[go: up one dir, main page]

RU2850815C1 - Automated measurement and remote data transmission system for geotechnical monitoring of gas production facilities - Google Patents

Automated measurement and remote data transmission system for geotechnical monitoring of gas production facilities

Info

Publication number
RU2850815C1
RU2850815C1 RU2024139771A RU2024139771A RU2850815C1 RU 2850815 C1 RU2850815 C1 RU 2850815C1 RU 2024139771 A RU2024139771 A RU 2024139771A RU 2024139771 A RU2024139771 A RU 2024139771A RU 2850815 C1 RU2850815 C1 RU 2850815C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
monitoring
channel
channels
forming communication
Prior art date
Application number
RU2024139771A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонтий Викторович Эдер
Евгения Сергеевна Микляева
Екатерина Владимировна Ткачева
Екатерина Владимировна Денисевич
Сергей Михайлович Кулапов
Виталий Александрович Черкасов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Газпром"
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Газпром" filed Critical Публичное акционерное общество "Газпром"
Application granted granted Critical
Publication of RU2850815C1 publication Critical patent/RU2850815C1/en

Links

Abstract

FIELD: geotechnical monitoring.
SUBSTANCE: invention can be used for comprehensive aerospace and ground monitoring of gas production facilities. The claimed system of automated measurements and remote data transmission for geotechnical monitoring of gas production facilities consists of a remote control unit for satellite observations based on radar and optical survey data, a remote control unit for ground-based laser scanning of facilities, an automated parametric control unit, a surveying and geodetic control unit using classical methods, a monitoring server, and an automated operator workstation with a processor-based personal computer, which is connected to the channel-forming communication means of the monitoring server via channel-forming communication means. The system improves the accuracy and efficiency of geotechnical monitoring of ground surface movements and gas production facilities by eliminating "manual" measurements ensuring continuous monitoring at points of maximum stress/deformation through the implementation of an automated measurement and remote data transmission system that integrates aerospace and ground-based observations.
EFFECT: increase in the accuracy and efficiency of geotechnical monitoring of ground surface movements and gas production facilities.
1 cl, 6 dwg, 6 tbl

Description

Изобретение относится к средствам геотехнического мониторинга объектов производственной инфраструктуры (опасные производственные объекты и другие объекты) и может быть использовано для комплексного аэрокосмического и наземного мониторинга объектов добычи газа с автоматизацией измерений и дистанционной передачей данных на газовых месторождениях.The invention relates to means for geotechnical monitoring of industrial infrastructure facilities (hazardous industrial facilities and other facilities) and can be used for integrated aerospace and ground monitoring of gas production facilities with automated measurements and remote data transmission at gas fields.

Известно устройство автоматизированного геотехнического мониторинга для подземных трубопроводов (см. патент №RU 2672243 С1 опубл. 12.11.2018). Изобретение относится к средствам диагностики технического состояния трубопроводов и может быть использовано для непрерывного мониторинга технического состояния подземных трубопроводов, проложенных в суровых климатических и геологических условиях. Технический результат достигается за счет того, что устройство выполнено в виде закрепляемого на трубопроводе с помощью гибких элементов фиксации изогнутого основания, внутри установлен датчик температуры, соединенный с логгером, деформационная марка, распределительная и коммутационная коробки.A device for automated geotechnical monitoring of underground pipelines is known (see patent No. RU 2672243 C1, published November 12, 2018). The invention relates to diagnostic tools for the technical condition of pipelines and can be used for continuous monitoring of the technical condition of underground pipelines laid in harsh climatic and geological conditions. The technical result is achieved by the device being designed as a curved base secured to the pipeline using flexible fastening elements. A temperature sensor connected to a data logger, a strain gauge, and distribution and junction boxes are installed inside.

Недостатком указанного выше технического решения является его ограниченная область применения - подземные трубопроводы.The disadvantage of the above technical solution is its limited scope of application - underground pipelines.

В уровне техники известно также устройство система спутникового мониторинга смещений инженерных сооружений с использованием спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS (см. патент №RU 2467298 С1 опубл. 20.11.2012), которое является наиболее близким аналогом, имеющим назначение, совпадающее с назначением изобретения - геотехнический мониторинг. Система спутникового мониторинга смещений инженерных сооружений с использованием спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS предназначена для определения пространственных смещений с целью заблаговременного предупреждения о тенденциях изменений геометрических параметров сооружения в сторону критической ситуации. Технический результат достигается применением глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) ГЛОНАСС/GPS. Для этого устройство содержит аппаратно-программный комплекс датчиковой и преобразующей аппаратуры, каналообразующие средства связи, общую шину информационного обмена; базовую станцию с приемниками ГЛОНАСС/GPS и каналообразующими средствами связи; объектовый центр мониторинга, включающий: автоматизированное рабочее место оператора с ПЭВМ на базе процессора.The prior art also knows a device for a satellite monitoring system for displacements of engineering structures using GLONASS/GPS satellite navigation systems (see patent No. RU 2467298 C1 published on 20.11.2012), which is the closest analogue having a purpose coinciding with the purpose of the invention - geotechnical monitoring. The system for satellite monitoring of displacements of engineering structures using GLONASS/GPS satellite navigation systems is designed to determine spatial displacements in order to provide early warning about trends in changes in the geometric parameters of a structure towards a critical situation. The technical result is achieved by using the GLONASS/GPS global navigation satellite system (GNSS). For this purpose, the device comprises a hardware and software complex of sensor and converting equipment, channel-forming communication means, a common information exchange bus; a base station with GLONASS/GPS receivers and channel-forming communication means; an object monitoring center, including: an automated operator workstation with a processor-based PC.

Недостатком указанного выше технического решения является его ограниченность применения, обусловленная тем, что для мониторинга применятся только спутниковая система, а также невозможность получения точных пространственных данных объектов добычи газа и соответственно мониторинга изменения состояния этих данных (изменений положения земной поверхности, пространственного положения и деформаций объектов, свойств грунтов).The disadvantage of the above technical solution is its limited application, due to the fact that only a satellite system is used for monitoring, as well as the impossibility of obtaining accurate spatial data of gas production facilities and, accordingly, monitoring changes in the state of this data (changes in the position of the earth's surface, spatial position and deformations of objects, soil properties).

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание системы автоматизированных измерений и дистанционной передачи данных, которая устраняет указанные выше недостатки и позволяет осуществлять геотехнический мониторинг объектов добычи газа.The objective of the claimed invention is to create a system of automated measurements and remote data transmission that eliminates the above-mentioned shortcomings and enables geotechnical monitoring of gas production facilities.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение точности и эффективности проведения геотехнического мониторинга перемещений земной поверхности и объектов добычи газа за счет исключения измерений, выполняемых «в ручном режиме», обеспечения непрерывности контроля в точках наибольших напряжений/деформаций при внедрении системы автоматизированных измерений и дистанционной передачи данных с комплексированием аэрокосмических и наземных наблюдений.The technical result of the claimed technical solution is to increase the accuracy and efficiency of geotechnical monitoring of earth surface movements and gas production facilities by eliminating measurements performed "in manual mode" and ensuring continuous monitoring at points of greatest stress/strain with the implementation of a system of automated measurements and remote data transmission with the integration of aerospace and ground-based observations.

