SmartPlant Spoolgen软件结合建造管理系统在海洋石油工程管道加工设计中的应用

黄太安，谢永春，杜 光，蒋小华,张小钢,徐 庚，王 佳

[海洋石油工程(青岛)有限公司，山东 青岛 266520]

SmartPlantSpoolgen软件结合建造管理系统在海洋石油工程管道加工设计中的应用

黄太安，谢永春，杜 光，蒋小华,张小钢,徐 庚，王 佳

[海洋石油工程(青岛)有限公司，山东 青岛 266520]

随着海洋石油平台和模块化工厂工艺技术的发展，工艺管道越来越复杂，占比也越来越高。如何有效地将详细设计三维模型数据迁移到加工设计环节并进行高效的加工设计已经成为行业面临的一个共同难题。传统手工计算机辅助设计(CAD)进行管道断管的方式由于工效低，且无法避免手工错误，已经无法满足日益紧缩的工期和愈加严格的材料控制要求。介绍了采用SmartPlant Spoolgen软件进行管道断管出图的新方法，并简单介绍了结合建造管理系统(CMS)进行单管预制管理的工作流程，旨在为海洋石油平台和模块化工厂管道的加工设计以及单管预制管理提供有益的借鉴。

海洋石油工程；Spoolgen；加工设计；建造管理系统；材料控制

0 引 言

目前，国内在海洋石油平台和模块化工厂的建造过程中，管道的加工设计工作一般是借助AutoCAD软件在详细设计提供的管道单线图(ISO图)上进行手工断管，添加现场焊号或添加法兰、管箍等，然后修改尺寸标注、材料表和下料长度。该方式手工修改工作量大，效率低，且设计错误难以控制[1]。海洋石油工程股份有限公司借助Ichthys液化天然气(LNG)模块化工厂项目，使用SmartPlant Spoolgen软件进行管道加工设计，并结合业主提供的建造管理系统(CMS)进行管道材料的到货管理和图料匹配，有效地提高了管道加工设计效率，并将加工设计数据有效地传导到建造管理环节，加强了管道预制管理。该做法无疑为海洋石油平台和模块化工厂管道的加工设计以及单管预制管理提供了有益的借鉴。同时，鹰图公司另一款产品Spoolgen Plus提供了与CMS类似的功能，可以结合起来作为管道设计和预制管理的有效手段。

1 Spoolgen软件及其工作流程介绍

1.1 Spoolgen软件简介

Spoolgen软件是鹰图公司提供的一款管道加工设计软件，是目前国际上主流的管道专业设计工具。Spoolgen基于ISOGEN引擎及规则生成ISO 图，而目前主流的三维设计软件PDMS、PDS、AutoPlant等无一例外都采用ISOGEN作为管道出图引擎，因此，从详细设计三维模型导出的管道数据可以无缝进入Spoolgen软件，从而保证了从详细设计到加工设计数据的完整性和准确性[2]。

1.2 Spoolgen软件工作流程

Spoolgen软件工作流程如图1所示。

图1 Spoolgen软件工作流程Fig.1 Workflow of Spoolgen

该项目中，详细设计采用PDMS软件进行三维建模，业主在提供盖章版ISO图的同时提供IDF文件供加工设计使用。IDF文件也可以通过PDMS模型自行抽取。目前PDMS软件只能生成单个IDF文件，且无法按照管道名命名IDF文件，但该问题可使用图2所示的二次开发插件解决。

获取IDF文件后，导入Spoolgen软件进行管道加工设计。本项目中只涉及添加现场焊口断管，因此未用到SmartPlant Isometrics(该模块可以增加法兰、管箍等管道元件断管)。导入IDF文件后Spoolgen界面如图3所示。

