Folosirea Sonarul cu scanare laterală pentru montarea și controlul poziției conductei submarine
Dmitry Stolyarenko, Ph.D. Ltd. Centrul „Geomatica“
Atunci când funcționează secțiunile subacvatice ale conductelor de petrol și gaze au nevoie de inspecții tehnice periodice pentru a monitoriza starea tubului corpului și suporturile sale. conductă submarină folosind un sondaj sonare partea de scanare a tehnologiei propuse se caracterizează prin grad ridicat de automatizare, informativ, viteza și costurile forței de muncă reduse în comparație cu metodele convenționale bazate pe utilizarea de scafandri sau a vehiculelor subacvatice.
Deseori conductele submarine sunt stabilite în mod direct pe partea de jos sau în tranșee de mică adâncime. Fluxurile de impact poate duce la erodarea bazei și formarea de suprafețe mari de sagging de conducte, care poate provoca sarcini laterale inacceptabile pe corpul țevii. Prin urmare, exploatarea unor astfel de conducte asigură inspecția tehnică periodică. Această examinare se poate face fie folosind vizual un scafandru sau vehicul subacvatic, sau cu ajutorul sonarelor partea de scanare (SSS).
Proiectarea și construcția de conducte capacitatea HBO de a da o imagine foarte detaliată partea de jos a reliefului, precum și pentru a detecta obstacolele utilizate pentru a determina calea optimă de stabilire a conductei subacvatice. Deoarece semnalul acustic apă tulbure este transparent, HBO de asemenea, eficiente în construcția conductelor submarine și platforme petroliere offshore.
Termenul „side-revizuire“ este utilizat, deoarece acest tip de sonar „arată“ în ambele direcții, stânga și dreapta înregistrării rutei, și formează o imagine cu mișcarea fizică a sonar antena - dispozitiv remorcat - deasupra fundului. sonar-scanare laterală trimite un impuls ultrasonic la un unghi ascuțit față de planul de jos și primește apoi reflectată înapoi de la returnarea linia de semnal de jos prin rotirea pe un ecran de monitor sau imprimantă. Astfel format linie separată de scanare de jos, care, în ordinea primită de la frecvența de 20 Hz datorită mișcării antenei, în partea de jos a imaginii similară unui televizor [1] tras.
Acel „unghi de vedere“ ascuțite HBO creează condiții de formare umbra acustică format înalță deasupra obiectelor de jos. Shade ajută la identificarea acestor obiecte. Nici un alt tip de sonar nu poate da o astfel de imagine clară a fundului interpretat și obiecte de pe ea. În partea centrală a imaginii de la HBO „unghiul de vizualizare“, aproape directă, include în esență o „zonă moartă“. De aceea, antena HBO ar trebui să fie suficient de aproape de partea de jos, de obicei, la o distanță de 2 până la 50 de metri. Acest lucru se realizează prin instalarea antenelor pe imersie în dispozitiv remorcat de apă cu proprietăți hidrodinamice bune, determina stabilitatea ridicată a liniilor de scanare HBO. Acesta este principalul avantaj al sonare side-scan la Multibeam echosounder cu caracteristică integrată HBO, antena este atașată lateral sau de jos a vasului și este supusă cabrare.
Compoziția și caracteristicile echipamentului
Sistemul sonare-side scanare constă în scufundarea în apă la o adâncime a dispozitivului remorcat (foto 1) și colectarea datelor și dispozitivele de prelucrare la bordul navei, un cablu conectat prin cablu. Când lungimea cablului depășește 100 m este utilizat blindat troliu de cablu logare (foto 2).
Antena HBO Geo-SM are un model larg (500) radiații într-un plan transversal pe mișcarea și foarte îngust (0,20 la cea mai mare frecvență de 780 kHz) - în direcția de deplasare. Acesta din urmă permite de a sintetiza imagini pentru detalii aproape de fotografia digitală. La această rezoluție Geo-CM pe fundul apei într-o direcție transversală față de mișcare, este de 4 cm.
Sonar Geo-CM poate fi folosit pe diferite nave din deplasarea navei de câteva mii. Tone la o lungime de câțiva metri barca. Nivelul ridicat de perfecțiune tehnică HBO Geo-SM ilustrată prin următoarele caracteristici:
o alegere de una sau două frecvențe DIGITAL dispozitiv remorcat de operare 102kGts frecvențe 325kGts sau 780kGts. Putere pentru toate tipurile de dispozitive remorcate este alimentat în jos cablul;
o gamă largă de tipuri de frânghie de cablu cu două fire - scurt de cabluri „soft“ la cablu foarte lung blindate (6 km);
configurație unică a sonar antenă de transmitere de recepție, care optimizează performanța și oferă imunitate de suprafață reverberație;
Prezența belayer lin, care permite dispozitivului remorcat rostogolească în cazul unei coliziuni cu un obstacol și în același timp să rămână fixat pe cablul de remorcare;
utilizarea oțelului inoxidabil pentru toate părțile metalice ale echipamentului (cu excepția cablului), în contact cu apa de mare;
utilizarea dispozitivului de procesare de colectare a datelor care închide toate interfață, de control și funcția de înregistrare într-o carcasă din material plastic robust, care oferă hidraulică clasa de protecție IP67 într-o stare închisă;
HBO se face referire fiecare linie de scanare în spațiul din cauza dispozitivului de navigație prin satelit conectat (GPS sau GLONASS cu corecție diferențială), care permite diferite metode de îmbunătățire a imaginii și de prelucrare automată a calculatoarelor în timp real;
procesoare puternice Intel și Windows bazate pe care pot fi utilizate nu numai incluse în software-ul special HBO, dar, de asemenea, produse software ale altor dezvoltatori (foto 3);
ecran LCD special, cu luminozitate ridicată 1700 cd / m2 și reglarea automată a acestuia prin intermediul senzorului fotosensibil, care permite operatorului să lucreze cu ecranul HBO, chiar și în expunerea la lumina directă a soarelui ecran .;
microprocesor controlat profilul automat al amplificării;
varietate de vinciuri puternice, inclusiv un troliu portabil pentru o lungime de cablu de 250 m;
o gamă largă de capabilități ale imprimantei, dacă doriți să documenteze hârtia de înregistrare;
configurare pentru vehicul subacvatic automată, disponibile cu interfețe pentru telemetrie digitală.
