Способ мониторинга деформаций стенок резервуара Российский патент 2023 года по МПК G01B11/16 G01N21/952 

Изобретение - способ мониторинга деформаций стенок резервуара - относится к нефтегазовой промышленности, в частности к способам контроля состояния резервуаров вертикальных стальных.

Современные требования к эксплуатации нефтебаз и складов нефтепродуктов устанавливают стандарты, соблюдение которых направлено на обеспечение промышленной безопасности, предупреждение аварий, несчастных случаев на опасных производственных объектах. Отдельное внимание уделяется нефтеналивным резервуарам - ёмкостям для хранения нефти и продуктов её переработки.

У предприятий нефтяной промышленности существует потребность в сокращении расходов на содержание нефтяных резервуаров. При этом одним из перспективных направлений в современных условиях является применение цифровых технологий для удаленного мониторинга технического состояния резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов.

Известен способ определения величины и направления крена резервуара вертикального цилиндрического при помощи лазерного сканирования (патент RU 2597958 C2). Недостатком данного способа является его трудоемкость и невозможность удаленного контроля без участия человека.

Известен способ определения геометрических параметров резервуара геометрическим методом ГОСТ 8.570-2000 «Резервуары стальные вертикальные цилиндрические. Методика поверки» при помощи нивелира, теодолита и тахеометра. Недостатком этого способа является высокая трудоемкость и, как следствие, высокая стоимость работ. Также данный способ предполагает наличие человеческого фактора в процессе контроля, что ведет к снижению достоверности и точности.

Целью предлагаемого изобретения является создание способа удаленного автономного автоматического мониторинга деформаций стенок резервуара вертикального стального.

Предлагаемый способ удаленного мониторинга деформаций стенок резервуара вертикального стального основан на регистрации изменений направления лучей от источников инфракрасного излучения, закрепленных на стенке резервуара, относительно горизонтальной оси, что позволяет определить угол деформации участка стенки резервуара, на котором закреплен источник инфракрасного излучения.

Описываемый способ реализуется следующим образом (фиг. 1):

1. На каждом поясе стенки резервуара 1 по его периметру согласно требованиям нормативной документации к проведению измерений закрепляются активные инфракрасные метки 2. Каждая активная инфракрасная метка состоит из корпуса, источника инфракрасного излучения, микроконтроллера и источника автономного питания. Другой вариант подключения предполагает, что несколько инфракрасных меток могут быть объединены в группы и подключены при помощи кабеля к единому микроконтроллеру и источнику автономного питания, которые находятся в отдельном корпусе. В качестве источников инфракрасного излучения могут использоваться лазерные или светодиодные источники излучения, оснащенные оптической системой, формирующей узконаправленный пучок света.

2. Вокруг резервуара на некотором расстоянии от него в грунт или на неподвижные конструкции резервуарного парка устанавливаются вертикальные столбы (столбы хода), на которые монтируются устройства фотофиксации 3. Устройства фотофиксации состоят из корпуса, фотокамер инфракрасного диапазона съемки, точечного источника инфракрасного излучения, модуля беспроводной приёма-передачи данных, микроконтроллера и автономного источника питания.

3. На геодезический реперный столб 4, находящийся рядом с резервуаром, устанавливается устройство фотофиксации, состоящее из корпуса, фотокамеры инфракрасного диапазона съемки, модуля беспроводной приёма-передачи данных, микроконтроллера и автономного источника питания.

4. С заданной периодичностью устройства фотофиксации, расположенные по периметру резервуара на столбах хода, регистрируют направление луча от источников инфракрасного излучения (активных инфракрасных меток), расположенных на стенке резервуара.

5. Изменение направления лучей от источников инфракрасного излучения (активных инфракрасных меток) относительно горизонтальной оси регистрируется устройствами фотофиксации, передается по беспроводной сети на удаленный сервер, записывается в базу данных, обрабатывается с помощью специального программного обеспечения и выводится в пользовательский интерфейс в виде величины деформации участка стенки резервуара, на котором закреплен источник инфракрасного излучения.

6. В целях контроля вертикального смещения или наклона столбов хода, с заданной периодичностью:

a. устройство фотофиксации на геодезическом реперном столбе фиксирует положение источника инфракрасного излучения, установленного в устройстве фотофиксации, расположенном на ближайшем столбе хода.

b. фотокамера инфракрасного диапазона съемки устройства фотофиксации, расположенного на столбе хода, направленная на соседний столб хода, фиксирует положение источника инфракрасного излучения, установленного в устройстве фотофиксации, расположенном на соседнем столбе хода.

7. Изменение положения источников инфракрасного излучения, расположенных в устройствах фотофиксации, размещенных на столбах хода, фиксируется относительно ракурса фотосъемки устройств фотофиксации, с помощью программного обеспечения распознается, переводится в цифровой вид и передается по беспроводной сети на удаленный сервер, где с помощью программного обеспечения происходит программная коррекция ракурса фотосъемки устройств фотофиксации, расположенных на столбах хода.

На фиг. 2 показана условная схема установки на пояса резервуара 1 инфракрасных меток 2 и определения угла α между реальным 6 направлением инфракрасного пучка света и горизонтальной осью 5.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа удаленного мониторинга деформаций стенок резервуара вертикального стального. Способ заключается в размещении на стенке резервуара работающих от аккумулятора точечных источников инфракрасного излучения и получении с помощью устройств фотофиксации данных о направлении лучей от источников инфракрасного излучения. Полученные данные о направлении лучей с устройств фотофиксации посредством беспроводной связи передаются на сервер, где происходит их обработка и определяется угол отклонения луча от горизонтальной оси, что позволяет определить угол деформации участка стенки резервуара, на котором закреплен источник инфракрасного излучения. Технический результат заключается в упрощении способа и обеспечении возможности автоматического удаленного мониторинга деформаций резервуаров. 2 ил.

Способ удаленного мониторинга деформаций стенок резервуара вертикального стального позволяет выполнять удаленный автоматизированный контроль за состоянием резервуара вертикального стального и заключается в использовании работающих от аккумулятора точечных источников инфракрасного излучения, установленных на стенке резервуара, и устройств фотофиксации направления лучей от источников инфракрасного излучения; данные о направлении лучей от источников инфракрасного излучения с устройств фотофиксации посредством беспроводной связи передаются на сервер, где происходит их обработка с помощью специального программного обеспечения, с помощью которого определяется угол отклонения луча от горизонтальной оси, что позволяет определить угол деформации участка стенки резервуара, на котором закреплен источник инфракрасного излучения.