Технический результат достигается за счет того, что на объектах инфраструктуры добычи газа применяют единую систему автоматизированных измерений и дистанционной передачи данных для геотехнического мониторинга объектов добычи газа (далее - Система), состоящую из элементов, предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций:The technical result is achieved due to the fact that at gas production infrastructure facilities a unified system of automated measurements and remote data transmission for geotechnical monitoring of gas production facilities (hereinafter referred to as the System) is used, consisting of elements designed to perform interconnected operational functions:

- блока дистанционного контроля спутниковых наблюдений по данным радиолокационных и оптических съемок (далее - БДК (СН)), включающего: пункты контроля БДК (СН), в частности, отражающая подстилающая и земная поверхность объектов добычи газа и иные естественные постоянные отражатели, каналы получения первичных данных (спутниковые автономные каналы), стеки радиолокационных снимков, полученных радиолокационной интерферометрической съемкой из космоса, программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных (БДК СН), в частности, персональным ноутбуком или иным портативным устройством, например, на базе процессора Intel/AMD/Эльбрус, оснащенным специализированным программным обеспечением для обработки радиолокационных и оптических снимков;- a remote control unit for satellite observations based on radar and optical survey data (hereinafter referred to as the BDK (SN)), including: BDK (SN) control points, in particular, the reflective underlying and earth's surface of gas production facilities and other natural permanent reflectors, channels for receiving primary data (satellite autonomous channels), stacks of radar images obtained by radar interferometric survey from space, a hardware and software complex for primary data processing (BDK SN), in particular, a personal laptop or other portable device, for example, based on an Intel/AMD/Elbrus processor, equipped with specialized software for processing radar and optical images;

- блока дистанционного контроля наземного лазерного сканирования объектов (далее - БДК (НЛС)), включающего: пункты контроля БДК (НЛС), а именно, отражающая поверхность объектов добычи газа и рефлекторные марки, каналы получения первичных данных, наземный лазерный сканер, станции сканирования, каналообразующие средства связи, программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БДК (НЛС), в частности, персональным ноутбуком или иным портативным устройством, например, на базе процессора Intel/AMD/Эльбрус, оснащенным специализированным программным обеспечением и подключенным к сканеру по Wi-Fi;- a remote control unit for ground laser scanning of objects (hereinafter referred to as the BDK (NLS)), including: BDK (NLS) control points, namely, the reflective surface of gas production objects and reflective marks, channels for receiving primary data, a ground laser scanner, scanning stations, channel-forming communication means, a hardware and software complex for the primary processing of BDK (NLS) data, in particular, a personal laptop or other portable device, for example, based on an Intel/AMD/Elbrus processor, equipped with specialized software and connected to the scanner via Wi-Fi;

- блока автоматизированного параметрического контроля (далее - БАПК), включающего: пункты контроля БАПК, содержащие датчики контроля кренов, осадок, напряженно-деформированного состояния объектов и их элементов, датчики контроля температуры грунтов основания, каналы получения первичных данных - проводные каналы, в том числе электрические, и wi-fi, устройство сбора и передачи данных, каналообразующие средства связи, станцию сбора и преобразования данных, которая включает базовую станцию LPWAN, шкаф сбора данных, каналообразующие средства связи;- an automated parametric control unit (hereinafter referred to as APCU), including: APCU control points containing sensors for monitoring inclination, settlement, stress-strain state of objects and their elements, sensors for monitoring the temperature of foundation soils, channels for receiving primary data - wired channels, including electrical ones, and Wi-Fi, a device for collecting and transmitting data, channel-forming communication means, a data collection and conversion station, which includes an LPWAN base station, a data collection cabinet, channel-forming communication means;

- блока маркшейдерско-геодезического контроля методом нивелирования (далее - БМГК), включающего: пункты контроля БМГК, в частности, реперы маркшейдерской опорной сети и геодезической сети, деформационные марки, каналы получения первичных данных (проводные каналы или wi-fi), нивелир, каналы связи, включающие каналообразующие средства связи, программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БМГК;- a mine surveying and geodetic control unit using the leveling method (hereinafter referred to as the BMGC), including: BMGC control points, in particular, benchmarks of the mine surveying reference network and geodetic network, deformation marks, channels for receiving primary data (wired channels or Wi-Fi), a level, communication channels, including channel-forming communication means, a software and hardware complex for the primary processing of BMGC data;

- сервера мониторинга, включающего: программно-аппаратный комплекс с каналообразующими средствами связи, при этом БДК (СН) соединен через каналообразующие средства связи по каналам связи с каналообразующими средствами связи сервера мониторинга, БДК (НЛС) соединен через каналообразующие средства связи по каналам связи с каналообразующими средствами связи сервера мониторинга, БАПК, включая датчики контроля кренов, осадок и деформаций объектов и их элементов, датчики температуры грунтов основания, станции сбора и преобразования данных с каналообразующими средствами связи, соединен через каналообразующие средства связи по каналам связи с каналообразующими средствами связи сервера мониторинга, БМГК соединен через каналообразующие средства связи по каналам связи с каналообразующими средствами связи сервера мониторинга;- a monitoring server, including: a hardware and software complex with channel-forming communication means, wherein the BDK (SN) is connected via channel-forming communication means via communication channels with the channel-forming communication means of the monitoring server, the BDK (NLS) is connected via channel-forming communication means via communication channels with the channel-forming communication means of the monitoring server, the BAPK, including sensors for monitoring tilt, settlement and deformation of objects and their elements, sensors for temperature of the base soil, data collection and conversion stations with channel-forming communication means, is connected via channel-forming communication means via communication channels with the channel-forming communication means of the monitoring server, the BMGC is connected via channel-forming communication means via communication channels with the channel-forming communication means of the monitoring server;

- автоматизированного рабочего места оператора, включающего персональный компьютер (ПК) на базе процессора Intel/AMD/Эльбрус, который с помощью каналообразующих средств связи соединен с сервером мониторинга.- an automated operator workstation, including a personal computer (PC) based on an Intel/AMD/Elbrus processor, which is connected to the monitoring server using channel-forming communication means.

В качестве каналообразующих средств связи используются спутниковые автономные каналы, каналы LPWAN, GSM модемы, Flash-накопители, Ethernet кабели, проводные каналы - оптоволокно, витая пара.Satellite autonomous channels, LPWAN channels, GSM modems, flash drives, Ethernet cables, wired channels - fiber optics, twisted pair - are used as channel-forming communication means.

Достижение технического результата обеспечивается за счет применения Системы для геотехнического мониторинга перемещений земной поверхности и объектов добычи газа, в ходе которого осуществляются наблюдения/измерения, в том числе, непрерывных, изменений положения земной поверхности, пространственного положения и деформаций объектов, свойств грунтов основания, тем самым обеспечивается повышение точности и эффективности проведения геотехнического мониторинга по сравнению с известными техническими решениями.The technical result is achieved through the use of a System for geotechnical monitoring of earth surface movements and gas production facilities, during which observations/measurements are carried out, including continuous ones, of changes in the position of the earth's surface, the spatial position and deformations of objects, and the properties of the foundation soils, thereby ensuring an increase in the accuracy and efficiency of geotechnical monitoring compared to known technical solutions.

Внедрение Системы позволяет осуществить комплексирование аэрокосмических и наземных наблюдений, сократить количество измерений, выполняемых «в ручном режиме» методом нивелирования, а также обеспечить непрерывный контроль в точках наибольших напряжений/деформаций земной поверхности объектов добычи газа.The implementation of the System allows for the integration of aerospace and ground-based observations, a reduction in the number of measurements performed manually using the leveling method, and continuous monitoring at points of greatest stress/deformation on the earth's surface of gas production facilities.

Признаки и сущность заявленного изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом фигурами 1-6:The features and essence of the claimed invention are explained in the following detailed description, illustrated by Figures 1-6:

Фиг. 1 - Структурная схема Системы;Fig. 1 - Structural diagram of the System;

Фиг. 2 - Схема размещения элементов БДК (СН) на кусте газовых скважин НГКМ;Fig. 2 - Layout of the elements of the BDK (SN) on a cluster of gas wells of the OGCF;

Фиг. 3 - Схема расположения станций стояния и ход наземного лазерного сканера на кусте газовых скважин НГКМ;Fig. 3 - Layout of the stations and the course of the ground laser scanner at the gas well cluster of the oil and gas condensate field;

Фиг. 4 - Схема коммутации БАПК на кусте газовых скважин НГКМ;Fig. 4 - Diagram of the switching system of the BAPK at a cluster of gas wells of the oil and gas condensate field;

Фиг. 5 - Схема расположения УСПД с интегрированными инклинометрами на кусте газовых скважин НГКМ;Fig. 5 - Layout of the USPD with integrated inclinometers on a cluster of gas wells of the oil and gas condensate field;

Фиг. 6 - Схема размещения пунктов наблюдений (измерений) БМГК на кусте газовых скважин НГКМ.Fig. 6 - Layout of observation (measurement) points of the BMGC on a cluster of gas wells of the NGCF.

