四川石油管理局_艾灵思_ALINX_PLM_三维仿真_数字工厂

四川石油管理局

2018-03-23 11:56| 发布者: | 查看: |

艾灵思数字工厂
四川石油管理局
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四川科宏石油天然气工程有限公司(简称“四川科宏”)为中国石油天然气集团公司川庆钻探工程有限公司控股的勘察设计专业化公司,具备多个甲级设计资质,从事石油天然气行业、建筑行业、市政燃气工程咨询和工程勘察设计等。为适应国内、外市场和油气田工程建设服务的需要,四川科宏在川渝地区设立了七个分支机构。公司现有员工500余人,其中高级工程师31人、工程师119人。主营业务:石油天然气长输管道工程设计;石油天然气集输工程设计;油气田钻前工程勘察设计;城镇燃气、油气库、加油加气(CNG)站工程勘察设计;炼油炼化制品深加工工程设计;工业与民用建筑工程勘察设计;石油天然气工程咨询等。

案例: 
中卫-贵阳联络线工程——广元分输压气站、南充分输压气站、南部分输压气站、武胜分输压气站以及十三个阀室工艺设计。

相关软件及解决方案: 
AutoCAD® Plant 3D 
AutoCAD® P&ID

客户证言: 
“AutoCAD Plant 3D是最佳的工厂设计、建模和施工图软件。依靠AutoCAD 平台,AutoCAD Plant3D给工程师的设计带来了最现代化的工作流程。”

――四川科宏石油天然气工程有限公司 项目经理 文海蓉

“使用三维软件让很多信息变得直观且易于操作。以前我们需要反复修改施工图,尤其是统计材料比较费力,现在我们通过使用AutoCAD Plant 3D软件能够在模型上直接修改,并且可以很直观地生成施工图的材料表、统计表块,节省了时间、提高了工作效率。”

――四川科宏石油天然气工程有限公司 三维组组长 武晓莉

“使用欧特克公司的工厂解决方案三维软件一方面提高了我们的工作效率,另一方面还提升了我们的技术水平和设计质量。”

――四川科宏石油天然气工程有限公司 工程师 陈栗

案例正文:

三维工厂设计——全面提升工程项目效率和质量 
四川科宏石油天然气工程有限公司(简称“四川科宏”)为中国石油天然气集团公司川庆钻探工程有限公司控股的勘察设计专业化公司,具备多个甲级设计资质,从事石油天然气行业、建筑行业、市政燃气工程咨询和工程勘察设计等。由四川科宏参与建设的中卫-贵阳联络线是一条连接我国西气东输、川渝干线管网、中缅气管道三大输气系统的管道工程,该项目的建成将把国内多条东西走向的干线管道相互联网,形成全国和区域的不同层次的大型环状管网,极大促进我国干线管道的网络化,增强管网调配的灵活性。

中卫-贵阳联络线全线设输气站场14座(压气站6座),其中中卫首站在原有西气东输二线中卫站的基础上进行扩建,贵阳末站与中缅天然气管道贵阳压气站合建,其余站场均为新建站。本工程共设置线路截断阀室72座,其中监控阀室31座(含分输阀室18座),监视阀室41座,17座阴极保护站。此次四川科宏主要负责设计的工程项目包括广元分输压气站、南充分输压气站、南部分输压气站、武胜分输压气站以及十三个阀室工艺设计。

项目挑战
作为保障国家能源安全的重点项目,所面临的不仅仅是一个1613公里长,贯穿宁夏、甘肃、陕西、四川、重庆、贵州6省,途径黄土高原干旱草原区、黄土丘陵沟壑区、秦岭山地区、川北低山区、川中低丘区、川南黔北喀斯特中山区、黔中喀斯特中山丘陵区等7个地貌单元的项目挑战,还有国家对工程建设提出的极为严格的要求。鉴于此种情况,设计团队更加迫切地需要一套高效的设计工具来帮助他们清晰地查看管道的走向、标高,或是不同管道之间相交、碰撞等问题,并帮助他们及时、快速、准确的调整施工图纸和统计材料,以满足来自项目及各方的需求和变化,而四川科宏正是借助欧特克的AutoCAD P&ID和AutoCAD Plant 3D迎难而上,解决了大型天然气工程项目的设计挑战。

广元站---旋风分离器模型 
广元站---旋风分离器模型

解决方案 
中卫-贵阳联络线工程站场工艺设计内容主要包括输气管道干线所设置各类站场(含输气首站、压气站、分输站、清管站、清管分输站、输气末站、截断阀室)的工艺流程,其中工艺部分四川科宏选用了AutoCAD P&ID,它的智能和自动化功能帮助设计团队提高了工作效率。AutoCAD P&ID处理管线的方式方便快捷,在管线交叉处会自动将其断开,并且支持在管线与设备保持连接的情况下对其进行移动,为初设计阶段的设计调整节省了很多时间。另外,AutoCAD P&ID还可以在管线上放置阀门,管线能够自动识别流向。

广元站储罐区AutoCAD P&ID流程图
广元站储罐区AutoCAD P&ID流程图

1、站内管道敷设 
站内管线敷设是本着统一规划、分区设置、合理布局、安全可靠、整齐美观、方便维修、紧凑布置减少占地的原则进行的。四川科宏负责的四个场站每个场站都要有成百根管道,且错综复杂难度之大超乎寻常,若是以往,设计人员通过空间想象来画单管图和布置方位,即使比较快的设计速度也需要大概2—3周的时间,但是AutoCAD Plant 3D完全改变了这样的设计历史。AutoCAD Plant 3D能够快速建立直观的三维模型,帮助设计人员清楚地看到管道的走向、管道的标高以及各个方位;建模完成后出单管图的过程也仅需要简单地操作几个键就能实现;关于平面图,以前计算标高和管道的走向需要3周左右,现在基于建好的模型生成平面图在几个小时之内就可以完成,而且欧特克公司代理商北京达美盛软件有限公司针对AutoCAD Plant 3D开发的eZOrtho自动平立剖和自动标注功能更是帮助四川科宏的设计团队提高了效率。

场站某阀室平立剖图
场站某阀室平立剖图

AutoCAD Plant 3D包含了Triflex、CEASAR II、AUTOPIPE等常用应力分析软件接口,并支持其他系统的数据迁移,如AutoPlant、CADWorx等,同时,单管图集成全球通用的ISOGEN引擎使得整个图纸更具直观性。可以说,AutoCAD Plant 3D综合了多种三维工厂软件的优点,是新一代的三维工厂设计系统,与AutoCAD 平台100%的无缝集成,等级驱动、丰富的数据标准、支持大型数据库、建模操作速度快、修改编辑简单、人员上手快、维护成本低。

广元站某排污区单管图
广元站某排污区单管图

站内管线敷设采取地上敷设和埋地敷设相结合的方式,并以地上敷设为主,地面管线低墩敷设,汇气管道尽可能地上安装。如此要求对设计和施工人员都是不小的挑战,然而AutoCAD Plant 3D无论是从设计方面,还是施工方面都能够提供方便。例如在施工阶段,以往在二维图中表示两个相交的管线,会受限于平面图而显示不在一个位置上,这样就会让施工方在敷设时考虑得不够周到,因为不同标高的管道在图纸上表现起来并不是很直观。类似的情况在架空管道和埋地管道的施工中会遇到很多,但现在用AutoCAD Plant 3D三维软件就可以避免管道交叉敷设时的碰撞。

中贵南部站实时碰撞检查
中贵南部站实时碰撞检查

广元以北的站场各设备排污管线及汇气管排污管线的地上部分需要设置保温层及电伴热,以往这样的工作全部由人工进行统计,但现在只要通过AutoCAD Plant 3D进行设置,就能够在生成材料表时同步完成,十分方便快捷。

对管件特性的修改
对管件特性的修改

2、管道安装 
在工艺站场的用管选择中,应该对照各种钢管所对应的使用压力等级,严格按照设计标注的用管压力等级和钢管钢级、类型、尺寸进行配管。

AutoCAD Plant 3D采用了基于等级的技术以及ANSI/ASME(B16)和DIN/ISO等标准元件库,可以有效优化管道、设备、支撑结构和其它工厂元件的放置流程。当需要创建一项等级时,可以直接利用软件中包含丰富元件的等级库,或修改该等级库,以满足特定的项目要求。

