авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Методика геоинформационного картографирования коммуникаций нефтегазового комплекса

-- [ Страница 1 ] --

УДК 528.94 На правах рукописи

Радченко Людмила Константиновна

МЕТОДИКА ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ КОММУНИКАЦИЙ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА

25.00.33 – «Картография»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск – 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Сибирской государственной геодезической академии» (ГОУ ВПО «СГГА»).

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Топчилов Михаил Александрович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Сладкопевцев Сергей Андреевич
кандидат технических наук Козориз Михаил Дмитриевич
Ведущая организация – Научно-производственный центр «Мониторинг»

Защита состоится «____» ____________ 2008 г. в _____ час. на заседании диссертационного совета Д 212.143.01 в Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК) по адресу: 105064, Москва, Гороховский пер. д.4, зал заседаний Ученого совета.

Автореферат разослан «____» ____________ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Б.В. Краснопевцев

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Нефтегазовый комплекс (НГК) – это сложный промышленный комплекс, охватывающий процессы добычи, транспортировки, переработки и реализации продуктов нефти и газа. В России сосредоточено около 13 % мировых разведанных запасов нефти и более 36 % мировых разведанных запасов газа. Инфраструктура НГК включает в себя тысячи километров трубопроводов, автодорог, линий электропередачи, обширные промышленные площадки.

В последнее время наблюдается бурный рост и развитие нефтегазового комплекса. Это обуславливает особый интерес исследователей к информационному обеспечению производственно-технологических процессов, как при обустройстве, так и при эксплуатации промышленных объектов на месторождениях нефти и газа. Такими примерами являются попытки создания корпоративных геоинформационных систем (ГИС) с позиций цифровой картографии и геопространственного моделирования территорий.

Использование ГИС-технологий для решения производственных задач обусловлено самой природой основных данных по инженерным коммуникациям, которые представляют собой пример равноправного сочетания данных пространственных и атрибутивных. ГИС и существуют для того, чтобы обеспечить средства для работы с такими данными.

Информационной (базовой) основой для ГИС являются геоинформационные (цифровые) модели и цифровые карты, которые также могут быть созданы на базе ГИС-технологий, методами геоинформационного картографирования (ГИК). Существуют различные методики по формированию моделей и карт, но нет единого подхода для создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса, а существующая методическая основа по созданию традиционных карт не отвечает современным требованиям изготовления картографической продукции с использованием геоинформационных технологий.

Большой вклад в развитие цифровой картографии и геопространственного моделирования, в разработке принципов, технологий и методов геоинформационного картографирования объектов местности и территории внесли ученые и практики Берлянт А.М., Васмут А.С, Бугаевский Л.М., Портнов А.М., Коновалова Н.В., Капралов А.В., Кошкарев А.В., Карпик А.П., Лисицкий Д.В., Середович В.А., Тикунов В.С., Халугин Е.И., Жалковский Е.А., Жданов Н.Д., научные труды, которых составили теоретическую основу разработки современных методов картографии.

Цель и задачи исследования. Целью данной диссертационной работы является разработка методики создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций на базе геоинформационных технологий.

Для реализации поставленной цели необходимо:

- выполнить анализ нормативно-технической документации и методик создания цифровой картографической продукции;

- разработать структурную модель объекта картографирования - нефтегазового комплекса;

- обосновать методические принципы создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса;

- разработать классификацию геоинформационных моделей и карт коммуникаций НГК;

- исследовать и разработать информационное содержание геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций НГК;

- апробировать предложенную методику создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций НГК на реальных объектах нефтегазового комплекса.

Объект и предмет исследования. Предметом исследования является цифровое картографическое обеспечение нефтегазодобывающих комплексов. Объектом исследования является методика создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса.

Методы исследования. Для исследования и решения задач, поставленных в работе, использовались положения системного подхода, методы геоинформационного анализа и обработки данных, методы цифрового картографирования местности. Средствами исследований являлись ГИС – Mapinfo Professional, программы-приложения на базе Mapinfo Professional.

Информационная база исследования. В работе использовались: обзорно-топографические и топографические карты на территорию нефтегазовых районов; астрономо-геодезические, съемочно-картографические, литературно-статистические источники; результаты полевых наблюдений; нормативные документы по созданию топографических карт.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана структурная модель нефтегазового комплекса, как объекта картографирования;

- обоснованы методические принципы создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса;

- разработана классификация геоинформационных моделей и карт коммуникаций;

- разработана структура и содержание геоинформационных моделей и цифровых карт коммуникаций для нефтегазового комплекса;

- разработана методика создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций на базе геоинформационных технологий.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке теоретической базы, обеспечивающей формирование единой геоинформационной основы территории НГК.

Практическая значимость работы. Практическая значимость работы состоит в том, что разработанная методика геоинформационного картографирования коммуникаций позволила создать геопространственную структуру нефтегазодобывающего комплекса, осуществить планирование и проведение работ по обустройству и строительству месторождений НГК. С использованием разработанной методики проведено картографирование территории деятельности ОАО «Сибнефть-ННГ» и проведена инвентаризация объектов нефтедобычи.