На фиг.1 показана структурная схема Системы, на которой применяются следующие обозначения:Fig. 1 shows a structural diagram of the System, in which the following designations are used:

1 - БДК (СН), включающий:1 - BDK (SN), including:

2 - отражающую земную поверхность и объекты, в том числе естественные постоянные отражатели,2 - reflecting the earth's surface and objects, including natural permanent reflectors,

3 - каналы получения первичных данных,3 - channels for obtaining primary data,

4 - оптическую съемку (снимки) из космоса,4 - optical photography (pictures) from space,

5 - радиолокационную интерферометрическую съемку из космоса,5 - radar interferometric survey from space,

6 - каналы связи;6 - communication channels;

7 - программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БДК (СН);7 - hardware and software complex for primary processing of BDK (SN) data;

8 - БДК (НЛС), включающий:8 - BDK (NLS), including:

9 - рефлекторные марки,9 - reflective marks,

10 - отражающую поверхность объектов, 3 - каналы получения первичных данных,10 - reflective surface of objects, 3 - channels for receiving primary data,

11 - наземный лазерный сканер, расположенный на станциях сканирования;11 - ground-based laser scanner located at scanning stations;

6 - каналы связи,6 - communication channels,

12 - программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БДК (НЛС),12 - hardware and software complex for primary processing of BDK (NLS) data,

13 - БАПК, включающий:13 - BAPK, including:

14 - датчики контроля кренов и осадок объектов и их элементов,14 - sensors for monitoring roll and sediment of objects and their elements,

15 - датчики контроля напряженно-деформированного состояния объектов и их элементов,15 - sensors for monitoring the stress-strain state of objects and their elements,

16 - датчики температуры грунтов основания,16 - soil temperature sensors for the foundation,

3 - каналы получения первичных данных3 - channels for obtaining primary data

17 - устройство сбора и передачи данных,17 - data collection and transmission device,

6 - каналы связи,6 - communication channels,

18 - станцию сбора и передачи данных,18 - data collection and transmission station,

19 - БМГК, включающий:19 - BMGC, including:

20 - деформационные марки,20 - deformation marks,

21 - реперы маркшейдерской опорой сети и геодезической сети,21 - benchmarks of the mine surveying network support and geodetic network,

3 - каналы получения первичных данных,3 - channels for obtaining primary data,

22 - нивелир,22 - level,

6 - каналы связи,6 - communication channels,

23 - программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БМГК.23 - hardware and software complex for primary processing of BMGC data.

24 - сервер мониторинга, 6 - каналы связи,24 - monitoring server, 6 - communication channels,

25 - автоматизированное рабочее место оператора с ПК на базе процессора Intel/AMD/Эльбрус).25 - automated operator workstation with a PC based on an Intel/AMD/Elbrus processor).

БДК (СН) предназначен для выполнения дистанционной площадной оценки вертикальных перемещений/деформаций (по оси координат z) пунктов спутникового контроля, включающих отражающую подстилающую и земную поверхность объектов добычи газа, в том числе естественные постоянные отражатели (ЕПО), при помощи данных серий (стеков) радиолокационных снимков, полученных по каналам получения первичных данных в результате радиолокационной интерферометрической съемки из космоса, и данных оптических снимков, полученных по каналам получения первичных данных в результате оптической съемки из космоса, переданных по каналам связи на программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БДК (СН), в рамках которой выявление ЕПО и определение их вертикальных перемещений осуществляется с помощью интерферометрической обработки данных радиолокационных снимков, совмещения данных радиолокационных и оптических снимков для уточнения пространственного положения ЕПО на инфраструктуре объекта добычи газа, при этом ЕПО высокой когерентности сконцентрированы на металлоемкой инфраструктуре месторождения, в частности, таких площадных объектах, как установки комплексной переработки газа (УКПГ) и технологические комплексы, линии электропередач (ЛЭП), трубопроводы, кустовые площадки.The BDK (SN) is designed to perform remote area assessment of vertical displacements/deformations (along the z-axis) of satellite control points, including the reflective underlying and earth's surface of gas production facilities, including natural permanent reflectors (NPR), using data from series (stacks) of radar images obtained through channels for receiving primary data as a result of radar interferometric survey from space, and data from optical images obtained through channels for receiving primary data as a result of optical survey from space, transmitted via communication channels to the software and hardware complex for primary processing of BDK (SN) data, within the framework of which the identification of NPR and determination of their vertical displacements is carried out using interferometric processing of radar image data, combining data from radar and optical images to clarify the spatial position of NPR on the infrastructure of a gas production facility, while NPR of high coherence are concentrated on metal-intensive infrastructure of the field, in particular, such area objects as complex gas processing units (UKPG) and technological complexes, power transmission lines (PTL), pipelines, well pads.

По каналам связи данные из программно-аппаратного комплекса для первичной обработки данных БДК (СН) передают на сервер мониторинга, где выявляют участки с различными классами деформаций, при этом каждому участку в автоматизированном режиме дают качественную и количественную характеристику по параметрам: плотности ЕПО; когерентности ЕПО; значениям вертикальных перемещений (S, мм) и скорости перемещений (Vs, мм/год) ЕПО. БДК(СН) применяют как дистанционный площадной оценочный метод и используют в комплексе с наземными измерениями. Точность наблюдений/измерений в БДК (СН) составляет: разрешение радарных снимков не хуже 15 м, разрешение оптических снимков не хуже 10 м, количество снимков в стеке - не менее 15.Data from the BDK (SN) primary data processing software and hardware complex is transmitted via communication channels to the monitoring server, where areas with different deformation classes are identified. Each area is automatically given qualitative and quantitative characteristics based on the following parameters: EPO density; EPO coherence; EPO vertical displacement values (S, mm) and displacement velocity (V s , mm/year). The BDK (SN) is used as a remote areal assessment method and is used in conjunction with ground-based measurements. The accuracy of observations/measurements in the BDK (SN) is as follows: radar image resolution no worse than 15 m, optical image resolution no worse than 10 m, and the number of images in a stack is at least 15.

Погрешность измерений (наблюдений) вертикальных перемещений/деформаций грунтовых оснований, фундаментов и конструкций объектов БДК (СН) соответствует требованиям нормативной документации (ГОСТ 24846, Правилам осуществления маркшейдерской деятельности, утверждены приказом Ростехнадзора от 19.05.2023 №186).The measurement (observation) error of vertical displacements/deformations of soil bases, foundations and structures of BDK (SN) objects complies with the requirements of regulatory documentation (GOST 24846, Rules for the implementation of mine surveying activities, approved by order of Rostekhnadzor dated 19.05.2023 No. 186).

БДК (НЛС) предназначен для высокоточного автоматизированного определения (с высокой скоростью) при помощи наземного лазерного сканера по каналам получения первичных данных пространственного положения и деформаций пунктов контроля БДК (НЛС) (отражающая поверхность объектов, рефлекторные марки). По каналам связи первичные данные передают на программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БДК (НЛС), где выполняют автоматизированное определение пространственного положения объектов добычи газа и их элементов и конструкций в необходимом объеме для формирования трехмерного изображения (скана) в виде облака точек с координатами х, у, z.The BDK (NLS) is designed for high-precision automated determination (at high speed) using a ground-based laser scanner via primary data acquisition channels of the spatial position and deformations of BDK (NLS) control points (reflective surfaces of objects, reflective markers). Primary data is transmitted via communication channels to the BDK (NLS) software and hardware system for primary data processing, where automated determination of the spatial position of gas production facilities and their elements and structures is performed to the required extent to generate a 3D image (scan) in the form of a point cloud with x, y, z coordinates.

