油田場站安裝工程典型施工技術(shù)模擬演示系統(tǒng)的研制

王冬升，王本秋

大慶油田工程建設(shè)有限公司油建二公司，黑龍江大慶 163453

油田場站安裝工程典型施工技術(shù)模擬演示系統(tǒng)的研制

王冬升，王本秋

大慶油田工程建設(shè)有限公司油建二公司，黑龍江大慶 163453

油田場站施工技術(shù)的培訓(xùn)多采用多媒體形式，圖形都是平面的，不夠直觀；現(xiàn)場技術(shù)交底都以文字的形式進(jìn)行，比較抽象，不夠形象。利用三維繪圖軟件開發(fā)一種能夠直觀反映油田常規(guī)工程轉(zhuǎn)油站安裝工程中的臥式容器安裝、機(jī)泵安裝和集油閥組安裝過程的三維動畫演示課件，可在一定程度上解決上述問題。在分析了解決上述問題技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了解決問題的技術(shù)路線；論述了模擬演示系統(tǒng)的主要工作內(nèi)容；對研制過程中優(yōu)化施工操作規(guī)程技術(shù)文件、轉(zhuǎn)油站設(shè)備的類型和結(jié)構(gòu)型式的模塊化、建立模塊三維模型素材庫、制作多媒體動畫等內(nèi)容進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹。最后介紹了該模擬演示系統(tǒng)的特點(diǎn)。

模擬演示系統(tǒng)；研制；安裝工程；油田場站

本項(xiàng)目以油田常規(guī)工程轉(zhuǎn)油站安裝工程中的臥式容器安裝、機(jī)泵安裝和集油閥組安裝為對象，研制了一種規(guī)范性的模擬演示模塊。通過該模塊，技術(shù)人員可以比較直觀地學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)油站安裝工程相關(guān)項(xiàng)目的施工方法。此外也可以通過該模塊的研制，系統(tǒng)地整理、存儲安裝工程施工技術(shù)資源，并把常規(guī)安裝工程施工方法規(guī)范化為多媒體形式的施工工藝標(biāo)準(zhǔn)。另外該模塊還可以作為現(xiàn)場技術(shù)交底的可視樣板。

1 技術(shù)現(xiàn)狀與解決問題的技術(shù)路線

對類似技術(shù)的檢索表明，目前國內(nèi)油田基建施工企業(yè)還沒有系統(tǒng)地開發(fā)和形成類似的施工技術(shù)模擬演示模塊，只在建筑施工領(lǐng)域有由國內(nèi)建筑動畫制作公司制作完成的部分建筑分項(xiàng)工程flash動畫，如桅桿式起重機(jī)吊裝、基坑支護(hù)、井點(diǎn)降水、鋼結(jié)構(gòu)施工等。本公司的施工項(xiàng)目主要是安裝工程，以油田地面工程的常規(guī)施工為主，安裝過程以施工圖紙為依據(jù)，技術(shù)人員看圖施工，但圖紙上一些相關(guān)技術(shù)要求并不具體，細(xì)節(jié)性的問題常需要參閱相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，內(nèi)容比較抽象，不能給人以非常直觀的感受，因此需要研發(fā)一種可視化的技術(shù)以解決這一問題。

本項(xiàng)目借鑒建筑工程中的相關(guān)做法，采用3Dmax等相關(guān)軟件對安裝工程施工過程進(jìn)行模擬，將施工過程制作成動畫形式，這對技術(shù)人員學(xué)習(xí)安裝工藝可起到很好的輔助作用，該技術(shù)是今后技術(shù)培訓(xùn)或技術(shù)交底等工作發(fā)展的方向。

2 研制工作的主要內(nèi)容

以轉(zhuǎn)油站安裝工程中的臥式容器安裝工藝、機(jī)泵安裝工藝、集油閥組安裝工藝為對象進(jìn)行以下內(nèi)容的研究與制作。

（1）優(yōu)化施工操作規(guī)程技術(shù)文件。

（2）油田常用轉(zhuǎn)油站設(shè)備的類型和結(jié)構(gòu)型式的模塊化。

（3）將轉(zhuǎn)油站設(shè)備分解成最小單體模塊，建立各個單元模塊的三維模型素材庫。

（4）按安裝順序制作多媒體動畫。

3 研制的過程

3.1 優(yōu)化施工操作規(guī)程技術(shù)文件

（1）格式編排。參照以往施工方案優(yōu)化施工操作規(guī)程技術(shù)文件，并根據(jù)各分項(xiàng)工程施工側(cè)重點(diǎn)的不同，把施工操作規(guī)程分為幾部分內(nèi)容進(jìn)行編制：適用范圍、施工準(zhǔn)備、工藝流程、注意事項(xiàng)、質(zhì)量控制、安全措施等。

（2）內(nèi)容優(yōu)化。編制內(nèi)容依據(jù)最新的施工規(guī)范和驗(yàn)收規(guī)范要求進(jìn)行編制[1-3]，同時優(yōu)先選用獲得大慶油田公司許可的公司自有的先進(jìn)、成熟的施工工法、技術(shù)創(chuàng)新成果等，例如臥式容器安裝采用“臥式容器無墊鐵施工工法”；機(jī)泵安裝采用“DF系列高壓注水泵解體安裝工法”；集油閥組預(yù)制采用“計(jì)量間油水閥組整體預(yù)制安裝工法”、“計(jì)量間閥組預(yù)制匯管變形原因及控制措施”[4]以及“手搖式直管段雙頭法蘭校正組對器”、“彎頭支撐管及墊板制作安裝”等創(chuàng)新技術(shù)方法。

