油田场站安装工程典型施工技术模拟演示系统的研制

王冬升，王本秋

大庆油田工程建设有限公司油建二公司，黑龙江大庆 163453

油田场站安装工程典型施工技术模拟演示系统的研制

王冬升，王本秋

大庆油田工程建设有限公司油建二公司，黑龙江大庆 163453

油田场站施工技术的培训多采用多媒体形式，图形都是平面的，不够直观；现场技术交底都以文字的形式进行，比较抽象，不够形象。利用三维绘图软件开发一种能够直观反映油田常规工程转油站安装工程中的卧式容器安装、机泵安装和集油阀组安装过程的三维动画演示课件，可在一定程度上解决上述问题。在分析了解决上述问题技术发展现状的基础上，提出了解决问题的技术路线；论述了模拟演示系统的主要工作内容；对研制过程中优化施工操作规程技术文件、转油站设备的类型和结构型式的模块化、建立模块三维模型素材库、制作多媒体动画等内容进行较为详细的介绍。最后介绍了该模拟演示系统的特点。

模拟演示系统；研制；安装工程；油田场站

本项目以油田常规工程转油站安装工程中的卧式容器安装、机泵安装和集油阀组安装为对象，研制了一种规范性的模拟演示模块。通过该模块，技术人员可以比较直观地学习转油站安装工程相关项目的施工方法。此外也可以通过该模块的研制，系统地整理、存储安装工程施工技术资源，并把常规安装工程施工方法规范化为多媒体形式的施工工艺标准。另外该模块还可以作为现场技术交底的可视样板。

1 技术现状与解决问题的技术路线

对类似技术的检索表明，目前国内油田基建施工企业还没有系统地开发和形成类似的施工技术模拟演示模块，只在建筑施工领域有由国内建筑动画制作公司制作完成的部分建筑分项工程flash动画，如桅杆式起重机吊装、基坑支护、井点降水、钢结构施工等。本公司的施工项目主要是安装工程，以油田地面工程的常规施工为主，安装过程以施工图纸为依据，技术人员看图施工，但图纸上一些相关技术要求并不具体，细节性的问题常需要参阅相关技术规范的要求，内容比较抽象，不能给人以非常直观的感受，因此需要研发一种可视化的技术以解决这一问题。

本项目借鉴建筑工程中的相关做法，采用3Dmax等相关软件对安装工程施工过程进行模拟，将施工过程制作成动画形式，这对技术人员学习安装工艺可起到很好的辅助作用，该技术是今后技术培训或技术交底等工作发展的方向。

2 研制工作的主要内容

以转油站安装工程中的卧式容器安装工艺、机泵安装工艺、集油阀组安装工艺为对象进行以下内容的研究与制作。

（1）优化施工操作规程技术文件。

（2）油田常用转油站设备的类型和结构型式的模块化。

（3）将转油站设备分解成最小单体模块，建立各个单元模块的三维模型素材库。

（4）按安装顺序制作多媒体动画。

3 研制的过程

3.1 优化施工操作规程技术文件

（1）格式编排。参照以往施工方案优化施工操作规程技术文件，并根据各分项工程施工侧重点的不同，把施工操作规程分为几部分内容进行编制：适用范围、施工准备、工艺流程、注意事项、质量控制、安全措施等。

（2）内容优化。编制内容依据最新的施工规范和验收规范要求进行编制[1-3]，同时优先选用获得大庆油田公司许可的公司自有的先进、成熟的施工工法、技术创新成果等，例如卧式容器安装采用“卧式容器无垫铁施工工法”；机泵安装采用“DF系列高压注水泵解体安装工法”；集油阀组预制采用“计量间油水阀组整体预制安装工法”、“计量间阀组预制汇管变形原因及控制措施”[4]以及“手摇式直管段双头法兰校正组对器”、“弯头支撑管及垫板制作安装”等创新技术方法。

3.2 转油站设备类型和结构型式的模块化

细化3个安装分项工程的设备类型和结构型式，确定基础数据，在对设计图纸分析的基础上，根据现场组对、拉运、吊装、现场焊接、安装要求，将设计模块分解为多个施工预制模块，并绘制模块的整体组装效果图，然后将模块分解为预制图，模块一级分解形成安装单线图，模块二级分解形成预制管段图，形成预制加工技术文件，为三维绘图做好前期技术支持。

3.3 建立模块三维模型素材库

（1）三维绘图软件选择。目前国内常用的3D制图软件有3Dmax、solidworks、CAD三维制图及Cinema 4D等，为满足灵活易用，方便、快速地调用查看不同的部件，不存在失真等要求，通过对各款软件的测试，最终选用3Dmax或Cinema 4D软件进行三维模型制作。

（2）三维模型素材库建立。建立各个单元、各种型号模块的标准化三维模型素材库，对分解后的模块采用三维动画制作软件进行三维图形制作，建立卧式容器安装模块素材库，再按照安装顺序从素材库中选取相应的模块进行安装过程动画制作。同样，对机泵安装和集油阀组预制也按照这种方式进行制作。

3.4 制作多媒体动画

完成各个模块的三维图形制作、组合，按安装顺序转化成模拟施工过程动画演示，进行后期技术处理，配以相关文字说明并进行动画配音，达到直观化、科学化效果。卧式容器安装动画演示效果见图1。机泵安装动画演示效果见图2。集油阀组预制安装动画演示效果见图3。

图1 卧式容器安装模拟演示

图2 机泵安装模拟演示

图3 阀组预制安装模拟演示

4 模拟演示系统的特点

（1）建立安装工程各单元模型数据库，形成了一套完整的转油站安装分项施工工艺演示模块。

（2）制作的三维模拟动画达到目标要求和相关技术标准规范的要求。

（3）模拟演示系统操作简单、便捷，演示过程流畅且有相关的文字辅助说明，可视性强。

5 结束语

近年来施工单位一线技术人员以年轻大学生居多，在管理场站施工中缺乏相应经验。公司每年组织的培训不能从根本上解决施工过程中所面临问题。为了改变这种状况，从研制转油站安装工程模拟动画演示模块入手，逐步研制其他场站安装工程的动画演示模块，为技术人员学习提供可借鉴的直观教学课件。该教学课件可让缺乏经验的技术人员少走弯路，更加科学地组织施工，从而达到提高施工质量的目的。

[1]SY4201.4-2007，炉类设备[S].

[2]SY/T 0403-2014，输油泵组安装技术规范[S].

[3]GB 50235-2010，工业金属管道工程施工规范[S].

[4]马卫东.阀组预制汇管变形机理及防变形措施[J].油气田地面工程，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，黑龙江安达人，工程师，2006年毕业于黑龙江工程学院材料成型及控制工程专业，现从事油田地面建设科技管理工作。Email:996170029@qq.com

2016-04-11；

2016-10-18