Инженерно-геодезические изыскания при обустройстве Северо-Талаканского месторождения

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

«Инженерно-геодезические изыскания при обустройстве Северо-Талаканского месторождения».

Место дипломирования: Сибирская государственная геодезическая академия, кафедра геодезии.

ИЗЫСКАНИЯ, ПЛАНОВО-ВЫСОТНАЯ ОСНОВА, ТЕОДОЛИТНЫЙ ХОД, КООРДИНАТНАЯ ПРИВЯЗКА, ТОЧНОСТЬ, ТАХЕОМЕТР, ДАЛЬНОМЕР, ТРАССИРОВАНИЕ, ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ.

Целью дипломной работы является обоснование комплекса инженерно-геодезических изысканий для обеспечения разведки и эксплуатации Северо-Талаканского месторождения.

Началу любого строительства предшествует комплекс изысканий, в том числе геодезических, что обуславливает актуальность темы дипломного проекта.

В дипломном проекте обоснован необходимый комплекс инженерно-геодезических изысканий для строительства нефтепровода, кустовой площадки, координатной привязки разведочных скважин. Приведена нормативная точность работ. Обоснованы методики и оборудования для выполнения работ.

Произведен предрасчет точности геодезических построений. Обоснована методика камеральных работ с применением программного комплекса CREDO_DAT. Проведены расчеты сметной стоимости работ.



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Общая часть

1.1 Геодезические работы при разведке и добыче нефти и газа

1.2 Нормативные требования к составу и точности геодезических работ сопровождающих разведку и разработку месторождений нефти и газа

1.3 Современные средства геодезических работ

2. Инженерно - геодезические изыскания при обустройстве Северо-Талаканского месторождения

2.1 Физико-географическое положение объекта

2.2 Геологическая характеристика участка изысканий

2.3 Общие сведения об объекте

2.4 Топографо-геодезическая изученность района

2.5 Состав работ

2.6 Подготовительные работы

2.7 Полевые работы

3. Обработка результатов измерений

3.1 Общие сведения

3.2 Общая последовательность обработки в CREDO

3.3 Построение цифровой модели местности (ЦММ)

3.4 Составление продольных профилей

3.5 Формирование технического отчета

4. Экономическая часть

4.1 Стоимостные оценки топографо-геодезических работ

4.2 Расчет нормативной сметной стоимости комплекса геодезических работ при обустройстве Северо-Талаканского месторождения

4.3 Неденежная оценка целесообразности работ

5. Вопросы охраны труда и безопасности жизнедеятельности

Заключение

Список использованных источников



ВВЕДЕНИЕ

инженерный геодезический нефтепровод разведочный скважина

Главной задачей в капитальном строительстве является повышение эффективности капитальных вложений за счет улучшения планирования, проектирования и организации строительного производства, сокращения продолжительности и снижения стоимости строительства.

Разработка рекомендаций для принятия экономически, технически, социально и экологически обоснованных решений в период строительства объектов достигается путем выполнения комплекса геологических, гидрогеологических, геодезических и других видов изысканий. По данным изысканий разрабатывается прогноз изменений природной среды под воздействием строительства и эксплуатации промышленных предприятий и сооружений, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения.

При проектировании разрабатывают на основе материалов изысканий комплекс графических, технических и экономических документов, обосновывающих возможность и целесообразность строительства, методы возведения и стоимостные показатели. Для оптимального проведения работ по проектированию, информация о результатах изысканий должна отвечать всем требованиям нормативно-технических документов.

Перед началом проектирования и в ходе строительства любых объектов выполняются геодезические работы. Их состав, применяемые методики и инструменты зависят от типа и размера объекта, а также от стадии выполнения (изыскания, проектирование или строительство).

В юго-западной части Якутии обнаружено новое нефте-газовое месторожение, которое предполагается разведать и эксплуатировать.

Для обеспечения разведки Северо-Талканского месторождения предполагается бурение 20 скважин.

Для обеспечения эксплуатации месторождения предполагается строительство нефтепровода и кустовой площадки.

Задачей инженерно-геодезических работ на стадии изысканий по данному объекту является изыскание коридора коммуникаций для нефтепровода и площадки для кустовой площадки. Кроме того необходима координатная привязка разведочных скважин.

В соответствии с нормативными документами [1, 2] в комплекс геодезических работ перед началом строительства входят инженерно - геодезические изыскания по определению топографических условий района и составление топографических планов различных масштабов участка работ; создание разбивочных геодезических сетей для выполнения всех видов работ по строительству.

Таким образом, задачами дипломного проектирования являются:

а) Обоснование методики геодезических работ при закладке пунктов разбивочной геодезической сети для дальнейшего строительства элементов нефтепровода и кустовой площадки, привязки разведочных скважин и проведении тахеометрической съемки;

б) обоснование методики выполнения полевых работ;

в) Обоснование применения оборудования для проведения всех видов съемки;

г) Предрасчет точности геодезических построений;

д) Обоснование комплекса работ по обработке данных полевых измерений с применением современных программных средств.

Все перечисленные работы являются очень ответственными и важными. Поэтому выбранная тема дипломной работы является чрезвычайно актуальной.



1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1 Геодезические работы при разведке и добыче нефти и газа

Нефть и газ являются важными полезными ископаемыми, так как из них вырабатывается широкий ассортимент топлив и смазочных материалов, большое количество химических продуктов, минеральных удобрений, синтетического каучука и многое другое.

Сложный и многообразный комплекс работ по разведке, добыче и транспорту нефти и газа интенсивно развивается как в нашей стране, так и за рубежом.

Разведанные запасы нефти составляют 210 млрд. т (1200 млрд. баррелей), неразведанные -- оцениваются в 52--260 млрд. т (300--1500 млрд. баррелей).

Мировая добыча нефти в 2006 г. составляла около 3,8 млрд. т в год, или 30 млрд. баррелей в год. По данным Международного энергетического агентства Россия находится на втором месте в мире по объему добычи нефти.