Aceste specificații fac cu dublă frecvență sonar Geo-CM, cu frecvențe lucrătorilor de 325/780 kHz (sau 102/325 kHz pentru filmare pe o suprafață mare) cea mai bună alegere dintre HBOT profesionale pentru problemele în cauză [3].
inspecția automată a conductei
Luați în considerare caracteristicile inspecției automată a poziției conductei, în exemplul de software Coda PI din GeoSurvey Productivity Suite de dezvoltare pachet software firmă britanică CodaOctopus [4].
Interpretarea automată a imaginii pentru a determina secțiunile de conducte HBO cazuti este un mare avantaj al înregistrării acustice, îmbunătățește semnificativ controlul conductei de performanță. Spre deosebire de operatorul de interpretare geofizician, această interpretare nu suferă de atenție și de lipsuri în declin de performanță pe timp de noapte. Ea se bazează pe criterii formale, iar dezvoltatorii CodaOctopus preferă să se bazeze pe metodele de statistică matematică și teoria probabilităților pentru a cuantifica performanța sistemului. Cu toate acestea, interpretarea persoanei se bazează pe un context mai larg. Acest lucru face posibil să se recunoască o situație asociată cu potențiale intervenții costisitoare pe panta vehiculului subacvatic și mobilizarea echipei de reparații, și să se concentreze asupra acestor domenii. Prin urmare, programul CodaOctopus a dezvoltat foarte bine și interpretat interfață grafică care vă permite să creați un complex eficient om-mașină. Interpretarea automată, astfel, este utilizat ca un filtru de date, în cazul în care atenția unei persoane este atrasă de zonele în care probabilitatea de detecție la curbare este suficient de mare. algoritmii de filtrare se bazează pe urmărirea folosind statistici robuste peste 30 de diferite variabile care descriu starea conductei. Folosit ca alte metode de procesare a imaginii. De exemplu, de mare intensitate reflectată din umbră acustică exprimate prin țeavă poziția feedforward adâncă pe șenile. Această metodă este implementată în programul este indispensabilă în cazul în care conducta pe locurile locului subacvatice îngropate sub pământ, și, uneori, se duce la suprafața de jos (Foto 4).
Înainte de a înregistra starea de evaluare a conductei în programul Coda PI care urmează să fie administrat corespunzător datele originale. De exemplu, după introducerea valorilor diametrului țevii devine posibil să se calculeze lungimea umbra exprimate de evaluare a conductelor lăsate în jos înălțime în timp real, care este afișat într-o fereastră separată de pe ecran.
Cu toate acestea, în mod natural, Coda PI are mai multe limitări. În primul rând - această ipoteză de jos netedă, tipică tuturor sonar partea de scanare. În cazul în care conducta este prevăzută într-o nișă cu pereți înclinați, umbra adâncitură acustice pe peretele înclinat și un semnal puternic de reflecție de la acest perete nu va permite să evalueze înălțimea și lăsarea acesteia. O a doua limitare - este interpretarea nesigură a imaginilor de conducte cu un diametru mai mic de 15 cm, care provoacă dificultăți la om. Cu cât frecvența de operare HBO, cu cât rezoluția și calitatea imaginii. Prin urmare, pentru tuburi cu diametru mic trebuie considerate realizări înalte HBO, cum ar fi modelul SM-Geo, cu o frecvență de funcționare de 780 kHz.
Dezvoltarea recentă, realizată de CodaOctopus parteneriat cu Fugro-Geoteam, a creat pe baza Coda PI «pilot automat“ pentru comandă de la distanță vehiculul subacvatic McCartney Focus 400, proiectat pentru operațiunile de control al conductei. software Coda PI urmărește poziția conductei, și trimite datele despre dispozitiv subacvatic distanta de la o conductă care permite să mențină această constantă distanță [4].
sonare Side-scanare sunt recent pe scară largă a cerut echipamente Hidrografic. Introducerea acestor sisteme va permite o mai bună și mai rapid pentru a inspecta secțiunile de conducte subacvatice, care va avea cu siguranță un impact pozitiv asupra siguranței și eficienței operaționale.