3D_Petro软件在油田标准化设计中的应用.docx

3D_Petro软件在油田标准化设计中的应用檀朝东1,2张文忠2薛兴艳2宋仁喜2毛军军2（1.中国石油大学（北京），北京昌平，102249；2.北京雅丹科技开发有限公司，北京昌平，102200）摘要：近几年，中国石油正在全面积极推进油气田地面工程标准化设计，这不仅使设计效率和质量大幅提高，也降低了投资成本，优化了生产管理。3D_Petro三维工厂设计及管理软件结合一系列标准化设计成果，以实现协同化设计为目标，以优化简化站场设计过程为目标，可实现三维建模、管道设计、碰撞检查、自动标注、生成图纸及料表等功能。软件内置的油田专用参数化设备库和通用、定型配套图件使设计模块化和组装化施工更易实现。关键词：三维设计 标准化 油田地面 生产管理1. 标准化设计在油田地面工程中的应用情况早在20世纪六七十年代，国外就已经认识到发展标准化设计、系列化和定型化产品的重要性，采用单元组合、模块化组装技术可以大幅度的减少资源浪费、缩短生产建设周期，节省投资可达到30%以上。目前，国外标准化设计技术已在井口、分离、计量、净化、脱硫、脱水、脱盐、加热、轻质油回收等装置和设施，以及计量站、接转站、联合站、输气站、配气站、集气站、注水站、原油及天然气处理装置、污水处理装置等各类站场建设中广泛应用1。相较于国外，国内的标准化设计工作起步较晚，早期的先导性试验的成果未能深入的普及，虽然各油气田分公司自发的开展了一些标准化设计工作，也取得了一定的成效，但与国外相比，国内油气田地面工程标准化设计工作仍处于初步阶段。随着油田建设的逐步深入，集团公司的领导在启动和推进标准化设计工作方面的力度开始加大，推行了一系列的规定和办法，同时在中国石油内部科学系统地开展标准化设计研究，正在努力形成标准化设计、制造、施工一体化建设体系。2. 3D_Petro软件在标准化设计中的应用1）资产管理和工程预算油田上普遍存在着资产管理信息分散、版本不一等问题，在人力资源上，也会由于各方面的原因不能有效的利用。应用标准化设计可以最充分地对设计图纸进行复用、最大效率地利用资源、最大程度地简化施工，从而降低设计和施工的成本，同时标准化设计可以使各个区域的资产明细更加清晰，并优化了人力资源配置。3D_Petro软件可以通过输入的查询对象名称、代号或者对象所在的区域来查询对象分布情况及其相关属性信息，将所有实物、财务信息均置于系统管理之下，使资产管理更加科学、规范、透明。工程预算是施工图设计完成后，依据设计图纸、现行预算定额(或工程量清单计价表)、费用定额和地区设备、材料、人工、施工机械台班等预算价格，结合市场材料价格及政策性调整文件进行编制的预算造价，是设计和施工结合的关键环节。3D_Petro软件在用户进行设计的过程中，将设计所需的材料及安装成本费用进行预算，并得到准确的造价结果。如图1所示，软件对工业管路设计安装的过程进行先分类、再概预算、再统计的办法进行预算，得到最终的预算结果，十分可靠3。图1 应用3D_Petro软件进行工业管道工程预算思路2）老区标准化示范工程根据中石油股份公司对标准化实施的规定，对老区的视觉形象工程的改造是油田执行标准化工作的重要组成，这既能够使老区的面貌焕然一新，又包括了对老区建站的经验总结。3D_Petro软件可以将以往分散的图纸资料、测绘资料、文字资料和个人电脑中的分散资料集中并保存在服务器档案中，为管理者提供准确的站场现状资料4。在调研总结了以往老区站场设计的基础上，3D_Petro软件通过划分系列站场及工艺模块相结合的方式，在优化简化工艺流程和调整平面布局的基础上实现了对站区的统筹规划。软件既可以对老区标准化设计成果进行预展示，展示效果如图2所示，又可为在将来的大修工程、扩改建工程、新建项目中提供可靠的建议和意见。图2 应用3D_Petro软件对老站场进行三维标准化示范3）项目启动方案优化项目启动方案是项目决策和项目实施的中间环节，在启动阶段，要经过意向提出、需求分析、可行性论证、产品选型、立项及运行方案设计等等，利用3D_Petro软件可以快速的展开工作，不仅可以根据用户需要对设备进行优选，而且应用3D_Petro软件开展设计和校审，可以更全面、快捷地发现设计过程中的错误，为总承包项目的成功实施奠定良好的基础。三维成图不仅精确而且直观，从三维模型自动生成的平立剖面图的质量也较二维手工绘图设计的质量有明显的提高，美观大方的设计结果和科学严谨的方案论证肯定能保证项目顺利立项。4）设计技术材料的制作标准化设计可以提高工作效率，缩短设计周期，设计的图纸复用率高，软件的资料完全来自于标准化设计的成果，并可以根据用户的需要出具不同的技术材料和任意添加各类工程文档的模板2。如图3所示，软件的设计结果由于基本都是预制组件，所以能够极大程度地提高自动化水平。