Проекты

Подводный аппарат для диагностики трубопроводов

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Идея» среди работ учащихся 8−9 классов

Направление работы: Робототехника, Машиностроение
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1534
Предметы: Информатика, Геология
Классы: 9 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2020 года

Актуальность

Сейчас плановое диагностические обследования подводных переходов трубопроводов проводится с использованием большого количества оборудования и с обязательными водолазными спусками. Во время водолазных спусков оценивается техническое состояние трубопровода, уточняются параметры обнажений, провисов и недостаточных заглублений трубопровода, а также соответствие требованиям действующей нормативной документации и проектным решениям. Водолазные работы проводятся с использованием снаряженной водолазной станции, состоящей из 3-х водолазов: руководителя водолазных спусков, обеспечивающего водолаза и работающего водолаза. Водолазное обследование трубопроводов проводится с использованием подводных трассопоисковых комплексов с дополнительным визуальным осмотром дна вдоль трассы перехода.

Цель

Разработка и моделирование подводного малогабаритного аппарата для дистанционного диагностического обследования подводных трубопроводов в зимний период при сплошном ледовом покрове.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Сварочный аппарат
  • УШМ

Описание

В процессе подготовки проектно-исследовательской работы автором была изучена нормативная документация по приборно-водолазному обследованию ОАО «Транснефть» и ОАО «Газпром», различные СНиПы и ГОСТы.

Основной областью применения разрабатываемого АНПА (автономного необитаемого подводного аппарата) рассматривалось обследование трубопроводов на участках подводных переходов. Кроме этого, АНПА можно будет переоборудовать для поиска взрывоопасных предметов на акваториях морей и задач подводной археологии.

Разработка модели АНПА на начальном этапе включала в себя реализацию структурной схемы будущего аппарата на примере ультразвуковых датчиков и сервоприводов для управления рулем глубины, а также программирование платы Arduino на языке С++ с использованием библиотек для подключения датчиков. В дальнейшем планируется подключение датчиков, отвечающих за определение пространственного положения трубопровода.

Согласно СТО Газпром (Стандарт организации) Комплексное техническое диагностирование ППМГ (подводного перехода магистрального газопровода) делится по способам диагностирования на внешнее обследование (диагностирование) и внутритрубное техническое диагностирование. Разрабатываемый проект нацелен на внешнее приборное обследование и будет осуществлять определение пространственного положения трубопровода и его защищенности; определение состояния защитного покрытия трубопровода; обнаружение мест недостаточных заглублений трубопровода и посторонних предметов в зоне ППМГ; обследование оголенных и провисающих участков; обследование состояния средств футеровки и балластировки, а также фото-видеосъемка.

Таким образом, использование разрабатываемого АНПА сможет автоматизировать крупный блок приборного обследования ППМГ и обеспечит возможность всесезонного обследования ППМГ. АНПА нацелен на установление категории технического состояния трубопровода «работоспособное» уровень 2 и 3, и «предельное (неработоспособное)» состояние.

Результаты работы/выводы

Использование АНПА для обследования ППМГ в зимний период при сплошном ледяном покрове позволит снизить человеческий фактор и уменьшить затраты на обследование ППМГ.

На данный момент ведется постройка действующей модели подводного аппарата с подключенным навигационным и контрольно-измерительным комплексом.

Перспективы использования результатов работы

Дальнейшая работа над проектом позволит разработать действующий прототип АНПА для выполнения поставленных задач и внедрить его для тестирования на объектах обследования подводных трубопроводов в помощь водолазной службе.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Консультирование специалистами подрядной организации ОАО «Газпром».

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Международный научно-технический и системно-инженерный конкурс НТСИ-SkАРТ – участник.

Всероссийский конкурс научно-технологических проектов «Большие вызовы», ОЦ Сириус – участник.

XXIX Открытая московская инженерная конференция школьников «ПОТЕНЦИАЛ» МЭИ – участник.

Московский городской конкурс проектных и исследовательских работ школьников (МГК) – участник.

Городской конкурс «Юные техники и изобретатель» (ГМЦ) - победитель.

Мнение автора

«Автор считает, что использование подводного аппарата для диагностики трубопроводов позволит автоматизировать процесс обследования и уменьшить человеческий фактор»