Новости

Ученые ТПУ: цифровые двойники помогают прогнозировать надежность резервуаров для нефти

Инженеры Томского политехнического университета, применяя методы дефектоскопии, лазерного сканирования и численного математического моделирования, получают точные копии объектов, учитывающие различные параметры и дефекты. В нефтегазовой отрасли такой подход позволяет, например, с высокой точностью оценивать надежность резервуаров для нефтепродуктов.

По словам специалистов, в требованиях Ростехнадзора прописано проведение деформационного мониторинга хранилищ нефти раз в пять лет начиная с момента ввода в эксплуатацию. Это капитальная проверка, включающая комплекс мероприятий. Политехники расширили существующий спектр инструментов, применив технологии наземного лазерного сканирования и методы математического моделирования поведения объектов нефтегазовой отрасли.

«Мы используем систему лазерного сканирования — прибор, произведенный мировым лидером по выпуску геодезического оборудования, работающий с высокой скоростью и точностью. На выходе получаем облако точек высокой плотности — два-три миллиметра, по которому можно сделать высокоточную геометрическую модель объекта, показывающую дефекты и неровности. По сути, мы получаем точную копию реального резервуара», — говорит участник проекта, главный специалист научно-производственной лаборатории «Агробиофотоника» Александр Искрин.

Он уточнил, что некоторые компании также используют лазерное сканирование, но не применяют его в комплексе с аналитикой деформационных процессов, диагностикой металла и объединением всех данных в программном продукте.

«Отличительной особенностью нашей методики является совокупность использования технологий измерительного и диагностического контроля с численным моделированием поведения объекта в специализированных расчетных комплексах. Результаты технической диагностики объекта и лабораторных исследований материалов, из которых он создан, вводятся в численную модель. Таким образом, эта модель учитывает все индивидуальные особенности конкретного объекта, его дефекты, локальные деформации, очаги коррозии и так далее.

Получается так называемый цифровой двойник резервуара, на котором мы можем анализировать эволюцию напряженно-деформированного состояния объекта от действия различных нагрузок, прогнозировать его работу в долгосрочной перспективе»,

— добавляет доцент отделения нефтегазового дела Кайрат Манабаев.

При создании цифрового двойника учитывается широкий спектр геометрических параметров реального объекта. За первоначальный сбор данных отвечают специалисты предприятий, занимающихся экспертизой промышленной безопасности. Они проводят визуально-измерительный контроль, дефектоскопию элементов конструкции, анализируют состояние фундамента, крыши и многое другое. Также учитываются свойства материалов, из которых сделан резервуар, коррозионные включения и так далее. Лазерное сканирование зачастую выполняется параллельно, чтобы получить наиболее полную и актуальную информацию.