软件将图文档归为三类，一是指导、业务管理类，主要是指导设计前期、采购和施工的技术交底资料；二是工程设计类材料，主要以图文的形式指导工程建设，软件以将此类材料进行了三维绘图，给用户感官上的认识；三是工程计价类文档，主要目的是加快工程投资概预算的编制和规范文本格式，提高编、审、结工作效率，实现快速、合理、有效控制工程造价。图3 3D_Petro软件内置的预制组件的标准化套图3. 软件应用于油田标准化设计的优势1）规范化出图、专业化术语国内技术人员学习国外软件都很吃力，究其原因，我国学术和科技的传统是术语不能和常用词汇混淆，要有充分的行业辨识度，所以专业人员很难理解国外软件的技术术语和概念；国外的从业人员就很少碰到此类麻烦，原因是国外的计算机相关术语与日常物品的名字相差不大，使用日常词汇作为技术术语，可以大大地帮助学习，加快对技术本身的理解。3D_Petro软件从行业角度出发，设计者都是国内业内人士，使学习软件的专业人员看到软件名词不会陌生，很容易掌握。软件根据设计院的规定，对出图做出了严格的要求，不仅符合工程制图的习惯，也对不同的出图方式和格式进行了提示设计，保证图纸的规范性和准确性。对于软件在出图的优势及特点，在3D_Petro三维工厂设计及管理软件的研制及应用一文中已经详细介绍。2）模块化套图、标准化设计软件结合了许多建成站场的案例，收录了由国内各大油田设计单位出具的专业施工图纸及竣工资料，对其进行工艺技术标准定型、统一设计标准和规定、对不同规模的站区设计进行一系列的推介、图文档模板化和电子化，在采购方面进行了规范和定型，为安装前的预制和现场施工进行了配套的设计，并以三维的形式展现给用户。如表1所示，软件内置的油田专用图纸包括定型图、通用图、模块图等上千套，配套经济指标近万项。软件以标准化定型设计、通用化工艺流程、一体化撬装集成、模块化工厂预制、系列化统一建设、集中化质量控制为手段集中体现了市场经济社会以提高效益和效率的终极目标。表1 软件内置的油田专业定型套图（部分工艺安装图）序号图纸名称序号图纸名称1水源井安装工艺定型图17原油稳定加热炉定型安装图2气井井场及单井站定型图18外输加热炉定型安装图3注水井口定型图19原油稳定站模块图4注水井井口保温室安装定型图20滤后水罐定型工艺安装图5采油井井口定型图21污水沉降罐定型工艺安装图6伴热集输井口定型安装图22气浮选工艺安装定型图7计量间工艺安装定型图23离子交换机工艺安装定型图8配水间工艺安装定型图24分离器定型工艺安装图9转接站模块图25电脱水工艺安装定型图10消防泵房定型安装图26板式换热器工艺安装定型图11外输泵房定型安装图27加药间定型工艺安装图12清水储罐定型安装图28扫线风室定型工艺安装图13浮顶储油罐定型安装图29收发球装置定型安装图14高压注水泵机组安装定型图30380(660)V井场配电定型图15集气脱水站模块图31防静电接地安装图16注水站模块图32等等3）数字化管理、信息化建设数字化油田建设、信息化项目建设、数据深层次应用是油田信息化建设的前提、基础平台和最终目标，提高数据资源的管理水平，提升信息系统的使用效果是油田信息化工作的重点。软件通过收录和整合现场和设计的真实数据，包括油田的井位分布、管道走向及信息、地下污水管路信息、设备再用台账等，实现了油田从井到站全方位的可视化管理和数据存档，对抢救历史数据和保护现有资产有积极作用，软件将油田上的纸质资料电子化归档、标准化建设、统一化管理，不仅挽回了损失，也使很多的设计经验得以保留和沿用，提高了历史资料的利用率，更提高了研究人员和设计人员的工作效率。4）定型采购、集中预制、组装施工软件根据现场应用经验和大量设计结果，对同类型的产品和相同功能的设备进行了优化选型的处理，并进行了性价比较。用户可以自定义设备的工作环境、使用寿命、功率、价格等，软件会优选出符合要求的产品型号及厂家信息，供用户参考。选型后，软件会将设备的安装尺寸进行调用和分析，在设计的过程中对某些可以集中预制的设备进行成套出图和配套设计资料，采用分段预制的方式完成施工，保证设计的效率。组装施工是对工厂预制的模块和现场深度预制的组件在施工现场就位组装，安装工艺简单、易操作、施工质量易于保障，更符合缩短周期和节约投资的由衷。4结束语 “离娄之明，公输子之巧，不以规矩，不成方圆”，是孟子强调的一种做事态度。在光怪陆离的现代社会，遵循标准、规范做事仍是一个良好的习惯，更是走向成功的不二法门。标准化设计是中石油循规蹈矩的深刻表现，也是作为油气田实施优化简化的基本手段和办法，更能够体现油气田建设与现代社会的和谐统一。3D_Petro软件秉承沿用经验、创新思路、简化施工、节约成本的设计思想，不仅是对标准化设计工作成果的汇总，更是其对现场施工指导的升华。参考文献1 汤林，白晓东，孙铁民.油田地