數(shù)字管道技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

唐斌 大慶油田設(shè)計(jì)院

數(shù)字管道技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

唐斌 大慶油田設(shè)計(jì)院

自2006年第一條數(shù)字管道——冀寧聯(lián)絡(luò)線(xiàn)順利建成，基于地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的數(shù)字管道技術(shù)逐步在油氣田管道工程中推廣應(yīng)用，目前已經(jīng)擴(kuò)展到從管道可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)到貫穿管道全生命周期的各個(gè)階段，為油氣田管道工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行管理提供了先進(jìn)科學(xué)的信息化管理手段。GIS正朝著一個(gè)可運(yùn)行的、分布式的、開(kāi)放的、網(wǎng)絡(luò)化的全球GIS發(fā)展，在未來(lái)的幾十年內(nèi)，GIS將向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)多維化、系統(tǒng)集成化、系統(tǒng)智能化、平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化和應(yīng)用社會(huì)化的方向發(fā)展。

地理信息系統(tǒng)；數(shù)字管道技術(shù)；GIS；應(yīng)用

1 數(shù)字管道技術(shù)

自2006年第一條數(shù)字管道——冀寧聯(lián)絡(luò)線(xiàn)順利建成，基于地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的數(shù)字管道技術(shù)逐步在油氣田管道工程中推廣應(yīng)用，目前已經(jīng)擴(kuò)展到從管道可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)到貫穿管道全生命周期的各個(gè)階段，為油氣田管道工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行管理提供了先進(jìn)科學(xué)的信息化管理手段。

基于航測(cè)4D成果的輔助設(shè)計(jì)GIS選線(xiàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了三維高度仿真場(chǎng)景下的路由優(yōu)化和選線(xiàn)，并與二維平面圖、一維管道縱斷面圖進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，很大程度上方便了設(shè)計(jì)人員的線(xiàn)路設(shè)計(jì)，同時(shí)大大減少了外業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)踏勘的工作量。輔助施工GIS系統(tǒng)能夠在管道施工過(guò)程中將各類(lèi)管道施工數(shù)據(jù)及時(shí)入庫(kù)處理，從而確保完成管道數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，既保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性，又確保了施工單位按圖施工，保證了工程質(zhì)量。

2 技術(shù)現(xiàn)狀

（1）國(guó)外技術(shù)現(xiàn)狀。數(shù)字管道技術(shù)在國(guó)外發(fā)展相對(duì)較早，而且隨著國(guó)外管道基本進(jìn)入完整性管理時(shí)期，數(shù)字管道技術(shù)的應(yīng)用更多用于運(yùn)營(yíng)調(diào)度、工藝優(yōu)化、節(jié)能降耗和效能評(píng)估等方面，應(yīng)用程度相對(duì)成熟。如在美國(guó)、挪威、丹麥等國(guó)家管道中就普遍應(yīng)用GIS技術(shù)集成SCADA自動(dòng)控制。同時(shí)，早已實(shí)現(xiàn)全生命周期數(shù)據(jù)采集，及地理信息、數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)和制圖一體化作業(yè)，為管道的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)運(yùn)行、管理監(jiān)測(cè)、防腐等各階段提供數(shù)據(jù)支持。例如：哥本哈根的HNG公司多年來(lái)一直利用GIS技術(shù)對(duì)其所屬的天然氣管道及配氣管網(wǎng)進(jìn)行管理，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄、設(shè)備查詢(xún)、管道信息、泄露信息、信息發(fā)送、智能掃描、配氣優(yōu)化和日常管理等功能。

（2）國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀。從20世紀(jì)70年代初開(kāi)始，我國(guó)展開(kāi)了大規(guī)模的長(zhǎng)距離輸油氣管道的建設(shè)，長(zhǎng)距離輸油氣管道的特點(diǎn)是：點(diǎn)多線(xiàn)長(zhǎng)，且大多數(shù)為地下敷設(shè)管道，其地理信息、圖形信息和數(shù)字信息并存。我國(guó)在西氣東輸管道工程、蘭成渝管道工程、忠武管道工程及陜京輸氣管道上均應(yīng)用GIS進(jìn)行選線(xiàn)工作，其中西氣東輸管道工程優(yōu)化后的線(xiàn)路長(zhǎng)度與預(yù)可研相比縮短300 km以上，節(jié)省了大量投資，降低了成本；在忠武管道工程中應(yīng)用GIS成功繞開(kāi)了三分之二以上的湖塘，從而縮減了建設(shè)周期和成本。冀寧聯(lián)絡(luò)線(xiàn)管道工程、西部原油成品油管道工程和甬滬寧原油管道等也都開(kāi)展了GIS研究與實(shí)踐。

3 發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得GIS的范疇也在日益擴(kuò)大，熱別是計(jì)算機(jī)大容量存儲(chǔ)介質(zhì)、多媒體技術(shù)、可視化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相繼被引進(jìn)到GIS中，已使GIS發(fā)生了新的變化。GIS正朝著一個(gè)可運(yùn)行的、分布式的、開(kāi)放的、網(wǎng)絡(luò)化的全球GIS發(fā)展，在未來(lái)的幾十年內(nèi)，GIS將向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)多維化、系統(tǒng)集成化、系統(tǒng)智能化、平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化和應(yīng)用社會(huì)化的方向發(fā)展。三維GIS、時(shí)態(tài)GIS和Web GIS已經(jīng)成為GIS發(fā)展的趨勢(shì)和熱點(diǎn)。

在目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，以EPC總承包方式的管道建設(shè)模式逐漸成為國(guó)內(nèi)管道建設(shè)的主要模式，在新的模式下，以往的數(shù)字管道建設(shè)理念，已不能滿(mǎn)足總承包要求，探索新形勢(shì)下數(shù)字管道建設(shè)模式，以適應(yīng)EPC為主的管道建設(shè)模式，成為急需解決的問(wèn)題。

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.2.011