全三維設(shè)計(jì)在海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

肖華民

（中石化海洋石油工程有限公司上海鉆井分公司，上海 201206）

全三維設(shè)計(jì)在海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

肖華民

（中石化海洋石油工程有限公司上海鉆井分公司，上海 201206）

全三維設(shè)計(jì)在海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。以東海海域某導(dǎo)管架平臺(tái)上部組塊的全三維設(shè)計(jì)為例，介紹和闡述了三維設(shè)計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)、程序和需要考慮的因素，在總結(jié)出許多應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如各類設(shè)計(jì)軟件在使用中出現(xiàn)相互干涉，管線與其他設(shè)施出現(xiàn)相互碰撞等問題，并提供了解決這些問題的方法和途徑，為今后類似海洋平臺(tái)全三維設(shè)計(jì)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

全三維設(shè)計(jì)；三維配管軟件SP 3DP&ID；設(shè)計(jì)軟件SMART PLANT P&ID；支吊架設(shè)計(jì)軟件SUPPORT MODELER

隨著近年來海洋石油開發(fā)熱潮的到來，海洋平臺(tái)項(xiàng)目日益增多。尤其是集大型采油、修井、生活于一體的導(dǎo)管架平臺(tái)，由于具有功能完備、導(dǎo)管架尺寸相對(duì)較小等突出優(yōu)點(diǎn)，近年來在東海及南海較深水海域受到投資方的推崇。導(dǎo)管架平臺(tái)的共同特點(diǎn)是系統(tǒng)多、設(shè)備管纜密集和平臺(tái)層高小。基于三維設(shè)計(jì)軟件的各專業(yè)聯(lián)合三維設(shè)計(jì)在其中得到了廣泛應(yīng)用。因此，有必要對(duì)全三維設(shè)計(jì)在導(dǎo)管架平臺(tái)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用加以總結(jié)，歸納出經(jīng)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)的問題，并找出解決這些問題的方法和途徑，以期為今后類似海洋平臺(tái)全三維設(shè)計(jì)提供借鑒。

1 全三維設(shè)計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)

全三維設(shè)計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)主要有如下幾點(diǎn)：

（1）有利于在結(jié)構(gòu)件密集，設(shè)備、管線、橋架等繁多，空間要求精確的設(shè)計(jì)項(xiàng)目開展多專業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)，特別是在設(shè)計(jì)前可以進(jìn)行三維整體規(guī)劃，機(jī)械、管道、電氣、儀表各專業(yè)進(jìn)行空間劃分，有利于各專業(yè)把握三維設(shè)計(jì)的大方向，有效避免了設(shè)計(jì)整體調(diào)整等重大變更。

（2）設(shè)計(jì)過程中各專業(yè)可以直觀地觀察到其它相關(guān)專業(yè)的進(jìn)展，清晰地發(fā)現(xiàn)相互碰撞等問題，有利于專業(yè)間協(xié)作水平的提高。建模完成后便于在三維模型中檢查錯(cuò)誤并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整變更和圖紙升版等后續(xù)工作。

（3）與三維軟件相配套的其它軟件進(jìn)一步增強(qiáng)了三維設(shè)計(jì)的功能，例如本工程設(shè)計(jì)中采用的三維配管軟件SP 3DP&ID、設(shè)計(jì)軟件SMART PLANT P&ID、支吊架設(shè)計(jì)軟件SUPPORT MODELER和三維實(shí)體模擬軟件SMART REVIEW等的配合使用，提高了工作效率并降低了失誤率。

2 全三維設(shè)計(jì)應(yīng)用

東海某導(dǎo)管架平臺(tái)上部組塊共設(shè)計(jì)有三層甲板：底層甲板（標(biāo)高20.3 m）、中間甲板（標(biāo)高26.3 m）、頂層甲板（標(biāo)高34.8 m）。其中底層甲板上部設(shè)有收發(fā)球筒、化學(xué)注入撬塊、海水提升泵等設(shè)施；中間甲板上部設(shè)有多相流量計(jì)、生產(chǎn)分離器、生產(chǎn)及測(cè)試電加熱器等油氣生產(chǎn)設(shè)施；頂層甲板上部設(shè)有生活樓、柴油吊機(jī)等設(shè)施。

它的全三維設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)工作：數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)；三維模型的建立、檢查與修改；生成全三維實(shí)體模型。

