مركز سنداژ زمين از راه دور “آكموترا”

مركز سنداژ زمين از راه دور “آكموترا” از سال 1991 فعاليت كرده و در طراحي فن‌آوري‎ها و تجهيزات براي بررسي سطح زمين با شيوه‌هاي هيدروآكوستيك، جانمايي فعالانه و عكس‌برداري با طيف مختلف تابش تخصص دارد. دستاوردهاي طراحي و پژوهش صنايع دفاعي در زمينه‌هاي مذكور اساس طرحهاي اين مركز را تشكيل داده است.

ما براي حل و فصل اين مسايل يك سري تكنولوژي‌ها و دستگاههاي جديد را پيشنهاد مي‌كنيم:



 -1 تكنولوژي عكسبرداري هواپيمايي حرارتي فروسرخ با حساسيت بالا

 - 2 مجتمع نرم‌افزار و سخت‌افزار نظارت راداري بر خطوط لوله اساسي از روي جهاز پرنده AID

 -3 مجتمع هيدروآكوستيك براي نظارت بر خطوط لوله زيردريايي با دقت بالاي فضايي “كاترين”

 -4 مجتمع نرم افزار و سخت افزار براي نظارت بر اسكله‌هاي بزرگ نفتي

 -5 مجتمع نرم افزار و سخت‌افزار براي بررسي ارتعاشي مكانيزمهاي چرخان صنعت نفت و گاز.



 -1 وصف فن‌آوري‎ها و دستگاهها

1-1 عكسبرداري هواپيمايي حرارتي فروسرخ

الف- عكسبرداري هواپيمايي حرارتي فروسرخ امكان نقشه‌برداري از موقعيت و حالتهاي معين خطوط لوله و از جمله خطوط لوله انتقال نفت و گاز را اعم از باز و زيرزميني فراهم مي‌كند. هر دوي آنها از حرارتي بالاتر از محيط اطراف برخوردارند و لذا حتي در صورت ساخت زيرزميني خطوط لوله، تفاوتهاي حرارتي كافي براي ثبت آنها به وجود مي‎آيند. عكسبرداري هواپيمايي حرارتي فروسرخ اين سازه‌ها با استفاده از تكنولوژي‌هاي شركت “آكموترا” مي‌تواند از ارتفاعات پايين با دقت 2/0-1/0 متري انجام بگيرد. بر روي عكسهايي كه با اين كيفيت گرفته مي‎شوند، نشانه‌هاي بارز خط لوله، قسمتهاي وجود آبهاي زيرزميني دور لوله (محل وجود خطر بالاي زنگ‌زدگي و فرسايش فلز) و محل ايجاد دهانه‌بند هيدراتي به وضوح ديده مي‌شود.



ب- امكان ريزش محصولات به گونه‌هاي مختلف جلوه مي‎كنند. در خطوط لوله انتقال گاز به علت انبساط آدبيتيك گاز اين قسمتها بسيار سرد نشان داده مي‎شوند در حالي كه در خطوط لوله انتقال نفت اين قسمتها از محيط اطراف گرم‌تر هستند. قسمتهاي ريزش نفت در عكسها دقيقاً نشان داده مي‎شوند چرا كه قدرت بازتاب محل آلوده شده تغيير مي‌كند. عكسبرداري هواپيمايي حرارتي فروسرخ امكان تشخيص نه تنها احتمال وقوع سانحه بلكه آن قسمتهاي خط لوله را مي‎دهد كه در آستانه سانحه قرار دارند (يعني كشف سوراخها، جاخالي فراز گاز و غيره(.

ج- داده‌هاي عكسبرداري هواپيمايي حرارتي فروسرخ در چارچوب تكنولوژي نظارت از راه دور بر وضعيت خطوط لوله اساسي، وسيله مؤثر اتخاذ تصميمات فني و اداري مي‎باشد.



 -2 مجتمع نرم‌افزار و سخت‌افزار نظارت راداري

الف- روشهاي جانمايي راداري فعالانه از روي جهاز پرنده بر خلاف عكسبرداري فروسرخ، امكان تعيين ارتفاع خط لوله را با دقت بالا داده و در همه شرايط آب و هوا قابل استفاده مي‎باشد. قاعدتاً خطوط لوله اساسي در عمق نه چندان زيادي (تا 3 متر) قرار دارند كه همين امر امكان استفاده از امواج كوتاه‌تر حدود 5/1 متري را مي‌دهد كه از اين طريق دقت رادار به وسيله تنگ كردن دياگرام جهتگيري آنتن افزايش مي‌يابد.



