三维工厂设计软件与油田地面站场设计

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江汉石油职 _ Y -大学学报20 0 8年 3月

Jun l f i g a erl m ies yo tfa dWok r o ra o a hnP t e Unvri f af n res Jn ou t S

第2卷 1

第 2期

三维工厂设计软件与油田地面站场设计胡劭波(中国石化集团江汉石油管理局勘察设计研究院，湖北潜江 4 3 2 ) 3 1 3[摘要]三维工厂设计软件 C D r用于管道工程的设计，油田地面工程设计中得到了较为广泛的应用。 A Wox适在 其3 D建模、漫游、数据共享、图纸自动生成等功能极大地方便了设计人员对全局的把握，同时，也便于协调各项专业设计工作，在提高设计效率的同时也避免或减少了设计差错。 [关键词]三维模型； 工厂设计软件；轴侧图； _查； z撞检 a k设计效率[中图分类号] T 3 17[ P 9. 2文献标识码] A[ 文章编号] 10—3 1 (o8 0一 O8—0 O 9 0X 2 0 )2 0 7 3

在原油消费日渐增长，源在经济发展中的重要性能

的三维管道设计软件 C D r作一介绍和探讨。 A WoxC D r l t r e i a2 0是美国 C A Wox a o so l 0 7 P nP fsn O公

日益凸显的今天，田地面工程设计的科技手段及与之油配套的技术也在日渐完善。作为计算机辅助设计的重要成果之一，三维建模已成为一个有力的工具。它可以帮

司研发的基于 A tc uoa d平台的 3 D工厂设计软件。软件

包括七个主要模块：管道、结构、采暖通风、设备、管段、 图漫游、实时数据库。

助项目工程师及时地掌握设计进度；方便设计监理加入到整个项目的管理；助于及时的反映业主的建议。正有

该软件具有完备的规范元件库和管道等级文件。内置有 10、 30、 60、和 90 10#、50 5# 0# 0# 0#、50 20

因为它顺应了国际工程发展的潮流，现在大多数的业主

在向设计分包商授标时都明确的要求采用三维软件建立全厂的模型。

#管件的详细规范，有开放的数据库，便于扩充国内的行业规范。这些规范可以复制和修改，以适应不同工作的需要。

1软件概述三维建模典型软件有多种。采用独立平台的、

C D r的管道

设计模块为管线设计和制造提供了 A Wox一

套相当完善的解决方案。它具有如下的特点：①标准的的无缝连接；自动出轴侧图；自动出平面和剖面图。④⑤

基于绘图软件 Mi ot i c s t n之上的 P S Pa r ao D、l—

材料数据库；②多专业协作，同时设计；③与应力分析软件

nsae以及基于 A t a绘图软件平台的 A tp n和 t c, p u cd o uol t a

CD r A Wox等。这些软件性能各异，但都具有一些基本的功能，建立三维模型、成平立面图、计材料表、取如生统抽

2三维模型建立流程建立三维模型的流程如图 1示。所

轴侧图(管道模块)等等。本文仅就适用于中型工厂设计

建立工厂模囊前的准鲁工作设计输入文件的准鲁，包括工艺流程图 .设鲁布置图 . 工艺譬道裹 .建的场地平整图 .设备厂家的制造图等土

图 1三维模型构建流程

[收稿日期]2 O—1 -2 07 1 8[作者简介]胡劭波(9 3一)男， 17 .大学.油气集输工程师，工作于江汉石油管理局勘察设计研究院。现

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江汉石油职工大学学报

3设计前期的工作三维工厂设计的前期主要开展三方面的工作：一

取3 D模型的属性来标注管号，备位号，高，设标仪表位号等信息。 3与 C A A 的数据库共享大大提高功效 ) E S RI IC w0x C ) r与 公司 a S RⅡ应力分析软 A件之间实现了双向、智能链接。它是第一个 C D与应 A力分析软件之间的智能化、功能齐全的链接。它可以通

是建立反映全厂概貌的模型，该模型应涵盖厂区

的主要道路，厂房，机械设备，供业主评审使用。二是根据业主批准认可的材料技术规格书，编制项

目中可能需要使用的各个等级的管材数据库。国际上的石油工程公司如大尼罗国际石油操作公司，苏丹国家石

过选择部分或全部

r管线， x将其自动地转化为上。这种高效的双

C A A I输入文件。同样地，要很少的操作 E S RI的只 C AA E S RⅡ数据就可转到 G4自动生成应力分析轴测图 )妣 r/ 还可利用 C A A I据生成应 XP E S R I数向链接在通常的程序中从未实现过。

油公司等大都有自己的一套完备的管材选用标准。它们

是建立三维管道数据库的基础。三是在全厂概貌模型的基础上，行管道布置研进

究。同土建、电气、仪表等专业人员一起，据设备布置根图，确定厂区主管廊的走向以及标高，藉此来检验流程与设备是否顺畅。设计人应着重考虑一些主要的管道，譬

力 IO(t s Io图， S Sr s S )通过图形中的对话框引导，以选 e可择输入和分析结果并将它们加入到图中，用户可以方便、 准确、快捷地制定出管道应力分析图。 5三维漫游功能 )三维漫游( ai r) N v Wok是一个非常实用的工具。它能 s

