Начинается...

Использование комбинированного универсального вибросейсмического средства обнаружения «Годограф–Универсал»

Использование комбинированного универсального вибросейсмического средства обнаружения «Годограф–Универсал»

в качестве сигнализационного средства для защиты транспортных трубопроводов нефтегазохимической промышленности

Известно, что для транспортировки продуктов нефтегазохимической промышленности используются магистральные трубопроводы. Общая протяженность магистральных трубопроводов в России составляет более 200 тыс. км, которые пересекают все природно-климатические зоны. Причем, имеет место очень большая концентрация трубопроводов в отдельных районах страны. Аварийность магистральных и промысловых нефтегазопроводов является одним из главных критериев опасности, представляющей прямую угрозу окружающей среде.

Для обеспечения экологической безопасности магистральных продуктопроводов разрабатываются и внедряются многочисленные программы по диагностике трубопроводов. Однако, для решения этой проблемы необходима организация постоянного наблюдения (мониторигна) за состоянием природно-технической системы. Поэтому, разработкам и внедрению систем мониторинга уделяется большое значение.

В связи с ухудшением криминогенной обстановки в стране актуальной становится также, и другая задача повышения безопасности этих объектов. На безопасность транспортировки газа и нефтепродуктов по трубопроводам влияют несанкционированные подключения (врезки) к ним злоумышленников с целью хищения продуктов транспортировки. Хищения нефтепродуктов путем несанкционированных врезок в трубопроводы приобрели широкий размах. Эти действия, помимо нанесенных убытков от хищения, могут также вызвать серьезные аварии и привести к губительным воздействиям на экологию. Поэтому комплексное обеспечение безопасности транспортировки нефтепродуктов рассматривается как особо важная государственная задача.

С целью повышения безопасности функционирования транспортных трубопроводов необходима разработка и внедрение в эксплуатацию аппаратуры, позволяющей обнаруживать попытки врезки. Причем, для обеспечения экологической безопасности эксплуатации трубопроводов необходимо обнаружение попыток врезок на как можно более ранних стадиях процесса. Дело в том, что существующие системы аварийного контроля (диагностики) трубопроводов при использовании различных современных датчиков (давления, скорости движения потока, расходомеров и т. п.) могут обнаружить врезку по утечке продуктов транспортировки, но только обнаружить ее уже как свершившийся факт. Поэтому, проблема обнаружения врезки до момента причинения ущерба трубопроводу является особенно актуальной.

В результате анализа информации, предоставленной эксплуатирующими организациями о способах несанкционированной врезки в трубопровод и действиях злоумышленников при этом, а также на основе проведенных экспериментальных исследований, предлагается попытку врезки в трубопровод обнаруживать на этапе проведении земляных выемочных работ, перед непосредственным процессом врезки.

В некоторых случаях требуется решение другой, сопутствующей процессам врезки задачи, – определению факта несанкционированного движения в зоне прокладки трубопровода посторонней тяжелой техники (кранов, экскаваторов, бульдозеров, бензовозов и т. п.), основываясь на том, что эти движения могут предшествовать началу проведения земляных выемочных работ перед врезкой в трубопровод.

Для решения этих задач предлагается использование комбинированного универсального вибросейсмического средства обнаружения «Годограф-Универсал» (рис. 1), разработанное и выпускаемое НИКИРЭТ – филиалом ФГУП ФНПЦ «ПО «Старт» им. М.В. Проценко».

Средство обнаружения «Годограф-Универсал»

Рис. 1. Средство обнаружения «Годограф-Универсал»

В зависимости от подключаемых к блоку электронному чувствительных элементов изделие может применяться в качестве:

а) вибрационного средства обнаружения для выявления нарушителя, преодолевающего различные типы заграждений путем перелаза, разрушения или подкопа (рис. 2); точность обнаружения – до длины кабельного ВЧЭ, подключенного к входу блока электронного;
б) сейсмического средства обнаружения для выявления нарушителя, движущегося по поверхности грунта. Данный вариант применения позволяет определять направление движения нарушителя и проводить его классификацию (человек/транспортное средство), а также определять место преодоления рубежа охраны с точностью до звена СЧЭ (рис. 3);
в) комбинированного (вибрационного + сейсмического) средства обнаружения (рис. 4). В данном варианте аналоговый ВЧЭ может комбинироваться с сегментированными (цифровыми) ВЧЭ или сейсмическими чувствительными элементами (СЧЭ), в том числе с организацией алгоритмов обнаружения по схемам «И» или «ИЛИ»
г) вибрационного сегментированного средства обнаружения, позволяющего определять место преодоления заграждения нарушителем с точностью до сегмента ВЧЭ (рис. 5).

