ПАРАДИГМА ЦИФРОВОГО ОБРАЗА ГЕОТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА КАК ОСНОВА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА В ЗАДАЧЕ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (НА ПРИМЕРЕ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность работы определяется автоматизацией процессов мониторинга природно-технических систем не столько в части измерительной их составляющей, сколько в плане истолкования результатов мониторинга в терминах свойств искомого объекта. Таковым в настоящей работе выступают погруженные трубопроводные системы – магистральные нефте- и газопроводы, как частный случай геотехнических объектов. Целью разработки автоматизированного рабочего места (АРМ) под конкретный объект выступает предельная параметризация интерпретационной процедуры и унификация конечных графических построений в рамках единого цифрового образа магистральных трубопроводов. С учетом детерминированного типа геотехнического объекта и целей изысканий, методы исследований включают, помимо неразрушающего магнитометрического контроля как способа получения первичных данных: приёмы качественной и количественной интерпретации материалов многоканальной магнитометрии; способы систематики и графического отображения первичных данных и итогов их истолкования. В рамках общепринятых в нефтегазовой отрасли подходов цифровой образ нарушенных участков трубопровода опирается на представления об утонении стенок труб и о связанных с зонами утонения напряженных состояниях. Напряженные состояния ферромагнитных стенок погруженных трубопроводов формируют специфические отклики во внешнем магнитном поле, тогда как собственно утонения стенок трубопровода обнаруживаются контактными методами. Результаты выполненных изысканий сводятся к системной параметризации данных магнитометрического неразрушающего контроля в рамках разрабатываемой структуры АРМ. Содержание выводов сводится к разработке принципа безэталонного распознавания рисковых участков трубопровода как полностью автоматизированной составляющей рабочего места.

Об авторах

А. А. Яковлева

Санкт-Петербургский горный университет

ORCID iD: 0000-0003-2476-2790
доцент, кандидат физико-математических наук

В. В. Семенов

OOO «Диагностические системы»

профессор, доктор технических наук

Д. К. Мединская

Санкт-Петербургский горный университет

ORCID iD: 0000-0003-1020-3955
аспирант геолого-минералогических наук

И. Б. Мовчан

Санкт-Петербургский горный университет

ORCID iD: 0000-0003-2311-8979
доцент, кандидат геолого-минералогических наук

З. И. Садыкова

ООО "Геоскан"