По каналам связи данные из программно-аппаратного комплекса для первичной обработки данных БДК (НЛС) передают на сервер мониторинга, где корректируют высокоточные твердотельные 3D-модели объектов, строят и корректируют 3D-модели деформаций объектов и их элементов, как разницу скана объекта добычи газа на каждом цикле относительно скана нулевого или предыдущего цикла, выявляют области деформаций поверхности объектов добычи газа и их элементов с высокой точностью. Необходимую точность измерений обеспечивают скоростью сканирования 2 млн. шт./с, построением схемы станций стояния наземного лазерного сканера на объекте добычи газа с учетом его размеров, геометрии, сложности конструкций, избыточностью сцен сканирования. Выполняют трансформацию полученных сканов в единую систему координат, для чего перед каждым циклом сканирования с целью исключения влияния возможной нестабильности планово-высотного положения пунктов на результаты сканирования выполняют координирование опорной геодезической сети объекта. Погрешность измерений (наблюдений) вертикальных перемещений/деформаций грунтовых оснований, фундаментов и конструкций объектов БДК (НЛС) соответствует требованиям нормативной документации (ГОСТ 24846, Правила осуществления маркшейдерской деятельности, утверждены приказом Ростехнадзора от 19.05.2023 №186).Data from the software and hardware complex for primary data processing (GDS) is transmitted via communication channels to the monitoring server, where high-precision solid 3D models of objects are adjusted, 3D models of object deformations and their elements are constructed and adjusted, such as the difference between the scan of the gas production facility at each cycle relative to the scan of the zero or previous cycle, and areas of surface deformation of gas production facilities and their elements are identified with high accuracy. The required measurement accuracy is ensured by a scanning speed of 2 million scans per second, and by constructing a map of ground laser scanner stations at the gas production facility, taking into account its size, geometry, structural complexity, and redundancy of scanning scenes. The obtained scans are transformed into a unified coordinate system. Before each scanning cycle, the facility's reference geodetic network is coordinated to eliminate the influence of possible instability in the horizontal and vertical positions of the points on the scanning results. The measurement (observation) error of vertical displacements/deformations of soil bases, foundations and structures of large-scale mine survey facilities (NLS) complies with the requirements of regulatory documentation (GOST 24846, Rules for the implementation of mine surveying activities, approved by order of Rostekhnadzor dated 19.05.2023 No. 186).

БАПК предназначен для непрерывного автоматизированного контроля с дистанционной передачей данных изменения пространственного положения, напряженно-деформированного состояния объектов и их конструкций в пунктах контроля БАПК, расположенных в точках наибольших напряжений/потенциальных перемещений (датчики контроля кренов, осадок, напряженно-деформированного состояния объектов и их элементов) и автоматизированного контроля температуры грунтов основания (датчики контроля температуры грунтов основания). Пункты контроля БАПК преимущественно беспроводной комплектации и обеспечены съемным креплением (например, накладного типа) для упрощения монтажа, повышения скорости и эффективности их установки и переноса (мобильности) и обеспечены преимущественно дистанционной передачей данных, для этого датчики (инклинометры, тензометры) сопряжены по каналам получения первичных данных с устройством сбора и передачи данных (далее УСПД); по каналам связи (например LPWAN) осуществляют дистанционную передачу данных на станцию сбора и преобразования данных (включающую базовую станцию LPWAN, шкаф сбора данных, каналообразующие средства связи). Со станции сбора и преобразования данных данные БАПК по каналам связи (спутниковые автономные каналы, беспроводные каналы, технологические каналы связи) поступают на сервер мониторинга. БАПК осуществляет измерения непрерывно в автоматическом режиме, с периодичностью записи от нескольких часов до нескольких суток.The automated monitoring and control system (UACS) is designed for continuous automated monitoring with remote transmission of data on changes in the spatial position and stress-strain state of objects and their structures at the UACS control points located at points of greatest stress/potential displacement (sensors for monitoring inclination, settlement, and stress-strain state of objects and their elements) and automated monitoring of the temperature of foundation soils (sensors for monitoring the temperature of foundation soils). The UACS control points are predominantly wireless and equipped with removable mounts (e.g., surface-mounted) to simplify installation, increase the speed and efficiency of their installation and transfer (mobility), and are provided primarily with remote data transmission. For this purpose, the sensors (inclinometers, strain gauges) are interfaced via primary data acquisition channels with a data collection and transmission device (hereinafter referred to as a DCT); remote data transmission is carried out via communication channels (e.g., LPWAN) to a data collection and conversion station (including an LPWAN base station, a data collection cabinet, and channel-forming communication facilities). From the data collection and conversion station, the BAPK data is transmitted to the monitoring server via communication channels (satellite autonomous channels, wireless channels, and technological communication channels). The BAPK performs measurements continuously and automatically, with recording intervals ranging from several hours to several days.

Точность и погрешность измерений (наблюдений) вертикальных перемещений/деформаций грунтовых оснований, фундаментов и конструкций объектов БАПК соответствует требованиям нормативной документации (ГОСТ 24846, Правила осуществления маркшейдерской деятельности, утверждены приказом Ростехнадзора от 19.05.2023 №186).The accuracy and error of measurements (observations) of vertical displacements/deformations of soil bases, foundations and structures of BAPK facilities comply with the requirements of regulatory documentation (GOST 24846, Rules for the implementation of mine surveying activities, approved by order of Rostekhnadzor dated 19.05.2023 No. 186).

БМГК предназначен для определения при помощи нивелира пространственного положения и вертикальных перемещений пунктов контроля БМГК (реперы маркшейдерской опорной сети и геодезической сети, деформационные марки) с целью верификации наблюдений БДК (СН), БДК (НЛС), БАПК. По каналам получения первичных данных (wi-fi, проводные каналы) данные пространственного положения и вертикальных перемещений пунктов контроля БМКГ передаются на программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БМГК и далее при помощи нивелира проводят измерения и заносят их в программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных (персональным ноутбуком или иным портативным устройством типа планшет), затем по каналам связи (например, Flash-накопителя или по сети wi-fi) передаются на сервер мониторинга. Погрешность измерений (наблюдений) вертикальных перемещений/деформаций грунтовых оснований, фундаментов и конструкций объектов БМГК соответствует требованиям нормативной документации (ГОСТ 24846, Правила осуществления маркшейдерской деятельности, утверждены приказом Ростехнадзора от 19.05.2023 №186).The BMCG is designed to use a level to determine the spatial position and vertical displacement of BMCG control points (benchmarks of the mine surveying reference network and geodetic network, deformation marks) for the purpose of verifying observations from the Big Data Station (SN), Big Data Station (NLS), and the Big Data Station (BAPK). Via primary data acquisition channels (Wi-Fi, wired channels), the spatial position and vertical displacement data of the BMCG control points is transmitted to the BMCG hardware and software system for primary data processing. Measurements are then taken using a level and entered into the hardware and software system for primary data processing (using a personal laptop or other portable device such as a tablet). These measurements are then transmitted to the monitoring server via communication channels (e.g., a flash drive or Wi-Fi network). The measurement (observation) error of vertical displacements/deformations of soil bases, foundations and structures of BMGC facilities complies with the requirements of regulatory documentation (GOST 24846, Rules for the implementation of mine surveying activities, approved by order of Rostekhnadzor dated 19.05.2023 No. 186).

Сервер мониторинга размещен в любом месте, где производится комплексная обработка данных. Сервер мониторинга, соединенный каналами связи с автоматизированным рабочим местом оператора, выполняет функции:The monitoring server is located anywhere complex data processing occurs. Connected via communication channels to the operator's automated workstation, the monitoring server performs the following functions:

- ведения автоматизированной базы данных, включая первичные данные наблюдений/измерений, результаты обработки, аналитическую информацию;- maintaining an automated database, including primary observation/measurement data, processing results, and analytical information;

- математической обработки поступающих данных от БДК (СН), БДК (НЛС), БАПК, БМГК;- mathematical processing of incoming data from the BDK (SN), BDK (NLS), BAPK, BMGC;

- расчета контролируемых параметров, включая данные непрерывного автоматизированного контроля;- calculation of controlled parameters, including continuous automated monitoring data;

- создания 2D и 3D моделей объекта;- creation of 2D and 3D models of the object;

- создания 3D моделей деформаций объекта;- creation of 3D models of object deformations;

- комплексирования данных БДК (СН), БДК (НЛС), БАПК и их верификации по данных БМГК;- integration of data from the BDK (SN), BDK (NLS), BAPK and their verification using the BMGC data;

- определения и прогноза отклонения контролируемых параметров от предельных значений;- determination and prediction of deviations of controlled parameters from limit values;

- создания (корректировки) информационной модели объекта;- creation (correction) of an information model of an object;

- аналитической автоматизированной обработки данных;- analytical automated data processing;

- подготовку отчетов в автоматизированном режиме;- preparation of reports in automated mode;

- вывода на экран сообщения о наличии превышения предельных значений.- displaying a message on the screen about whether the limit values have been exceeded.

