В арсенале продуктов компании «СМИС Эксперт» - система мониторинга конструкций объектов нефтегазовой и нефтехимической отраслей, которая реализуется в отраслевых решениях мониторинга конструкций инженерных сооружений различных типов, в том числе

- Дистанционная система мониторинга конструкций (оснований и фундаментов) резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов

- для объектов, распложенных в районах многолетней мерзлоты
- на базе беспроводного протокола передачи данных LoRaWAN (технологии промышленного интернета вещей (IoT)

Основные опасности инженерных сооружений в условиях многолетней мерзлоты

Глобальное потепления климата приводит к протаиванию многолетней мерзлоты, что приводит к снижению несущей способности грунтов, прочностные и деформационные свойства которых напрямую зависят от температуры и влажности.

Это становится одной из основных угроз устойчивости оснований и фундаментов расположенных в этих районах зданий и инженерных сооружений с возможными катастрофическими последствиями  

Растет аварийность промышленных объектов в районах многолетней мерзлоты. По данным Минприроды РФ, криогенные факторы являются причиной 23% отказов технических систем

Наибольший ущерб может быть причинен авариями на особо опасных, технически сложных и уникальных объектах

Актуальность мониторинга конструкций на территории многолетней мерзлоты

Безопасность функционирования объектов нефтегазового комплекса на территориях распространения многолетнемерзлых пород во многом определяется эффективностью систем

мониторинга опасных геокриологических процессов, развитие которых связано как с природными факторами, так и с техническим состоянием конструкций самих объектов.

В зависимости от комплекса природных факторов, формирующих геокриологические условия, грунты могут обладать различными прочностными и деформационными свойствами. К числу опасных трансформаций криогенных грунтов относят образование термокарста, термоэрозия, морозное пучение, растепление, заболачивание

Существует опасность строительства и эксплуатации зданий, сооружений на многолетнемерзлых грунтах. Проблемы фундаментостроения в районах распространения криогенных грунтов определяются особенностями инженерно-геокриологических условий площадок размещения газо- нефтепромысловых сооружений

Для контроля безопасности эксплуатации сооружений проводят геотехнический мониторинг конструкций,

в состав которого входят:

- наблюдения за температурным и гидрогеологическим режимом грунтов оснований, несущей способностью и деформациями фундаментов, развитием опасных геологических процессов и экологической безопасностью прилегающей территории

- прогноз развития геокриологических процессов, а также разработка управляющих мероприятий, позволяющих обеспечивать надежность оснований и фундаментов сооружений

Система мониторинга конструкций резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов

– аппаратно-программный комплекс, который  проектируется и строится «СМИС Эксперт» как самостоятельное отраслевое решение на базе высокоточных средств измерений - цифровых датчиков, передающих данные по открытому протоколу LoRaWAN (IoT):

- Инклинометров, контролирующих отклонения по вертикали (углы поворота и наклоны) свайного основания железобетонного фундамента и ростверка, основных несущих конструктивных элементов для резервуаров

- Термокос, размещенных в геотехнических скважинах, для изменения температуры грунта на каждом метре скважины

- Термогигрометров для отслеживания температурно-влажностного режима в техническом подпольном пространстве, который является необходимым показателем при геотехническом мониторинге

Цели внедрения системы мониторинга конструкций резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов

- Непрерывный дистанционный контроль и управление температурным режимом грунтов и техническим состоянием оснований и фундаментов инженерных сооружений

- недопущение развития предельных состояний конструкций резервуара, и как следствие, аварий 

- своевременное выявления потенциально опасных деформаций и кренов конструкций, способных привести к их повреждению и, как следствие, к авариям

- автоматизация и цифровизация процесса сбора и передачи информации для обработки в режиме реального времени

- моделирование и прогнозирование  состояния  конструкций резервуаров для принятия решений при эксплуатации

Функционал мониторинга конструкций резервуаров

Система мониторинга конструкций резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов включают в себя:

- серверное оборудование (телекоммуникационный шкаф, сервер системы, коммутационное и контроллерное оборудование, АЦП и преобразователи интерфейсов, оборудование для передачи данных);

- линейное оборудование (кабельная продукция, материалы для монтажа и маркировки);

- оконечное оборудование;

- средства измерений: инклинометры, акселерометры, тензодатчики, трещиномеры, датчики давления, тахеометр

- программное обеспечение

- автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора системы 

 

Кейсы системы мониторинга конструкций резервуаров 

Создание дистанционной системы мониторинга и контроля безопасности оснований и фундаментов объектов «Хранилища аварийного дизельного топлива ТЭЦ-1 АО «НТЭК» («Норильский никель») на базе LoRaWAN (IoT)

Проблемная ситуация

- 23% ЧС и отказов технических систем особо опасных объектов происходят по причине криогенных факторов (по данным Минприроды РФ).