2.1 初期工作

（1）數(shù)據(jù)庫維護(hù)。每個(gè)具體工程的設(shè)計(jì)參數(shù)、物流介質(zhì)等都不盡相同，因此對(duì)于管材等的要求往往會(huì)有一定的變化。在三維設(shè)計(jì)初期，必須按照配管規(guī)格書的具體要求對(duì)三維設(shè)計(jì)軟件數(shù)據(jù)庫進(jìn)行完善和補(bǔ)充，為正式的三維設(shè)計(jì)工作打好基礎(chǔ)。完善和規(guī)范的數(shù)據(jù)庫可以為后續(xù)三維設(shè)計(jì)工作節(jié)省大量校審、升版工作，是三維設(shè)計(jì)得以順利進(jìn)行的前提。

（2）結(jié)構(gòu)建模。為了有效避免后續(xù)設(shè)計(jì)中設(shè)備、管線、電儀橋架、風(fēng)管、空調(diào)基礎(chǔ)等與樁、梁格、斜撐、加強(qiáng)筋等結(jié)構(gòu)件的碰撞，在三維設(shè)計(jì)初期必須先進(jìn)行結(jié)構(gòu)三維建模，按照實(shí)際的尺寸和規(guī)格把平臺(tái)所有結(jié)構(gòu)部件都做進(jìn)三維模型，這也有利于機(jī)械、配管、電氣、儀表等專業(yè)三維建模時(shí)空間感的形成和尺寸等的定位等，而且管線支吊架和電儀橋架支吊架都是生根在結(jié)構(gòu)梁上，必須要有準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)模型才能給后續(xù)三維設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。

（3）設(shè)備簡(jiǎn)易建模。在詳細(xì)設(shè)計(jì)初期階段，絕大部分設(shè)備處于招投標(biāo)階段，完備的設(shè)備資料尚不具備。雖然沒有正式的設(shè)備供貨商送審資料，但是一般的業(yè)主都會(huì)有較為固定的設(shè)備供貨商數(shù)據(jù)庫?？梢园凑找酝南嗤蛳嘟?guī)格的設(shè)備資料，同時(shí)參照本工程對(duì)設(shè)備布置方式、外形尺寸、管口方位等的要求進(jìn)行優(yōu)化，在三維模型中構(gòu)建較為簡(jiǎn)易的設(shè)備模型。這個(gè)過程只需要能夠體現(xiàn)出大概的外形尺寸和管口方位即可。這對(duì)后面的三維整體規(guī)劃和保證三維設(shè)計(jì)進(jìn)度至關(guān)重要。

（4）在平面布置圖的基礎(chǔ)上，按照設(shè)計(jì)規(guī)范的要求需要設(shè)計(jì)逃生通道和路線圖。為了防止在三維設(shè)計(jì)時(shí)管線、支吊架、閥門手輪等進(jìn)入逃生通道影響逃生，必須將逃生通道模擬進(jìn)三維模型。

（5）考慮到東海海域風(fēng)浪大，為了保證人員操作的舒適型，為了給后續(xù)三維設(shè)計(jì)提供參照并防止管線等誤穿擋風(fēng)墻，需要將擋風(fēng)墻模擬進(jìn)三維模型。

在完成上述五項(xiàng)主要前期工作后，基本就具備了后續(xù)正式三維設(shè)計(jì)的條件。

2.2 整體規(guī)劃

在結(jié)構(gòu)模型、設(shè)備簡(jiǎn)易模型、逃生通道模型、擋風(fēng)墻模型建立后，必須要進(jìn)行三維整體規(guī)劃。三維整體規(guī)劃的原則是：“應(yīng)進(jìn)行平臺(tái)統(tǒng)籌規(guī)劃，做到安全、流程通暢、經(jīng)濟(jì)、便于施工、操作和維修”[1]。按照平臺(tái)各層甲板的層高等，需要對(duì)電儀橋架、管線的層高進(jìn)行空間劃分。一般按照電儀橋架在上、管線在下的原則進(jìn)行劃分，這主要是考慮到以下幾個(gè)因素：