- архивирования полученной информации со всех блоков контроля и обратной связи с блоками контроля.- archiving of received information from all control units and feedback with control units.

В качестве каналов связи используются спутниковые автономные каналы, каналы LPWAN, беспроводная связь Wi-Fi, GSM модемы, Flash-накопители, Ethernet кабели, проводные каналы (оптоволокно, витая пара).The communication channels used are autonomous satellite channels, LPWAN channels, wireless Wi-Fi communications, GSM modems, flash drives, Ethernet cables, and wired channels (fiber optics, twisted pair).

С сервера мониторинга информация поступает на автоматизированное рабочее место оператора. Автоматизированное рабочее место оператора предназначено для математической обработки измерительной информации, полученной со всех блоков контроля по каналообразующим средствам связи через сервер мониторинга, вычисления динамических параметров состояния объекта, формирования сообщений и текущих отчетов, решения долгосрочных задач (разработки моделей текущего и прогнозируемого состояния объекта), архивирования полученной информации со всех блоков контроля Системы, обратной связи с блоками контроля.Information from the monitoring server is sent to the operator's automated workstation. The operator's automated workstation is designed for mathematical processing of measurement data received from all control units via channel-forming communication channels through the monitoring server, calculating dynamic parameters of the facility's state, generating messages and current reports, solving long-term problems (developing models of the facility's current and projected state), archiving information received from all System control units, and providing feedback to the control units.

Пример реализации Системы.Example of System implementation.

Условия эксплуатации Системы на примере куста газовых скважин НГКМ приведены в таблице 1.The operating conditions of the System using the example of a cluster of gas wells in the oil and gas condensate field are shown in Table 1.

Система установлена на элементы тестовых объектов (включая кустовую площадку газовых скважин) НГКМ, перечень которых приведен в таблице 2.The system is installed on elements of test objects (including a well pad for gas wells) of the oil and gas condensate field, the list of which is given in Table 2.

Состав и количество элементов БДК (СН), приведенных на фиг.2, представлен в таблице 3.The composition and quantity of the elements of the BDK (SN), shown in Fig. 2, are presented in Table 3.

Наблюдения (измерения) в БДК (СН) осуществлялись по результатам радиолокационной съемки со спутника с интерферометрической обработкой данных методом естественных постоянных отражателей. Результаты наблюдений (измерений) БДК (СН) позволили выявить участки с различными классами деформаций, при этом каждому участку в автоматизированном режиме даны качественные и количественные характеристики по параметрам: плотности ЕПО; когерентности ЕПО; значениям вертикальных перемещений (S, мм) и скорости перемещений (Vs, мм/год) ЕПО. БДК (СН) применен для дистанционный площадной оценки и использован в комплексе с наземными измерениями. Измерение с помощью БДК (СН) осуществлялось следующим образом. С космического аппарата радиолокатор искусственно облучает электромагнитным импульсом фиксированную (наблюдаемую) поверхность Земли в различные моменты времени Т1 и Т2. Датчики спутника регистрируют амплитуду и фазу отраженного сигнала от отражающих поверхностей (ландшафта и объектов), характеризующихся определенной отражающей способностью. При ультракоротких волнах отражающей поверхностью является земная поверхность/поверхность объектов. Радиолокационные съемочные системы характеризуются следующими основными параметрами: длиной радарной волны, радиометрическим разрешением, периодичностью съемки, пространственным разрешением, шириной полосы съемки, диапазоном углов съемки, поляризацией. Радиолокаторы используют с синтезированной апертурой (РСА), разрешающая способность РСА составляет от 14*4 м для свободно распространяемых космических снимков до 1-3 м для коммерческих съемок. Периодичность наблюдений (измерений) модуля БДК (СН) составляет не менее 5-ти ежегодных наблюдений в бесснежный период, частота радиолокационной съемки составила не менее 2 раз в месяц для обеспечения качественной интерферометрической обработки. Измерения перемещений/деформаций поверхности Земли и объектов проведены за указанный период времени, используя информацию о длине радиолокационной волны и смещениях фазы регистрируемого спутником сигнала, за промежуток времени Т2-Т1.Observations (measurements) in the BDK (SN) were carried out based on the results of radar surveys from a satellite with interferometric data processing using the natural permanent reflector method. The results of observations (measurements) of the BDK (SN) made it possible to identify areas with different classes of deformations, with each area automatically given qualitative and quantitative characteristics by the following parameters: EPO density; EPO coherence; values of vertical displacements (S, mm) and displacement velocity (Vs, mm/year) of the EPO. The BDK (SN) was applied for remote areal assessment and was used in conjunction with ground-based measurements. Measurements using the BDK (SN) were carried out as follows. From the spacecraft, the radar artificially irradiates a fixed (observed) surface of the Earth with an electromagnetic pulse at different moments in time T1 and T2. Satellite sensors record the amplitude and phase of the reflected signal from reflecting surfaces (landscape and objects) characterized by a certain reflectivity. For ultrashort waves, the reflecting surface is the Earth's surface/the surface of objects. Radar survey systems are characterized by the following main parameters: radar wavelength, radiometric resolution, survey frequency, spatial resolution, survey swath width, survey angle range, and polarization. Radars use synthetic aperture radar (SAR), with SAR resolution ranging from 14 x 4 m for freely distributed space images to 1-3 m for commercial surveys. The observation (measurement) frequency of the BDK (SN) module is at least 5 annual observations during the snow-free period, with radar surveys occurring at least twice per month to ensure high-quality interferometric processing. Measurements of the Earth's surface and object displacements were conducted over the specified time period using information on the radar wavelength and phase shifts of the signal recorded by the satellite, for the T2-T1 time interval.

Состав и количество элементов Системы в БДК (НЛС), показанных в схеме расположения станций стояния, и ход наземного лазерного сканера на кусте газовых скважин НГКМ на фиг.3, представлен в таблице 4.The composition and number of elements of the System in the BDK (NLS), shown in the layout diagram of the station locations, and the course of the ground laser scanner on the gas well cluster of the NGCF in Fig. 3, are presented in Table 4.