Поскольку нефть и газ являются невозобновляемыми ресурсами, а запасы их незначительны, то актуальным является вопрос полноты их извлечения.

В нефтегазодобывающей промышленности при поисках, разведке и разработке залежей нефти, как и в других отраслях горного дела, применение перспективных методов полноты извлечения запасов недр характеризуется некоторыми существенными особенностями, связанными с развитием нефтяной геологии и техники добычи, рядом служб - геологической, геодезической, эксплуатации и бурения. Иначе говоря, все работы по полноте извлечения и охрана недр входят в состав разведочных работ и разработки залежей нефти.

Одним из направлений достижения полноты извлечения запасов нефти и газа является совершенствование геолого-геодезических работ, сопровождающих разведку и эксплуатацию месторождений.

Процесс совершенствования геолого-геодезических работ при поисках, разведке и разработке нефтяных месторождений должны быть направлены на повышение эффективности решения следующих задач:

а) повышение точности определения планово-высотного положения точек геологических, геофизических и других наблюдений, которые определяются в основном опознаванием их на местности по топографическим картам или планово-высотной съёмкой;

б) обоснование единого способа составления планов и карт промысловых площадей, горных и земельных отводов, буровых скважин, все виды подземных и наземных коммуникаций;

в) усовершенствование технологии и достоверности съёмки стволов скважин и определение пространственного положения характерных точек разреза с привлечением новых приборов и тд.;

г) повышение полноты и эффективности геодезических наблюдений за оседанием поверхности над разрабатываемыми залежами, за просадками вокруг скважин и оползневыми явлениями в зоне промысловых сооружений;

д) повышение эффективности методов привязки к топографическим планам пунктов наблюдения при геологических и геофизических исследованиях и картировании.

Маркшейдерско-геодезические работы при поисках, разведке и разработке месторождений нефти и газа выполняются по утвержденным техническим проектам.

Технический проект устанавливает целевое назначение, виды, сроки, стоимость, необходимую точность и объем работ, методику их выполнения.

Проект состоит из текстовой, графической и сметной частей. В текстовой части проекта освещаются следующие вопросы:

• целевое назначение работ;

• краткая физико-географическая и геологическая характеристика района работ;

• сведения о топографо-геодезической изученности района работ;

• обоснование необходимости и способов построения планово-высотной основы, масштабов топографических и специальных съемок, методов камеральной обработки;

• способы и необходимая точность перенесения в натуру проектного положения устьев скважин и инженерных объектов, методы определения планово-высотного их положения;

• расчет времени, численности персонала и транспорта, необходимых для производства работ;

• организация и сроки выполнения работ;

• мероприятия по промышленной безопасности, противопожарные мероприятия;

• перечень топографо-геодезических, картографических и других материалов, подлежащих сдаче по окончании работ.

Графическая часть проекта включает в себя:

а) схему обеспечения района работ исходными картографическими и аэрофотосъемочными материалами с указанием границ поисково-разведочных работ или горного отвода и границ участков проектируемых топографических или специальных съемок;

б) план расположения пунктов ранее развитой геодезической сети и проектный план ее сгущения с нанесенными на него объектам и, подлежащих перенесению в натуру.

В сметную часть технического проекта включается расчет необходимых затрат на выполнение проектируемых работ.

Состав и точность выполнения геодезических работ на всех стадиях разведки и эксплуатации месторождений полезных ископаемых, строительства промышленных объектов и других работах должны отвечать установленным требованиям нормативных документов.

1.2 Нормативные требования к составу и точности геодезических работ сопровождающих разведку и разработку месторождений нефти и газа

Основными нормативными документами, регламентирующими состав и точность геодезических работ являются:

- СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства;

- СП 11-04-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства;

- инструкция по топографо-геодезическому и навигационному обеспечению геологоразведочных работ;

- ГКИНП-02-033-82 инструкция по топографической съемке в масштабе 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500

Инженерно-геодезические изыскания выполняются в три этапа подготовительный полевой и камеральный.

В подготовительном этапе должны быть выполнены

• оформление соответствующих лицензий на право производства инженерных изысканий для строительства

• получение технического задания и подготовка договорной (контрактной) документации

• сбор и обработка материалов инженерных изысканий прошлых лет на район (участок площадку) изысканий а также топографо-геодезических картографических аэрофотосъемочных и других материалов и данных находящихся в государственных и ведомственных фондах

• подготовка программы (предписания) инженерно-геодезических изысканий в соответствии с требованиями технического задания заказчика и пп. 4.14. и 5.6 СНиП 11-02-96 с учетом опасных природных и техногенных условий территории (акватории)

• осуществление в установленном порядке регистрации (получение разрешений) производства инженерно-геодезических изысканий.

В полевом этапе должны быть произведены рекогносцировочные обследования территории (акватории) и комплекс полевых работ в составе инженерно-геодезических изысканий а также необходимый объем вычислительных и других работ по предварительной обработке полученных материалов и данных для обеспечения контроля их качества полноты и точности.

В камеральном этапе должны быть выполнены

• окончательная обработка полевых материалов и данных с оценкой точности полученных результатов с необходимой для проектирования и строительства информацией об объектах элементах ситуации и рельефа местности о подземных и надземных сооружениях с указанием их технических характеристик а также об опасных природных и техноприродных процессах

• составление и передача заказчику технического отчета (пояснительной записки) с необходимыми приложениями по результатам выполненных инженерно-геодезических изысканий передача в установленном порядке отчетных материалов выполненных инженерно-геодезических изысканий в государственные фонды.

Геодезическое сопровождение разведочных работ и эксплуатации нефтегазовых месторождений заключается в выполнении следующих работ:

- топографическая съемка и составление топографических планов участка строительства;

- планово-высотная привязка объектов геологоразведочных работ;

- трассирование линий - газо- и нефтепроводов, дорог и других линейных объектов;

- разбивочные работы при строительстве капитальных зданий и сооружений.

