Интегрированная САПР Geo.Series предназначена для решения комплекса задач, связанных с проектированием магистральных и промысловых нефтегазопроводов и нефтепродуктопроводов согласно следующим нормам и правилам:
· СНиП 2.05.06-85* «Магистральные трубопроводы»;
· СНиП III-42-80* «Магистральные трубопроводы»;
· СНиП 2.05.13-90 «Нефтепродуктопроводы, прокладываемые на территории городов и других населенных пунктов»;
· СП 34-116-97 «Инструкция по проектированию, строительству и реконструкции промысловых нефтегазопроводов».
САПР Geo.Series состоит из следующих программных модулей:
· Geo.PipeLine – проектирование нефтегазопроводов и нефтепродуктопроводов;
· Geo.Profile – создание изыскательских профилей;
· Geo.Section – обработка результатов инженерно-геологических изысканий и построение геологических разрезов;
· Geo.DrivenWell – база данных по инженерно-геологическим скважинам;
· Geo.DTM – создание цифровых моделей рельефа по результатам инженерно-геодезических изысканий.
Модуль Geo.Profile предназначен для обработки результатов инженерно-геодезических изысканий, выполняемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов, нефтепродуктопроводов и промысловых нефтегазопроводов и создания изыскательских профилей согласно:
· СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»;
· СНиП 11-104-97 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства»;
· СНиП 11-103-97 «Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства».
Программный модуль Geo.Section предназначен для обработки результатов инженерно-геологических изысканий, выполняемых при проектировании магистральных нефтегазопроводов, нефтепродуктопроводов и промысловых нефтесборных сетей согласно СНиП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства». Для работы Geo.Section требуется модуль Geo.DrivenWell – база данных по инженерно-геологическим скважинам.
Перечисленные программные модули предоставляют проектировщику полный набор функциональных возможностей и средств для проектирования магистральных и промысловых нефтегазопроводов и нефтепродуктопроводов.
В табл. 6 приведено описание технологии использования программных решений САПР Geo.Series [8].
Таблица 6
Возможности САПР Geo.Series
| Название программного модуля | Функциональные возможности |
| Geo.PipeLine | 1. Назначение для проектируемого трубопровода или для его отдельных участков категории трубопровода (согласно СНиП 2.05.06-85*, раздел 2, табл. 1) и параметров прокладки (минимальной, проектной и максимальной глубины заложения трубопровода); 2. Расчеты трубопровода на прочность и устойчивость согласно разделу 8 СНиП 2.05.06-85* с выбором толщины стенки трубы и радиуса упругого изгиба; 3. Построение проектного профиля путем создания насыпей, засыпки углублений, устройства полок I,II и III типа на косогорных участках и срезки крутых склонов изыскательского профиля, на которых допущен максимально допустимый продольный и поперечный уклоны рельефа; 4. Автоматическое формирование переходов через железные и автомобильные дороги с учетом категории дорог, способа прокладки трубопровода (открытым методом, методом прокола или продавливания и методом горизонтального бурения), направления и величины уклона защитного футляра, длины прямых участков трубопровода за защитным футляром и других условий; 5. Автоматическое формирование переходов через подземные трубопроводные сети (нефтегазопроводы, нефтепродуктопроводы, трубопроводы различного назначения), а также через подземные кабельные сети (силовые электрокабели, кабели связи и сигнализации и др.) с учетом способа прокладки трубопровода, направления и величины уклона защитного футляра, длины прямых участков трубопровода за защитным футляром и других условий; 6. Автоматическое формирование переходов через естественные водные препятствия (реки, ручьи и протоки) с учетом способа прокладки (непосредственно по дну, в подводной траншее или методом наклонно-направленного бурения), способа балластировки трубопровода и типа утяжелителей, а также с учетом данных по гидрологическим изысканиям (по глубине размыва дна, горизонту воды на дату измерения (ГВ), среднему меженному горизонту воды (СМГВ), среднему расчетному горизонту воды (СРГВ), а также с учетом горизонтов высоких вод (ГВВ) 1% и 10% обеспеченности; 7. Автоматическое формирование переходов через естественные водные препятствия (озера, водохранилища и пруды) с учетом способа прокладки (непосредственно по дну или в водной траншее), способа балластировки трубопровода и типа утяжелителей; 8. Автоматическое формирование переходов через болота I,II и III типа по СНиП III-42-80* с учетом способа прокладки (наземный в насыпи с выстилкой и подземный в слое торфа/грунта) и способа балластировки трубопровода и типа утяжелителей; 9. Интерактивное формирование надземных балочных переходов через естественные препятствия (овраги, балки, каналы и несудоходные, несплавные реки) с учетом ГВВ при 1% и 5% обеспеченности; 10. Автоматическое построение оси трубопровода на профиле с учетом типов переходов через