3.2 轉(zhuǎn)油站設(shè)備類型和結(jié)構(gòu)型式的模塊化

細(xì)化3個安裝分項(xiàng)工程的設(shè)備類型和結(jié)構(gòu)型式，確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在對設(shè)計(jì)圖紙分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場組對、拉運(yùn)、吊裝、現(xiàn)場焊接、安裝要求，將設(shè)計(jì)模塊分解為多個施工預(yù)制模塊，并繪制模塊的整體組裝效果圖，然后將模塊分解為預(yù)制圖，模塊一級分解形成安裝單線圖，模塊二級分解形成預(yù)制管段圖，形成預(yù)制加工技術(shù)文件，為三維繪圖做好前期技術(shù)支持。

3.3 建立模塊三維模型素材庫

（1）三維繪圖軟件選擇。目前國內(nèi)常用的3D制圖軟件有3Dmax、solidworks、CAD三維制圖及Cinema 4D等，為滿足靈活易用，方便、快速地調(diào)用查看不同的部件，不存在失真等要求，通過對各款軟件的測試，最終選用3Dmax或Cinema 4D軟件進(jìn)行三維模型制作。

（2）三維模型素材庫建立。建立各個單元、各種型號模塊的標(biāo)準(zhǔn)化三維模型素材庫，對分解后的模塊采用三維動畫制作軟件進(jìn)行三維圖形制作，建立臥式容器安裝模塊素材庫，再按照安裝順序從素材庫中選取相應(yīng)的模塊進(jìn)行安裝過程動畫制作。同樣，對機(jī)泵安裝和集油閥組預(yù)制也按照這種方式進(jìn)行制作。

3.4 制作多媒體動畫

完成各個模塊的三維圖形制作、組合，按安裝順序轉(zhuǎn)化成模擬施工過程動畫演示，進(jìn)行后期技術(shù)處理，配以相關(guān)文字說明并進(jìn)行動畫配音，達(dá)到直觀化、科學(xué)化效果。臥式容器安裝動畫演示效果見圖1。機(jī)泵安裝動畫演示效果見圖2。集油閥組預(yù)制安裝動畫演示效果見圖3。

圖1 臥式容器安裝模擬演示

圖2 機(jī)泵安裝模擬演示

圖3 閥組預(yù)制安裝模擬演示

4 模擬演示系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）建立安裝工程各單元模型數(shù)據(jù)庫，形成了一套完整的轉(zhuǎn)油站安裝分項(xiàng)施工工藝演示模塊。

（2）制作的三維模擬動畫達(dá)到目標(biāo)要求和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。

（3）模擬演示系統(tǒng)操作簡單、便捷，演示過程流暢且有相關(guān)的文字輔助說明，可視性強(qiáng)。

5 結(jié)束語

近年來施工單位一線技術(shù)人員以年輕大學(xué)生居多，在管理場站施工中缺乏相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)。公司每年組織的培訓(xùn)不能從根本上解決施工過程中所面臨問題。為了改變這種狀況，從研制轉(zhuǎn)油站安裝工程模擬動畫演示模塊入手，逐步研制其他場站安裝工程的動畫演示模塊，為技術(shù)人員學(xué)習(xí)提供可借鑒的直觀教學(xué)課件。該教學(xué)課件可讓缺乏經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員少走彎路，更加科學(xué)地組織施工，從而達(dá)到提高施工質(zhì)量的目的。

[1]SY4201.4-2007，爐類設(shè)備[S].

[2]SY/T 0403-2014，輸油泵組安裝技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB 50235-2010，工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范[S].

[4]馬衛(wèi)東.閥組預(yù)制匯管變形機(jī)理及防變形措施[J].油氣田地面工程，2013，36（1）：80.

Development oftypicalconstruction technology demo system for oilfield station installation project

WANG Dongsheng，WANG Benqiu

No.2 Oilfield Construction Company of Daqing Oilfield Engineering Construction Co.，Ltd.，Daqing 163453，China

Usually，the training of oilfield station construction technology applies multimedia，in which the plane graphics and text form are not intuitive.In view of this situation，it is very important to develop a 3D animation demo courseware by using 3D graphics software which can directly reflect the installation process of horizontalvessels，pumps and oil gathering valve group at conventional oil transfer stations.This paper presents the technical route of solving the 3D animation courseware，discusses the main work contents and characteristics of the demo system，introduces in detail the technical files of optimizing installation and operation procedures，the equipment types of oil transfer station and structural form modularization，establishing 3D modeldatabase and making multimedia animation.

simulation demo system；research and development；installation engineering；oilfield station

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.01.012

王冬升（1980-），男，黑龍江安達(dá)人，工程師，2006年畢業(yè)于黑龍江工程學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)，現(xiàn)從事油田地面建設(shè)科技管理工作。Email:996170029@qq.com

2016-04-11；

2016-10-18