Владимир Серков: Обучая специалистов, мы инвестируем в экологию

Критическое состояние нефтяных резервуаров, по данным Ростехнадзора, еще пару лет назад являлось одной из главных причин серьезных экологических ЧП федерального масштаба. Найти решение глобальной проблемы помогла инновационная технология мониторинга прочности нефтехранилищ, разработанная российским геодезистом, лауреатом фонда Сколково Владимиром Серковым. Её применение значительно снижает затраты и время на оценку рисков деформации конструкций. Методику взяли на вооружение крупнейшие компании, а сам автор обучил ей сотни сотрудников предприятий. 

Свежая идея

Технологическая идея о том, как с помощью трехмерной модели объекта с высокой точностью «разглядеть» все детали реального прототипа, заинтересовала Владимира Серкова еще во время учёбы. Будучи студентом Института физики Казанского федерального университета, он на практике работал геодезистом и проводил изыскания для предприятий нефтегазовой отрасли. Владимир обратил внимание на неважное состояние стальных резервуаров для хранения продуктов высокого класса опасности, которых на месторождениях и заводах в Республике Татарстан насчитывались тысячи. Их прочность специалистам приходилось определять чуть ли не на глаз, а критические сроки эксплуатации сооружений отодвигались.

Проблема носила глобальный для отрасли характер. Ежегодно Ростехнадзор среди самых распространенных причин аварий федерального масштаба, связанных с разливом нефтепродуктов, называл плохое состояние цистерн и других хранилищ. Срок эксплуатации многих превышает 30 лет. Например, случай в Норильске в 2020 году привел к настоящей экологической катастрофе, когда из-за разгерметизации бака в окружающую среду вылилось больше 20 тысяч тонн нефтепродуктов.

Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, объясняет Владимир, работают в сложном напряженно-деформированном состоянии, обусловленном одновременным действием гидростатического давления хранимого нефтепродукта, значительного перепада температур, ветровой и снеговой нагрузки, неравномерными осадками и сейсмическими явлениями. Для безопасной эксплуатации резервуаров мониторинг и обслуживание необходимо проводить регулярно.

Раньше, методами классической геодезии, получить в короткий срок нужный набор критически важных показателей прочности стальных баков большого объема было невозможно, рассказывает Владимир Серков. Подобные исследования на регулярной основе требовали от предприятий высоких трудозатрат. По этой причине на должный контроль часто закрывали глаза, а к замерам подходили скорее формально.

Получалось, старые технологии не успевали за временем и уже не позволяли обеспечивать безопасную эксплуатацию нефтехранилищ и своевременно реагировать на риск возникновения ЧП. Предприятия несли огромные убытки из-за аварий, а экология получала невосполнимый ущерб. Масштаб проблемы и ее значимость вдохновили Владимира Серкова на научную работу по поиску инновационного решения. Идею подсказал разговор с одногруппником, который поделился новостями о перспективных направлениях науки. Речь шла о лазерном сканировании.

Обкатка новой методики

Принципы перспективной технологии контроля прочности объектов с использованием сканирования Владимир впервые сформулировал в своем дипломном проекте в 2015 году. Он предложил использовать трехмерную модель стального резервуара, полученную с помощью наземного лазерного сканера и современного программного обеспечения. На этой модели с точностью до миллиметра видны любые процессы деформации.

Технология 3D наземного лазерного сканирования позволяет определить отклонение геометрических параметров конструкций цистерны или бака от номинальных, «заметить» разрушение стенок, крыши и других конструктивных составляющих. Такой метод высокоточного мониторинга позволяет оперативно получать полное представление о реальном объекте — будь то стальной резервуар или здание. По сути, получается полноценная инспекция. Доводить до ума новую технологию молодой ученый продолжил уже на практике.

Первый проект по определению деформаций стальных вертикальных резервуаров методом лазерного сканирования молодой ученый-геодезист выполнил в 2015–2016 годах для одной из известных в регионе проектных организаций в области геодезии, компании «Центр ДИС-Проект». Ее эксперты высоко оценили результаты работы Владимира Серкова.

Совершенствуя свою разработку, Владимир пришел к выводу, что технология может использоваться для решения разных задач: выполнения обмерных работ при проектной деятельности по техническому перевооружению объектов нефтегазового сектора и  мониторинга нефтяных резервуаров по всей стране.

Следом метод лазерного сканирования Владимир Серков применил уже в рамках проектной деятельности по техническому перевооружению объектов для такой крупной организации, как «Союзхимпромпроект». Этот проектный институт сотрудничает с компанией «СИБУР», одним из лидеров нефтехимической отрасли.

