Закрепление кабеля можно производит с помощью клейких лент. Но самый простой способ – внедрение кабеля под изоляцию. Это защитит кабель от механических повреждений и отрицательных температур.

По моему мнению данная система, за счет повышенной чувствительности может обеспечить так же защиту от незаконных врезок на надземных газопроводах, зарегистрировав вибрацию от механического воздействия на трубу.

С основной своей задачей данная система отлично справляется и подходит исключительно для прямых участков газопровода, так как изгиб волоконно-оптического кабеля будет заметен на рефлектограмме.

Выходом из данной ситуации может быть применение данного кабеля на меньшие длины. То есть если проложить один кабель на одном небольшом прямом участке магистрального газопровода длиной примерно 1 – 2 км, а затем повторять данный способ, то есть укладывать кабель не одним постоянным, а небольшими участками, то практически все участки можно будет покрыть и настроить необходимым образом. Конечно это приведет к увеличению числа контрольных пунктов к которым приходит сигнал прежде чем отправиться на сервер для обработки, то есть возрастут затраты материала, но это позволит добиться более точного анализа ситуации.

Отдельно стоит отметить и такую важную вещь как невосприимчивость волоконно-оптического кабеля к электромагнитным помехам, что не искажает сигнал.

Минусом такой системы можно так же отметить необходимость строительства серверной, так как это требует больших финансовых вложений, а так же отдельное помещение.

5.3.3 ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОЛОГО-ДИНАМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА В ЗОНАХ ПОВЫШЕННОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И ПРИ ПЕРЕХОДАХ ЧЕРЕЗ ИСКУССТВЕННЫЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ ПРЕПЯТСТВИЯ

Планово-геодезическое обоснование, созданное с помощью спутниковых технологий позволило достичь большой точности в плане трассы. При построении трассы газопровода рассматриваются все возможные варианты. Применение спутниковых технологий позволило ускорить составление карты инженерно-геологических условий.

Так например, линейный участок магистрального газопровода Сахалин-Хабаровск-Владивосток, расположенный в Приморском крае в районе г. Артем был спроектирован опираясь на данные спутниковых систем связи. Это позволило не только проложить сам трубопровод, но и согласовать площадки компрессорных станций, а также подходы трассы к ним и маршруты технологических дорог.

На этом же магистральном газопроводе впервые в России внедрена система геолого-динамического мониторинга, использующая примерно те же технологии глобальной навигационной системы связи (ГНСС).

Суть технологии геолого-динамического мониторинга заключается в следующем. Уже давно используется система геодезических реперов, которые главным образом замеряют высотное положение. Данный способ позволяет производить замеры по всем трем осям (x,y,z), то есть позволяет заметить сдвиги контролируемого участка при горизонтальном (продольном и поперечном) и вертикальном (высотном) смещении.

Замер выполняется с помощью автотрекера (рисунок 10). Точность определения положения обеспечивается за счет использования сразу нескольких навигационных систем, таких как ГНСС ГЛОНАС и GPS.

Точность определения продольных, поперечных и высотных изменений составляет 1 мм. Может показаться, что такая точность не нужна, однако смещения трубы даже на такие небольшие величины может вызвать сильный рост напряженности стенки трубы, что чревато разрывом трубопровода.

Рисунок 10 – Автотрекер АТР-03

Такие атотрекеры обладают встроенным аккумулятором, что делает их работу автономной в случае прекращения подачи электроэнергии на контрольно-измерительный пост. Вычисления производит процессор встроенный внутрь металлического корпуса, который защищает его от механических повреждений при перевозке.

Привязка автотрекеров может производиться двумя схожими способами. В одном случае для привязки двух автотрекеров принимается уже установленный репер с известными координатами и оба трекера привязываются к нему. Таким образом была произведена триангуляция на указанном ранее участке в Приморском крае. Этот способ позволяет провести наиболее точную привязку на местности. Его недостатком является только необходимость наличия заранее точно установленного репера высотного положения на необходимом расстоянии относительно двух трекеров, что не всегда возможно.

В другом случае один трекер привязывается к уже ранее существующему реперу высотного положения с точно известными

координатами, а второй трекер привязывается относительно первого и так далее – третий относительно второго, четвертый относительно третьего и так до конца. Этот способ хорош тем, что для первоначальной привязки требуется чтобы лишь один трекер находился на нужном расстоянии от первоначального репера высотного положения, однако привязка не по двум точкам, а по одной более сложна.

Однако оба способа обеспечивают требуемый результат. В первом случае максимальная погрешность составляет 0,03 м, а во втором 0,05 м, при максимально допустимой погрешности 0,1 м.

Установка трекеров производится в стойки контрольно-измерительного поста (рисунок 11) вместе с другим измерительным оборудованием. Подсоединение происходит при помощи имеющихся клемм.

Стойки контрольно-измерительного поста (СКИП) предназначены для установки различного оборудования и соединения его с электрокабелями для питания электричеством и передачи данных. Изготавливают их из стальной трубы диаметром обычно 40 мм, а длина стойки от нижней платформы до верзней коробки более 0,5 м. Снизу в стойку заводятся электрокабели и тянутся внутри стойки до коробки с оборудованием.