Наблюдения (измерения) в БДК (НЛС) реализованы в целях определения координат точек (со скоростью до 2 миллионов точек в секунду) посредством измерения лазерным лучом углов и расстояний от сканера до видимых (отражающих) точек поверхности объекта и регистрации соответствующих направлений (вертикальные и горизонтальные углы) с последующим формированием трехмерного изображения (скана) в виде облака точек. На начальном (нулевом) цикле наблюдений и затем с заданной периодичностью, но не менее 2 раз в год, выполнено автоматизированное определение пространственного положения объектов добычи газа и их элементов в необходимом объеме для формирования трехмерного изображения (скана) в виде облака точек с координатами х, у, z, создание (корректировку) высокоточных твердотельных 3D-моделей объектов, построение и корректировку 3D-моделей деформаций объектов и их элементов (как разницу скана объекта добычи газа на каждом цикле относительно скана нулевого или предыдущего цикла), обнаружение областей деформаций поверхности объектов добычи газа и их элементов с высокой точностью. Необходимая точность измерений обеспечена скоростью сканирования 2 млн. шт./с и построением схемы станций стояния наземного лазерного сканера на объекте добычи газа с учетом его размеров, геометрии, сложности конструкций, с избыточностью сцен сканирования. Выполнена трансформация полученных сканов в единую систему координат, для чего перед каждым циклом сканирования с целью исключения влияния возможной нестабильности планово-высотного положения пунктов на результаты сканирования выполнено координирование опорной геодезической сети объекта. БДК НЛС включает наземный лазерный сканер (RTC360) и полевой персональный компьютер (планшет) со специализированным программным обеспечением (приложение Leica FIELD). Наземный лазерный сканер состоит из лазерного дальномера, адаптированного для работы с высокой частотой, и блока развертки лазерного луча - сервопривод и полигональное зеркало или призма. Сервопривод отклоняет луч на заданную величину в горизонтальной плоскости, при этом поворачивается вся верхняя часть сканера (головка). Развертка в вертикальной плоскости осуществляется за счет вращения или качания зеркала. В процессе сканирования фиксируется направление распространения лазерного луча и расстояние до точек объекта. Результатом работы БДК НЛС является растровое изображение - скан, значения пикселей которого представляют собой элементы вектора со следующими компонентами: измеренным расстоянием, интенсивностью отраженного сигнала и RGB-составляющей, характеризующей реальный цвет точки.Observations (measurements) in the BDK (NLS) are implemented to determine the coordinates of points (at a rate of up to 2 million points per second) by measuring the angles and distances from the scanner to visible (reflective) points on the surface of the object with a laser beam and recording the corresponding directions (vertical and horizontal angles) with the subsequent formation of a three-dimensional image (scan) in the form of a point cloud. During the initial (zero) observation cycle and then at a specified frequency, but at least twice a year, an automated determination of the spatial position of gas production facilities and their elements was performed in the required volume to form a three-dimensional image (scan) in the form of a point cloud with x, y, z coordinates, the creation (correction) of high-precision solid 3D models of objects, the construction and correction of 3D models of deformations of objects and their elements (as the difference in the scan of the gas production facility at each cycle relative to the scan of the zero or previous cycle), the detection of areas of deformation of the surface of gas production facilities and their elements with high accuracy. The required measurement accuracy is ensured by a scanning speed of 2 million scans per second and the construction of a ground-based laser scanner station layout at the gas production facility, taking into account its size, geometry, structural complexity, and redundancy of scanning scenes. The acquired scans were transformed into a unified coordinate system. To this end, the facility's geodetic reference network was coordinated before each scanning cycle to eliminate the impact of possible instability in the horizontal and vertical positions of the points on the scanning results. The BDK NLS includes a ground-based laser scanner (RTC360) and a field-based personal computer (tablet) with specialized software (Leica FIELD application). The ground-based laser scanner consists of a laser rangefinder adapted for high-frequency operation and a laser beam scanning unit (a servo drive and a polygonal mirror or prism). The servo drive deflects the beam by a specified amount in the horizontal plane, while the entire upper part of the scanner (head) rotates. Scanning in the vertical plane is accomplished by rotating or tilting the mirror. During scanning, the direction of the laser beam and the distance to the object's points are recorded. The result of the NLS BDK operation is a raster image—a scan—in which the pixel values represent vector elements with the following components: the measured distance, the intensity of the reflected signal, and the RGB component characterizing the actual color of the point.

Трансформация сканов (массивов точек лазерных отражений) в единую систему координат объекта OXYZ выполняется в сканере с помощью специальных программных алгоритмов автоматического распознавания специальных маркированных точек (марок), глобальные или проектные координаты которых определяются при помощи тахеометра или GPS.The transformation of scans (arrays of laser reflection points) into a single OXYZ object coordinate system is performed in the scanner using special software algorithms for the automatic recognition of special marked points (marks), the global or project coordinates of which are determined using a tacheometer or GPS.

На фиг.4 показана схема коммутации БАПК.Fig. 4 shows the switching diagram of the BAPK.

Состав и количество элементов БАПК представлен в таблице 5.The composition and quantity of elements of the BAPK are presented in Table 5.

В БАПК реализуется основной метод наблюдений (измерений) - регистрация углов наклона и деформаций поверхности конструкций. Элементы блока параметрического контроля преимущественно беспроводной комплектации для упрощения монтажа, повышения скорости и эффективности их установки и переноса (мобильности) обеспечены дистанционной передачей данных, для этого датчики (инклинометры, тензометры) сопряжены (интегрированы) с устройством сбора и передачи данных (далее УСПД) и обеспечены съемным креплением (например, накладного типа); дистанционную передачу данных БАПК обеспечивают размещением оборудования и наличием каналообразующих средств связи, например LoRaWAN, спутниковых автономных каналов, беспроводных каналов, технологических каналов связи, при этом станция сбора данных передаваемых беспроводной технологией LoRaWAN расположена в радиусе не более 1500 м от крайнего датчика системы. БАПК осуществляет измерения «непрерывно» в автоматическом режиме, с периодичностью записи данных от нескольких часов до нескольких суток. Дистанционный сбор данных производится с периодичностью от 1 суток до нескольких суток, после чего данные передаются на сервер мониторинга по каналам связи. В БАПК исходные сигналы для измерений регистрировались тремя типами датчиков:The BAPK implements the primary observation (measurement) method—recording the tilt angles and deformations of the surface of structures. Elements of the parametric control unit, primarily wireless, are equipped with remote data transmission to simplify installation and increase the speed and efficiency of their installation and transfer (mobility). For this purpose, sensors (inclinometers, strain gauges) are interfaced (integrated) with a data collection and transmission device (hereinafter referred to as a DCT) and provided with a removable mount (e.g., a surface-mounted type). Remote data transmission by the BAPK is ensured by the placement of equipment and the presence of channel-forming communication means, such as LoRaWAN, autonomous satellite channels, wireless channels, and technological communication channels. The data collection station for data transmitted wirelessly via LoRaWAN technology is located within a radius of no more than 1,500 m from the outermost sensor of the system. The BAPK performs measurements "continuously" in automatic mode, with data recording frequency ranging from several hours to several days. Remote data collection occurs at intervals ranging from one to several days, after which the data is transmitted to the monitoring server via communication channels. At the BAPK, the initial signals for measurements were recorded by three types of sensors:

Устройство сбора и передачи данных (далее - УСПД) ZET 7000-ЕХ с интегрированными инклинометром ZET 8954, предназначенным для контроля за изменением углов наклона ростверков (на базе двутавров);Data collection and transmission device (hereinafter referred to as DCT) ZET 7000-EX with integrated inclinometer ZET 8954, designed to monitor changes in the angles of inclination of grillages (based on I-beams);

- УСПД ZET 7000-ЕХ с интегрированными инклинометром ZET 8954 и тензометром ZET 8910 (6 шт. ) предназначены для контроля за деформацией газопровода (ГС №3206 и ГС №3207) в зоне между креплением к фонтанной арматуре и опорой на ростверк;- USPD ZET 7000-EX with integrated inclinometer ZET 8954 and strain gauge ZET 8910 (6 pcs.) are designed to monitor the deformation of the gas pipeline (GS No. 3206 and GS No. 3207) in the area between the attachment to the wellhead equipment and the support on the grillage;

- виброметр ZET 7056 (2 шт.) предназначен для контроля за виброскоростями на опоре БКЭС и у основания антенной опоры.- ZET 7056 vibration meter (2 pcs.) is designed to monitor vibration velocities on the BKES support and at the base of the antenna support.

Измерительные пункты БАПК размещены по линии скважин куста газовых скважин №32. На ростверках (на базе двутавров) каждой газовой скважины установлено по два УСПД ZET 7000-ЕХ с интегрированными инклинометром ZET 8954.The BAPK measuring stations are located along the well line of gas well cluster No. 32. Two ZET 7000-EX data acquisition systems with integrated ZET 8954 inclinometers are installed on the grillages (based on I-beams) of each gas well.