Про перспективные идеи молодого казанского геодезиста заговорили в научно-промышленном сообществе. Технологией заинтересовался другой гигант из ТОП-5 — компания «Татнефть». В 2017 году Владимира пригласили рассказать о своем проекте на научно-производственной конференции специалистов акционерного общества, поскольку вопросы эксплуатации нефтяных хранилищ для одной из крупнейших в мире компании стояли остро. Использование технологии, предложенной Владимиром, помогло компании повысить скорость и качество проектирования, исключить ошибки при разработке смежных разделов, а также обеспечить безопасную эксплуатацию нефтяных резервуаров за счет получения данных о деформациях конструкций в короткий срок. Благодаря методике Владимира специалист в течение 20 минут может определить возможный риск деформаций и разрушений.

Владимир продолжает активно использовать авторский метод в проектной деятельности, когда основывает собственный бизнес. Компания «Сканинг» занимается созданием с помощью лазерного сканирования трехмерных моделей объектов строительства, зданий и сооружений нефтегазового комплекса.

«Сегодня в послужном списке успешных кейсов компании более 300 выполненных заказов в России и за рубежом», 

— говорит Владимир Серков.

Международное признание

К инновационному проекту Владимира Серкова по использованию технологии лазерного сканирования для определения критических изменений промышленных и гражданских объектов в 2018 году проявила интерес американская корпорация «Trimble», признанный лидер в сфере геопространственных технологий. Владимира приглашают принять участие в международном конкурсе технологических проектов. Конкуренция была высокая, уровень разработок серьезный, поскольку в соревнованиях технической мысли принимали участие лучшие молодые специалисты со всего мира. В итоге проект российского геодезиста побеждает в конкурсе. А компания из США, продолжив сотрудничество с молодым ученым, делает его своим техническим консультантом по маркетинговой деятельности в России.

На национальном уровне инновационная разработка также находит поддержку в виде государственного гранта. В 2019 году Владимир становится лауреатом конкурса для молодых ученых УМНИК Фонда Сколково. Ежегодно на участие в нем подают заявки несколько тысяч лучших представителей интеллектуального потенциала страны.

Методика высокоточного мониторинга Владимира Серкова в итоге получила широкое применение на объектах крупнейших национальных и международных нефтедобывающих предприятий — компаний «Газпром нефть», «Лукойл», «Сургутнефтегаз» и «Транснефть». Последняя сегодня является собственником почти 70 тысяч километров магистральных трубопроводов, более 500 перекачивающих станций и тысяч резервуаров.

Обучение специалистов и перспективы

Для решения системной проблемы мало создать и внедрить новую технологию. Нужно научить специалистов ее использовать и анализировать показатели, чтобы уметь принимать решения по ситуации. Закономерно, что Владимира Серкова как научного эксперта и опытного специалиста пригласили читать лекции в родной Казанский федеральный университет.

Вуз является партнером многих крупнейших российских нефтяных компаний и занимается переподготовкой персонала на базе Центра дополнительного образования, менеджмента качества и маркетинга (CdoGEO) Института геологии и нефтегазовых технологий. Ежегодно здесь проходят повышение квалификации сотни сотрудников предприятий отрасли. Курсы программы профессиональной переподготовки охватывают такие разделы, как маркшейдерия, маркшейдерско-геодезические приборы, анализ точности маркшейдерских работ, теорию обработки геодезических измерений.

Владимир Серков наряду с преподавателями федерального вуза на протяжении ряда лет занимается переподготовкой специалистов нефтегазового сектора добывающей промышленности. Он также выступает рецензентом научных работ бакалавриата и магистратуры. Задача Владимира не только как ученого, но и как успешного и опытного представителя бизнеса, оценить коммерческую перспективу научной разработки.

Проект, по мнению Владимира, должен учитывать сложность технологической среды: оценку технологических, физических, климатических и производственных факторов, использованных в исследовании. Геодезия и лазерное сканирование предполагают выполнение полевых работ на объекте: это может быть завод, удаленные от городов места или разрушенные здания, где необходимо использовать средства защиты, специальную одежду или работать в плохих климатических условиях.

«Чем сложнее среда проекта — тем лучше студент проявил себя в работе, выполнив поставленную задачу», 

— говорит Владимир Серков о рецензировании работ молодых ученых.

Рассматривая дальнейшие перспективы внедрения собственной инновационной разработки, Владимир Серков обращает внимание на экологию. Весной этого года его компания впервые выполнила лазерное сканирование участка леса для проекта карбоновых полигонов. Это территории с уникальной экосистемой, созданные для реализации мер контроля климатических активных газов. Замеры с помощью лазерного сканера позволяют выполнить трехмерную съемку стволов деревьев и определить их реальное состояние. Эти данные будут использованы для последующей оценки полигона учеными.

Автор: Гавриил Степанов