В верхней части устанавливается съемная монтажная металлическая коробка с запорным механизмом (рисунок 12), внутри которой есть DIN-рейки с зажимными клеммами для подключения вспомогательного измерительного оборудования.

Для защиты от коррозии внешняя поверхность стоек окрашена стойкой полимерной краской. Общепринято нижнюю часть красить в желтый цвет, а коробку с приборами в красный.

В нижней части предусмотрена плоская квадратная платформа со стороной 20 мм, которая закапывается в грунт и обеспечивает устойчивость стойки. Закапывают стойку так, чтобы электрокабели лежали на глубине около 20 см.

В настоящее время на описанном ранее магистральном газопроводе геолого-динамический мониторинг применяется в местах геологических опасных процессов (например, оползней) при переходах через такие естественные препятствия как овраги и реки.

Стойки в таких случаях устанавливаются на берегах обрывов для контроля за сползанием грунта и в случаях регистрации например оползней оперативного выезда на место для определения степени опасности события.

Рисунок 11 – СКИП 1(слева), СКИП – 2(справа)

Рисунок 12 - Съемная монтажная коробка с запорным механизмом

Схема геолого-динамического мониторинга в случаях перехода через препятствия приведена на рисунке 13.

Применение данной системы вполне возможно и на других магистральных газопроводах, в том числе проложенных в условиях многолетней мерзлоты.

Стоимость автотрекеров используемых на газопроводе Сахалин-Хабаровск-Владивосток составляет примерно 100000 рублей за один трекер. На данном газопроводе установлено 9 трекеров.

Передача данных осуществляется в режиме реального времени с промежутками от 5 секунд до 1 минуты. Передача идет через спутники, поэтому на станции приема сигнала необходима мощная антенна для приема такого сигнала. К тому же сигнал обрабатывается и наносится на карту геологического состояния в точке приема сигнала, поэтому обходим мощный сервер, способный не только обрабатывать эту информацию, но и хранить данные на протяжении определенного времени.

Автотрекеры и сопутствующее оборудование произведены в России, что обеспечивает независимость поставок от других стран. Однако хоть на оборудовании и используется интерфейс RS-485, который часто применяется в промышленности, но программное обеспечение было заказано в Германии и главным образом ориентировано на систему GPS. У России есть собственная глобальная навигационная система связи ГЛОНАС, покрывающая всю территорию России лучше GPS. Написание программного обеспечения могут осуществить и отечественные специалисты за меньшую стоимость и заточив систему мониторинга на ГЛОНАС, что может уменьшить промежутки между сигналами и уменьшить максимальную погрешность привязки.

Так же в качестве улучшения и продления ресурса работы данной системы в услових отрицательных температур предлагаю использовать все тот же нагревательный кабель, который используется в случаях с арматурой.

В процессе эксплуатации в условиях многолетней мерзлоты обслуживанию должны подвергаться как сами СКИПы (поддержание целостности антикоррозионного покрытия, контроль за положением стоек , замена нагревательного и электрокабелей), так и трекеры (контроль за целостностью корпуса и состоянием электронной начинки).

При необходимости ремонт и замена могут быть произведены на месте, используя описанные ранее укрытия.

5.3.4 ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ СЕЙСМОДАТЧИКОВ

Некоторые участки мерзлот подвержены сейсмической активности. Основная зона сейсмической активности в таких условиях приходится на Якутию. Количество газопроводов в этих зонах мало, что делает нецелесообразным добавление новых сейсмических датчиков к тем, что уже имеются на этих участках. Отказ от таких систем позволит сэкономить денежные средства. А с данной задачей может справиться и волоконно-оптическая система.

6 ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ГАЗОПРОВОДОВ В МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

Важным является экологическое воздействие, оказываемые в результате эксплуатации магистральных газопроводов условия многолетней мерзлоты.

Основным эксплуататором газопроводов является ООО Газпром. Данная компания всегда следовала высочайшим стандартам качества.

Сам по себе природный газ в случаи утечки угрозы экологии не нанесет.

Основной вред который может быть нанесен экологии это продавливание растительности и осушение болот, проводимые для обустройства и поддержания состояния технологических дорог и охранной зоны газопровода (то есть формирование антропогенного ландшафта).

Термическое воздействие на грунты так же присутствует, но именно для избегания, в том числе данного воздействия стоит применить один из предложенных в данной работе способов улучшения внешнего состояния магистрального газопровода (применение защитных покрытий из термореактивных материалов).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выпускная квалификационная работа «Эксплуатация и обслуживание магистральных газопроводов, проложенных в условиях многолетнемерзлых грунтов, с разработкой предложений по контролю внешнего состояния газопровода» выполнена в соответствии с современными техническими требованиями и нормативными документами.

В данной работе предлагается применить сразу несколько предложений:

- для улучшения балластировки подземных магистральных газопроводов, проложенных в условиях многолетней мерзлоты, использовать вместо традиционных железобетонных утяжелителей новые грунтозаполняемые мешки;

- активно внедрять интеллектуальные вставки в местах стыков труб и на запорной арматуре;