天然氣集輸信息化技術(shù)的應(yīng)用與探討

張林鵬

摘要：實(shí)施天然氣集輸信息化項(xiàng)目，是氣田開(kāi)發(fā)、集輸管理手段有效提升的關(guān)鍵。借助于信息化系統(tǒng)技術(shù)的運(yùn)用，能夠有效地提升安全生產(chǎn)、裝置運(yùn)行管理等方面的水平，更進(jìn)一步提供決策支持和服務(wù)裝置運(yùn)營(yíng)等方面活動(dòng)，進(jìn)而以創(chuàng)新的信息化管理方式發(fā)展和服務(wù)生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：天然氣；集輸；信息化；系統(tǒng)；效益

1 概述

所謂“天然氣集輸信息化”，實(shí)際上就是在天然氣集輸工程中應(yīng)用信息化方法和思路，其可以算作一個(gè)基于電子地圖技術(shù)的“軟件平臺(tái)”，可以說(shuō)是信息化工程的一種虛擬現(xiàn)實(shí)立體版。將其中山區(qū)地形、氣井、集氣站、道路、建筑、管網(wǎng)、設(shè)備、儀表、儲(chǔ)罐乃至于各種生產(chǎn)設(shè)施（限定區(qū)域中）全部在“虛擬場(chǎng)景”中加以相應(yīng)地設(shè)置，堪稱完全等同于現(xiàn)實(shí)建設(shè)工程的信息化“虛擬工程”。

2 天然氣集輸信息化

2.1 系統(tǒng)組成

這一項(xiàng)目主要包括5個(gè)相應(yīng)的內(nèi)容：第一是“技術(shù)專題片”，對(duì)氣田及集輸作出整體概要介紹；第二是“流程系統(tǒng)”，主要展示氣井、集氣站、輸氣管網(wǎng)所配備的相應(yīng)氣、水、電、油等方面一系列系統(tǒng)流程；第三是“平面區(qū)域系統(tǒng)”，對(duì)整體上的集輸化形象加以展示；第四是“虛擬現(xiàn)實(shí)演示系統(tǒng)”，以3D的形式立體表現(xiàn)氣井、集氣站輔助生產(chǎn)區(qū)、外輸區(qū)、辦公區(qū)之類；第五是“電子信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”，完整的信息數(shù)據(jù)庫(kù)是信息化的核心，其數(shù)據(jù)中子系統(tǒng)眾多，信息化項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫(kù)中囊括了氣井、集氣站、集輸系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、甲醇回收系統(tǒng)、配電等系統(tǒng)的主要部分。

（1）技術(shù)專題片。主要包括設(shè)計(jì)圖紙、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況錄像之類，并以活動(dòng)紀(jì)實(shí)鏡頭（技術(shù)管理會(huì)議等）、相關(guān)技術(shù)文件之類作為“配套”來(lái)構(gòu)成相應(yīng)的視頻畫(huà)面。主要內(nèi)容有：推進(jìn)廠協(xié)調(diào)、有效、持續(xù)發(fā)展；技術(shù)改造；系統(tǒng)發(fā)展概況；工藝和裝置技術(shù)特點(diǎn)；裝置概述；氣田簡(jiǎn)介之類內(nèi)容。

（2）流程系統(tǒng)。采用動(dòng)畫(huà)形式將站內(nèi)天然氣集輸活動(dòng)中的每一個(gè)流程系統(tǒng)分別加以描述，并在其間將主要技術(shù)參數(shù)加以體現(xiàn)。

（3）平面區(qū)域系統(tǒng)。以動(dòng)畫(huà)形式對(duì)天然氣集輸所屬的天然氣的長(zhǎng)距離輸送管線走向、狀況加以介紹，并且借助于“立體效果圖”對(duì)廠區(qū)內(nèi)各個(gè)部分加以相應(yīng)展示。

（4）3D虛擬演示系統(tǒng)。對(duì)實(shí)時(shí)三維空間表現(xiàn)這一虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的能力加以發(fā)揮，操作環(huán)境則定位為“人機(jī)交互式”，將天然氣集輸系統(tǒng)（氣井、集氣站）在屏幕上做出形象化展示，能夠“開(kāi)放”任何演示范圍內(nèi)容。

（5）電子數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。對(duì)氣田采氣資料、工藝、技術(shù)革新的相關(guān)文件以電子版方式存儲(chǔ)，為本系統(tǒng)所展示的技術(shù)核心。