（1）為了方便施工，管線預(yù)制和安裝一般早于電儀橋架。

（2）防止管線內(nèi)介質(zhì)泄露污染和損壞電纜。

（3）管線充水量相對(duì)較大，一般管線的吊架要比電儀橋架的吊架大，這樣布置方便管線和電儀橋架共用吊架。

空間劃分完畢，然后考慮配電間、控制室的位置和設(shè)備的布置位置開始對(duì)電儀橋架的走向進(jìn)行規(guī)劃，在平面布置圖里面標(biāo)示出電儀橋架的走向、尺寸和標(biāo)高等數(shù)據(jù)。同時(shí)需要根據(jù)各系統(tǒng)管線的大致走向情況對(duì)主管廊進(jìn)行布置考慮，主要是大管徑的油氣管線、開排管匯、閉排管匯、放空管匯、柴油供給管線等。需要根據(jù)管徑、相關(guān)設(shè)備的位置、甲板梁格的情況綜合考慮，對(duì)主管廊吊架的型式、型鋼種類和規(guī)格也要考慮。計(jì)算出每層管廊的高度、寬度等數(shù)據(jù)，并按照一定的相對(duì)位置順序?qū)Σ煌橘|(zhì)管線進(jìn)行布置，將管徑、相對(duì)中心距、標(biāo)高等數(shù)據(jù)標(biāo)示在平面布置圖上。不同介質(zhì)管線布置的原則有以下幾個(gè)：

（1）采取“步步高”或“步步低”的布置方法，盡量避免管線尤其是天然氣管線出現(xiàn)口袋彎，造成凝液影響管線使用壽命和安全。

（2）帶坡度的自流管線優(yōu)先于壓力管線布置。開排系統(tǒng)等自流管線受到內(nèi)部壓力的影響，為了不影響介質(zhì)流動(dòng)效果，其它管線應(yīng)注意避讓。

（3）不需要經(jīng)常檢修、操作的管線應(yīng)注意避讓需要較頻繁檢修和操作的管線，盡量將后者布置于易于到達(dá)和進(jìn)行操作的位置。

（4）有支管的管線應(yīng)盡量布置在管廊內(nèi)側(cè)，防止設(shè)計(jì)時(shí)支管與其它系統(tǒng)管線碰撞，降低三維設(shè)計(jì)難度。

（5）布置在同一層吊架時(shí)，為了受力合理，大管徑管線盡量布置在靠近吊架支腿的位置，小管徑靠中間。

由于海洋平臺(tái)空間緊湊，設(shè)備布置需要考慮的因素較多，有時(shí)候很難滿足最合理的管線布置要求，應(yīng)按照局部服從整體的大原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.3 設(shè)備建模

設(shè)備建模要“考慮充分利用有限甲板和空間，以保證安全、逃生、操作、維修等需要”[2]。設(shè)備模型中最重要的信息是管口信息。如果前期設(shè)備建模管口信息有誤，會(huì)直接導(dǎo)致管線建模出現(xiàn)返工。因此總結(jié)起來設(shè)備建模最重要的幾個(gè)要素是：管口信息、外形尺寸、基礎(chǔ)底座等。由于目前常用三維設(shè)計(jì)軟件中，數(shù)據(jù)庫中成型設(shè)備種類較少，基本都是通過分解組合搭積木的方式進(jìn)行設(shè)備建模。因此除管口信息必須保證正確外，一些設(shè)備的附屬構(gòu)件的尺寸也必須要求設(shè)備供貨商明確，這樣不但可以準(zhǔn)確建模，還可以避免建造返工。

2.4 工藝管線建模

完成設(shè)備建模后就可以進(jìn)行工藝管線建模。工藝管線建模存在幾個(gè)比較容易出問題的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，歸納如下：

（1）完全按照設(shè)備平面布置圖的位置和方位進(jìn)行管線安裝。

平面布置圖是進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的最基本條件，總圖專業(yè)在得到最新的設(shè)備供貨商送審資料后已經(jīng)對(duì)平面布置圖進(jìn)行了升版，配管工程師可以按照管線布置的最優(yōu)化原則并考慮到設(shè)備的檢修、閥門儀表等的操作等因素，根據(jù)實(shí)際安裝情況對(duì)設(shè)備的位置和方位進(jìn)行調(diào)整。但是應(yīng)該注意盡量不要減小對(duì)設(shè)備重心分布的影響，否則可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)結(jié)構(gòu)圖紙的改變。