искусственные и естественные препятствия. Построение на профиле и на плане в вершинах трубопровода кривых упругого изгиба и гнутых отводов по ГОСТ 24950-81 и ТУ 102-488-95 с контролем минимально допустимых прямых участков между кривыми. Параметры кривых упругого изгиба рассчитываются из условий прочности, устойчивости и жесткости трубопровода. Параметры геометрии гнутых отводов рассчитываются в зависимости от используемых труб и характеристик трубогибочных устройств; 11. Интерактивное редактирование оси трубопровода на профиле в пределах коридора прокладки с созданием или удалением вершин, кривых упругого изгиба или гнутых отводов; 12. Расчет балластировки трубопровода на обводненных участках с выбором типа утяжелителей по СП 107-34-96 «Балластировка, обеспечение устойчивости положения газопроводов на проектных отметках» и ВСН 39-1.9-003-98 «Конструкции и способы балластировки и закрепления подземных газопроводов»; 13. Автоматическое формирование спецификации с подсчетом общей длины проектируемого трубопровода, количества и типов горизонтальных и вертикальных гнутых отводов, количества и длины защитных кожухов, используемых при переходах через подземные препятствия, а также количества утяжелителей, используемых для балластировки трубопровода. |
| Geo.Profile | 1. Построение трассы проектируемого трубопровода по известным координатам точек поворота оси трассы на топографических планах, созданных в форматах DXF/DWG, с использованием цифровой модели рельефа (ЦМР). Автоматическая разбивка пикетажа с заданным шагом. Построение трасс линий связи (ЛС) и линий электропередачи (ВЛ), параллельных трассе проектируемого трубопровода; 2. Разделение трассы на несколько трасс с ведением индивидуального пикетажа для каждой трассы; 3. Объединение отдельных участков в общую трассу с ведением общего пикетажа; 4. Построение в вершинах трассы проектируемого трубопровода кривых упругого изгиба или гнутых вставок по ГОСТ 24950-81 или ТУ 102-488-95 с контролем минимально допустимых прямых участков между кривыми; 5. Нанесение на план трассы или профили естественных или искусственных препятствий; 6. Нанесение на план трассы геодезических пунктов – реперов и створных знаков, километровых столбов; 7. Нанесение на план трассы инженерно-геологических и зондировочных скважин, выроботок и шурфов; 8. Построение профилей трассы и профилей переходов через препятствия по цифровой модели рельефа. |
| Geo.Section | 1. Нанесение на план трассы или профиль геологических скважин с запросом их из базы данных модуля Geo.DrivenWell; 2. Работа с базой данных по инженерно-геологическим скважинам, в которой содержится полная информация по свойствам грунтов геологических скважин; 3. Добавление к имеющимся на трассе инженерно-геологическим скважинам дополнительных скважин путем их подбора в заданном коридоре. При этом проекции скважин могут переноситься на трассу либо параллельно горизонталям, либо в произвольную точку трассы по усмотрению проектировщика, и учитываются при построении геологического разреза по трассе нефтегазопровода; 4. Построение геологического разреза, совмещенного с изыскательским профилем. |
| Geo.DTM | 1. Построение цифровой модели рельефа (пространственной триангуляционной сетки) по опорным точкам, полученным при выполнении геодезической съемки, с использованием алгоритма, обеспечивающего построение равносторонних треугольников; 2. Учет при построении цифровой модели различных ограничений, которые описывают характерные свойства рельефа местности и ограничивают область построения модели или выделяют в ней области, в которых нельзя проводить построение. В качестве ограничений используются структурные линии, внешние и внутренние границы; 3. Построение горизонталей – линий сечения поверхности триангуляционной сетки плоскостями, отстоящими друг от друга на заданном расстоянии. Для расчета горизонталей могут быть использованы различные алгоритмы интерполяции и аппроксимации; 4. Построение котлованов и насыпей с проведение расчета земляных масс на основе трехмерной цифровой модели рельефа. При этом устанавливаются необходимые параметры (например, для котлована – угол наклона стенок и соответствующие параметры грунтов). |
Проектирование нефтегазопроводов и нефтепродуктопроводов в модуле Geo.PipeLine может выполняться как на общем изыскательском профиле трассы, построенном в масштабе 1:5000 до 1:1000, так и на укрупненных изыскательских профилях, создаваемых на переходах через искусственные и естественные препятствия в масштабах 1:200, 1:500 и 1:1000. При этом на каждом профиле перехода через препятствие и на всех участках общего изыскательского профиля, не вошедших в профили переходов через препятствия, проектировщиком могут задаваться участки прокладки трубопровода, для каждого из которых определяются следующие параметры:
- минимальная глубина заложения трубопровода до верха трубы;
- проектная глубина заложения трубопровода;
- максимальная глубина заложения трубопровода;
- максимально допустимый продольный уклон рельефа в градусах.