Методика создания геоинформационных моделей и цифровых карт коммуникаций разработана на базе научно-исследовательского сектора СГГА, внедрена в Департамент экологической безопасности и рационального природопользования ОАО «Сибнефть-ННГ». Геоинформационные модели месторождений нефти и газа стали основой для создания корпоративной ГИС ОАО «Сибнефть-ННГ».

На защиту выносятся:

- структурная модель нефтегазового комплекса, как объекта картографирования;

- классификация геоинформационных моделей и карт коммуникаций нефтегазового комплекса;

- структура и содержание геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций для нефтегазового комплекса;

- методические принципы создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса;

- методика создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса на базе геоинформационных технологий.

Основные результаты исследования. Основные положения, разработанные в диссертационной работе, внедрены в производственный процесс ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз», ЗАО «Ямалгазинвест», что подтверждено актами о внедрении. Результаты исследований использовались в ходе выполнения следующих работ:

а) хоздоговорная НИР 799-01 «Выполнение топографо-геодезических работ на месторождениях ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз»;

б) хоздоговорная НИР 909-02 «Исполнительная съемка коридоров коммуникаций масштаба 1:5000 на Муравленковском, Суторминском, Вынгаяхинском месторождениях ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз»;

в) хоздоговорная НИР 1023-03 «Проведение независимого геодезического технического надзора за строительством объектов магистрального газопровода СРТО-Торжок на ряде участков с перемычкой на вход КС Правохетинская в 2003-2004 гг».

Апробация и публикации. Основные положения данной диссертации и результаты исследований доложены и получили одобрение на следующих конференциях: научно-технической конференции преподавателей СГГА «Современные проблемы геодезии и оптики» - Новосибирск, 2000 г.

; научно-технической конференции преподавателей СГГА, посвященной памяти академика Бузука В.В. – Новосибирск, 2001 г.; региональной научно-практической конференции с международным участием, посвященной 85-летию Роскартографии и 30-летию кафедры инженерной геодезии и картографии ИрГТУ «Геодезия, картография, кадастр земель Прибайкалья» - Иркутск, 2004 г.; научно-технической конференции, посвященной 225-летию геодезического образования в России – Новосибирск, 2005 г.; международном промышленном форуме «GEOFORM+», конференции «Геопространственные технологии и сферы их применения» - Москва, 2005 г.; научном конгрессе «ГЕО-Сибирь-2005» - Новосибирск, 2005 г.; международном научном конгрессе «Гео-Сибирь-2006» - Новосибирск, 2006 г.; международном научном конгрессе «Гео-Сибирь-2007» - Новосибирск, 2007 г.; международном научном конгрессе «Гео-Сибирь-2008» - Новосибирск, 2008 г.

Основное содержание диссертационной работы отражено в 13 опубликованных работах: 12 статьях (2 в соавторстве с Топчиловым М.А, 1 в соавторстве с Середовичем В.А, Блиновым А.С.), 1 научно-техническом отчете (в соавторстве с Зверевым Л.А.:Отчет о НИР СГГА, № ГР 012004.09414. – Инв. № 022004.05333 - Новосибирск, 2004. – 75с.)

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа содержит 162 страницы печатного текста, 19 таблиц и 75 рисунков, 5 приложений. Список использованных источников включает 90 наименований.

Во введении обоснованы актуальность исследуемой научной проблемы и целесообразность проведенных исследований, сформулирована их цель, указаны поставленные задачи и методы их решения, раскрыты научная новизна, практическая значимость и практическая реализация результатов исследования.

В первом разделе «Изучение и анализ процессов картографирования коммуникаций нефтегазового комплекса» рассмотрен принцип работы нефтегазового комплекса и основные объекты этого комплекса, выполнен анализ методик создания цифровой картографической продукции и геоинформационного картографирования, и используемых при этом основных нормативных документов. Определены цели и задачи картографирования коммуникаций нефтегазового комплекса.

Для проведения геоинформационного картографирования коммуникаций НГК была учтена технология добычи нефти и газа на месторождениях, а также организация управления нефтегазовых компаний.

В результате разностороннего анализа методик создания цифровой картографической продукции сделан вывод, что в настоящее время ГИС-технологии заменяют своей комплексностью, оперативностью, автоматизацией все предыдущие технологии.

Для правильного определения целей и задач картографирования коммуникаций НГК был обозначен круг пользователей ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК, а также совокупность задач, которые решаются с помощью этих картографических материалов.

Анализ нормативных документов был произведен с целью определения пригодности их для создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК.

В результате выяснилось, что в основном эти инструкции и руководства становятся неактуальными применительно к производству карт коммуникаций с помощью геоинформационных технологий. Исключение составляют «Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500», ГУГК при Совете министров СССР.- М.: Недра, 1989.- 284 с., так как содержащиеся в этом нормативном документе условные знаки используются при создании карт современными методами.