信息數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了天然氣集輸工藝和其配套的甲醇回收、天然氣集輸工程項(xiàng)目等一系列三維系統(tǒng)中提到的一切內(nèi)容，主要有：將二維紙質(zhì)、人工管理的傳統(tǒng)存儲(chǔ)圖紙資料方式改為裝置區(qū)域整體范圍內(nèi)一系列管理建筑設(shè)施、儀器儀表、管網(wǎng)、各系統(tǒng)設(shè)備的三維立體形象的系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的場(chǎng)區(qū)范圍的管網(wǎng)信息、竣工圖資料、圖表、圖紙之類錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，使之變成三維立體電子檔案；將工程設(shè)計(jì)范圍內(nèi)一系列管理資料、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、天然氣物性、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、文字資料之類均錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，從而建立為“屬性電子檔案”。其中主要包括：①氣井、集氣站和污水廠一系列管道情況；②國(guó)外引進(jìn)的主體設(shè)備、流程、設(shè)計(jì)圖紙之類；③設(shè)備、安全、環(huán)保、節(jié)能等技術(shù)文件和相關(guān)技術(shù)管理文件；④技術(shù)推廣、技術(shù)改造等方面科研成果技術(shù)文件；⑤站場(chǎng)、管線、設(shè)備、廠區(qū)等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)圖片。

2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）優(yōu)化方案，提高效率。因?yàn)殡娮訑?shù)據(jù)庫(kù)有著層次分明的框架，故而其所存數(shù)據(jù)頗為齊全準(zhǔn)確，提供了“基礎(chǔ)性”數(shù)據(jù)共享給氣井、管網(wǎng)、污水廠等各個(gè)部門(mén)，使得協(xié)同、交換作業(yè)服務(wù)獲得加強(qiáng)。建設(shè)生產(chǎn)井的測(cè)井、錄井、鉆井、試氣、壓裂及采氣動(dòng)態(tài)等統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)，便于單井動(dòng)靜態(tài)資料存儲(chǔ)、查看、分析、統(tǒng)計(jì)，提高氣田動(dòng)態(tài)分析、措施制定能力，整合采氣、集輸?shù)那岸速Y料，一方面可以提升效率，另一方面又可以優(yōu)化技術(shù)管理作業(yè)方案，使之可行。

（2）實(shí)時(shí)可靠，迅速及時(shí)。因?yàn)樾纬闪思敺矫娴摹敖ㄔO(shè)信息平臺(tái)”，可以第一時(shí)間存入各種工程技術(shù)動(dòng)態(tài)，由控制中心操作技術(shù)管理服務(wù)平臺(tái)，以此來(lái)提升管理天然氣集輸系統(tǒng)水平。

（3）形象逼真。和照相不同，信息化影像制作模型需要概括、簡(jiǎn)化，在合理范圍內(nèi)加以推理、想象，保證形似或神似的模型形象。

（4）軟件界面人性化。保證“人機(jī)交互”，可以彼此進(jìn)行信息的充分交換。

（5）操作靈活簡(jiǎn)便。其軟件能夠在windows環(huán)境下運(yùn)行，用戶界面具有友好、簡(jiǎn)便、直觀的特點(diǎn)，應(yīng)用人員無(wú)需培訓(xùn)就能夠“即插即用”。

（6）互動(dòng)操作。該系統(tǒng)可以有效地保證虛擬現(xiàn)實(shí)表達(dá)整個(gè)工程，以至于能夠在可視、真實(shí)的三維環(huán)境下將信息化工程在用戶面前展示，借助于交互方式，用戶可以操作和查詢工程公用信息，在盡可能模擬真實(shí)三維世界的前提下三維虛擬漫游相應(yīng)的工程，以此來(lái)對(duì)信息化工程“空間性”加以充分體現(xiàn)。

2.3 天然氣集輸信息化系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）可將之適用在可行性研究、總體規(guī)劃等集輸系統(tǒng)工程建設(shè)方面。信息化系統(tǒng)能夠提供所有技術(shù)成果數(shù)據(jù)（已建工程設(shè)施）和相應(yīng)的設(shè)備、資源、管理等方面信息。在整體規(guī)劃天然氣集輸系統(tǒng)時(shí)，可以直接打開(kāi)系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，便能夠查看設(shè)施周?chē)黝愘Y源數(shù)據(jù)，為規(guī)劃構(gòu)思提供了方便。

（2）用于改擴(kuò)建集輸系統(tǒng)工程方案的相應(yīng)設(shè)計(jì)。編制設(shè)計(jì)方案中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，能夠第一時(shí)間對(duì)外立面的顏色、綠化密度、建筑高度等方面加以修改，且具備即改、即看、即得的特點(diǎn)，僅僅對(duì)系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)加以修改，便能夠獲得預(yù)想結(jié)果并加以預(yù)覽，對(duì)方案設(shè)計(jì)質(zhì)量、速度予以顯著提升。

