Контроль и мониторинг геометрических параметров вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов – актуальная задача как для вновь возводимых резервуаров, так и для резервуарных парков, эксплуатируемых достаточно продолжительное время. Цель такого контроля и мониторинга − обеспечить эксплуатационную надежность и долговечность объектов нефтедобывающего производства, а также предотвратить загрязнение окружающей среды нефтью и возникновения взрыво- и пожароопасных ситуаций.

Настоящий материал является продолжением первой части рассматриваемой задачи по контролю отклонений стенок резервуара от проектной формы. В первой части мы показали, как с учетом полученных исходных данных в виде облака точек лазерного сканирования и его предварительной обработки можно провести контроль вертикальности стенок резервуара и контроль горизонтальности фундамента (наружного контура днища).

В нашем материале мы пошагово продемонстрируем и опишем последовательность действий для решения следующих задач:

1. Контроль вертикальности стенок резервуара:

     - Построение сечения вблизи уторного шва.

     - Векторизация полученного сечения.

     - Построение сравнительной модели.

     - Выполнение сравнения фактической поверхности резервуара и сравнительной модели.

     - Отображение результата сравнения.

2. Контроль отклонений фундамента от горизонтальной плоскости:

     - Построение сечения по фундаменту.

     - Визуализация отклонений фундамента от горизонтальной плоскости.

Хотя решение обозначенных выше задач в nanoCAD Облака точек 2025 возможно как в конфигурации Reclouds, так и в конфигурации «Геотехнический мониторинг», рекомендуем ориентироваться именно на конфигурацию «Геотехнической мониторинг», т.к. именно в этой конфигурации планируется расширение функционала в рамках решениях подобных задач.

Напомним, что в качестве загружаемых исходных данных было представлено исходное облако точек на рисунке ниже, а затем предварительно обработано с целью последующих необходимых действий и выполнений расчётов с соответствующим анализом полученных данных.

Контроль вертикальности стенок резервуара

В данном разделе мы будем решать следующую задачу: по имеющемуся облаку точек провести контроль вертикальности стенок резервуара.

Задачу будем решать в следующей последовательности:

• построение сечения вблизи уторного шва;

• векторизация полученного сечения;

• построение сравнительной модели;

• выполнение сравнения фактической поверхности резервуара и сравнительной модели;

• отображение результата сравнения.

Если необходимо решение двух задач − контроль вертикальности стенок резервуара и отклонение от проектной формы, то, прежде чем приступить к выполнению данной задачи, следует произвести сохранение dwg-файла (а значит, и облака) с другим названием. Это необходимо, так как для сохранения отклонений используется канал отклонений, который не может содержать несколько вариантов данных.

Устанавливаем вид «спереди», после чего выполняем сечение вблизи уторного шва. В данном случае желательно захватить область чуть выше болтов, чтобы избежать отображения объектов, кроме стенки резервуара.

В результате получаем сечение резервуара:

Если в сечение всё же попали лишние точки, то их следует обрезать – для этого используем инструмент «Обрезка полигоном внутри».

Для векторизации сечения запустим команду «Послойная векторизация», установив следующие параметры: «Количество проходов» − 1, «Ширина сечения» — 0.1, точность — 8, «Тип результата» — «Полилинии». Такие параметры обеспечат результат большой точности.

В результате создается набор полилиний по данному контуру. В тех местах, где точки расположены плотно, получается одна полилиния. 

В местах, где плотность точек недостаточна, получаются несколько обрывочных полилиний.

В тех местах, где имеются небольшие разрывы, целесообразно выполнить объединение участков в одну полилинию с использованием команды nanoCAD «Редактирование полилинии», применяя опцию «Несколько», после чего следует выбрать объединяемые сегменты.

Далее используем опцию «Добавить» с режимами «Добавить» и «Допуск»=0.1 (м). В результате разрозненные объекты становятся единой полилинией.

В тех местах, где плотность точек небольшая, можно нарисовать дугу по трем точкам, после чего с помощью той же команды объединить в одну полилинию.

В результате указанных действий (возможно, их придется выполнить несколько раз) получаем единую полилинию. Далее мы можем переходить к этапу построения сравнительной поверхности.