Далее проектировщиком с использованием специального набора функций на профилях переходов или общем профиле создается проектный профиль путем срезки участков рельефа, имеющих продольный уклон более 12-15º, создания насыпей, засыпки углублений, устройства полок I,II и III типа на косогорных участках.
На полученном таким образом проектном профиле автоматически строятся трубопровод и коридор его возможных перемещений по значениям минимальной и максимальной глубины заложения. Дальнейшее проектирование оси трубопровода может вестись как на общем профиле трассы, так и на любом из профилей переходов через препятствия.
Нанесение естественных и искусственных препятствий в программном модуле Geo.Profile может осуществляться как на плане трассы проектируемого трубопровода на основе топоплана, так и на построенных профилях. При этом нанесенная на профили информация при их сохранении автоматически переносится на план трассы и, наоборот, - с плана трассы переносится на профили.
Для водных препятствий типа непересыхаемых рек и ручьев на профиле наносятся данные по гидрологическим изысканиям (по размыву дна и горизонту воды на дату изысканий, среднему меженному горизонту воды, среднему расчетному горизонту воды), а также линии горизонтов высоких вод 1%, 2% и 5,10% обеспеченности. При необходимости могут быть заданы скорости воды у дна и поверхности рек и ручьев.
В результате выполняется построение продольного изыскательского профиля трассы проектируемого трубопровода (линии связи или линии электропередачи) в требуемых горизонтальных и вертикальных масштабах и формирование необходимых отчетных документов.
В модуле Geo.Section геологический разрез может быть построен по любому варианту трассы, на который ранее были нанесены скважины, причем в проекте может храниться сколько угодно вариантов прокладки трассы. На изыскательском профиле сначала изображаются колонки скважин в заданном геологическом масштабе. На следующем этапе выполняется автоматическое построение стратиграфических границ, после чего можно построить литологические границы слоев с учетом их генезиса. Положение границ можно корректировать с помощью встроенных средств панели инструментов (например, осуществлять выклинивание слоев, создавать линзы и пр.). После того как границы слоев определены, слои заполняются обозначениями (штриховкой) основного грунта и размещаются обозначения прослоев и включений. На чертеже геологического разреза автоматически формируется легенда, в которой приводится описание состояния грунтов, точек отбора проб буровой скважины и типов грунтов.
Основой модуля Geo.DrivenWell является база данных по инженерно-геологическим скважинам, включающая информацию о грунтах согласно ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация».
Модуль Geo.DrivenWell обеспечивает удобное и быстрое заполнение базы данных данными по скважинам. Для каждой скважины заносится ее номер по буровому журналу, геодезические координаты, отметка устья, подробное описание литологических слоев и пробы грунта и воды, отобранные по данной скважине. Хранящиеся в базе скважины можно легко найти по заданному набору параметров с целью просмотра или редактирования.
По результатам испытаний проб грунта формируется литологическое описание слоев и выполняется выделение инженерно-геологических элементов, что позволяет объединить грунты, имеющие близкие характеристики, в один инженерно-геологический элемент (ИГЭ). В модуле имеются широкие возможности настройки базы под индивидуального пользователя, который может самостоятельно пополнять классификаторы для формирования литологического описания слоев и библиотеки условных знаков, настраивать окна набора характеристик грунтов в соответствии с геологическим регионом, указывать необходимость объединения литологических слоев одного генезиса и т.д.
В модуле Geo.DTM при построении цифровой модели рельефа (пространственной триангуляционной сетки) учитываются различные ограничения, позволяющие выделять характерные свойства рельефа и определять область построения модели. С этой целью используются структурные линии, внешние и внутренние границы.
Структурные линии необходимы для указания ярко выраженных линий изменений поверхности. Среди них, например, линии водоразделов и водотоков, верхние и нижние границы откосов дорог, канав, оврагов, траншей и т.п.
Внешние границы очерчивают область построения триангуляционной сетки для рельефа местности снаружи и тем самым препятствуют включению в цифровую модель рельефа ненужных участков (например, участков, где не проводилась геодезическая съемка).
Внутренние границы являются замкнутыми областями внутри модели, которые исключаются из построения триангуляционной сетки и тем самым – из расчета горизонталей (например, контуры строений, озер и т.д.). Для отображения горизонталей, т.е. линий сечения поверхности цифровой модели рельефа плоскостями, могут быть использованы ломанные, полиномы или кубические сплайны Безье (в зависимости от метода расчета). При этом возможен выбор одного из пяти допустимых типов сплайнов, которые различаются способом расчета векторов производных в узловых точках.