Для обеспечения выполнения перечисленных работ необходимо создать планово-высотное их обоснование.

В соответствии с [2] плотность пунктов опорной и съемочной геодезических сетей должна составлять на незастроенной территории на 1 км² не менее 4 12 16 пунктов (точек) для съемок в масштабах соответственно 12000 и 11000.

Масштаб съемки выбирается в зависимости от назначения съемки и ситуации. В таблице 1 приведены нормативные масштабы съемок при изысканиях линейных объектов.

Таблица 1 - Масштабы топографических съемок, выполняемых при инженерных изысканиях для строительства зданий и сооружений [2]

Характеристика участка съемки, наименование сооружений	Масштаб съемки
Незастроенная и малозастроенная территория с небольшим количеством подземных и надземных сооружений	1:5000; 1:2000; 1:1000
Территория с плотной капитальной застройкой с большим количеством подземных и надземных сооружений, территории новых или реконструируемых жилых кварталов или микрорайонов, градостроительных комплексов, а также групп жилых и общественных зданий	1:1000; 1:500; 1:200
Трасса линейных сооружений на незастроенной территории	1:5000; 1:2000; 1:1000
Трасса линейных сооружений на застроенной территории городов, поселков, промышленных и агропромышленных предприятий; железнодорожные станции; пересечение и сближение трасс с транспортными и другими коммуникациями и сооружениями	1:1000; 1:500
Переходы через водные преграды	1:5000 - 1:500
Прибрежная территория русел рек, водотоков и водоемов	1:10 000-1:500
Русла рек при подробных и облегченных русловых съемках	1:10 000--1:2000
Шельфовая зона морей, морские проливы и бухты	1:50 000--1:2000

При этом необходимо учитывать требования нормативных документов [1,2] относительно погрешностей положения точек.

Средние погрешности в плановом положении на инженерно-топографических планах изображений предметов и контуров местности с четкими очертаниями относительно ближайших пунктов (точек) геодезической основы на незастроенной территории не должны превышать 0,5 мм в масштабе плана.

Предельные погрешности во взаимном положении на плане закоординированных точек и углов капитальных зданий (сооружений), расположенных один от другого на расстоянии до 50 м, не должны превышать 0,4 мм в масштабе плана.

Средние погрешности съемки рельефа и его изображения на инженерно-топографических планах относительно ближайших точек съемочного обоснования не должны превышать 1/4 от принятой высоты сечения рельефа.

Определение планово-высотного положения устьев скважин (привязка скважин) выполняется после установки бурового фонаря и ротора. В содержание работ по привязке устьев скважин входит:

• сбор, получение и подготовка необходимых картографических геодезических материалов и исходных данных;

• развитие (при необходимости) маркшейдерско-геодезической основы;

• определение планово-высотного положения устьев скважин;

• разбивка и закрепление на местности (в необходимых случаях) ориентирных направлений;

• вычисление координат и высот устьев скважин и составление каталога;

• нанесение устьев скважин (в необходимых случаях других характерных точек ствола скважины) на специальные геологические карты и маркшейдерские планы.

Предельные значения ошибок в определении планового и высотного положения устьев скважин различных групп (кроме скважин, расположенных на акваториях) относительно пунктов геодезической сети 1 - 4 классов и 1, 2 разрядов не превышают величин, указанных в таблице 2.

Планово-высотная привязка устьев скважин I и П групп (см.табл. 2) выполняется от пунктов маркшейдерско-геодезической основы посредством инструментальной съемки, графоаналитическими и аналитическими способами, а также по топографическим картам, фотопланам (фотосхемам) наиболее крупного масштаба, если эти карты (фотопланы) удовлетворяют требуемой точности привязки.

Таблица 2 - Предельные ошибки определения положения устьев скважин

Категория скважин	Предельные ошибки оиибкк
	в плане (м)	по высоте (м)
I группа Одиночные опорные и параметрические скважины	100	5,0
П группа 1. Структурные и поисковые скважины, закладываемые на площадях и по профилям 2. Разведочные скважины	30 12	1,0 0,5
III группа Все категории скважин на эксплуатационных площадях	4	0,3

Определение планового положения устьев скважин прямыми, обратными, комбинированными и линейно-угловыми засечками, а также с применением навигационного спутникового оборудования, выполняется от пунктов опорной геодезической основы.

Прямая и комбинированная засечки выполняются не менее чем с трех пунктов, а обратная засечка - не менее чем по четырем пунктам при условии, что определяемый пункт не находится вблизи окружности проходящей через три исходных пункта. При этом углы между направлениями при определяемом пункте (точке) не должны быть менее 30 град. и более 150 град.

Расхождения в координатах скважин, вычисленных по различным передачам, не должны превышать значений предельных ошибок, указанных в таблице 2.

Высоты устьев скважин (верхней плоскости стола ротора и земли) определяются методами геометрического, тригонометрического, барометрического нивелирования или по топографическим картам.

При выполнении тригонометрического нивелирования используются оптические и электронные теодолиты и тахеометры, имеющие вертикальный круг с точностью отсчета не ниже 30".

Вертикальные углы между точками хода определяются в прямом и обратном направлениях. В зависимости от точности прокладываемого хода вертикальные углы измеряют электронными приборами с отражателями и без отражателей, оптическими приборами - в каждом направлении по одной марке или двум маркам рейки, расположенным не ближе 5 м одна от другой.

Расхождения между превышениями в прямом и обратном ходе или между двумя значениями превышения, полученными по двум маркам рейки, не превышают 4 см на каждые 100 м расстояния.

