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随着计算机技术的日益发展,工程设计由最初的手工平面绘图转向计算机二维平面图纸设计,而在科技飞速发展的今天,由计算机进行按比例三维设计实体模型的理念已深入人心。各设计单位纷纷寻求一款良好的三维设计软件,结合行业特点,建立了各自的三维设计体系,中国海洋石油工程设计研发中心(湛江)也成为了这支先进队伍中的一员,于2005年5月引进了VANTAGEPDMS[1]三维设计软件,并应用到涠洲11-1/6-1/11-4N项目中,搭建了以结构、配管、机械、电仪为主体的海洋平台三维模型,取得了良好的效果。1 VANTAGE PDMS软件主要功能特点众所周知,VANTAGE PDMS是一款三维实体模型软件,它可以自动生成二维平面图、立面图、三维单管图,并具有动态漫游的功能等,在此不加一一赘述,下面主要介绍VANTAGE PDMS的三大特点。1.1强大的数据库管理系统VANTAGE PDMS可根据项目的不同建立各自独立的数据库,使项目与数据库形成一一对应的关系。这样一来,就可以根据各个项目不同的材料、规格要求,建立各项目唯一的数据库,在搭建三维模型时就可选择相对应的元件,避免了元件的错选、漏选,也为料单的准确抽取提供了保障。同时,对于相类似的规格,可进行数据库的拷贝修改,在很大程度上减少了工作量,提高了工作效率。1.2同步更新VANTAGE PDMS的同步更新特点无疑为多专业合作设计提供了一个很好的平台。各专业只要对产生变化的部分作及时的修改更新,如结构梁的增加、设备管嘴的移动,其他专业就能立即对针对其变化做出相应的改动,这样不仅减少了各专业重复读图的工作量,也大大提高了设计的准确性。同时数据库也具有同步更新的特点,如果在元件库中更改了某个元件的属性,接下来只要进行刷新操作,模型中的元件立即进行自动更新,相应的二维平面图和三维单管图只需进行重新抽取即可。1.3用户化针对行业的不同,使用的材料、标准自然也是千差万别,而面对相同的设计软件,怎样使其具有各自行业的特点,形成其各自的设计风格就成为首当其冲的问题,而VANTAGE PDMS开放的数据库、自由的出图定制、简单的搭建模式便很好的解决了这一问题。就如同不同的厨师用相同的材料却能做出风味不同的菜肴一样,VANTAGE PDMS软件使多行业的不同设计单位得以保留各自的设计特点和风格。2 VANTAGE PDMS在海洋平台中的应用2.1项目概况涠洲11-1/6-1/11-4N项目是一个边际油田的开发项目,需要依托周边现有设施进行开发,原油产能规模为73 104m3/a,开发目标是在南海北部湾涠洲岛西南方向建造WZ11-1、WZ6-1和WZ11-4N三座井口平台和WZ12-1 PAP一个辅助平台,与已经开发的WZ11-4、WZ10-3和WZ12-1相邻。我公司对WZ6-1和WZ12-1 PAP两个平台进行了三维模型设计。2.2 VANTAGE PDMS的项目管理模式VANTAGE PDMS软件的使用要各专业协同操作,为此,建立一个目标清晰、分工明确的项目组是必不可少的。首先需要由项目管理员进行使用权限的设置,同时负责各专业的出图定制工作,其次由一位工程师专门进行数据库的编写,并抽调该项目各专业工程师进行模型的搭建。(见图1:项目人员组成图)图1项目人员组成图Fig.1 Project personnel organization chart project2.3数据库的编写由于海洋平台的设计和建造经常与外国公司合作,因此使用的一律是美国API、ANSI、ASME等标准,所以要根据项目要求编写一套相应的美标元件库。根据每一个管配件的特征,给出相应的数据描述。以编写弯头数据库为例,首先创建点集和型集,生成以下的参数描述:尺寸、中心到端面的距离、端面连接形式、外径、壁厚等,然后创建详细的材料描述,还可根据需要给出弯头附加属性如重量等,以便后期汇总料单和重量报告。由于海洋平台空间有限,管线布置难度较大,为了尽量减少碰撞,要求小到温井、压力表都要纳入到数据库中,由此可见数据库编写的重要性,是进行所有三维模型设计的基础。