（2）完全按照P&ID上面的管線相對(duì)關(guān)系來進(jìn)行布置。

P&ID是按照工藝流程的最合理化來設(shè)計(jì)的，但是一旦牽涉到管線的安裝，可能很多細(xì)節(jié)是進(jìn)行P&ID設(shè)計(jì)的工藝工程師想象不到或者考慮不全的。比如說彎頭與三通、管帽組合的區(qū)別，可能很多時(shí)候單純?cè)诠に嚿峡紤]使用三通和管帽的組合更合理，對(duì)管線的沖刷影響更小一些，但是如果由于安裝空間位置受限或者是從美觀角度考慮，更多的配管工程師會(huì)選擇使用外觀上更簡(jiǎn)潔的彎頭，這就需要配管工程師和工藝工程師進(jìn)行溝通。

（3）管線布置得越緊湊越好。

由于平臺(tái)空間位置受限，往往會(huì)形成習(xí)慣性思維，從而把管線布置得非常緊湊，忽略了操作的便利性和施工的可行性。在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中可以發(fā)現(xiàn)很多為了把管線布置緊湊，完全按照理論計(jì)算、忽略施工允許誤差從而導(dǎo)致施工困難的現(xiàn)象。例如管線和甲板間距過小，進(jìn)行保溫的時(shí)候很難施工。

（4）為了布置緊湊省掉短節(jié)、焊縫間距過小。在空間允許的情況下應(yīng)考慮到由于應(yīng)力集中引起的焊縫受力過大的因素，應(yīng)使用過渡短節(jié)。

2.5 電儀電纜暖通建模

由于平臺(tái)管線電纜分布密度很大，必須要將電纜托架加入三維模型，對(duì)電纜托架的要求是：“確定電纜托架的材質(zhì)，電纜托架支撐架之間的間隔距離等，電纜托架應(yīng)該根據(jù)電壓等級(jí)（中壓，低壓，控制）分別設(shè)置”[3]。以便于準(zhǔn)確合理的確定電纜走向并與管線留有足夠的間距。根據(jù)電纜電壓的分類，確定每個(gè)電纜托架上電纜的數(shù)量，進(jìn)行建模。

電纜托架是帶有轉(zhuǎn)角的，因此必須要同托盤的供貨商結(jié)合好轉(zhuǎn)彎半徑等數(shù)據(jù)，以防止出現(xiàn)雖然電纜托盤在模型中進(jìn)行了模擬，到現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)還出現(xiàn)與附近管線等碰撞的問題。

暖通專業(yè)主要是戶外的風(fēng)機(jī)、風(fēng)管托架及室內(nèi)的空調(diào)器等。容易與管線等發(fā)生碰撞的主要是戶外的風(fēng)機(jī)和托架，尤其是托架，很容易被忽視。事實(shí)證明，到現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)出現(xiàn)問題的往往是設(shè)計(jì)過程中認(rèn)為次要的因素。暖通專業(yè)也應(yīng)該與供貨商確定好風(fēng)機(jī)及托架的詳細(xì)尺寸數(shù)據(jù)，以及安裝的大致形態(tài)及注意事項(xiàng)。

2.6 支吊架建模

管線、電儀進(jìn)行建模的同時(shí)，進(jìn)行支吊架的建模。尤其是平臺(tái)四周的主管網(wǎng)，由于在三維整體規(guī)劃時(shí)已經(jīng)比較準(zhǔn)確地確定了管線的管徑、數(shù)量、間距，選擇最合理的一根管線作為基準(zhǔn)進(jìn)行支吊架建模。

支吊架建模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素有如下幾點(diǎn)：

（1）管線振動(dòng)會(huì)引起管道和管架的疲勞損壞，因此配管設(shè)計(jì)還要考慮防止或控制管系發(fā)生振動(dòng)。支吊架的選型和設(shè)置，對(duì)改善管系的振動(dòng)起著重要作用[1]。

（2）管廊帶各管線間距合理，除了滿足管線本身的距離要求外，還應(yīng)該考慮管線使用的支吊架的型式，結(jié)合支吊架的型式來復(fù)核管線間距是否合理。例如使用管鞋或U形管卡的管線要考慮管鞋或U形管卡最外緣尺寸與相鄰管線吊架支腿或者管線支架之間的間距。