Определение высот скважин методом тригонометрического нивелирования по сторонам геодезических засечек и триангуляционных построений выполняется с соблюдением следующих требований:

• превышения определяют не менее чем по двум двусторонним или трем односторонним направлениям;

• длина сторон принимается не более 10 км при работе с точными оптическими и электронными теодолитами и тахеометрами и 5 км - при работе с менее точными (30 ") приборами;

• вертикальные углы измеряют двумя приемами при двух положениях круга;

• колебание места нуля на станции не превышает 30";

• для скважин II группы (таблица 2) расхождения высот, полученных из отдельных передач, не допускается более 1,0 м для разведочных скважин и 2,0 м для структурных поисковых скважин, закладываемых на площадях и по профилям;

• высота инструмента и визирной цели измеряется дважды лентой, рулеткой, лазерным дальномером или аналитическим способом; расхождение двух результатов не превышает 10 см.

Далее, при разработке проекта инженерно-геодезических изысканий для сопровождения обустройства Северо-Талаканского месторождения будут приводиться нормативные требования к отдельным видам работ.

1.3 Современные средства геодезических работ

За последние 10-15 лет произошло техническое перевооружение горной промышленности, появились измерительные приборы принципиально другого уровня, активно развиваются новые методики выполнения геодезических работ.

Традиционные методы геодезических измерений и графического отображения полученной информации на бумажных носите лях остались в прошлом. Современное геодезическое обеспечение инженерно-строительных изысканий, проектирования и строительства различных объектов, а также инвентаризации, кадастра и оценки объектов недвижимости базируется на использовании принципиально новых геодезических приборов и технологий, геодезических информационных систем пространственных баз данных. Все полевые измерения и съёмки выполняются сейчас электронными приборами с автоматической регистрацией результатов, автоматизированы и все последующие процессы геодезического производства.

Замена традиционных средств измерений на электронные привела к появлению новых методов и технологий геодезических работ. Так, применение спутниковых радионавигационных систем и геодезических приемников принципиально изменило методику построения опорных геодезических сетей, а также создания на их основе опорных межевых, маркшейдерских и разбивочных построений. При этом отпала необходимость обеспечивать видимость между пунктами построения, строить высокие сигналы, проводить громоздкие измерения.

Резко сократились сроки выполнения геодезических работ, снизилось влияние многих погрешностей, в том числе зависящих от исполнителя.

Спутниковые методы позицирования в комплексе с тахеометрами и другими электронными приборами получили широкое распространение и в геодезическом обеспечении инженерно-строительных изысканий и проектирования. А применение электронных тахеометров, цифровых и лазерных нивелиров, безотражательных дальномеров на строительной площадке меняет технологию геодезического обеспечения строительства на всех его этапах. При этом изменилась методика разбивочных работ, построения плоскостей и линий, передачи осей и отметок на монтажные горизонты, определения пространственного положения конструкций, проведения исполнительных съемок.

Наиболее прогрессивной и перспективной в настоящее время, безусловно, является технология спутникового геодезического и навигационного обеспечения геологоразведочных работ.

Широкое распространение получили современные электронные геодезические приборы, которые являются удобными в работе, высокопроизводительными и точными. Применение, к примеру, электронного тахеометра при инженерно-геодезических изысканиях заменяет собой ряд устаревших приборов (теодолит, нивелир, дальномер).

Современные технологии геодезических работ сформировались и развиваются на базе автоматизации всех процессов геодезического производства: полевых измерений и топографических съемок, математической обработки результатов измерений и составления планов и карт, создания баз данных геоинформационных систем (ГИС) и получения прикладной геодезической информации.

Процессы автоматизации геодезических работ стали непрерывными. Результаты измерений электронными приборами автоматически регистрируются, их файлы передаются на ПК, обрабатываются с использованием соответствующих программных комплексов и экспортируются в информационные системы, например, в ГИС, по ним формируются цифровые модели объектов, электронные топографические планы и карты.

Переход с бумажных планов и карт на электронные полностью заменил традиционные в геодезии камеральные работы на автоматизированные технологии векторизации и цифрования топографических данных. На основе электронных планов формируются слои кадастровой, градостроительной и другой информации. Разработан мощный арсенал программных средств, который постоянно расширяется и модернизируется. Он обеспечивает автоматизацию всех видов камеральных работ.

Для автоматизации геодезических полевых измерений и съемок применяются, в основном, следующие геодезические приборы:

-- спутниковые геодезические приемники систем ГЛОНАСС H G P S ;

-- электронные тахеометры;

-- лазерные сканирующие системы;

-- цифровые аэрофотосъемочные комплексы;

-- электронные теодолиты;

-- лазерные дальномеры, в том числе безотражательные;

-- электронные (цифровые) нивелиры;

-- приборы поиска и съемки подземных коммуникаций.

Результаты измерений, записанные в файлы прибора или контроллера, передаются на компьютер для дальнейшей обработки. При наличии программного обеспечения автоматизация процессов геодезических измерений и обработки стала, как уже отмечалось, непрерывной.

Для обработки результатов геодезических измерений, полученных электронными приборами, применяются в настоящее время два режима:

-- режим реального времени геодезических определений, обработка измерений выполняется сразу на пункте стояния геодезического прибора;

-- режим постобработки, которая выполняется на ПК после завершения всех измерений в геодезическом построении.

Обработка результатов измерений в режиме реального времени выполняется чаще всего на полевом портативном компьютере (контроллере) с использованием его ПО и с привлечением дополнительных данных. Основной целью такой обработки является быстрое получение координат или иных данных на пункте установки прибора. Поэтому могут применяться упрощенные алгоритмы, в обработку включают лишь часть построений, связанных с данным пунктом, уменьшается количество избыточных измерений, неполно учитываются внешние условия и некоторые другие параметры построения и процесса измерений.

Постобработка выполняется после передачи результатов измерений с прибора и контроллера на компьютер и осуществляется по полной программе строгих алгоритмов математической обработки и имеющихся программных пакетов.

Результаты, полученные в режиме реального времени, также могут быть подвергнуты строгой постобработке.

Выбор программного обеспечения обуславливается удобством обработки данных, получаемых с помощью имеющегося оборудования (электронных тахеометров, приемников GPS, оптических приборов и т. п.), возможностью работы в растровом и векторном форматах, а также надежностью конвертации и передачи результатов обработки в различные базы данных.