Во втором разделе «Исследование и разработка информационной сущности и содержания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса» обоснован состав и содержание информации для геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса, определены исходные данные для создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса, разработана структурная модель нефтегазового комплекса, как объекта картографирования, обоснованы методические принципы создания геоинформационных моделей и карт коммуникаций нефтегазового комплекса, определено место карт коммуникаций в системе специальных карт, разработана классификация геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса, разработано информационное содержание и структура базы данных для геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса.

Для определения содержания ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК использовались результаты инвентаризации земель ОАО «Сибнефть-ННГ», территория которого служит классическим примером нефтегазодобывающего района. По этим результатам видно, что больше всего площади земель занимают коридоры коммуникаций, которые включают: нефтепроводы, водопроводы, газопроводы, линии электропередачи. Далее по занимаемой площади следуют автодороги, кустовые площадки нефтедобычи и карьеры песков. Поэтому основным содержанием ГИМ, карт и планов коммуникаций нефтегазоносных месторождений являются сами коммуникации: трубопроводы, линии электропередачи, автомобильные дороги.

С целью определения той информации, которая обязательно должна найти свое место в ГИМ, на картах и планах коммуникаций НГК, были рассмотрены классификации объектов картографирования, проведены исследования по отображению коммуникаций на топографических картах.

Данные исследования позволили определить информационное содержание ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК, а также структуру базы данных ГИМ НГК.

Для оптимального отображения содержания ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК необходимы определенные исходные данные, которые являются основой информационного обеспечения для создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК.

Исходные данные предложено структурировать на три массива: массив геометрической информации, массив семантической информации, массив служебной информации.

На рисунке 1 представлена структура исходных данных, необходимых для создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК.

Рисунок 1 – Структура исходных данных для создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК

С целью организации процесса создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК и разработки информационного содержания базы данных возникла необходимость в разработке структурной модели НГК, как объекта картографирования. Для этого, опираясь на системный анализ, представим, что нефтегазодобывающая компания является системой, которая состоит из двух составляющих подсистем – структурных подразделений: нефтегазодобывающих управлений или предприятий (НГДУ, НГДП) и сервисных компаний. Сервисные компании состоят из дочерних и подрядных организаций.

НГДУ или НГДП включают в себя цех подготовки и переработки нефти (ЦППН), товарный парк, центральную перекачивающую станцию (ЦПС), газовый цех и цех добычи нефти и газа (ЦДНГ).

ЦДНГ отвечает за работу и функционирование следующих крупных промышленных элементов НГК: дожимных насосных станций (ДНС), кустовых насосных станций (КНС), кустовых площадок добычи нефти и газа, управлений энергоснабжения и связи, и коммуникаций доставки нефти и газа и пластового давления. Кустовые площадки добычи нефти и газа состоят из блока гребенок (БГ), газозамерной установки (ГЗУ), блока местной автоматики (БМА), компактной трансформаторной подстанции (КТПН), насосов (которые представлены в виде электронасосов и штанго-гидравлических механизмов (ШГМ)), скважин. Управления энергоснабжения и связи включают в себя подстанции на 6, 35, 110 кВ, линии связи и линии электропередачи. Коммуникации доставки нефти и газа и пластового давления представляют собой трубопроводы с узлами задвижек.

Структурная модель НГК представлена на рисунке 2, где пунктирными полигонами обозначены объекты управления производством и объекты картографирования.

Чтобы структурная модель была полной и содержала всю информацию о нефтегазодобывающем комплексе на рисунке 3 приводится и сопутствующая инфрастуктура, которая включает в себя объекты и учреждения, параллельно существующие с нефтегазодобывающим комплексом и выполняющие вспомогательные функции для деятельности этого комплекса.

  Структурная модель НГК  Сопутствующая инфраструктура-1

Рисунок 2 – Структурная модель НГК

  Сопутствующая инфраструктура нефтегазового комплекса Теоретической-2

Рисунок 3 – Сопутствующая инфраструктура нефтегазового комплекса

Теоретической основой методики геоинформационного картографирования коммуникаций НГК являются методические принципы создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК, а именно:

а) принцип непрерывного обновления, который заключается в необходимости постоянного обновления ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК. Появление этого принципа объясняется:

1) изысканием и строительством новых коммуникаций, так как НГК характеризуется разработкой новых месторождений нефти и газа;

2) изменением технических характеристик старых коммуникаций, посредством воздействия окружающей среды (природного и техногенного характера), так как идет реконструкция старых месторождений нефти и газа.

Эти изменения подвергаются постоянному мониторингу специальными службами, которые следят за произошедшими изменениями на территории НГК, они же проводят топографо-геодезическую съемку, и на ее основании обновляют ГИМ коммуникаций.

б) принцип двойного масштаба заключается в том, что межпромысловые линейные коммуникации отображаются в масштабе 1:5000, а промышленные площадные объекты, такие как кустовые площадки, ДНС, КНС, ЦППН в масштабе 1:500.



Pages:   || 2 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.