- 48-87% инфраструктуры месторождений нефти и газа в российской Арктике находится в аварийноопасной зоне таяния вечной мерзлоты.

- От 50 до 150 миллиардов рублей в год - ущерб зданиям и сооружениям от таяния мерзлоты (Министерства по развитию Дальнего Востока и Арктики)  

Ход реализации проекта по внедрению системы

- Разработка методики мониторинга, характеризующей условия наступления аварийности

- Организация непрерывного удаленного наблюдения за температурным и гидрогеологическим режимом грунтов оснований (температуры и влажности грунтов)

- Контроль показателей несущей способности и деформациями оснований и фундаментов (наклон, собственные частоты колебаний, напряженно-деформационное состояние).

- Создание наблюдательной сети средств измерений (цифровых датчиков, контроллеров) за состоянием конструкций зданий и сооружений и состоянием грунтов на основе технологии передачи данных по открытому протоколу  LoRaWAN (IoT)

Результаты реализации проекта внедрения системы

- Своевременное выявления потенциально опасных деформаций и кренов конструкции объекта из-за протаивания грунта.

- Дистанционное управление температурным режимом грунтов основания и фундамента хранилища

- Непрерывный мониторинг позволил осуществлять безаварийную эксплуатацию объектов, своевременно выявлять потенциально опасные дефекты и отклонения, способные привести к повреждению хранилищ дизельного топлива, а следовательно к аварии

- Система позволила также отслеживать температурно-влажностный режим в технических подпольях

Масштабирование и эффект

- Проект был реализован на 11 объектах хранения дизельного топлива (8 резервуарах и 3 насосных ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3)

- Внедрение информационно-диагностической системы существенно сократило временные затраты, а также позволило оперативно реагировать на потенциально опасные изменения.

Установлено на объекте:

- 41 инклинометр-LoRa

- 15 термокос (258 датчиков температуры)

- 1 термогигрометр

!Первое применение в России прецизионных систем мониторинга конструкций на LoRa технологии!

Инклинометры и термокосы используют батарейный модули и стандарт передачи данных LoRA, благодаря чему становится возможным:

- применение цифровых датчиков без прокладки кабельных линий связи;

- автономная работа устройств не менее срока межповерочного интервала (не менее 1 года);

- легкий демонтаж и перенос устройств на другое место установки при необходимости;

- покрытие LoRa в радиусе 5 км от одной базовой станции!

Преимущества решений мониторинга конструкций с использованием технологии LoRaWAN

В разрабатываемых и внедряемых нами решениях широко используется технология IIoT, в том числе средства передачи, визуализации и анализа собираемых данных, работающие по протоколам LoRaWAN, имеющие серьезные преимущества

- Использование широкополосной модуляции LoRaWAN и безлицензионных диапазонов частот

- Физический и сетевой уровни передачи данных с высокой зоной охвата на значительные расстояния (до 20 км) для маломощных устройств с низким энергопотреблением

- Сети LoRaWAN способны обслуживать десятки и сотни тысяч устройств

- Высокая помехоустойчивость - возможность передавать сигнал, который практически не блокируется стенами зданий и сооружений

- Совместимость со всеми существующими сетями/технологиями беспроводной передачи данных

- Возможность осуществлять мониторинг и анализ состояния окружающей среды, процессов производства в режиме реального времени

- Широкий спектр применения вариантов решения

- Экономия ресурсов и времени на разработку собственного решения по передаче данных на базе IIoT – можно воспользоваться готовой платформой, пакетом инструментов и экспертизой нашей компании

Компания «СМИС Эксперт» более 10 лет работает в сфере автоматизированного мониторинга и контроля промышленной безопасности для предприятий различных отраслей

Значительная часть проектов - это опасные производственные объекты, которые в наибольшей степени подвержены риску серьезных аварий

В разрабатываемых и внедряемых нами решениях используется технология промышленного интернета вещей (IIoT).

Источниками информации систем контроля безопасности являются датчики и контроллеры, установленные на узлах и агрегатах промышленных объектов, а также средства передачи, визуализации и анализа собираемых данных, работающие по протоколам LoRaWAN.

Обсудим ваш проект мониторинга конструкций? 

Стоимость услуги мониторинга определяется объемом и сложностью работ. Чтобы узнать условия и стоимость внедрения системы мониторинга для вашего объекта, позвоните нам, отправьте электронное письмо или оставьте заявку на обратный звонок.