В современном геодезическом производстве применяются узкоспециализированные программы для обработки результатов измерений конкретного производителя геодезического оборудования, программы для векторизации растрового изображения (так называемые векторизаторы), геоинформационные системы (ГИС) и системы автоматизированного проектирования (САПР) .

В настоящее время существует множество программных продуктов, позволяющих производить обработку результатов геодезических измерений.

Наиболее популярными и распространенными являются Комплекс CREDO, проект IndorCAD, программа GEO.DTM, программный комплекс AllPlan и другие.



2 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ ПРИ ОБУСТРОЙСТВЕ СЕВЕРО-ТАЛАКАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

2.1 Физико-географическое положение объекта

Объектом изыскания является промышленная площадка Северо-Талаканского месторождения, расположенного в юго-западной части республики Саха в 300 км от города Киренска (Иркутская область).

Участок производства инженерно-геодезических изысканий расположен в пределах бассейна р. Лена (рис.1) на территории Ленского улуса (района) Республики Саха, в 210 километрах юго-западнее города Ленска.

Ближайшие крупные населенные пункты - поселки Витим и Пеледуй находятся, соответственно, в 110 и 115 км от границ месторождения и расположены на левом берегу реки Лены (см. рис.1).

Республика Саха (Якутия) является самым крупным по площади субъектом Российской Федерации (3103,2 тыс. кв. км.), занимает пятую часть всей территории страны. Численность постоянно проживающего населения составляет на 01.07.2006г. - 950,4 тыс. человек.

Рисунок 1 - Место расположения участка изысканий

Северо-Талаканское месторождение расположено в наиболее приподнятой части Пеледуйского свода Непско - Ботуобинской антеклизы и приурочено к сложнопостроенному структурному поднятию, разделенному серией разрывных нарушений северо-западного простирания на три блока: Таранский, Центрально-Талаканский и Восточный.

Рассматриваемое месторождение примыкает к эксплуатируемому с начала 1990 гг. Талаканскому нефтегазоконденсатному месторождению.

Физико-географические особенности рассматриваемого участка определяются наличием обширных низменностей, прослеживаемых по долинам рек Лена, Пеледуй, Гадала.

В орографическом отношении рассматриваемая территория расположена в пределах Приленского плато.

Плато представляет собой пологоволнистую, местами почти выровненную равнину, понижающуюся в северном направлении. Абсолютные отметки плато колеблются от 350 до 500 м.

Плато интенсивно расчленено глубоко врезанными речными долинами. Склоны большинства долин крутые, нередко наблюдаются каньоны. Поскольку плато сложено в основном карбонатными породами нижнего палеозоя, то широко распространены карстовые формы рельефа.

Существенным фактором является повсеместное распространение многолетней мерзлоты. На описываемой территории наблюдается островное развитие маломощных (30--100 м) мерзлых массивов, имеющих температуру преимущественно около --1° и выше.

Многолетнемерзлые толщи сливаются зимой с сезонномерзлым поверхностным слоем. Мощность последнего различна, но в общем уменьшается по направлению к северу (например, в суглинках с 2,5--3 до 0,5--0,7 м; сезонное промерзание таликов несколько больше).

Почвенный покров рассматриваемого участка представлен таежными палевыми тяжелосуглинистыми, иногда слабо осолоделыми почвами, развитыми на элювии кембрийских известняков.

Климат рассматриваемой территории континентальный, что обусловлено удаленностью региона от Атлантического океана и защищенностью высокими хребтами от влияния Тихого океана.

Континентальность климата Западной Якутии четко проявляется в низких зимних и высоких летних температурах, в больших колебаниях суточных и сезонных температур, а также в малом количестве атмосферных осадков (до 300 мм).

Характерна повышенная прозрачность атмосферы, особенно весной. Летом она несколько ниже за счет увеличения влагосодержания в воздухе и мглы от летних пожаров. Малая облачность и большая прозрачность атмосферы благоприятствуют интенсивности солнечной радиации в весенние и летние месяцы. Сумма солнечной радиации за год составляет примерно 77% прямой солнечной радиации и равна 37,6 ккал/см².

Зимы чрезвычайно суровы. Средние температуры января на 15--20° ниже среднеширотных. Перепад средних температур между холодным и теплым временами года очень велик и составляет 50--60°. Продолжительность безморозного периода увеличивается по направлению с севера на юг от 47 до 103 дней. Средние температуры января составляют от --38 до --45°, абсолютный минимум температуры изменяется от --58 до -64°С. Средняя температура июля плюс 16-18°С, абсолютный максимум температуры плюс 35-38°С.

Зимний период составляет 6 месяцев. Характерной чертой якутской зимы являются туманы, образующиеся при быстром охлаждении влаги, появляющейся в воздухе во время топки печей и работы двигателей. При безветрии и при температурах --40° и ниже туманы окутывают населенные пункты. Мощность снегового покрова колеблется от 30 до 45 см, на западных отрогах Верхоянского хребта она может достигать 50 см.

Весна начинается поздно -- в середине апреля. Примерно спустя 10--12 дней после установления весенних дней происходит интенсивное снеготаяние.

Осень начинается в начале сентября. Для осени характерна наиболее сильная облачность.

Преобладание антициклонов зимой обусловливает большое число штилей и малую скорость ветра. Средняя скорость ветра в материковой части составляет 0,5--2 м/сек.

Метели свирепствуют периодически в течение всей зимы, но наиболее суровы они с ноября по февраль, когда нередко скорость ветра превышает 15 м/сек, при этом температура воздуха обычно бывает ниже --20°. Метели чаще бывают при южных ветрах.

Как уже отмечалось, рассматриваемый участок расположен в пределах бассейна р. Лена. Длина реки Лена составляет 4270 км, площадь ее водосборного бассейна - 2 478 000 км.