（3）管廊帶各管線的標(biāo)高要充分考慮到各管線使用的支吊架的型式。比如管廊帶雙層吊架上層支桿與下層管線的間距，必須考慮到進(jìn)行保溫等施工操作的可行性。

（4）應(yīng)根據(jù)管線的數(shù)量、位置、管徑、材質(zhì)、內(nèi)部介質(zhì)等因素選擇最合理的支吊架型式、既保證支吊架有足夠的支撐強(qiáng)度，又滿足外形簡(jiǎn)潔、美觀的特點(diǎn)。支吊架上與管線固定有關(guān)的管卡、管鞋的選擇應(yīng)符合技術(shù)規(guī)格書的要求。

2.7 模型的追蹤、檢查與修改

整體規(guī)劃一定要合理，這是保證整個(gè)三維設(shè)計(jì)順利完成的前提。但是后期修改的工作量不可避免，三維設(shè)計(jì)其中的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就在于可以對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，追蹤某一個(gè)信息的動(dòng)態(tài)。比如有一個(gè)系統(tǒng)的其中一個(gè)管線號(hào)的管線需要出具ISO單管圖，就可以利用軟件自帶的尋找管線功能，在復(fù)雜的管網(wǎng)中將它高亮顯示，迅速找到該管線。這樣就可以清晰的觀察到它的走向，以及整個(gè)走向?qū)χ車渌芫€、電纜、設(shè)備等是否有影響。如果經(jīng)過全面的考慮后認(rèn)為該管線走向沒有問題，它周圍的管線、電纜、設(shè)備等也不會(huì)出現(xiàn)變化，就可以利用軟件的圖紙生成功能抽取出該管線的ISO單管圖，提交審查，及時(shí)地提供給施工方提前進(jìn)行預(yù)制。

不僅是模型中某個(gè)元素可以方便的進(jìn)行追蹤，整個(gè)三維模型都可以利用PDS軟件的強(qiáng)大功能或者使用SMART REVIEW對(duì)已建模型進(jìn)行檢查、信息追蹤，從而發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并修改。三維設(shè)計(jì)由于專業(yè)接口多、管線系統(tǒng)多、管線電纜布置密度大、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、各元素間距小等因素，難免會(huì)出現(xiàn)碰撞等問題[4]，常見的碰撞問題有以下幾種：

（1）管線與平臺(tái)梁格、斜撐、加強(qiáng)板等的碰撞，如圖1至圖4所示。

比較常見的是穿平臺(tái)夾套管或者帶法蘭時(shí)管線與梁格碰撞。

圖1 管線與平臺(tái)梁格碰撞

圖2 管線與平臺(tái)支撐碰撞

圖3 管線與平臺(tái)加強(qiáng)板碰撞

圖4 管線與平臺(tái)斜撐碰撞

（2）管線與設(shè)備的碰撞，如圖5所示。

比較常見的是與設(shè)備的附屬構(gòu)件比如梯子、護(hù)欄、加強(qiáng)筋等的碰撞?？紤]到施工的因素，應(yīng)盡量使管線與設(shè)備保持足夠的距離。

圖5 管線與設(shè)備碰撞

（3）管線與管線的碰撞，如圖6所示。

比較常見的是做三維模型時(shí)沒有參考完全其他系統(tǒng)的管線，或者其他系統(tǒng)管線調(diào)整后本系統(tǒng)管線沒有進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整造成的碰撞。

圖6 管線與管線碰撞

（4）管線與支吊架的碰撞，如圖7所示。

支吊架相對(duì)管線來講是比較次要的元素，應(yīng)本著優(yōu)先走管線的原則，支吊架應(yīng)注意避讓管線，管線調(diào)整后支吊架要隨時(shí)隨之調(diào)整。

圖7 管線與支吊架的碰撞

（5）管線與電儀橋架的碰撞。

由于在三維設(shè)計(jì)前期對(duì)整個(gè)三維模型進(jìn)行了整體規(guī)劃，電儀橋架基本與管線分層布置。多見于平臺(tái)中間管線密集、不容易發(fā)現(xiàn)的隱蔽位置，應(yīng)該在配管過程中注意經(jīng)常查看模型。

