Исполнительная съемка методом лазерного сканирования и создание трехмерной модели фактического состояния установки ЛЧ24-2000 МНПЗ

Компания «НГКИ» выполнила 3D исполнительную съемку методом лазерного сканирования и построение подробной и точной трехмерной модели фактического состояния технологической установки гидроочистки дизельного топлива ЛЧ24-2000 Московского нефтеперерабатывающего завода для целей подготовки проекта реконструкции, разработкой которого занимался один из проектных институтов, который и выступил Заказчиком данной съемки. Проект создавался в трехмерной среде проектирования AVEVA, и для его реализации проектировщик должен был получить исходную 3D модель установки в формате PDMS.

Площадь установки составляла около 1,2 га, средняя высота сооружений составляла около 10 метров, а общий объем всех конструкций технологической установки составлял примерно 150 тысяч кубических метров. Трехмерное лазерное сканирование данной технологической установки МНПЗ совместно с традиционной топографической съемкой заняло около 1 месяца, в результате выполненных обмерных работ было получено более 800 отдельных сканов.

На камеральный этап работ, включивший в себя очистку, сшивку сканов и построение подробной трехмерной модели технологической установки гидроочистки дизельного топлива ЛЧ24-2000, а также подготовку обмерных чертежей, было затрачено около 4 месяцев. В результате всех выполненных работ нашими специалистами была создана 3D модель установки с подробностью 5 см (все трубопроводы, строительные конструкции, эстакады) в файловом формате PDMS. В дальнейшем эта модель была использована проектировщиками в качестве исходной основы для создания проекта реконструкции установки.

По результатам всех выполненных работ Заказчику были переданы:
— топографический план территории объекта;
— 3D модель объекта в формате PDMS;
— комплект исполнительных чертежей объекта по состоянию на момент 3D съемки методом лазерного сканирования.

В полевой этап вошли следующие работы:
— создание геодезической сети планово-высотного обоснования;
— трехмерное лазерное сканирование для создания трехмерной цифровой модели;
— первичная обработка сканов;
— сшивка отдельных сканов в единое облако точек.

Объем полевых работ:
— создание геодезической сети: 20 временных геодезических пунктов для точной привязки точек стояния сканеров;  
— общее количество точек стояния лазерных сканеров: 640;
— общее количество точек измерения: более 10 миллиардов;
— количество привязочных/каркасных сканов: 80, привязка выполнялась по плоским маркам (ПО Сyclone);
— количество заполняющих сканов составило 560, привязка выполнялась привязка по контурам (ПО Polyworks).

В камеральный этап вошли следующие работы:
— подготовка облака точек для 3D моделирования;
— создание трехмерной цифровой модели технологической установки;
— сбор информации о трубопроводах;
— внесение сведений в 3D модель;
— экспорт 3D модели в макро-файл PDMS.

Трехмерное моделирование проводилось в программном обеспечении Trimble Real Works 6.5.2 и Leica Cyclone 6.0.3. Для построения 3D модели был использован метод вписывания векторных примитивов в уравненное облако точек с контролем результата на точное соответствие выполненной модели облаку точек.

Трехмерному моделированию по результатам лазерного сканирования подлежали:
— железобетонные и металлические конструкции крупнее 200 мм;
— технологическое оборудование и трубопроводы крупнее 50 мм.
При этом точность взаимного положения точек съемки методом наземного лазерного сканирования и последующего 3D моделирования составила 20 мм.

В состав конечной 3D модели установки вошли:
— трубопроводы с видимой запорной арматурой;
— технологическое оборудование и агрегаты;
— металлические конструкции;
— бетонные опоры;
— кабельные эстакады;
— здания, постройки и сооружения;
— асфальтовые и бетонные площадки.

По результатам проекта по выполнению 3D исполнительной съемки методом лазерного сканирования и построению трехмерной модели фактического состояния установки ЛЧ24-2000 Московского НПЗ было доказано:  
— существенное сокращение времени на высококачественные обмерные работы реально существующего сложного промышленного объекта;  
— возможность оперативного проведения дополнительных измерений по облаку точек трехмерного сканирования без необходимости выезда на объект;  
— возможность анализа конструктивных недостатков объекта по облаку точек и результатам фотофиксации объекта, осуществленной встроенной камерой лазерного сканера без необходимости выезда на объект;  
— возможность встраивания новых проектных решений в уже существующий объект с учетом возможных коллизий — оптимизация объемов за счет точного знания фактических размеров и положения элементов конструкции объекта.

Специалисты инженерной компании «НГКИ» на протяжении многих лет выполняют обмерные работы и инженерные изыскания на объектах промышленности и энергетики с использованием метода наземного лазерного сканирования, которое дает возможность в существенной мере уменьшить затраты на получение точной и актуальной информации об объекте, а также быстро и с высокой точностью определить фактические размеры и реальное расположение всех строительных конструкций и монтируемого оборудования, наложить результаты измерений на проектную трехмерную модель объекта и выявить любые отклонения от существующих проектных значений. Обмерные работы и инженерные изыскания на объектах промышленности и энергетики являются одними из основных видов деятельности «НГКИ».