Участок изысканий расположен на левом берегу р. Пеледуй, которая является левым притоком р. Лена. В пределах расматриваемого участка протекает р. Гадала - левый приток р. Пеледуй.

Водный режим всех речных систем характеризуется общими чертами. В зимнее время резко сокращается питание и уменьшается сток, а небольшие реки промерзают до дна и на них часто образуются наледи. Для крупных рек (р. Лена и др.) расход воды в зимнее время составляет всего 10% от средней годовой нормы.

2.2 Геологическая характеристика участка изысканий

Западная часть Якутии расположена в пределах Сибирской платформы.

Наиболее крупными структурами первого порядка в пределах Сибирской платформы, относящейся к Западной Якутии, являются Ана- барская и Алданская антеклизы, разделенные Тунгусской и Вилюйской синеклизами. Последняя на востоке плавно сливается с Приверхоянским прогибом, а на юго-западе переходит в Ангаро-Вилюйский прогиб, наложенный на Сюльдюкарское поднятие и борт Тунгусской синеклизы. Сюльдюкарское поднятие, разделяющее вышеназванные синеклизы, протягивается в меридиональном направлении от Пеледуйского поднятия Прибайкальского прогиба до южного склона Анабарской антеклизы и представляет собой валообразную древнюю структуру.

В геологическом строении Западной Якутии принимают участие отложения всех групп и систем (рис.2).

Рисунок 2 - Фрагмент геологической карты Западной части Якутии

Горные породы геологической толщи представлены метаморфическими образованиями нижнего протерозоя и аргиллитами и известняками верхнего протерозоя -- нижнего кембрия.

Нижнепротерозойская метаморфическая толща слагается кристаллическими сланцами, плагиогранитами, гранит-пегматитами и аляскитовыми гранитами. Толща пронизана биотитовыми и биотит-роговообманковыми гранодиоритами.

Ниже этих пород вскрыты отложения, условно относимые к верхнему протерозою -- нижнему кембрию.

Меловые отложения почти повсеместно имеют терригенный состав.

Несколько шире развиты отложения неогена. К ним относятся некоторые покровные образования долин рек, а также континентальная угленосная толща Нижне-Алданской впадины в низовьях р. Алдан.

Четвертичные рыхлые отложения наблюдаются повсеместно. В их составе выделяются морские, речные, озерные, ледниковые и водно- ледниковые образования. Наиболее полные их разрезы приурочены к депрессиям рельефа.

2.3 Общие сведения об объекте

Месторождение было открыто в 2008 году геологоразведочным предприятием компании «Сугрутнефтегаз» на Кедровом лицензионном участке, прилегающем к Талаканскому нефтегазоконденсатному месторождению. Лицензия на промышленную добычу нефьт принадлежит «Сургутнефтегазу».

«Сургутнефтегаз» - четвертая по величине интегрированная нефтяная компания России, занимается разведкой, обустройством и разработкой нефтяных и нефтегазовых месторождений, добычей и реализацией нефти и газа, производством и сбытом нефти, газа, нефтепродуктов и продуктов нефтехимии.

На объекте выполнены следующие виды изысканий:

А) Инженерно-геодезические. Их целью было проведение рекогносцировки местности для выбора оптимального заложения проектируемых объектов, составление топографического плана (ситуационного плана) местности. В результате работ выполнены съемки существующих коммуникаций. Определено планово-высотное положение автодорог, существующих на участке проектируемого объекта, высота полотна, направление дороги (откуда и куда идет дорога). Установлены другие коммуникации (газопровод, линии связи) с определением направления, глубины заложения, высоты, давления (для газа);

Б) Инженерно-геологические. Задачей проведенных инженерно-геологических изысканий для разработки проекта на выбранном участке строительства является определение инженерно-геологических условий участков, необходимых и достаточных для размещения проектируемых сооружений в пределах месторождения; разработки мероприятий по инженерной подготовке участков строительства; разработки технических решений оснований проектируемых объектов и обусловленных этим эксплуатационных мероприятий; разработки мероприятий по охране окружающей геологической среды. Инженерно-геологические изыскания на выбранной площадке строительства заключались в определении: климатической характеристики района работ; геоморфологической характеристики и рельефа; геологического строения, литологического состава грунтов и горных пород, их возраста и генетической характеристики; гидрогеологических условий; глубины сезонного промерзания грунтов; физических и механических характеристик грунтов; коррозионной агрессивности грунтов, нефтегазоносности месторождения и др.;

В) Гидрологические изыскания. Целью данного вида изысканий являлось определение гидрологической ситуации района проектируемых работ. В результате проведения изысканий установлены: режим поверхностных и подземных вод; расход рек ; периоды и уровни половодья и ширина разлива. Установлено, что в районе прохождения проектируемой трассы в пределах полос съемки коридоров линейных объектов строительства (дорог, трубопроводов), участков подтопления нет.

На этапе доразведки месторождения предусматривается бурение 20 разведочных скважин, проведение комплекса геофизических исследований, полевых и лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород, гидрогеологические испытания.

Проект обустройства промысла Северо-Талаканского месторождения предусматривает строительство площадочных и линейных объектов, в том числе дожимной насосной станции, трубопроводов, дорог (рис.3).

Рисунок 3 - Расположение месторождения и проектируемых линейных объектов для обеспечения его эксплуатации

Проектная производительность добычи нефти составляет 800 тыс. тонн нефти в год.