（6）管線、支吊架等與施工臨時(shí)構(gòu)件的碰撞。

很多現(xiàn)場(chǎng)施工因素是設(shè)計(jì)中沒有考慮的，比如像平臺(tái)在陸地預(yù)制時(shí)的底層甲板離地高度問題。按照施工的界面，工作甲板下直到海管分界法蘭之間的管線都是需要陸地預(yù)制的，但是由于高度不夠無法實(shí)現(xiàn)。還有這種管線與主樁間距過小，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)與滑靴上面的加強(qiáng)筋板碰撞。

（7）管線與結(jié)構(gòu)等間距過小，無法保溫。

受管線介質(zhì)溫度和外部環(huán)境溫度的影響，有的管線需要進(jìn)行保溫，這就要求管線要遺留一定的空間進(jìn)行保溫，所以在全三維設(shè)計(jì)建模中就要考慮管線與其他結(jié)構(gòu)件等相鄰設(shè)施的間距。

2.8 全三維設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

三維設(shè)計(jì)技術(shù)作為一種全新的工程設(shè)計(jì)手段，無論是建模方式、項(xiàng)目管理、設(shè)計(jì)理念還是專業(yè)協(xié)調(diào)，與傳統(tǒng)手工二維設(shè)計(jì)不同[4]。通過該導(dǎo)管架平臺(tái)上部組塊設(shè)計(jì)，對(duì)三維設(shè)計(jì)有了更清晰的認(rèn)識(shí)，也發(fā)現(xiàn)了很多以前沒有認(rèn)識(shí)到的問題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：

（1）在三維設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意要充分考慮到其他系統(tǒng)和因素的影響。

做到經(jīng)常查看模型，盡早發(fā)現(xiàn)問題，以免把問題帶到現(xiàn)場(chǎng)，造成大范圍的升版圖紙。

（2）各專業(yè)要有整體意識(shí)。

在發(fā)現(xiàn)別的專業(yè)問題時(shí)應(yīng)及時(shí)提醒相關(guān)人員修改，有些問題表面看上去與本專業(yè)無關(guān)，但是可能修改后就會(huì)影響到本專業(yè)。

（3）支吊架設(shè)計(jì)應(yīng)注意因地制宜。

要根據(jù)管線數(shù)量、管徑大小、管線布置相對(duì)關(guān)系和生根梁的情況合理地選擇支吊架形式，忌過大，夠用即可；忌一味追求均衡、統(tǒng)一，同一個(gè)管廊的支吊架沒有必要設(shè)計(jì)同樣規(guī)模的，要根據(jù)上面的管線數(shù)量進(jìn)行單獨(dú)考慮，但是最好能保證同樣標(biāo)高，這樣在視覺上美觀也更有利于施工單位現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制和安裝。在平臺(tái)管線、支吊架繁多的情況下在現(xiàn)場(chǎng)看來做的過于保守的支吊架顯得非常笨重，沒有必要。管線變更走向后，管線配管工程師應(yīng)及時(shí)通知支吊架配管工程師，做好支吊架模型的調(diào)整和變更。

（4）電儀托盤與支吊架應(yīng)結(jié)合起來考慮。

在設(shè)計(jì)前期應(yīng)該對(duì)托盤的寬度進(jìn)行咨詢，以免設(shè)計(jì)的電儀吊架過窄或者過寬，造成現(xiàn)場(chǎng)無法施工或者浪費(fèi)材料和平臺(tái)空間的出現(xiàn)。

（5）配管設(shè)計(jì)是圍繞設(shè)備開展的，設(shè)備布置的合理與否是做好配管的前提。

例如在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)設(shè)備位置不夠合理需要調(diào)整，就會(huì)造成大量的配管圖紙響應(yīng)升版工作，已經(jīng)預(yù)制好的管線可能都要進(jìn)行調(diào)整，不但造成了大量材料和人工的浪費(fèi)，也會(huì)使得項(xiàng)目組和施工單位對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行很大的修改，給現(xiàn)場(chǎng)工作帶來被動(dòng)。

（6）PDS和SUPPORT軟件數(shù)據(jù)庫的建立很重要。

作為配管技術(shù)人員，需要掌握的應(yīng)該是如何合理的布置管線、完善模型，但是由于數(shù)據(jù)庫尚不夠完善，導(dǎo)致單管圖中很多材料和尺寸等數(shù)據(jù)不正確，造成設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量的下降和升版工作的增加。專業(yè)設(shè)計(jì)公司的數(shù)據(jù)庫建立都是經(jīng)歷了較長時(shí)間的積累和多個(gè)項(xiàng)目反復(fù)的完善，也要對(duì)廠家資料的數(shù)據(jù)不斷更新和補(bǔ)充。