ب- شركت سهامي خاص “آكموترا” رادار هواپيمايي متري را طراحي كرده است كه در فركانس 30 مگاهرتس - 10 متر كار مي‌كند. تا كنون مرحله طراحي فني رادار خط لوله تكميل شده و نمونه آزمايشگاهي كه در تابستان آزمايشات محيطي را طي كرد، ساخته شده است. در جريان پردازش داده‌هاي رادار به صورت تجربي شكافهاي كارست قشر فوقاني زمين در عمق 100 متري و نيز لايه‌هاي عدسي‌شكل آب شيرين در عمق 80 متري كشف شده و ابعاد آن ارزيابي شد. آزمايشات دقت بالاي رادار در حال ساخت را نشان داده است. دقت آنم در رابطه با عمق خط لوله در صورت قرار گرفتن خط لوله در عمق 3 متري از 5/0 متر ضعيف‌تر نبوده است. در طول مسير خط لوله قسمتهاي آب گرفتگي خاك در عمق 5/2 متري كشف شدند.



 - 3 پيشنهادات در زمينه ايجاد آزمايشگاه

بايد خاطرنشان كرد كه فن‌آوري‎هاي پردازش عكسهاي به دست آمده هنوز به خوبي طراحي نشده است ولي شيوه‌هاي پردازش همزمان اطلاعات حرارتي و راداري امكان برطرف كردن اين مشكلات را مي‌دهد. ما الگوريتم پردازش همزمان اطلاعات چند دستگاه بازگرفت راداري و حرارتي را به صورت آن-لاين طراحي كرده‎ايم. لذا روشهاي عكسبرداري حرارتي و راداري امكان تعيين موقعيت و ارتفاع خط لوله را با دقت بالايي در هر قسمتي و حتي در بخشهاي حتي غيرقابل دسترسي خط لوله را فراهم مي‎كند. بدين وسيله همه موجبات (مجموعه دستگاهها ساخته و نرم افزار طراحي شده است) فراهم شده است تا آزمايشگاه جامع پرنده‎اي براي سنداژ زمين در همه شرايط‌ هوايي و با دقت بالايي ساخته شود. امكانات اين آزمايشگاه:



 -1 نقشه‌برداري زمين‎شناسانه از سطح و زير سطح زمين از سنگ معدن مختلف و لايه‌هاي چين‌دار و شكاف‌دار

 -2 اكتشاف منابع معدني و از جمله ساختارهاي حاوي نفت و گاز

 -3 مطالعه ساختار زمين و قسمتهاي عميق آن

 -4 نقشه‌برداري آب و زمين‎شناسانه زير سطح زمين براي تعيين لايه‌هاي آبي، لايه‌هاي عدسي‌شكل آبهاي شيرين و معدني

 -5 مطالعه تحولات آب و زمين‌شناسانه و از جمله بررسي راههاي مهاجرت آبهاي زيرزميني، تعيين اماكن آب گرفتگي، فرار زيرزميني آب و انتقال زيرزميني آلودگي محيط زيست (نفت، فلزات سنگين، مواد راديواكتيو و غيره). اين كار در مناطق تخلفات شديد زيست محيطي بر اثر فعاليت انساني پيرامون شهرهاي بزرگ و مراكز صنعتي به خصوص مؤثر است.

 -6 كشف لايه‌هاي فعال سطحي و آلودگي‌هاي ديگر سطح زمين و آب

 -7 ارزيابي وضعيت پوشش يخ و حركت فصلي آن؛ تعيين ارتفاع، طول و جهت اساسي گسترش امواج دريايي

 -8نقشه‎برداري و نظارت بر مناطق جنگلي

  -9بررسي مزارع كشاورزي

 -10ارزيابي رطوبت خاك

 -11نقشه‎برداري از مناطق دورافتاده و مشخص‎تر كردن فهرست زمين‌ها

 -12اين تكنولوژي به طراحان خطوط لوله بزرگ جديد، جاده‌ها و راه‌آهن و جهت مطالعه خاك زير تأسيسات آينده، كشف لايه‌هاي خاك و پيدا كردن شكافهاي كارست كمك خواهند كرد.

 -13هواپيماي BE-32 مي‌تواند حمل كننده هواپيمايي اين آزمايشگاه باشد.



 -2مجتمع هيدروآكوستيك براي نظارت بر خطوط لوله زيردريايي



الف- در حال حاضر قريب به 30 هزار محل عبور خطوط لوله مختلف از موانع آبي وجود دارد. اكثر خطوط لوله در خندقهاي ويژه‌اي در بستر رودخانه‎ها قرار گرفته و بر روي لوله‌ها خاك ريخته شده است. به علت ويژگي‌هاي انفرادي موانع آبي (عرض، سرعت جريان آب به خصوص در مرحله طغيان رودخانه، نوع خاك بستر و لايه‌هاي آن) اين عبورگاهها متحرك بوده و گاهي نه تنها قسمتهاي خطوط لوله را از زير خاك بيرون مي‌آورند بلكه زير خطوط لوله جاهاي خالي ايجاد مي‌كنند. در صورت اخير لوله دچار تأثير شديد مكانيكي شده و ممكن است شكل خود را تغيير دهد و حتي پاره شود. با توجه به غيرمجاز بودن وضعيت اخير، ضرورت مبرم بررسي مرتب وضعيت عبورگاههاي زيردريايي و برطرف كردن جاهاي خالي زير خط لوله و آمدن آنها از زير خاك فراهم شده است.



