天然气集输信息化技术的应用与探讨

张林鹏

摘要：实施天然气集输信息化项目，是气田开发、集输管理手段有效提升的关键。借助于信息化系统技术的运用，能够有效地提升安全生产、装置运行管理等方面的水平，更进一步提供决策支持和服务装置运营等方面活动，进而以创新的信息化管理方式发展和服务生产。

关键词：天然气；集输；信息化；系统；效益

1 概述

所谓“天然气集输信息化”，实际上就是在天然气集输工程中应用信息化方法和思路，其可以算作一个基于电子地图技术的“软件平台”，可以说是信息化工程的一种虚拟现实立体版。将其中山区地形、气井、集气站、道路、建筑、管网、设备、仪表、储罐乃至于各种生产设施（限定区域中）全部在“虚拟场景”中加以相应地设置，堪称完全等同于现实建设工程的信息化“虚拟工程”。

2 天然气集输信息化

2.1 系统组成

这一项目主要包括5个相应的内容：第一是“技术专题片”，对气田及集输作出整体概要介绍；第二是“流程系统”，主要展示气井、集气站、输气管网所配备的相应气、水、电、油等方面一系列系统流程；第三是“平面区域系统”，对整体上的集输化形象加以展示；第四是“虚拟现实演示系统”，以3D的形式立体表现气井、集气站辅助生产区、外输区、办公区之类；第五是“电子信息数据库系统”，完整的信息数据库是信息化的核心，其数据中子系统众多，信息化项目的数据库中囊括了气井、集气站、集输系统、污水处理系统、甲醇回收系统、配电等系统的主要部分。

（1）技术专题片。主要包括设计图纸、生产现场实况录像之类，并以活动纪实镜头（技术管理会议等）、相关技术文件之类作为“配套”来构成相应的视频画面。主要内容有：推进厂协调、有效、持续发展；技术改造；系统发展概况；工艺和装置技术特点；装置概述；气田简介之类内容。

（2）流程系统。采用动画形式将站内天然气集输活动中的每一个流程系统分别加以描述，并在其间将主要技术参数加以体现。

（3）平面区域系统。以动画形式对天然气集输所属的天然气的长距离输送管线走向、状况加以介绍，并且借助于“立体效果图”对厂区内各个部分加以相应展示。

（4）3D虚拟演示系统。对实时三维空间表现这一虚拟现实技术的能力加以发挥，操作环境则定位为“人机交互式”，将天然气集输系统（气井、集气站）在屏幕上做出形象化展示，能够“开放”任何演示范围内容。

（5）电子数据库系统。对气田采气资料、工艺、技术革新的相关文件以电子版方式存储，为本系统所展示的技术核心。

信息数据库中包含了天然气集输工艺和其配套的甲醇回收、天然气集输工程项目等一系列三维系统中提到的一切内容，主要有：将二维纸质、人工管理的传统存储图纸资料方式改为装置区域整体范围内一系列管理建筑设施、仪器仪表、管网、各系统设备的三维立体形象的系统，将传统的场区范围的管网信息、竣工图资料、图表、图纸之类录入数据库，使之变成三维立体电子档案；将工程设计范围内一系列管理资料、设计依据、设计参数、天然气物性、设计基础数据、文字资料之类均录入数据库，从而建立为“属性电子档案”。其中主要包括：①气井、集气站和污水厂一系列管道情况；②国外引进的主体设备、流程、设计图纸之类；③设备、安全、环保、节能等技术文件和相关技术管理文件；④技术推广、技术改造等方面科研成果技术文件；⑤站场、管线、设备、厂区等生产现场图片。

2.2 系统特点

（1）优化方案，提高效率。因为电子数据库有着层次分明的框架，故而其所存数据颇为齐全准确，提供了“基础性”数据共享给气井、管网、污水厂等各个部门，使得协同、交换作业服务获得加强。建设生产井的测井、录井、钻井、试气、压裂及采气动态等统一数据库，便于单井动静态资料存储、查看、分析、统计，提高气田动态分析、措施制定能力，整合采气、集输的前端资料，一方面可以提升效率，另一方面又可以优化技术管理作业方案，使之可行。

（2）实时可靠，迅速及时。因为形成了集输方面的“建设信息平台”，可以第一时间存入各种工程技术动态，由控制中心操作技术管理服务平台，以此来提升管理天然气集输系统水平。