Email: z.sadykova@geoscan.ru
ORCID iD: 0000-0002-0789-214X
Отдел геофизики

Список литературы

  1. Альбанова Е. В., Крапивский Е. И., Некучаев В. О. Исследование возможностей оценки технического состояния трубопроводов с помощью магнитных методов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. — 2005. — № 11. — С. 9—12. — EDN: HVKTKR.
  2. Бахарев М. С. Разработка методов и средств измерения механических напряжений на основе необратимых и квазиобратимых магнитоупругих явлений: дис. ... докт. тех. наук. — Тюмень : Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2004. — 321 с. — EDN: NNIGBX.
  3. Блинов П. А., Садыков М. И. Оценка упруго-прочностных свойств цементно-эпоксидных систем // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2023. — Т. 334, № 1. — С. 97—105. — doi: 10.18799/24131830/2023/1/3925.
  4. Блинов П. А., Садыков М. И., Гореликов В. Г. и др. Разработка и исследование тампонажных составов с улучшенными упруго-прочностными свойствами для крепления нефтяных и газовых скважин // Записки Горного института. — 2024. — EDN: OWJFHS.
  5. Боровко Н. Н. Оптимизация геофизических исследований при поисках рудных месторождений. — Ленинград : Недра, 1979. — 230 с.
  6. Брюсов Б. А. Магниторазведка. Справочник геофизика : Глава ХI. Элементы математической теории намагниченных тел / под ред. В. Е. Никитского, Ю. С. Глебовского. — М. : Недра, 1990. — 470 с.
  7. Быков И. Ю., Борейко Д. А., Смирнов А. Л. и др. Опыт использования экспресс-методов неразрушающего контроля для оценки технического состояния запорно-регулирующей арматуры // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. — 2020. — № 1. — С. 14—18. — doi: 10.33285/1999-6934-2020-1(115)-14-18.
  8. Власов В. Т., Дубов А. А. Физические основы метода магнитной памяти металла. — Москва : Тиссо, 2004. — 424 с. — EDN: QMZPVZ.
  9. ГОСТ 17410-2022. Контроль неразрушающий. Трубы металлические бесшовные. Методы ультразвуковой дефектоскопии. — Москва : ФГБУ "РСТ", 2022. — 30 с.
  10. ГОСТ Р ИСО 10543-99. Трубы стальные напорные бесшовные и сварные горячетянутые. Метод ультразвуковой толщинометрии. — Москва : ИПК Издательство стандартов, 2005. — 10 с.
  11. ГОСТ Р ИСО 24497. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Часть 1-3. — Москва : Стандартинформ, 2010.
  12. ГОСТ Р ИСО 6385-2007. Эргономика. Применение эргономических принципов при проектировании производственных систем. — Москва : Стандартинформ, 2007. — 12 с.
  13. Долгаль A. С., Христенко Л. A. Результаты и перспективы геофизических исследований при поисках рудного золота на восточном склоне Кузнецкого Алатау // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. — 2008. — Т. 2, № 12. — С. 48—60.
  14. Дубов A. A. Методика контроля труб поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов с использованием магнитной памяти металла // Теплоэнергетика. — 1998. — № 1. — С. 53—56. — EDN: WNFXZB.
  15. Дубов A. A., Дубов A. A., Колокольников С. М. Метод магнитной памяти металла и приборы контроля: Учебное пособие. — Москва : Спектр, 2012. — 395 с. — EDN: QMLUZF.
  16. Ермохин К. М. Аналитическое продолжение геофизических полей методом цепных дробей // Записки Горного института. — 2009. — Т. 183. — С. 238—241. — EDN: KZECFN.
  17. Любчик А. Н. Способ дистанционного магнитометрического контроля технического состояния магистральных трубопроводов // Записки Горного института. — 2012. — Т. 195. — С. 268—271. — EDN: QZEPFJ.
  18. Марков А. А. Магнитная система сканера-дефектоскопа. Описание изобретения к патенту RU 2680103C2. — Москва : Федеральная служба по интеллектуальной собственности, 2019. — 15 с.
  19. Мовчан И. Б., Шайгаллямова З. И., Яковлева А. А. Выявление факторов структурного контроля коренных золоторудных проявлений методом беспилотной аэромагниторазведки на примере Нерюнгринского района Якутии // Записки Горного института. — 2022. — Т. 254. — С. 217—233. — doi: 10.31897/pmi.2022.23.
  20. Новожилов В. В. Теория упругости. — Санкт-Петербург : Политехника, 2012. — 409 с.
  21. Толстов A. E. Совершенствование методов оценки технического состояния участков магистральных трубопроводов, содержащих расслоения металла: дис. ... канд. тех. наук. — Москва : Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий – Газпром ВНИИГАЗ, 2019. — 173 с. — EDN: RXWEPW.