添加完现场焊点后，鼠标右键点击Generate Drawing，出图效果如图4所示。

可生成材料、焊点、下料长度等报表，如图5所示。

图2 PDMS IDF文件导出插件Fig.2 Plug-in for the import of IDF file created by PDMS

图3 Spoolgen软件界面Fig.3 Software interface of Spoolgen

图4 Spoolgen出图效果Fig.4 Drawing result of Spoolgen

图5 Spoolgen所出材料表/焊点表/下料表Fig.5 Matrial list,weld list and cut list of Spoolgen

2 Spoolgen软件结合CMS在管道预制管理中的应用

CMS由日本JKC公司开发。该系统涵盖材料的到货验收、发放、焊接检验、管线试压、变更管理等多个环节。其主旨是更好地优化材料匹配使用及监控材料利用流程，以便更好地服务于建造。本项目中主要涉及管道图纸材料匹配及材料发放监控流程。下面介绍结合CMS进行单管预制管理的工作流程。

将Spoolgen软件导出的详细的管道加工数据，如上文列举的材料表、焊点表、下料表等，导入CMS。在该系统中可以实现管道预制的精细化管理——实现单管图纸和材料的匹配，充分利用入库材料开展施工工作，优化工作计划安排，提高施工效率，及时反馈材料短缺问题并跟踪项目材料状态(使用Ident Code作为材料跟踪主线)。由此可以避免传统的粗放式材料管理模式中材料下发与到货情况不一致的情况以及预制工作安排与到货情况不协调的情况，使单管预制工作在对材料状态有充分了解和有效控制的情况下合理安排施工，进而达到提高工效的目的。

Spoolgen结合CMS的数据流程如图6所示。

图6 Spoolgen结合CMS数据流程Fig.6 Data flow of the combination of Spoolgen and CMS

CMS的简要操作步骤如下:

(1) 材料到货后验收完毕，材料工程师根据验货清单在CMS中填写材料到货信息，形成库存。

(2) 将Spoolgen软件生成的报表导入CMS，产生材料需求。

(3) 在CMS中进行材料匹配，生成材料预定单。材料匹配原理如图7所示。

图7 CMS材料匹配原理Fig.7 Materials matching schematic of CMS

(4) 最终生成下发的材料预定单，如图8所示。

图8 CMS生成的材料预定单Fig.8 Materials reservation sheet of CMS

3 结 语

目前Spoolgen软件正在Ichthys LNG项目和PIP3项目中使用。此种工作模式相比传统方法更加高效，并可结合单管预制管理系统产生更大的效益。Spoolgen软件的使用有效提高了公司的核心竞争力，未来将逐步推广应用于国内、国际各种海洋石油平台及模块化工厂项目，以提高工作效率、优化工作模式。

[1] 徐庚，黄太安，高凤龙，等．利用PDMS软件三维设计平台进行配管加工设计的新方法研究[J]．化工设备与管道，2011,48(2)：37.

[2] 易建英．Spoolgen及辅助软件在海洋工程管道设计中的首次应用[J]．数字石油和化工，2007(9)：49.

ApplicationofSmartPlantSpoolgenCombinedwithCMSinPipelineFabricationDesignofOffshoreOilEngineering

HUANG Tai-an,XIE Yong-chun,DU Guang,JIANG Xiao-hua,ZHANG Xiao-gang,XU Geng,WANG Jia

[OffshorePetroleumEngineering(Qingdao)Co.,Ltd.,Qingdao,Shandong266520,China]

With the technological developments of offshore platform and modularization factory,process pipelines become more and more complex,and account for an increasingly high proportion.How effectively the three-dimensional (3D) model data are transferred to the fabrication design has become a common problem.Traditionally,computer-aided design (CAD) software is used for pipe cutting,but because this method has low work efficiency and cannot avoid manual errors,it is not able to meet the requirements of short construction period and strict material control.We introduce a new method for pipeline breaking using the Spoolgen software,and briefly give the spool precast management workflow performed with construction management system (CMS).This research will provide reference for the fabrication design of offshore oil platform and modularization factories.

offshore oil engineering; Spoolgen; fabrication design; construction management system; material control

U473.2+4; TE835

A

2095-7297(2014)03-0258-05

2014-07-28

国家科技重大专项(2011ZX05027-002-002)

黄太安(1982—)，男，工程师，主要从事海洋石油工程三维技术及管道设计方面的研究。