В центральной части КГС, которая испытывает наибольшие осадки из-за оттаивания многолетнемерзлых пород вокруг скважин, на газовых скважинах №№3206 и 3207 на ростверках установлены по четыре УСПД ZET 7000-ЕХ с интегрированными инклинометром ZET 8954.In the central part of the KGS, which experiences the greatest precipitation due to the thawing of permafrost around the wells, four ZET 7000-EX USPDs with integrated ZET 8954 inclinometers are installed on the grillages of gas wells No. 3206 and 3207.

На трубопроводной обвязке газовой скважины №№3206 и 3207 размещено по три УСПД ZET 7000-ЕХ с интегрированными инклинометром ZET 8954 и тензометром ZET 8910 в точках наибольших потенциальных смещений (сдвижений) для выявления отклонений по двум осям х, у и напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки. Тензорезисторы в местах размещения распределены по образующей трубы равномерно (сверху, снизу и по бокам) и направлены так, чтобы обеспечивался контроль за деформацией вдоль трубы.Three ZET 7000-EX strain gauges with integrated ZET 8954 inclinometers and ZET 8910 strain gauges are installed on the pipeline piping of gas wells Nos. 3206 and 3207 at points of greatest potential displacement (shift) to detect deviations in the two x- and y-axes and the stress-strain state of the pipeline piping. The strain gauges are evenly distributed along the pipe's generatrix (top, bottom, and sides) and oriented to ensure deformation monitoring along the pipe.

Антенная опора расположена на площадке куста №32, имеет высоту 14 м, и расположена на 4 сваях. Антенная опора относится к типу высотных объектов, которые испытывают осложнения, связанные с ветровой нагрузкой и динамикой многолетнемерзлых пород. На антенной опоре размещено 4 УСПД ZET 7000-ЕХ с интегрированным инклинометром ZET 8954: по 2 шт. на противоположных краях площадок на отметках 7 и 14 м для контроля крена антенны. Виброметры ZET 7056 установлены: на основании антенны (уровень 0 метров) (1 шт.) и на свайное основание БКЭС (1 шт.).The antenna support is located on the site of cluster #32, is 14 meters high, and rests on four piles. The antenna support is a high-rise structure subject to challenges related to wind loads and permafrost dynamics. Four ZET 7000-EX data acquisition and control devices with integrated ZET 8954 inclinometers are installed on the antenna support: two each at opposite edges of the site at the 7- and 14-meter elevations to monitor antenna tilt. ZET 7056 vibration meters are installed: one at the antenna base (at the 0-meter level) and one on the BKES pile foundation.

На фиг.5 показана схема расположения УСПД с интегрированными инклинометрами на кусте газовых скважин НГКМ.Fig. 5 shows a diagram of the location of the USPD with integrated inclinometers on a cluster of gas wells of the NGKM.

На фиг.6 показана схема размещения пунктов наблюдений (измерений) БМГК на кусте газовых скважин НГКМ. Состав и количество элементов БМГК представлены в таблице 6.Figure 6 shows a diagram of the placement of BMGC observation (measurement) points at a cluster of gas wells in the OGCF. The composition and number of BMGC elements are presented in Table 6.

В целях осуществления измерений (наблюдений) классическими методами в БМГК выполнено геометрическое нивелирование по деформационным маркам, расположенным на объектах инфраструктуры КГС №32 для верификации измерений всеми блоками мониторинга. Количество деформационных марок, по которым проведено измерение не превышает 30% от количества по текущим проектам. Выполнено выделение участков с различными скоростями (трендами) контролируемых параметров: 2-х участков с разными перемещениями (включая участки с преобладающими осадками/пучением) по данным радиолокационной интерферометрии. Получено поле скоростей перемещений (мм/год) по всей площадке. Выполнено пространственное совмещение данных БАПК и БМГК (классического метода). Выполнялась корреляция между двумя множествами данных, полученных в блоке Системы БДК (СН), БДК (НЛС) или БАПК и в БМГК, стандартными инструментами табличных редакторов. Рассчитывался коэффициент корреляции (R) данных. Коэффициент корреляции (R) изменяется от 0 до 1: чем выше коэффициент корреляции, тем выше корреляционные связи между данными. Если R≥0,7, то корреляция полученных данных высокая. Если корреляция данных высокая, выполнялось подтверждение верификации статистическими методами. Статистическая проверка сходимости данных, полученных в БДК (СН), БДК (НЛС) или БАПК, и данных, полученных в БМГК, выполнялась методом сравнением статистик выборок измерений проведением двухвыборочного двухстороннего t-теста с различными дисперсиями двух выборок данных - одного из блоков: БДК (СН), БДК (НЛС) или БАПК, и классического метода БМГК, используя специализированное программное обеспечение или стандартными инструментами табличных редакторов. По результатам проведения теста проверялось выполнение условия: T<t критическое, Р (ожидаемая вероятность) >0,05. В результате данные исследуемого метода верифицированы.To carry out measurements (observations) using classical methods, geometric leveling was performed at the BMGC using deformation marks located at the KGS No. 32 infrastructure facilities to verify measurements by all monitoring units. The number of deformation marks for which measurements were conducted does not exceed 30% of the number for current projects. Sections with different velocities (trends) of the monitored parameters were identified: 2 sections with different displacements (including sections with predominant settlement/heaving) using radar interferometry data. A field of displacement velocities (mm/year) was obtained for the entire site. Spatial superposition of BAPK and BMGC (classical method) data was performed. Correlation between the two data sets obtained in the BDK (SN), BDK (NLS), or BAPK Systems block and the BMGC was performed using standard spreadsheet tools. The correlation coefficient (R) of the data was calculated. The correlation coefficient (R) ranges from 0 to 1: the higher the correlation coefficient, the higher the correlation between the data. If R≥0.7, the correlation of the obtained data is high. If the data correlation is high, verification was confirmed by statistical methods. Statistical verification of the convergence of the data obtained in the BDK (SN), BDK (NLS), or BAPK, and the data obtained in the BMGC, was performed by comparing the statistics of the measurement samples by conducting a two-sample, two-tailed t-test with different variances of two data samples - one of the blocks: BDK (SN), BDK (NLS), or BAPK, and the classical BMGC method, using specialized software or standard spreadsheet tools. Based on the test results, the following condition was verified: T<t critical, P (expected probability)>0.05. As a result, the data of the studied method were verified.

Claims (11)