2.4 Топографо-геодезическая изученность района

В районе производства работ ранее была развита геодезическая сеть пунктов, определенных методом проложения ходов полигонометрии точностью 1:5000, от ближайших пунктов триангуляции. Закладку новых пунктов полигонометрии и наблюдения выполняло ГП «Аэрогеодезия» в 1999 году, экспедиция № 191. Типы заложенных пунктов полигонометрии № 179 (рис.4). Типы грунтовых реперов нивелирования IV класса 165оп (рис. 5). В сеть городской полигонометрии были также включены пункты, сохранившиеся от предыдущих работ, выполненных в 1974-1976 году «Объединённой комплексной экспедицией № 301 «Союзмаркштреста». На район работ существуют топографические карты масштаба 1:25000, 1:50000 и 1:100000, в системе координат 1942 г, изданные ПО «Северо-Западная «Аэрогеодезия» Госгеодезия СССР 1991 год и ГП «Аэрогеодезия» Роскартография 1997 год. Карты созданы по аэросъёмке в 1962, 1979 годах и исправлены по аэроснимкам и обследованию на местности в 1996 году. Пункты полигонометрии, которые будут использованы как исходные на рассматриваемом объекте, были предварительно обследованы и составлена ведомость обследования исходных пунктов.

Рисунок 4 - Центр пунктов полигонометрии 1, 2 разряда тип 179

Рисунок 5 - Центры пунктов высотной сети IV класса тип 165 оп.

Ведомость обследования исходных пунктов приведена в таблице 3.

Таблица 3 - Ведомость обследования исходных пунктов

Наименование знака	Класс Разряд	Работы, выполненные в процессе обследования	Результаты обследования
тр. Вышка	2	Осмотрен	Состояние удовлетворительное
пп 5009	2	- / -	- / -
пп 5211	2	- / -	- / -
пп 4497	2	- / -	- / -

Наименование знака	Класс Разряд	Работы, выполненные в процессе обследования	Результаты обследования
пп 6213	2	- / -	- / -
пп 6467	2	- / -	- / -
пп 1010	2	- / -	- / -
тдз 2060	2	- / -	- / -
тдз 2050	2	- / -	- / -
пп 1001	2	- / -	- / -

В ходе обследования пунктов полигонометрии для каждого из них составлялся абрис (кроки).

2.5 Состав работ

Инженерно-геодезические изыскания входят в состав инженерных изысканий, выполняемых при строительстве сооружений и должны обеспечивать получение необходимых материалов для обоснования направления коридора коммуникаций и кустовых площадок, углов поворота линии, проектирования перехода через существующие коммуникации.

Выполняемые работы предназначены для создания планово - высотной геодезической основы в целях геодезического обеспечения закрепления на местности устьев разведочных и эксплуатационных скважин Северо-Талаканского месторождения, строительства нефтепроводов от объекта.

В соответствии с [1, 2] в состав инженерно-геодезических изысканий для строительства нефтепроводов объекта входят:

• сбор и обработка материалов инженерных изысканий прошлых лет, топографо-геодезических;

• рекогносцировочное обследование территории;

• создание (развитие) опорных геодезических сетей;

• создание планово-высотных съемочных геодезических сетей;

• топографическая съемка, включая съемку подземных и надземных сооружений;

• обновление топографических планов;

• геодезические работы, связанные с переносом в натуру объекта;

• камеральная обработка материалов;

• составление технического отчета;

• камеральное трассирование и предварительный выбор конкурентоспособных вариантов трассы для выполнения полевых работ и обследований;

• полевое трассирование;

• составление продольных и поперечных профилей линий электропередачи.

В состав работ по закреплению устьев скважин входит определение их координат путем привязки к съемочной геодезической сети.

В состав инженерно-геодезических изысканий по строительству кустовых площадок входят:

• сбор и обработка материалов инженерных изысканий прошлых лет, топографо-геодезических;

• рекогносцировочное обследование территории;

• создание (развитие) опорных геодезических сетей;

• создание планово-высотных съемочных геодезических сетей;

• топографическая съемка, включая съемку подземных и надземных сооружений;

• обновление топографических планов;

• геодезические работы, связанные с переносом в натуру объекта;

• камеральная обработка материалов;

• составление технического отчета;

• составление карты земляных работ.

Проектирование геодезического обоснования топографических съемок производится по имеющимся топографическим картам на район производства работ с учетом назначения и масштаба предстоящих съемок. При выборе того или иного метода создания обоснования исходят из директивных сроков производства работ, наличного парка геодезического оборудования, физико-географических условий района, требуемой точности и плотности пунктов обоснования, возможности привязки к государственным сетям, возможности дальнейшего сгущения обоснования, долговременности сохранности пунктов вновь создаваемой сети, удобства линейных измерений (по дорогам, просекам, вдоль рек и т. д.) и, самое главное, наибольшего охвата местности в ходе съемки с одного пункта.

В итоге проектирования создается план производства работ и смета затрат.

Все работы при инженерно-геодезических изысканиях разделяются на три этапа: подготовительный, полевой и камеральный.

Порядок, состав и точность выполнения работ по каждому регламентированы нормативным документом [2].

Далее рассмотрены работы по каждому из этапов.

2.6 Подготовительные работы

В состав подготовительных работ входит сбор и обработка результатов прошлых лет, определяется плотность существующих пунктов геодезической сети, разрабатывается проект сгущения сети и теодолитного хода, определяется масштаб съемки.

Развитие государственной геодезической сети ведётся, как правило, по принципу перехода от общего к частному. В виду того, что на участке проектируемой деятельности расположены пункты полигонометрии 2 разряда сгущение возможно только теодолитными ходами.

В период камеральной подготовки необходимо выбрать масштаб съемки исходя из требуемой точности изображения ситуации на карте и требований нормативных документов [1] (см. табл.2).

В соответствии с приведенными данными и неоднородностью участка, по которому проходит трасса нефтепровода, проектом предлагается разбить ее на несколько участков, каждому из которых будет соответствовать определенный масштаб съемки.

Таким образом, исходя из ситуации (см. рис. 1, 3) трассу предлагается разбить на следующие участки:

- от т. Б до т. 3 - масштаб 1:2000;

- от т. 3 до т. Д- масштаб 1:1000;

- от т.Д до кустовой площадки - масштаб 1:500.

Съемку места расположения кустовой площадки предполагается выполнить в масштабе 1:500.

