Десятилетиями над ямальской тундрой кружили только дикие птицы и транспортные вертолеты — сегодня к ним присоединились умные роботы-помощники. Взлетели следом и узнали, кто и зачем сканирует Арктику с воздуха.
За пять минут можно сварить чашку кофе, прочитать статью в научпоп-журнале — или обследовать километр нефтепровода в арктической тундре. С такой задачей справляется новая система аэромониторинга на Восточно-Мессояхском месторождении — самом северном материковом нефтепромысле России. Она определяет состояние и пространственное положение трубопроводов, опор и других объектов на протяженности до 200 километров с точностью около 50 миллиметров — это меньше длины пальчиковой батарейки.
Весь промысел — от жилых комплексов до огромных резервуаров с нефтью — стоит на многолетней мерзлоте толщиной около 300 метров. Лед в почве работает как цемент: если он тает, грунт может проседать. Поэтому здания здесь ставят на высокие сваи, землю защищают от лишнего тепла и постоянно следят за состоянием мерзлоты и промышленных объектов.
Раньше для таких проверок геодезистам приходилось объезжать промысел на экологически безопасных вездеходах ТРЭКОЛ и вручную мониторить деформационные марки — контрольные точки на зданиях, опорах и других сооружениях. Учитывая масштаб месторождения — около 200 километров трубопроводов и примерно 25 тысяч опор — на эту работу уходили недели.
«Раньше ручные наблюдения занимали полтора месяца. После этого данные нужно было внимательно изучить и сравнить — этот этап геодезисты называют камеральной обработкой. С помощью технологии лазерного аэромониторинга мы получаем результат за часы», — объясняет Анна Курчатова, эксперт по геотехническому мониторингу «Газпром нефти».
Обычная лазерная рулетка измеряет расстояние до одной точки. Беспилотный роботизированный комплекс за время полета делает тысячи таких замеров. Лидар посылает сигнал к земле, трубам и опорам и ловит отраженный свет. Один импульс — одна точка в пространстве. Тысячи импульсов складываются в облако точек — объемную цифровую картину местности.
Роботизированный комплекс сканирует поверхность в полосе шириной около 100 метров. Определить положение каждой точки в пространстве помогает модуль точного позиционирования. Перед полетом вдоль трассы дополнительно устанавливают крестообразные метки с известными координатами для лучшей ориентации на местности.
На основе полученных данных специалисты по геотехническому мониторингу формируют цифровые двойники и сравнивают их с эталонной 3D-моделью объекта. Алгоритмы находят расхождения и отмечают места, где произошли изменения в положении конструкций. Специалисты сразу видят их на экране и понимают, какие участки требуют внимания.
«Мы обследовали 180 километров трубопроводов и получили около четырех терабайт данных. На их обработку ушло всего четыре часа — раньше такой объем обрабатывали месяцами», — рассказывает Павел Баженов, специалист по геотехническому мониторингу «Газпром нефти».
В будущем область применения «робоптиц» расширится: с их помощью планируют обследовать опоры линий электропередачи и другие промышленные объекты. Недавно роботизированный комплекс облетел 14-метровый электродегидратор — установку для удаления воды из нефти — и создал его цифровую модель.
На Восточной Мессояхе за вечной мерзлотой следят не только с воздуха. Под землей в семи тысячах термометрических скважин датчики измеряют температуру и передают данные в систему «Ямал-Арктика». От лишнего тепла грунт защищают сваи, теплоизоляция и термостабилизаторы — «холодильники» для почв.
Руководитель программ устойчивого развития «Газпром нефти»
Опыт «Газпром нефти» может пригодиться далеко за пределами Ямала. Многолетняя мерзлота занимает около 65% территории России — бережное отношение к ней важно для строительства домов, дорог и трубопроводов в северных регионах.
Хочется подробнее? Разобраться в деталях поможет ИИ-ПОИСК.