Система автоматизированных измерений и дистанционной передачи данных для геотехнического мониторинга объектов добычи газа (далее - Система), состоящая из:A system of automated measurements and remote data transmission for geotechnical monitoring of gas production facilities (hereinafter referred to as the System), consisting of: - блока дистанционного контроля - спутниковые наблюдения по данным радиолокационных и оптических съемок (далее - БДК (СН)), включающего: пункты контроля БДК (СН), каналы получения первичных данных, стеки радиолокационных снимков, полученных радиолокационной интерферометрической съемкой из космоса, оптические снимки, полученные оптической съемкой из космоса, каналообразующие средства связи, программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БДК (СН);- a remote control unit - satellite observations based on radar and optical survey data (hereinafter referred to as RC (SN)), including: RC (SN) control points, channels for receiving primary data, stacks of radar images obtained by radar interferometric survey from space, optical images obtained by optical survey from space, channel-forming communication equipment, a hardware and software complex for the primary processing of RC (SN) data; - блока дистанционного контроля - наземное лазерное сканирование объектов (далее - БДК (НЛС)), включающего: пункты контроля БДК (НЛС), каналы получения первичных данных, наземный лазерный сканер, станции сканирования, каналообразующие средства связи, программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БДК (НЛС);- a remote control unit - ground-based laser scanning of objects (hereinafter referred to as the RC (GLS)), including: RC (GLS) control points, channels for receiving primary data, a ground-based laser scanner, scanning stations, channel-forming communication equipment, a hardware and software complex for the primary processing of RC (GLS) data; - блока автоматизированного параметрического контроля (далее - БАПК), включающего: пункты контроля БАПК, содержащие датчики контроля кренов, осадок, напряженно-деформированного состояния объектов и их элементов, датчики контроля температуры грунтов основания, каналы получения первичных данных, устройство сбора и передачи данных, каналы связи, включающие каналообразующие средства связи, станцию сбора и преобразования данных, включающую базовую станцию LPWAN, шкаф сбора данных, каналообразующие средства связи;- an automated parametric control unit (hereinafter referred to as APCU), including: APCU control points containing sensors for monitoring inclination, settlement, stress-strain state of objects and their elements, sensors for monitoring the temperature of foundation soils, channels for receiving primary data, a device for collecting and transmitting data, communication channels including channel-forming communication means, a data collection and conversion station including an LPWAN base station, a data collection cabinet, and channel-forming communication means; - блока маркшейдерско-геодезического контроля классическими методом нивелирования (далее - БМГК), включающего: пункты контроля БМГК, содержащие реперы маркшейдерской опорной сети и геодезической сети, деформационные марки, каналы получения первичных данных, нивелир, каналообразующие средства связи, программно-аппаратный комплекс для первичной обработки данных БМГК;- a block of mine surveying and geodetic control using the classical leveling method (hereinafter referred to as BMGC), including: BMGC control points containing benchmarks of the mine surveying reference network and geodetic network, deformation marks, channels for receiving primary data, a level, channel-forming communication equipment, a software and hardware complex for the primary processing of BMGC data; - сервера мониторинга, включающего: программно-аппаратный комплекс с каналообразующими средствами связи, при этом:- a monitoring server, including: a hardware and software complex with channel-forming communication means, wherein: программно-аппаратный комплекс БДК (СН) соединен по каналам связи с каналообразующими средствами связи сервера мониторинга,the software and hardware complex of the BDK (SN) is connected via communication channels with the channel-forming communication means of the monitoring server, программно-аппаратный комплекс БДК (НЛС) соединен по каналам связи с каналообразующими средствами связи сервера мониторинга,the software and hardware complex of the BDK (NLS) is connected via communication channels with the channel-forming communication means of the monitoring server, станция сбора и преобразования данных БАПК соединена по каналам связи с каналообразующими средствами связи сервера мониторинга,the data collection and conversion station of the BAPK is connected via communication channels to the channel-forming communication facilities of the monitoring server, программно-аппаратный комплекс БМГК соединен по каналам связи с каналообразующими средствами связи сервера мониторинга,the BMGC hardware and software complex is connected via communication channels to the channel-forming communication facilities of the monitoring server, - автоматизированное рабочее место оператора с ПЭВМ на базе процессора, которое по каналообразующим средствам связи соединено с каналообразующими средствами связи сервера мониторинга.- an automated operator workstation with a processor-based personal computer, which is connected via channel-forming communication means to the channel-forming communication means of the monitoring server.
RU2024139771A 2024-12-25 Automated measurement and remote data transmission system for geotechnical monitoring of gas production facilities RU2850815C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2850815C1 true RU2850815C1 (en) 2025-11-13

Family

ID=

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU98253U1 (en) * 2010-04-29 2010-10-10 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" MONITORING SYSTEM OF POTENTIALLY HAZARDOUS SECTIONS OF RAILWAY
RU2467298C1 (en) * 2011-10-04 2012-11-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") System of satellite monitoring of engineering facilities displacements using satellite navigation systems glonass/gps
CN107833448A (en) * 2017-11-01 2018-03-23 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 A kind of Geotechnical Engineering rig locating and monitoring system and positioning and monitoring method
RU2655956C1 (en) * 2017-03-16 2018-05-30 Максим Юрьевич Баборыкин Method of geotechnical monitoring of linear structures and area objects based on air laser scanning
RU2680978C1 (en) * 2018-02-06 2019-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" Method of geodesic monitoring of the deformation state of the earth surface in earthquake-prone areas using laser scanning technology
CN210343321U (en) * 2019-05-29 2020-04-17 南京南大岩土工程技术有限公司 Drilling machine automatic navigation monitoring system based on Internet of things
RU2751053C1 (en) * 2020-08-14 2021-07-07 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Information and analytical system for monitoring mechanical safety of constructions of complex engineering structures
AU2021102979A4 (en) * 2021-05-31 2021-07-29 Shandong Ruien Ecological Environment Technology Co., Ltd. Geotechnical engineering safety monitoring and warning system
RU2815243C1 (en) * 2023-07-28 2024-03-12 Общество с ограниченной ответственностью "НК "Роснефть" - Научно-Технический Центр" Method for geotechnical monitoring using integrated system for automated monitoring of technical state of structures in real time

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU98253U1 (en) * 2010-04-29 2010-10-10 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" MONITORING SYSTEM OF POTENTIALLY HAZARDOUS SECTIONS OF RAILWAY
RU2467298C1 (en) * 2011-10-04 2012-11-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") System of satellite monitoring of engineering facilities displacements using satellite navigation systems glonass/gps
RU2655956C1 (en) * 2017-03-16 2018-05-30 Максим Юрьевич Баборыкин Method of geotechnical monitoring of linear structures and area objects based on air laser scanning
CN107833448A (en) * 2017-11-01 2018-03-23 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 A kind of Geotechnical Engineering rig locating and monitoring system and positioning and monitoring method
RU2680978C1 (en) * 2018-02-06 2019-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" Method of geodesic monitoring of the deformation state of the earth surface in earthquake-prone areas using laser scanning technology
CN210343321U (en) * 2019-05-29 2020-04-17 南京南大岩土工程技术有限公司 Drilling machine automatic navigation monitoring system based on Internet of things
RU2751053C1 (en) * 2020-08-14 2021-07-07 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Information and analytical system for monitoring mechanical safety of constructions of complex engineering structures
AU2021102979A4 (en) * 2021-05-31 2021-07-29 Shandong Ruien Ecological Environment Technology Co., Ltd. Geotechnical engineering safety monitoring and warning system
RU2815243C1 (en) * 2023-07-28 2024-03-12 Общество с ограниченной ответственностью "НК "Роснефть" - Научно-Технический Центр" Method for geotechnical monitoring using integrated system for automated monitoring of technical state of structures in real time

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Savvaidis Existing landslide monitoring systems and techniques
CN109470222B (en) Supervision control method for super high-rise building engineering measurement
CN113034674A (en) Construction safety inspection method and device by means of multi-equipment cooperation
Tang et al. Surveying, geomatics, and 3D reconstruction
Rizos Surveying
JP7505957B2 (en) Measurement method for winding space in tunnel construction
Pesci et al. Multitemporal laser scanner-based observation of the Mt. Vesuvius crater: Characterization of overall geometry and recognition of landslide events
RU2850815C1 (en) Automated measurement and remote data transmission system for geotechnical monitoring of gas production facilities
Kuczyńska et al. Modern applications of terrestrial laser scanning
CN119469349B (en) High-precision measurement and calculation method for reserve quantity of flood control stone blocks
Sztubecki et al. Vertical displacement monitoring using the modified leveling method
Manconi et al. Surface displacements following the Mw 6.3 L’Aquila earthquake: One year of continuous monitoring via Robotized Total Station
Vynohradenko et al. Features of Providing Engineering and Infrastructure Objects with Geospatial Information
RU2726256C1 (en) Method of constructing three-dimensional model of terrain along railway track bed
CN117364853A (en) A foundation pit deformation monitoring method and system based on ground-based differential interference radar
Novomlynets et al. Modern Technologies of Geodetic Support of Planning Works in High-Rise Construction
Yin et al. Deflection monitoring of immersed tunnel element during floating transportation and installation based on series camera network
Morariu et al. Topo-geodetic modern methods and techniques for building monitoring process
Guo et al. Monitoring Scheme of Liquified Natural Gas External Tank Using Air--Space--Land Integration Multisource Remote Sensing.
RU2836421C1 (en) Method for automated measurements and remote transmission of data for geotechnical monitoring of gas production facilities
Lichti et al. High density spatial data collection for monitoring of steep wall movements
RU173296U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE PLANNED ALTITUDE POSITION OF THE PIPELINE
Meral Evaluation of laser scanning technology for bridge inspection
Shoemaker et al. Wholistic Monitoring—Integrated InSAR, Lidar, and Instrumentation
Štroner et al. The accuracy determination of landslide cone terrain mapping