因?yàn)閷I(yè)和非專業(yè)從業(yè)者間存在的溝通障礙被虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所打破，所以不同的部門(mén)間可以借助于統(tǒng)一的仿真環(huán)境來(lái)開(kāi)展相應(yīng)交流，可以更好地理解技術(shù)思路、設(shè)計(jì)意圖，并有效地領(lǐng)會(huì)各方面意見(jiàn)，能夠更好地查找問(wèn)題，進(jìn)而形成相應(yīng)層面的共識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題予以妥善解決。

（3）用于施工管理。在施工管理中應(yīng)用信息化系統(tǒng)平臺(tái)，一方面可以對(duì)施工過(guò)程信息加以記錄以形成數(shù)據(jù)庫(kù)，另—方面又能對(duì)準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)格式之類予以規(guī)范，使各部門(mén)、各單位可以對(duì)信息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)有所共享。

（4）應(yīng)用于采購(gòu)管理。相關(guān)屬性資料數(shù)據(jù)也可借助于信息化系統(tǒng)得到，將設(shè)備器材的生產(chǎn)廠家、性能、規(guī)格之類加以提出，可有效編制采購(gòu)計(jì)劃，對(duì)采購(gòu)統(tǒng)計(jì)、廠家對(duì)比、合格證、生產(chǎn)資質(zhì)、供應(yīng)商等加以搜尋。

（5）應(yīng)用于經(jīng)營(yíng)管理。在給定各種系統(tǒng)裝置內(nèi)外部條件背景下，借助于生產(chǎn)工藝參數(shù)、機(jī)泵設(shè)備運(yùn)行方案之類的合理調(diào)配來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。并在此過(guò)程中有效管理生產(chǎn)調(diào)度、市場(chǎng)營(yíng)銷、客戶關(guān)系和開(kāi)展業(yè)務(wù)分析、人力資源管理等活動(dòng)。

（6）應(yīng)用于故障維修。裝置系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)可以受到配套采用信息化技術(shù)的管理，對(duì)系統(tǒng)編制維修計(jì)劃做出指導(dǎo)，并出臺(tái)與之配套的補(bǔ)救辦法，自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案于風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)達(dá)到警戒線之際，將裝置事故發(fā)生率盡可能降低。

（7）用于宣傳報(bào)道?！盎?dòng)性”、“沉浸感”等虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)特點(diǎn)，一方面能夠展示出身臨其境體驗(yàn)，另一方面也可對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)資料予以隨時(shí)獲取，且可以將其中視頻文件加以導(dǎo)出而得到媒體宣傳資料，提升宣傳展示項(xiàng)目效果。

（8）應(yīng)用于教育培訓(xùn)。因?yàn)樾畔⒒到y(tǒng)擁有生動(dòng)、現(xiàn)實(shí)、形象的特點(diǎn)。操作顯得更加簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)感受也進(jìn)一步真實(shí)化。

3 天然氣集輸信息化系統(tǒng)效益

建成天然氣集輸信息化系統(tǒng)之后，可以有效提升管理天然氣集輸及開(kāi)發(fā)信息化的力度，從而給高效、優(yōu)質(zhì)、安全地開(kāi)展外輸、污水處理、甲醇回收等生產(chǎn)提供保證；借助于運(yùn)用信息化系統(tǒng)，能夠?qū)Π踩a(chǎn)、裝置運(yùn)行管理等方面水平予以有效提升，從而進(jìn)一步提供決策支持和服務(wù)給裝置運(yùn)營(yíng)活動(dòng)，產(chǎn)生顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

天然氣集輸信息化系統(tǒng)獲得應(yīng)用之后，可將氣田發(fā)展的立體形象做出整體展示，產(chǎn)生更方便和具體的效果，指揮操作靈活清晰的地面設(shè)備管道和一目了然的地下管道，都可以有效地防止出現(xiàn)施工差錯(cuò)，進(jìn)而減少生產(chǎn)事故、提升培訓(xùn)學(xué)習(xí)效果，從而產(chǎn)生更加可觀的間接經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)施信息化系統(tǒng)，還能夠有效地對(duì)天然氣集輸工業(yè)的環(huán)境、效益、管理、生產(chǎn)、科研等方面“可持續(xù)發(fā)展”提供推動(dòng)，而且信息化更是建設(shè)我國(guó)油氣工業(yè)“可持續(xù)發(fā)展”體系的一個(gè)必由之路。這將是一次全新的對(duì)傳統(tǒng)建設(shè)方法的革命，同時(shí)也將是天然氣工程建設(shè)理念的一次深層次的變革。