ب- شركت “آكموترا” براي حل مسايل مذكور سيستم هيدروآكوستيكي را طراحي كرده است كه مخصوص كشف اهداف كوچك در لايه‌هاي زير خاك، زير بستر و رسوبات بستري لجن گرفته در فلات قاره دريايي و در مخازن طبيعي و مصنوعي آب مي‎باشد. اين سيستم قادر است نتايج كشف تغييرات را بر روي سيستم مشخصات فضايي قيد كند. در طراحي اين سيستم از روش آكوستيك غيرخطي استفاده شد. اين سيستم هيدروآكوستيك امكان كشف اهداف با شعاع 1/0 متري در عمق حداكثر 500 متري يا در عمق لجن 8 متري را مي‌دهد.



ج- ما تا كنون آزمايشات نمونه آزمايشگاهي در محيط طبيعي را برگزار كرده‌ايم. خطوط لوله واقع در بستر درياي خزر در نزديكي شهر آستاراخان مورد بررسي قرار گرفتند. در سال 1998 در قسمت دريا واقع در نزديكي شهر نووروسيسك آزمايشات طبيعي دستگاه مخصوص نظارت بر شكاف لوله‌ها با قطر 600 و 33 متري در عمق 100 متري به عمل آمد. در جدولهاي بازآوا نه تنها لوله‌ها و محل شكاف آنها بلكه پروفيل سطح بستر دريا نيز به خوب ديده مي‎شود. آزمايش دستگاه به صورت ژرفاياب صوتي امكان منحصر به فرد كاربرد اين دستگاه را براي سنداژ نفوذي رسوبات و كشف اهداف لجن گرفته را مي‌دهد كه با استفاده از اين امكانات مي‌توان به چينه‌بندي خاك در امتداد مسير خط لوله و تعيين موقعيت و ارتفاع خط لوله‌ لجن گرفته پرداخت.



د- اين فن‌آوري از طيف وسيع كاربرد برخوردار است:



 -1نظارت سريع بر وضعيت بستر درياي در بندر، كانالهاي قابل كشتي‌راني و كشتي‌رو دريا و رودخانه

 -2كشف و چينه‌بندي اهداف متحرك و لجن گرفته كم تحرك

 -3 عمق بالاي نفوذ در رسوبات بستري با دقت بالا

 -4 ارزيابي سريع رسوبات بستري براي تعميق بستر و كنترل خاك زير پايه‌هاي پل، سد و غيره

 -5 كشف دقيق خطوط ارتباطي، خطوط لوله و راهنماي لنگر روي بستر و زير خاك بستر

 -6نقشه‌برداري دقيقي و چينه‌بندي بستر رودخانه، درياچه و فلات قاره دريايي

 -7 تشكيل پايگاه داده‌هاي جدول بازآوا بر روي وسيله حمل كننده براي مقايسه با داده‌هاي نظارت عملياتي

-8 همانطور كه از عكسهاي ضميمه شده معلوم مي‎شود، اين مجتمع از ابعاد و وزن كم و مصرف پايين انرژي برخوردار است و مي‌تواند روي هر نوع كشتي اعم از كشتي‌هاي بدون عرشه (“كازانكا”، “پروگرس”) و ناوهاي اقيانوسي نصب شود.



 -5 مجتمع نرم افزار و سخت افزار براي نظارت بر اسكله‌هاي بزرگ نفتي

 -1من تدارك انتقال مخلوط جديداً استخراج شده نفتي ضرورت ثبت نه تنها سطح كلي پر شدن مخزن بلكه تعيين سطح (حجم و وزن) فراكسيونهاي مختلف مخلوط به وجود آمد. براي مثال، ضمن ته‌نشست نفت مي‌توان چهار فراكسيون (نفت، امولسيون نفتي و آبي، آب و رسوبات جامد) را تشخيص داد. سيستم پيشنهادي مخصوص اندازه‌گيري مرتب سطح مايعات در مخازن، تعيين مرزهاي تفكيك فراكسيونها، محاسبه حجم و وزن هر يك از آنها و تعيين ضخامت لايه رسوبات جامد در ته مخزن است.



