELINE
RU2675057C1 (en) * 2017-08-15 2018-12-14 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая Компания "Пульсар Ойл" Method of identification and visualization of engineering communications in space
RU2672243C1 (en) * 2017-12-20 2018-11-12 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Device of computerized geotechnical monitoring for underground pipelines
RU2699918C1 (en) * 2018-03-07 2019-09-11 Наталия Михайловна Алмазова Diagnostic method of technical state of buildings and structures
RU2733339C1 (en) * 2020-02-03 2020-10-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Device for measuring shear deformations of soil relative to surface of concrete structure
RU2739288C1 (en) * 2020-03-03 2020-12-22 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Уренгой" Device for monitoring soil deformations in cryolite zone
RU2781392C1 (en) * 2022-02-14 2022-10-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for determining the distance between the means of fastening a straight section of a pipeline in a building
RU2821670C1 (en) * 2023-12-19 2024-06-26 Акционерное общество "Мессояханефтегаз" Method of determining deformations of pile supports of pipeline using navigation satellite systems

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014110686A (en) 2015-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2582428C2 (en) Method of controlling position of above-ground pipelines under permafrost conditions
WO2015147686A1 (en) Method for monitoring the position of above-ground pipelines in permafrost conditions
CN110631560B (en) Underground excavation interval monitoring and measuring method for subway station in dense building area
Luo et al. Application of a total station with RDM to monitor tunnel displacement
US20090132199A1 (en) Method for Measuring the Structural Health of a Civil Structure
Kuzina et al. Deformation monitoring of road transport structures and facilities using engineering and geodetic techniques
CN107402043A (en) Half cover and cut method Construction of City Tunnel monitoring method and monitoring system
CN106703086A (en) Online security monitoring system for foundation pit
CN106123776A (en) System and measuring method are measured in a kind of push pipe intelligence jacking
CN108999612A (en) A kind of constructing metro tunnel safety monitoring system Internet-based
CN113236260A (en) Construction monitoring method for all-dimensional shield underpass of existing subway station
CN118187169A (en) Monitoring system and monitoring method for deep foundation pit construction process close to underground structure
CN109667212A (en) A kind of measurement method of bituminous pavement paving compacted thickness
Jia et al. A correction method for the ambient temperature-induced error in hydrostatic leveling systems and application
CN107940099A (en) Environmental protection segmentation long range mechanical jacking construction method
Jones Low-volume-loss tunnelling for London ring main extension
CN102168806B (en) Method for collecting position information of long-distance gas transporting pipeline
Kovtun et al. Improving the reliability of calculations of bases and soil massifs based on geotechnical control methods
Burland et al. A.'The measurement of ground displacement around deep excavations'
Hoult et al. Sensing solutions for assessing and monitoring tunnels
KR100760215B1 (en) Facility construction management system using GNS
Michelin et al. Holistic approach for the construction monitoring of the Grand Paris Express metro network
KR102200904B1 (en) System for measuring underground facility location with possible survey of one man
CN212007246U (en) GNSS, inverted plumb line and measuring robot integrated reference station structure
SUBA et al. Aspects Regarding the Tracking of the Behavior in

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner