三维软件在海洋平台成橇设计信息化应用

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第5期
表1 三维软件成橇信息化应用表
三维软件在海洋平台成橇设计信息化应用
胡志良，黄海龙，韩旭，张江波
（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300452）
[摘 要] 近年来，海洋石油平台橇装产业发展迅速，海上平台建造数目及维修改造量增多，橇装设备作为模块化订制化集中化的高效设计布置理念及实施，可有效缩短平台建造的时间。

三维设计信息化在橇装设备中的应用，可以有效地提高设计效率和设计准确性。

本文总结了在常规及复杂橇块设计中常用的三维软件信息化的应用，对于高度集成化的橇装设计具有很好的借鉴意义。

[关键词] 三维软件；信息化；成橇设计；海洋平台
作者简介：胡志良（1980—），男，河北秦皇岛人，硕士研究
生，工程师。

主要从事油气处理设施设计技术研究工作。

海洋石油平台橇装业务涉及常规及复杂油气处理设备，主要产品包括压缩机橇、空压机橇、电脱水、水下设备设施、换热器橇、各种压力容器、常压容器橇，随着近年来海洋平台橇装产业的快速发展，迫切需要提高三维软件在设计中的应用程度。

1 三维软件信息化橇块设计
橇块设计三维软件的信息化应实现主流软件信息的数据链接一体化，从橇装设计流程涉及的机械—配管—电仪三大专业所应用的软件均应找到数据接口，以实现各专业设计数据的共享及高效输入与结合，目前各专业在成橇设计流程方面的主要三维软件见表1：
序号成橇专业三维软件
主要应用功能1机械MA SOLIDWORK、PDMS、PROE 设备结构输入2配管PI PDMS、NAVISWORK 管道元件输入3
电仪IN
CADWORK、CAD
电仪托架输入
目前海洋平台成橇主要依靠PDMS 这一信息平台，实现橇块设计一体化，因为各专业都和PDMS （Plant Design Management System ）有着一体化的数据接口，可以完美实现各专业的设计基础数据的共享，实现成橇一体化设计。

2 三维软件信息化功能介绍2.1 机械专业
机械专业主要应用SOLIDWOKR 及PROE 实现橇内动设备（压缩机、驱动电机、泵）及静设备（容器、换热器、平台—梯子—栏杆、底座、结构件）向PDMS 的输入，供总体配管专业在此基础上完成橇内设备及管道布置的成橇设计。

SOLIDWORK 主要机械应用模块包括草图绘制、三维建模、曲面建模、装配体以及工程出图模块。

相对于PDMS 建模，SOLIDWOKR 及PROE 在
曲面建模及实体建模功能方面更为强大，可以实现
图1 机械专业底座及结构输入图
更为复杂模型的建立，而且可以在建模参数特征方
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技术交流
石油和化工设备2019年第22卷
面订制更为丰富强大的驱动参数来实现复杂元件的快速生成，可以对于标准的图纸如梯子、操作平台实现参数化匹配，利用内嵌的工程出图模块实现机械专业所见即所得的机械专业制造图纸，这样不仅为配管总体专业提供了设计基础数据的输入，也能一键抽取机械设计图纸，实现设计效率翻番，缩短设计工时。

SOLIDWORK 及PROE 的模型现在可以通过接口实现和ANSYS 元件的无缝结合，建立好三维模型后通过接口就可以将三维实体模型导入到ANSYS 模型中，省掉了在ANSYS 中重复建模的过程，同样提高了机械专业有限元分析设计的效率。

2.2 总体配管专业
总体配管专业为成橇主专业，主要设计软件采用PDMS ，PDMS （Plant Design Management System ）是指工厂三维布置设计管理系统。