С помощью команды «область» преобразуем полилинию в объект «Область».

Для определения высоты выдавливания отключаем обрезку облака, устанавливаем вид спереди и производим измерение высоты ёмкости с использованием команды «Расстояние».

Получаем расстояние 5.87. Соответственно производим выдавливание области на расстояние 5.87. При выдавливании рекомендуется использовать режим «Поверхность», чтобы результирующий объект не был чрезмерно «тяжелым».

Если выдавливание произошло вниз, как показано на рисунке ниже, можно просто выполнить перемещение объекта строго вверх на расстояние 5.87.

В результате получаем построенную сравнительную поверхность.

После чего можем переходить к следующему этапу − сравнению облака точек со сравнительной поверхностью. Для этого используем команду «Сравнение»  со следующими параметрами: Радиус — 0.07, Вычислять направления - «да» (не обязательно).

В результате облако переключается в тип раскраски «Раскраска по отклонениям», точки окрашиваются в соответствии с отклонениями, а слева отображается гистограмма, которая отражает соответствие цвета и отклонения (на рисунке ниже для удобства сравнительная поверхность отключена).

Как видно из рисунка, диапазон в 7 см оказался слишком грубым, т. к. практически все точки укладываются в диапазон 4 см. Можно выполнить процедуру сравнения повторно, но в данном случае посмотрим, как можно скорректировать диапазон раскраски. Для этого включим панель настройки режима отображения и вручную установим верхний диапазон в значение 0.04, нижний — минус 0.04, не забывая после этого нажать кнопку «Применить».

В результате диапазон раскрашивания установится в соответствии с новыми значениями, что позволит визуально обнаружить наиболее серьезные места отклонений стенок резервуара от расчетной поверхности, а значит, от вертикальности.

Информацию по отклонениям также можно считать визуально, ориентируясь на цвет и используя гистограмму, либо используя команду «Информация о точке».

Если при выполнении команды сравнения был установлен флажок «Вычислять направления», на панели режима раскрашивания появляется возможность включения флажка «отображение векторов». При его включении будут отображены вектора, показывающие направления смещения точки от сравниваемой поверхности.

Контроль отклонений фундамента от горизонтальной плоскости

В данном разделе мы будем решать следующую задачу: по имеющемуся облаку точек выполнить контроль отклонений фундамента от горизонтальной плоскости.

Задачу будем решать с помощью следующих шагов:

- построение сечения по фундаменту;

- визуализация отклонений фундамента от горизонтальной плоскости.

Работу можем продолжить в том же файле, т.к. канал отклонений в данном случае использоваться не будет.

Выключаем обрезку и устанавливаем тип раскраски «Цвет сканирования», в результате чего имеем исходную ситуацию.

На рисунке ниже хорошо виден фундамент, отклонение которого от горизонтальной поверхности будем проверять.

Устанавливаем вид спереди и выполняем горизонтальное сечение по верху фундамента, как показано на следующем рисунке.

В результате получаем следующее сечение.

Для того чтобы проанализировать отклонение от горизонтальной плоскости, включаем режим раскраски «Раскраска по высоте» и установим количество интервалов раскраски 10. 

Если посмотреть на полосу задания диапазона, можно заметить, что диапазон раскрашивания находится примерно в пределах 4 см, от 144.55 до 144.59, распространяясь на всю толщину сечения, которую мы задали на предыдущем этапе.

После переключения на такой режим раскрашивания можно тщательно пройтись по облаку, обращая внимания на места с соответствующей раскраской.

Соотносим цвет с легендой, которая отображена на панели режима раскрашивания.

Если диапазон раскрашивания не позволяет выявить места просадки фундаментов, его можно изменить в соответствии с описанием в предыдущем разделе (задавая диапазон вручную) либо с помощью мышки, перемещая ограничители диапазонов и ориентируясь на гистограмму распределения цвета, как показано на рисунке ниже.

Таким образом, с помощью программного обеспечения nanoCAD Облака точек 2025 возможно успешно решать ряд задач по контролю геометрических параметров нефтяного резервуара.

Подготовил Александр Викторович Лоза,

Руководитель группы трёхмерного проектирования

АО «Бюро САПР».