  22. Шпенст В. А., Орел Е. А. Повышение надежности вторичного источника питания постоянного тока резервированием сигналов обратной связи // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. — 2021. — Т. 64, № 5. — С. 408—420. — doi: 10.21122/1029-7448-2021-64-5-408-420.
  23. Щипачев A. M., Алжадли М. Магнитно-импульсная обработка для повышения прочностных свойств дефектных участков нефте- и газопроводов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2023. — Т. 334, № 5. — С. 7—16. — doi: 10.18799/24131830/2023/5/4011.
  24. Adegboye M. A., Fung W. K., Karnik A. Recent Advances in Pipeline Monitoring and Oil Leakage Detection Technologies: Principles and Approaches // Sensors. — 2019. — Vol. 19, no. 11. — doi: 10.3390/s19112548.
  25. Bazhin V. Y., Masko O. N., Nguyen H. H. Increasing the speed of information transfer and operational decision-making in metallurgical industry through an industrial bot // Non-ferrous Metals. — 2023. — No. 1. — P. 62–67. — doi: 10.17580/nfm.2023.01.10.
  26. Kalinin D. F., Egorov A. S., Bolshakova N. V. Oil and Gas Potential of the West Kamchatka Coast and Its Relation to the Structural and Tectonic Setting of the Sea of Okhotsk Region Based on Geophysical Data // Russian Journal of Pacific Geology. — 2023. — Vol. 17, S2. — S21–S34. — doi: 10.1134/s1819714023080067.
  27. Khalaf A. H., Xiao Y., Xu N., et al. Emerging AI technologies for corrosion monitoring in oil and gas industry: A comprehensive review // Engineering Failure Analysis. — 2023. — Vol. 155. — doi: 10.1016/j.engfailanal.2023. 107735.
  28. Kiani I., Chikweri I. Structural analysis of total magnetic intensity map of parts of Degema, River’s state, Nigeria, using Oasis Montag geophysical computer software // FNAS Journal of Scientific Innovations. — 2021. — Vol. 3, no. 1. — P. 70–75.
  29. Kronmüller H., Seeger A. Solution of the Micromagnetic Equations of Superconductors // Physica Status Solidi (b). — 1969. — Vol. 34, no. 2. — P. 781–796. — doi: 10.1002/pssb.19690340241.
  30. Lebedev V., Deev A. Heat Storage as a Way to Increase Energy Efficiency and Flexibility of NPP in Isolated Power System // Applied Sciences. — 2023. — Vol. 13, no. 24. — doi: 10.3390/app132413130.
  31. Litvinenko V. S. Digital Economy as a Factor in the Technological Development of the Mineral Sector // Natural Resources Research. — 2019. — Vol. 29, no. 3. — P. 1521–1541. — doi: 10.1007/s11053-019-09568-4.
  32. Nguyen H. H., Bazhin V. Y. Optimization of the Control System for Electrolytic Copper Refining with Digital Twin During Dendritic Precipitation // Metallurgist. — 2023. — Vol. 67, no. 1/2. — P. 41–50. — doi: 10.1007/s11015- 023-01487-3.
  33. Obiora D. N., Oha I. A., Ihedike A. O., et al. Comparative depth estimates and modeling of magnetic anomalies over the Nkalagu area, Southeastern Nigeria // Modeling Earth Systems and Environment. — 2021. — Vol. 8, no. 1. — P. 1291–1309. — doi: 10.1007/s40808-021-01155-y.
  34. Shammazov I. A., Batyrov A. M., Sidorkin D. I., et al. Study of the Effect of Cutting Frozen Soils on the Supports of Above-Ground Trunk Pipelines // Applied Sciences. — 2023. — Vol. 13, no. 5. — doi: 10.3390/app13053139.
  35. Takadze I., Takadze G. Sing the Ultrasonic Method to Detect Fatigue Cracks in Metal Structures // Air transport. — 2023. — Vol. 17, no. 1. — P. 70–77.
  36. Wang Y., Li P., Li J. The monitoring approaches and non-destructive testing technologies for sewer pipelines // Water Science and Technology. — 2022. — Vol. 85, no. 10. — P. 3107–3121. — doi: 10.2166/wst.2022.120.
  37. Xie F., Ji B.-H., Yuanzhonu Z., et al. Ultrasonic Detecting Method and Repair Technology Based on Fatigue Crack Features in Steel Box Girder // Journal of Performance of Constructed Facilities. — 2015. — Vol. 30, no. 2. — doi: 10.1061/(asce)cf.1943-5509.0000725.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Яковлева А.А., Семенов В.В., Мединская Д.К., Мовчан И.Б., Садыкова З.И., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».