В соответствии с [1] и фактической ситуацией высота сечения рельефа для топографической съемки принята 0,5 для всех масштабов съемки.

Следующим этапом подготовительных работ является нанесение на карты имеющихся в районе работ пунктов геодезической сети (см. п. 1.4 данной работы) и выписывание их координат.

2.7 Полевые работы

Полевые работы включают: создание планово-высотного обоснования (проложение теодолитных и нивелирных ходов), топографическую съемку.

Планово-высотное обоснование

Постоянное планово-высотное съемочное обоснование должно служить не только для съемочных и изыскательских, но и для различных разбивочных работ, исполнительных съемок и съемок подземных сетей и сооружений. .

Постоянное съемочное обоснование представляет сеть, состоящую из сохраняющих незыблемость на длительное время точек с определенными для них тремя координатами. Положение точек сети, погрешности положения пунктов, вид знаков, которыми закрепляются пункты на местности, длины ходов и их невязки должны соответствовать требованиям [2].

В связи с тем, что проектируемый объект представляет собой линейное сооружение, то планово-высотное обоснование проекта выполняется по оси трассы нефтепровода, а топографическая съемка местности - в пределах коридора шириной 80 м.

В соответствии с требованиями [2] для определения координат точек съемочного обоснования на местности производится плановая их привязка к пунктам государственной геодезической сети, координаты которых известны. Тип привязки обусловлен расположением существующих пунктов полигонометрии 2 разряда. Планово-высотная геодезическая сеть представлена системой разомкнутых теодолитных ходов с привязкой каждого к пунктам государственной геодезической сети (перечень пунктов в табл. 1).

Теодолитные ходы между пунктами опорной геодезической сети прокладываются в виде отдельных ходов с узловыми точками. Каждый теодолитный ход опирается на два исходных пункта и два исходных дирекционных угла.

При производстве съемок необходимо соблюдать требования нормативных документов [1,2] к их точности. А именно:

- средние погрешности положения пунктов (точек) плановой съемочной геодезической сети в том числе плановых опорных точек (контрольных пунктов) относительно пунктов опорной геодезической сети не должны превышать 01 мм в масштабе плана на открытой местности и на застроенной территории а на местности закрытой древесной и кустарниковой растительностью - 015 мм;

- средние погрешности определения высот пунктов (точек) съемочной геодезической сети относительно ближайших реперов (марок) опорной высотной сети не должны превышать на равнинной местности 1/10 высоты сечения рельефа а в горных и предгорных районах 1/6 высоты сечения рельефа принятой для инженерно-топографических планов.

Схема планово-высотного обоснования представлена в Приложении А.

В связи с большой протяженностью объекта проектирования, планово-высотное обоснование по данному проекту представлено разомкнутым ходом, опирающимся на две стороны с известными дирекционными углами и координатами точек, а также по длине хода осуществляется дополнительно привязка к существующим пунктам полигонометрии. Таким образом, образуется 11 теодолитных ходов. Характеристики теодолитных ходов приведены далее.

При проектировании планово-высотного обоснования, учтены требования [2], при этом предельные длины теодолитных ходов и их предельные абсолютные невязки следует принимать в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4 - Определение предельных длин теодолитных ходов и их предельных абсолютных невязок [2]

Масштаб топографической съемки	Предельная длина теодолитного хода км	Предельная абсолютная невязка теодолитного хода м
	между исходными геодезическими пунктами	между исходными пунктами и узловыми точками (между узловыми точками)	Застроенная территория открытая местность на незастроенной территории	Незастроенная территория закрытая древесиной и кустарниковой растительно-стью
12000	3,0	2,1	1,0	1,5
11000	1,8	1,3	0,6	0,9
1500	0,9	0,6	0,3	0,4
Примечание - При использовании для измерения сторон теодолитного хода светодальномеров и электронных тахеометров предельная длина хода может быть увеличена в 13 раза при этом предельные длины сторон хода не устанавливаются а количество сторон в ходе не должно превышать при съемке в масштабе 12000 в открытой местности - 50 и в закрытой - 100 при съемке в масштабе 11000 - 40 и 80 соответственно характеристике местности, а при съемке в масштабе 1500 - 20.

Предрасчёт точности

Предрасчет точности запроектированного хода осуществляется следующим образом [4].

а) Установление формы хода.

Используя критерий вытянутости определяется форма хода. Ход будет вытянутым если выполняются соотношения

(1)

(2)

(3)

где б₀ - уклонение направления сторон хода от замыкающей;

з₀ - расстояние от вершины хода до замыкающей;

L - длина замыкающей хода;

[S] - длина хода.

По результатам расчетов все теодолитные ходы имеют вытянутую форму (табл. 2.3).

В качестве примера приведены расчеты для самого длинного хода сложной формы № 6:

- по формуле (1):

[S] - длина хода = 2015,804 м; L - длина замыкающей хода = 1708 м

S/L = 2015,804/1708=1,18, что меньше 1,3, то есть ход вытянутый

- по формуле (2):

максимальное фактическое уклонение стороны хода от замыкающей - 23⁰. Условие вытянутости выполняется.

- по формуле (3):

максимальное значение з₀ - расстояние от вершины хода до замыкающей - 212 м, а предельное значение L/8=213,5 м, то есть ход вытянутый.

б) Определение предельной погрешности планового положения точки в слабом месте хода.

Для запроектированного хода должно выполняться условие

(4)

где 1/Т - предельная относительная невязка теодолитного хода, равна 1/2000.

Так как , то средне квадратическая погрешность (СКП) положения конечного пункта хода до его уравнивания будет равна

,м (5)

Результаты вычислений приведены в таблице 5.

в) Расчет влияния погрешностей линейных измерений.

В запроектированном ходе длины сторон предполагается измерять оптическим дальномером. Таким образом, СКП положения конечного пункта теодолитного хода вытянутой формы до его уравнивания в случае, когда углы предварительно исправлены за угловую невязку вычисляется по формуле