Вибрационные СО

Рис. 2. Вибрационные СО

Применение дружественного пользовательского интерфейса, автоматизации процессов контроля и управления, расширенного выходного интерфейса обеспечивают:

  • проведение настройки изделия без использования вспомогательного оборудования с помощью встроенной панели управления (кнопочная клавиатура + дисплей), размещенной на блоке электронном изделия;
  • передачу тревожных сообщений по релейным выходам (типа «сухой контакт»);
  • проведение дистанционного контроля работоспособности по сигналам от системы сбора и обработки информации;
  • возможность настройки изделия с помощью переносного пульта;
  • создание полноценного АРМ на основе встроенного интерфейса RS-485 и соответствующего программного обеспечения, позволяющего осуществлять мониторинг состояния средств обнаружения на периметре с представлением всей необходимой информации на графическом плане объекта, а также удаленную настройку изделий;
  • хранение и возможность восстановления в изделии заводских настроек алгоритмов обнаружения для конкретных условий применения: ССЦП – на заграждении из сетки стальной сварной оцинкованной; ССЦПК – то же с размещением кабельного ВЧЭ в металлическом коробе; ССПП – на заграждении из сетки стальной сварной с полимерным покрытием; ССППК – то же с размещением кабельного ВЧЭ в металлическом коробе; БЕТОН – на заграждении из железобетонных плит; КЗРС – на козырьке из сетки ССЦП; АКЛ – на козырьке из объемной и плоской спирали АКЛ, заграждении из АКЛ; ГРУНТ – для кабельного противоподкопного ВЧЭ.

Сейсмическое СО

Рис. 3. Сейсмическое СО

Вибросейсмическое СО

Рис. 4. Вибросейсмическое СО

Сегментированный ВЧЭ на заграждении

Рис. 5. Сегментированный ВЧЭ на заграждении

В изделии «Годограф-Универсал» используется гибкий алгоритм обработки сигналов, достигаемый за счет применения динамически программируемых аналоговых схем (систем на кристалле PSoC Cypress) и многофункционального 32- разрядного микропроцессора Atmel, которые обеспечивают: программирование и формирование параметров аналоговых узлов (фильтров, усилителей); синтез алгоритмов обработки сигналов на каждый тип заграждения с возможностью выделения до двух частотных диапазонов обработки в полосе частот от единиц до сотен герц; ручное редактирование таких параметров алгоритма обнаружения, как порог срабатывания, коэффициент усиления, длительность окна анализа, количество маркеров (маркер – распознанное алгоритмом обнаружения воздействие нарушителя на фоне общего сигнала) для формирования сигнала тревоги.

Изделие «Годограф-Универсал» обладает высокими эксплуатационными характеристиками: ток потребления – не более 10 мА в дежурном режиме и не более 40 мА в режиме настройки при напряжении питания от 20 до 30 В; температурный диапазон эксплуатации – от минус 50 до плюс 50°С; максимальная длина рубежа охраны для СЧЭ и ВЧЭ – 500 м (два участка по 250 м каждый) и 2000 м для сегментированного ВЧЭ (два участка по 1000 м каждый), при количестве сегментов ВЧЭ на участке до 20 шт.

Примененные схемотехнические и конструкторско-технологические решения позволили сохранить цену вибрационного варианта изделия «Годограф-Универсал» на уровне цены ранее выпускавшегося и пользовавшегося популярностью изделия «Годограф-СМ-В-1С».

Изделие «Годограф-Универсал» успешно прошло сертификационные испытания в системах сертификации ОИТ и ГОСТ Р, включено в перечень основных видов продукции, рекомендованных для закупок в ОАО «АК «Транснефть» и его дочерних организациях.

Скачать статью в формате pdf →