 -2 اين سيستم از بلوك آنتن در داخل مخزن، وسيله فرستنده و گيرنده و “خط” پردازش اوليه داده‌ها تشكيل شده است. داده‌ها بعد از پردازش اوليه به دستگاههاي مركز اداري مخابره مي‎شود كه همانجا پردازش دوم صورت مي‎گيرد كه ناظر بر گزينش گسترده وظايف سرويسي و هر گونه ارائه اطلاعات و امكان دگرگون‎سازي آن است. اين دستگاهها در بدنه ضد انفجار با استفاده از تكنولوژي‌هاي مصون در برابر انفجار توليد شده است.



 -3 مجتمع نرم افزار و سخت‌افزار براي بررسي ارتعاشي مكانيزمهاي چرخان صنعت نفت و گاز



 -4 يكي از مسايل بخش نفت و گازي با بررسي ارتعاشي كاركرد انواع محورها، توربينها، كمپرسورها و موتورها ارتباط دارد. سيستم نظارت و بررسي وضعيت فني مكانيزمهاي چرخان مختص نظارت بي‌وقفه بر پارامترهاي فني، تشخيص مشكلات در مرحله اوليه و پيشبيني سريع وضعيت فني دستگاههاي تحت نظارت است. اين سيستمم پرسنل را از علل خرابي‌ها و ضرورت پيشگيري از بروز مشكلات يا تعمير دستگاهها مطلع مي‎كند. سيستم نظارت و بررسي در صورت بروز شرايط قبل از وقوع سانحه، به سيستمهاي بيروني علامت‌دهي صوتي و نوري و سيستمهاي حفاظتي (قطع برق) دستور مي‌دهد.



 -5سيستم نظارت و بررسي وظايف ذيل را اجرا مي‌كند:

الف- محاسبه پارامترهاي علامتهاي مورد اندازه‌گيري (ميانگين كوادراتيك، ابعاد جابجايي ارتعاشي و سرعت ارتعاشي، طيف علامتهاي ارتعاشي، دامنه و فاز هارمونيكهاي فركانس اصلي چرخش محور)

ب- نظارت دائمي سقفي پارامترهاي مورد نظارت (مقايسه اين پارامترها با شاخصه‌هاي برابر شرايط قبل از سانحه و شرايط سانحه) با اعلام فوري نتيجه اين كاركرد

ج- تشخيص علامتهاي ارتعاشي و پوش آنها بر اساس تحليل طيف، تصفيه همزمان شانه‌اي، تجزيه طيفي با تصفيه، تجزيه ارتباطي و آماري و ترتيبات ديگري كه بنا به خواست سفارش دهنده راه‌اندازي مي‎شوند

د- سجل مستند نتايج نظارت و تشخيص به صورت مرتب و بر اساس درخواست بر روي كاغذ و حمل كنندگان مغناطيسي (پروتكل، گزارش، يادداشت اطلاعاتي، برگ رژيم، سند وضعيت فني)

هـ دادن علامتهاي اداري براي استفاده در سيستمهاي علامت‌دهي و حفاظت از دستگاه

و- ارتباط با سيستمهاي ديگر (از طريق شبكه ارتباطي داخلي كارخانه)

ز- سيستم نظارت و بررسي از مجموعه بازگرفتهايي كه بر اساس تكنولوژي مايكرو الكترونيك پلاناري ساخته شدند و از دستگاههاي جمع‌آوري داده‌ها و رايانه اداره كننده تشكيل شده است.

ح- تعداد دستگاههاي تنظيم كننده به تعداد بازگرفتها و استقرار آنها در وسيله مورد نظارت وابسته است.



 -6 سيستم كارشناسي خودآموز ارتباط مستقيم اساس نرم‌افزار سيستم نظارت و بررسي را تشكيل مي‌دهد. اندوختن، نگهداري متمركز و به روز كردن اطلاعات و دسترسي سريع بدان به وسيله پايگاه داده‌‌ها تأمين مي‎شود كه از حفاظت در برابر دسترسي غيرمجاز برخوردار است. نرم‌افزار اين سيستم مي‌تواند با شرايط كاربرد تطبيق شود و مجموعه الگوريتمهاي پردازش علامتهاي آن مي‌تواند گسترش يابد. نماي مناسب نرم‌افزار براي اپراتور از سيستم توسعه يافته منو و راهنمايي‎هاي وابسته به چارچوب استفاده برخوردار است. توجه خاصي به سرعت و كمال دريافت اطلاعات همراه با كاهش خستگي اپراتور مبذول شده است. ساختار تركيبي دستگاههاي اين سيستم اجازه مي‎دهد تعداد اهداف تحت نظارت از طريق افزايش تعداد دستگاههاي جمع‌آوري اطلاعات بدون ايجاد تغييرات در ساختار سيستم توسعه يابد.

لينک به سايت