PDMS 具备强大的数据库功能，包括系统数据库、元件数据库、设计数据库、管道元件数据库、管道元件特性数据库等。

PDMS 软件的模块包括项目管理模块、应用模块、元件库和等级库模块、设计模块、设计分析模块、出图模块、管段下材料模块。

在海洋油气处理设备成橇设计中目前应用了PDMS 中的部分模块功能，如：元件模块、等级库模块、设计模块、出图模块等。

PDMS 在海洋平台成橇领域得
到了广泛应用，收到了良好的效果。

图2 总体专业成橇图
总体配管专业基于PDMS 元件库完成管线材质规格书各种管线等级标准件的建立后，就可以完成三维管道布置图，在DESGN 中进一步依据依靠PID 完成机械设备+管道布置的总体模型，并且可以通过DRAFT 模块和ISO 模块实现总体橇图和管线图ISO 的提取。

基于PDMS 可以实现非标件的参数化设计，如RO 孔板、液位计、SDV 等大型仪表、流量计、10000psi 等API 6A 非标元件，参数化定义易于编辑修改，能够快速地创建几何形状复杂、类型多样、
规格较多的元件模型。

图3 PDMS非标件参数化设计
通过用PDMS 设计软件进行工程施工图纸提取，改变了二维平面设计中的图纸单一、出图效率低、设计准确性差的状况，提高设计成果的产出效率，减少简单绘图设计中人工的重复性投
入，从而降低设计成本。

PDMS 配管专业信息化目前可以实现材料报表信息化，PDMS 在元件库中为每一个元件指定唯一
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第5期 ◆参考文献
[1] 董玉辉，窦金永，马晓伟，等. 低压储层气体钻井起下钻井口安全控制技术应用[J].西部探矿工程，2011，21(6)：32-34.
[2] 田玉栋. 徐深气田空气钻井转换雾化钻井最佳时机确定[J].石油钻采工艺，2017，39(1)：37-41.
[3] 杨毅，宋瑞宏，姜玉芳. 气体全过程欠平衡钻井压力控制技术探讨[J].西部探矿工程，2011，22(1)：43-45.
[4] 刘江涛. 特殊井选择钻井注气设备影响因素分析[J].石油和化工设备，2017，20(8)：78-80.
[5] 田玉栋. 徐深气田气体钻井问题分析及技术对策[J].中国石油大学胜利学院学报，2016，30(2)：12-14. 收稿日期：2019-01-23；修回日期：2019-03-22
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编码，通过定制的模板文件形成报告，将建立在模型中的带有编码和相应描述的元件按类别报告出来，
并且同类项合并。

然后通过外部接口程序，将已形成的报告材料处理成公司规范要求的标准材料表。

表2 PDMS成橇材料报表信息
PDMS 总体专业信息化可以实现总体橇图的提取信息化，通过PML 编程开发的相关内嵌工具栏，实现对橇外接元件的相关信息进行标注，可以实现橇外接管口的三维对外坐标的自动标准，并通过内嵌的企业标准定制图框，实现橇图的自动出图。

2.3 电仪专业
按照传统的成橇设计，PDMS 电缆桥架模块还是基于CAD 二维制图然后现场走线铺设修改的程度，会造成现场一定程度的修改工作，浪费人力物力。

现在海洋平台高附加值的天然气压缩机橇、TEG 三甘醇脱水再生橇、超音速脱水橇块等项目中电仪在电缆桥架方面也引进了专门的数据库支持，实现了电缆布线PDMS 三维一体化，对于各专业间的成橇设计完成三维碰撞干涉检查具备了重要意义，有效地协同了各个专业。

3 结语
随着海洋石油平台建造事业的发展，橇块设计数量增多，应充分发挥和提高三维软件的信息化、标准化程度，改变成橇建模的“搭积木”方式，使得设计者能够用更多的时间来进行设计方案的优选工作，既能提高设计效率，节约设计成本，又能提高设计的准确性，降低了现场因设计人为因素造成错误修改成本，从成橇技术信息化方面提高在同行业中的产品竞争力。

◆参考文献
[1] 宋光红，刘家洪，彭磊，等. PDMS 三维软件在天然气处理厂设计中的应用[J].天然气与石油，2014，(6)：68-71. 收稿日期：2019-02-11；修回日期：2019-03-28
胡志良等 三维软件在海洋平台成橇设计信息化应用。