2.4搭建三维模型海洋平台主要是由结构、配管、机械、电气仪表、安全等五大专业组成,因此在搭建三维模型的过程中,各专业工程师各司其职,建立各专业的钢结构、管线及支架、设备、电缆桥架及支架、安全通道等模型。根据VANTAGE PDMS的数据层次,结合海洋平台的特点和专业需要做进一步细化。VANTAGE PDMS项目组项目管理员配结电安机数管仪构全械据库配管专业首先按照管线内介质进行ZONE的划分,如CR(原油)、FW(消防水)、VA(放空)、DO(开式排放)、DC(闭式排放)等,然后再根据管线号进行PIPE的划分;其余各专业主要按照平台甲板空间进行划分,由于海洋平台按①、②、A、B等轴作为定位轴线,因此结构专业还需专门设Grid ZONE供出图定位的使用。(见图2:模型层次图)WORLD/*SITE/PIPESITE/EQUISITE/SAFESITE/TRAYSITE/STRUZONE/CRZONE/FW…PIPE/6”-VA-52001-A2ZONE/CELLAR DECK…ZONE/MAIN DECKZONE/MAIN DECKZONE/GRIDZONE/CELLAR DECK…ZONE/MAIN DECKZONE/CELLAR DECK…ZONE/MAIN DECKZONE/CELLAR DECK…PIPE/6”-VA-52002-A2…图2模型层次图Fig.2 Model hierarchy chart海洋平台在投产使用后,经常会根据实际生产情况加以改造或在前期设计中就对以后的改造预留位置,这样一来,搭建好的三维模型就成了最直观的完工文件,有效的减少了改造项目中上平台实地调研的时间,也增加了测量的准确性。如WZ12-1 PAP平台上层甲板就预留为以后的注气压缩机项目使用。(见图3:WZ12-1 PAP三维模型图片)图3 WZ12-1 PAP三维模型图片Fig.3 WZ12-1 PAP three dimensional model pictures2.5信息汇总与出图定制做工程设计,需要将材料汇总提交建造单位进行采办和施工,传统的材料统计方法是用人工逐项累加,这不仅需要消耗大量的人力与时间,还很容易出错。VANTAGE PDMS依靠强大的数据库支持,可根据材料的种类进行数量统计,同时针对海洋平台钢结构计算需各专业提供重量控制报告,特编写了重量统计的程序,尤其对配管专业而言,如上文中所提到的,只要在编写数据库中将每一个元件的重量属性填写进去,就可以按照标高的位置统计管线及管配件的重量,这无疑给配管专业带来了极大的方便。通过我们与VANTAGE PDMS软件工程师的共同努力下,对二维平面图和甲板穿孔图的标注作了统一的规定,同时也制定了具有公司特点的三维单管图图框。3应用体会和展望3.1数据库的完善受平台空间的限制,为了尽量避免碰撞,充分发挥三维模型的特点,需对数据库做进一步完善,如液位计、SDV阀门的气缸等若能纳入数据库,将会使平台模型更完备,更加直观。3.2操作台、梯子模型的多元化VANTAGE PDMS软件自带一部分操作台和梯子的样本,但其尺寸、格式较为单一,不能满足实际的应用,如对不规则平台的栏杆、设备罐体上的操作台、螺旋型梯子等模型的搭建,还需作进一步的设置与调整。4结束语VANTAGE PDMS软件成功的应用到海洋平台的设计工作中,针对海洋平台空间狭小的限制,充分发挥了三维实体碰撞检查的功能,不仅大大提高了工作效率,还进一步提高了设计的准确性。VANTAGE PDMS在海洋平台三维设计中的应用@王蓉$中国海洋石油工程设计研发中心(湛江)!广东湛江524057
@秦晓光$中国海洋石油工程设计研发中心(湛江)!广东湛江524057
@钟创新$中国海洋石油工程设计研发中心(湛江)!广东湛江524057随着计算机技术的日益发展,工程设计由最初的手工平面绘图全面转向计算机制图,并进一步发展成为按比例开展三维设计实体模型。文章介绍了VANTAGE PDMS三维设计软件的主要功能特点,探讨了PDMS在海洋平台工程设计中的应用。VANTAGEPDMS;;海洋平台;;3D模型[1]AVEVA solutions Limited.Getting Started with PDMS User Guide[P].UK,2005:13-15.