（7）三維設(shè)計(jì)的核心思想總結(jié)起來就是“溝通”。

三維設(shè)計(jì)是一項(xiàng)冗繁、細(xì)致的工作，因此，國內(nèi)的采油平臺(tái)設(shè)計(jì)迫切需要在設(shè)計(jì)階段充分考慮建造過程中平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的占位、交叉情況，將建造過程中可能出現(xiàn)的問題，提前到設(shè)計(jì)階段解決，從而加快平臺(tái)設(shè)計(jì)速度，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量[5]。模型的準(zhǔn)確建立和完善需要不斷反復(fù)。在這個(gè)過程中除了設(shè)計(jì)人員本身要具備一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和軟件應(yīng)用技術(shù)外，最重要的就是交流溝通。各種現(xiàn)場(chǎng)碰撞的出現(xiàn)大部分都是因?yàn)楦鲗I(yè)溝通不夠，很多人都是為了追求如何快速的建完模型，忽視了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。可能一個(gè)模型表面看是建完了，但其中可能隱藏著大量不夠合理甚至碰撞的嚴(yán)重錯(cuò)誤問題。因此需要經(jīng)常查看其它系統(tǒng)的布置情況和設(shè)備資料的升版和變動(dòng)，根據(jù)整體情況對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

3 結(jié)論

通過參與東海某導(dǎo)管架平臺(tái)上部組塊的全三維設(shè)計(jì)，總結(jié)歸納出全三維設(shè)計(jì)在導(dǎo)管架平臺(tái)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)的問題，并找出解決這些問題的方法和途徑，使我們更好地認(rèn)識(shí)了全三維設(shè)計(jì)的強(qiáng)大功能，對(duì)目前國際通用的海洋平臺(tái)工程詳細(xì)設(shè)計(jì)過程也有了全方位、多角度的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步了解了全三維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，為今后類似海洋平臺(tái)全三維設(shè)計(jì)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]《海洋石油工程設(shè)計(jì)指南》編委會(huì). 海洋石油工程設(shè)計(jì)指南（第1冊(cè)）： 海洋石油工程設(shè)計(jì)概論與工藝設(shè)計(jì)[M]. 北京： 石油工業(yè)出版社， 2007.

[2]《海洋石油工程設(shè)計(jì)指南》編委會(huì). 海洋石油工程設(shè)計(jì)指南（第2冊(cè)）： 海洋石油工程機(jī)械與設(shè)備設(shè)計(jì)[M]. 北京： 石油工業(yè)出版社， 2007.

[3]《海洋石油工程設(shè)計(jì)指南》編委會(huì). 海洋石油工程設(shè)計(jì)指南（第3冊(cè)）： 海洋石油工程電氣、儀控、通信設(shè)計(jì)[M]. 北京： 石油工業(yè)出版社， 2007.

[4]張益公．三維技術(shù)在井口平臺(tái)上部組塊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]．中國海上油氣（工程），2001（2）：15-16．

[5]初新杰，高惠.海上采油平臺(tái)三維設(shè)計(jì)技術(shù)研究[C]//第十五屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集.北京：海洋出版社，2011：43-47.

Application of the Entire 3D Design to Offshore Platform Design

XIAO Huamin

（Shanghai Drilling Division of SINOPEC Offshore Oilfield Engineering Company, Shanghai 201206, China）

Entire 3D design has been widely used in offshore platform design. In this paper, with the design of a jacket platform in East China Sea as an example, the advantages of entire 3-D design, the procedure and the factors to be considered in the entire 3D design have been discussed. A lot of practical experience has been summarized, and some problems during design have been analyzed, such as incompatibility between different software, collide of pipeline and equipment .The ways and methods to solve these problems will be very helpful in future entire 3D design of offshore platform.

Entire 3D design; SP 3D P&ID; smart plant P&ID; support model

1008-2336（2016）04-0094-07

201-08-26；改回日期：2016-10-17

肖華民，男，1969年生，工程師，主要從事海洋石油機(jī)械和海洋石油工程技術(shù)工作。

E-mail：xiaohuamin.shhy@sinopec.com。

TE54

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2016.04.094