如泵进口管道与大罐的位置关系、管道在管廊上的分布是否集中。在管道布置研究工作完成以后，设备布置图应相应的更新。

4三维工厂设计软件平台在各专业设计中的作用 1在建模的过程中， )可通过应用程序标示出仪表与管道的连接点。这样可以在模型中表示所有仪表的分布

将模型实体进行渲染，生成的实体图形具有效果直观、快速的优点。可根据用户的需要进行全模型的渲染、区域渲染等工作。它可以虚拟出一个外形与真人类似的“巡视员”然后让他在整个工厂里神奇的漫游，,以检查模型中的

情况，以便仪表专业统计检查。2管道专业确定管架和操作检修平台的位置以及 )

路线是否畅通无阻。它具有记录功能，可以事先将浏览的效果制作成多媒体文件，可以连续的放映。设计人员利用三维漫游工具，不仅可以为业主和施工单位更好地展示设

标高，便于土建专业同步设计，专业间互提资料只需要电子文件的互相参照，及时而方便。 3模型可以详细的表示地上管线， )埋地管线，以及电

计成果，同时能够进行多专业模型的协作校核和审查。在审查的同时，也可以将审核人的意见输入相应的图库中作为批注，结果非常直观，以便会议后修改。三维漫游同时还提供了动画制作工具，利用模型的漫游过程和设定好一系列视点来制作动画，为宣传品提供素材。6 )材料表全自动生成

缆，土建设备基础等多专业的综合信息，过碰撞检查，通能够及时地发现问题。

5 o DW0X的管道设计模块主要功能 YQ r x的管道设计模块的主要功能有：

国际上的石油项目要求供采购的材料清单具有较高的精确度。通常使用人工计算会有一定的误差在内， 如果在施工阶段发现材料，再补订材料，

通常由于跨国采购以及清关等繁琐手续，会造成采购的延误，耽误工期；

1灵活/ )方便的 3 D建模功能通过软件的 Sel t模块，以方便地建立结构模型。 e可 建立用户的管架和框架，生成各种设备和容器，以及暖通风道 ( A, Hv C)还可以建立仪表和通讯电缆的桥架。在 C D r环境下，D模型可以通过搭积木方式建立， A Wox 3也可以使用自动选择布管工具，画一条简单的二维或三维多义线，然后用内设的自动布管功能增加管子或弯头。 甚至可以在任意角度、任一方向布管。可以选用不同的连接方式，如对焊、承插焊或螺纹，法兰等，迅速而方便地建立管道模型。 2自动生成立面图和剖视图 )建立完 3 D模型后，用户可以自由选择模型范围和

而额外的材料又会造成浪费。G

r提供了符合工 x

程规范的 B MG N统计功能。用户可以随心所欲地定 O E义自己的 B M表的格式、 O填写方式、填写顺序及要统计

的元件。B M单元则根据这些定义自动统计和计算出 O所有元件及螺栓、螺母、保温、油漆、保护材料。7 IO图全自动生成功能 )S该功能包含如下内容： () 1自动成批生成 IO图及管网 IO图； S S它可以利用

工艺专业的管段表( i lt里的数据来自动写试压， Ln i) es探伤等参数，避免重复劳动。

剖切深度来生成所希望的管道平、面图。用户可以抽立

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胡劭波.三维工厂设计软件与油田地面站场设计 () 2可加入智能化的判断，—个管线号分为多张图完成。 ()5 32项全自动标注 I0图功能，自 9并动生成材料表。 ()以定制 IO图材料表模板， 4可 S适应各种材料表格式需求。

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方面，该软件的功能还是比较的有限。首先，它仅仅利用 A t ek的原始命令来切割分层，示图形， uo s d显而对于具体的尺寸，标高，温，保注释等还都需要人工的参与。另外，在管道装配阶段，尚不能给出管道优化布置的建议， 缺少逻辑判断。相信，随着软件工程的发展，现有的不足可以得到改善。

6总结与展望计算机辅助设计软件是紧紧围绕着如何便捷的完成设计任务这一重点来发展的。管道设计是比较耗费工时，它要求设计人熟悉管材的选用，配件的搭配，管以及应力分析的常识，要求设

计人员有深厚的专业功底。计算机辅助设计应用于管道设计中，极大地提高了工作效率和工作质量，设计结果也能较好地实现管道工艺流程要求并符合相关规程要求。

[参考文献] [] 1刘小生，刘传立.三维空间实体建模研究[]中国钨 J.业，0 6年 2期 . 20

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[] 3袁波，周昀.基于三维模型的二三维一体化设计口] .计算机辅助设计与制造，986 . 1 9( )

在国际项目运用过程中，三维工厂软件 C D r A Wox实现了相关功能，但在比较复杂的管道布置图辅助设计

[]小燕， 4何吴介一.参数化 C D系统的研究与实现[] A J.计算机辅助设计与制造，99 (0. 19,1)

1 ue - dm e so a co y Dein S fwa ea d Dein o l ed Ea t tto s 1- e i n in l Fa tr sg o t r n sg fOi l rh Sain i fH U h 0 b S a一 0

( r s et g& De in R s ac n t u eo in h n P t lu Ad nsrt n P o p ci n s e erh I si t f a g a er e m miitai . g t J o o

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[责任编辑周显斌]

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