元件标准尺寸
元件标准尺寸

3、管件
核对不同管件所对应使用的用管压力等级,防止出现将低压力等级的管件使用在高承压的管道系统上。

三维建模运用情况

1、管道布置
从初始规范直至最终设计,AutoCAD Plant 3D软件能够优化基于等级库的管线创建和编辑流程。在中贵项目中,数据库是首要解决的问题,因为有些管道是从不同的标准中选用的,所以要根据这一特点重新编辑数据库,对此,使用AutoCAD Plant 3D Spec Editor能够方便完成编辑工作。在 AutoCAD Plant 3D中有不同标准的元件库,设计方可以按照不同的标准从元件库中选取,再提取到等级库中,借助这一特性,可以确定管道路线、编辑管线及其组件,并管理一系列连接。同时,还可以选择以半自动或手动的方式确定管道路线。确定管道路线后,垫片或法兰等附加的元件将会自动添加。

ASME标准的元件库
ASME标准的元件库

中贵项目等级库
中贵项目等级库

中贵项目管道的选用规格
中贵项目管道的选用规格

2、设备布置
在AutoCAD Plant 3D中,借助设备元素这一功能,可以轻松创建、修改、管理和使用工程图中的设备。设计人员可以从工具选项板使用一个完备的标准设备库,并可将定制的标准件添加到设备库中。这一功能在四个场站的管道设计中显得尤为突出,由于场站中大多数的设备为非标和撬块,在二维图纸中很难准确定位,而这就可以借助AutoCAD Plant 3D的拼凑和自定义设备让设计人员在图纸中准确地进行建模,并精确地统计管道的长度。

3、结构建造
AutoCAD Plant 3D的结构元素能够帮助设计人员确定项目模型中的冲突等问题。在中贵项目中,该特性不仅帮助四川科宏的设计人员创建了包括AISC钢构件和结构装饰件,如楼梯和护笼梯等参数化的结构元素,还使其能够从外部参考Autodesk Revit Structure软件和AutoCAD Structural Detailing软件等应用程序创建的结构工程图。

功能使用情况

1、生成施工图和ISO图(单管图)
对于天然气工程来说,自然少不了管线的ISO图、正交视图以及其他相关的施工文档,其设计和统计的工作时间之长令人望而生怯,但是现在,通过AutoCAD Plant 3D便可以轻松地从三维模型生成和共享这类文档,并能够与三维模型直接交换信息,大大提高了四川科宏的工作效率,这也是为什么四川科宏要迫切地改用三维模型,并首次尝试就将该技术应用于如此庞大的项目中。

2、导入和导出材料报表
值得一提的是,AutoCAD Plant 3D在生成材料表方面已经方便到可直接导入和导出到EXCEL中进行编辑的程度,便于设计人员及时调整数据。虽然在中贵项目的初设期无法避免图纸的反复修改,但是基于AutoCAD Plant 3D的这一优越性能,确保了统计材料工作的准确性。

3、实时在模型中搜索、查询
二维时代的图纸修改、材料统计乃至查阅数据都是非常费时费力的,而这样的痛苦又要伴随图纸的反复修改而不断经历,所以,AutoCAD Plant 3D对于类似中卫-贵阳联络线这样复杂和庞大的项目最重要的作用之一就是,在三维模型建成之后可根据特定的搜索标准生成材质列表、创建报表,并支持搜索、查询和处理工程图中的数据,帮助设计人员更加轻松地审阅和编辑工程图中的数据,减轻工作强度,节约时间成本。随后可以将信息导出为管件格式(PCF)文件,以便集成到其它应用程序中,如用于应力分析与生成线轴的应用程序。

项目材料表
项目材料表

未来展望 
从现阶段来看,AutoCAD Plant 3D将会在设计和施工两个方面全面展开应用,这也是全生命周期中非常重要的两个部分。虽然实现全生命周期的应用对于整个工程建设行业来说还是一个长期的战略目标,尚且需要一段时间的发展,但对于与四川科宏一样,力求在三维设计方面提升自身能力并拓展相关业务,为客户提供更高效、更优质的设计产品和服务的企业来说,欧特克的流程工厂解决方案是企业保持领先竞争优势、获得快速发展的法宝。四川科宏已经通过短时间的应用收获到极大的价值,未来将更大范围的进行实践和应用。


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