（3）形象逼真。和照相不同，信息化影像制作模型需要概括、简化，在合理范围内加以推理、想象，保证形似或神似的模型形象。

（4）软件界面人性化。保证“人机交互”，可以彼此进行信息的充分交换。

（5）操作灵活简便。其软件能够在windows环境下运行，用户界面具有友好、简便、直观的特点，应用人员无需培训就能够“即插即用”。

（6）互动操作。该系统可以有效地保证虚拟现实表达整个工程，以至于能够在可视、真实的三维环境下将信息化工程在用户面前展示，借助于交互方式，用户可以操作和查询工程公用信息，在尽可能模拟真实三维世界的前提下三维虚拟漫游相应的工程，以此来对信息化工程“空间性”加以充分体现。

2.3 天然气集输信息化系统的应用

（1）可将之适用在可行性研究、总体规划等集输系统工程建设方面。信息化系统能够提供所有技术成果数据（已建工程设施）和相应的设备、资源、管理等方面信息。在整体规划天然气集输系统时，可以直接打开系统相关内容，便能够查看设施周围各类资源数据，为规划构思提供了方便。

（2）用于改扩建集输系统工程方案的相应设计。编制设计方案中应用虚拟现实系统，能够第一时间对外立面的颜色、绿化密度、建筑高度等方面加以修改，且具备即改、即看、即得的特点，仅仅对系统中相关参数加以修改，便能够获得预想结果并加以预览，对方案设计质量、速度予以显著提升。

因为专业和非专业从业者间存在的沟通障碍被虚拟现实技术所打破，所以不同的部门间可以借助于统一的仿真环境来开展相应交流，可以更好地理解技术思路、设计意图，并有效地领会各方面意见，能够更好地查找问题，进而形成相应层面的共识，对设计中存在的问题予以妥善解决。

（3）用于施工管理。在施工管理中应用信息化系统平台，一方面可以对施工过程信息加以记录以形成数据库，另—方面又能对准确性、数据格式之类予以规范，使各部门、各单位可以对信息数据网络平台有所共享。

（4）应用于采购管理。相关属性资料数据也可借助于信息化系统得到，将设备器材的生产厂家、性能、规格之类加以提出，可有效编制采购计划，对采购统计、厂家对比、合格证、生产资质、供应商等加以搜寻。

（5）应用于经营管理。在给定各种系统装置内外部条件背景下，借助于生产工艺参数、机泵设备运行方案之类的合理调配来实现节能降耗。并在此过程中有效管理生产调度、市场营销、客户关系和开展业务分析、人力资源管理等活动。

（6）应用于故障维修。装置系统风险可以受到配套采用信息化技术的管理，对系统编制维修计划做出指导，并出台与之配套的补救办法，自动启动应急预案于风险指数达到警戒线之际，将装置事故发生率尽可能降低。

（7）用于宣传报道。“互动性”、“沉浸感”等虚拟现实系统特点，一方面能够展示出身临其境体验，另一方面也可对项目数据资料予以随时获取，且可以将其中视频文件加以导出而得到媒体宣传资料，提升宣传展示项目效果。

（8）应用于教育培训。因为信息化系统拥有生动、现实、形象的特点。操作显得更加简单，现场感受也进一步真实化。

3 天然气集输信息化系统效益

建成天然气集输信息化系统之后，可以有效提升管理天然气集输及开发信息化的力度，从而给高效、优质、安全地开展外输、污水处理、甲醇回收等生产提供保证；借助于运用信息化系统，能够对安全生产、装置运行管理等方面水平予以有效提升，从而进一步提供决策支持和服务给装置运营活动，产生显著的社会、经济效益。

天然气集输信息化系统获得应用之后，可将气田发展的立体形象做出整体展示，产生更方便和具体的效果，指挥操作灵活清晰的地面设备管道和一目了然的地下管道，都可以有效地防止出现施工差错，进而减少生产事故、提升培训学习效果，从而产生更加可观的间接经济效益。

实施信息化系统，还能够有效地对天然气集输工业的环境、效益、管理、生产、科研等方面“可持续发展”提供推动，而且信息化更是建设我国油气工业“可持续发展”体系的一个必由之路。这将是一次全新的对传统建设方法的革命，同时也将是天然气工程建设理念的一次深层次的变革。