SmartPlant Spoolgen軟件結合建造管理系統在海洋石油工程管道加工設計中的應用

黃太安，謝永春，杜 光，蔣小華,張小鋼,徐 庚，王 佳

[海洋石油工程(青島)有限公司，山東 青島 266520]

SmartPlantSpoolgen軟件結合建造管理系統在海洋石油工程管道加工設計中的應用

黃太安，謝永春，杜 光，蔣小華,張小鋼,徐 庚，王 佳

[海洋石油工程(青島)有限公司，山東 青島 266520]

隨著海洋石油平臺和模塊化工廠工藝技術的發展，工藝管道越來越復雜，占比也越來越高。如何有效地將詳細設計三維模型數據遷移到加工設計環節并進行高效的加工設計已經成為行業面臨的一個共同難題。傳統手工計算機輔助設計(CAD)進行管道斷管的方式由于工效低，且無法避免手工錯誤，已經無法滿足日益緊縮的工期和愈加嚴格的材料控制要求。介紹了采用SmartPlant Spoolgen軟件進行管道斷管出圖的新方法，并簡單介紹了結合建造管理系統(CMS)進行單管預制管理的工作流程，旨在為海洋石油平臺和模塊化工廠管道的加工設計以及單管預制管理提供有益的借鑒。

海洋石油工程；Spoolgen；加工設計；建造管理系統；材料控制

0 引 言

目前，國內在海洋石油平臺和模塊化工廠的建造過程中，管道的加工設計工作一般是借助AutoCAD軟件在詳細設計提供的管道單線圖(ISO圖)上進行手工斷管，添加現場焊號或添加法蘭、管箍等，然后修改尺寸標注、材料表和下料長度。該方式手工修改工作量大，效率低，且設計錯誤難以控制[1]。海洋石油工程股份有限公司借助Ichthys液化天然氣(LNG)模塊化工廠項目，使用SmartPlant Spoolgen軟件進行管道加工設計，并結合業主提供的建造管理系統(CMS)進行管道材料的到貨管理和圖料匹配，有效地提高了管道加工設計效率，并將加工設計數據有效地傳導到建造管理環節，加強了管道預制管理。該做法無疑為海洋石油平臺和模塊化工廠管道的加工設計以及單管預制管理提供了有益的借鑒。同時，鷹圖公司另一款產品Spoolgen Plus提供了與CMS類似的功能，可以結合起來作為管道設計和預制管理的有效手段。

1 Spoolgen軟件及其工作流程介紹

1.1 Spoolgen軟件簡介

Spoolgen軟件是鷹圖公司提供的一款管道加工設計軟件，是目前國際上主流的管道專業設計工具。Spoolgen基于ISOGEN引擎及規則生成ISO 圖，而目前主流的三維設計軟件PDMS、PDS、AutoPlant等無一例外都采用ISOGEN作為管道出圖引擎，因此，從詳細設計三維模型導出的管道數據可以無縫進入Spoolgen軟件，從而保證了從詳細設計到加工設計數據的完整性和準確性[2]。

1.2 Spoolgen軟件工作流程

Spoolgen軟件工作流程如圖1所示。

圖1 Spoolgen軟件工作流程Fig.1 Workflow of Spoolgen

該項目中，詳細設計采用PDMS軟件進行三維建模，業主在提供蓋章版ISO圖的同時提供IDF文件供加工設計使用。IDF文件也可以通過PDMS模型自行抽取。目前PDMS軟件只能生成單個IDF文件，且無法按照管道名命名IDF文件，但該問題可使用圖2所示的二次開發插件解決。

獲取IDF文件后，導入Spoolgen軟件進行管道加工設計。本項目中只涉及添加現場焊口斷管，因此未用到SmartPlant Isometrics(該模塊可以增加法蘭、管箍等管道元件斷管)。導入IDF文件后Spoolgen界面如圖3所示。

添加完現場焊點后，鼠標右鍵點擊Generate Drawing，出圖效果如圖4所示。

可生成材料、焊點、下料長度等報表，如圖5所示。

圖2 PDMS IDF文件導出插件Fig.2 Plug-in for the import of IDF file created by PDMS

圖3 Spoolgen軟件界面Fig.3 Software interface of Spoolgen

圖4 Spoolgen出圖效果Fig.4 Drawing result of Spoolgen

圖5 Spoolgen所出材料表/焊點表/下料表Fig.5 Matrial list,weld list and cut list of Spoolgen

2 Spoolgen軟件結合CMS在管道預制管理中的應用

CMS由日本JKC公司開發。該系統涵蓋材料的到貨驗收、發放、焊接檢驗、管線試壓、變更管理等多個環節。其主旨是更好地優化材料匹配使用及監控材料利用流程，以便更好地服務于建造。本項目中主要涉及管道圖紙材料匹配及材料發放監控流程。下面介紹結合CMS進行單管預制管理的工作流程。

將Spoolgen軟件導出的詳細的管道加工數據，如上文列舉的材料表、焊點表、下料表等，導入CMS。在該系統中可以實現管道預制的精細化管理——實現單管圖紙和材料的匹配，充分利用入庫材料開展施工工作，優化工作計劃安排，提高施工效率，及時反饋材料短缺問題并跟蹤項目材料狀態(使用Ident Code作為材料跟蹤主線)。由此可以避免傳統的粗放式材料管理模式中材料下發與到貨情況不一致的情況以及預制工作安排與到貨情況不協調的情況，使單管預制工作在對材料狀態有充分了解和有效控制的情況下合理安排施工，進而達到提高工效的目的。

Spoolgen結合CMS的數據流程如圖6所示。

圖6 Spoolgen結合CMS數據流程Fig.6 Data flow of the combination of Spoolgen and CMS

CMS的簡要操作步驟如下:

(1) 材料到貨后驗收完畢，材料工程師根據驗貨清單在CMS中填寫材料到貨信息，形成庫存。

(2) 將Spoolgen軟件生成的報表導入CMS，產生材料需求。

(3) 在CMS中進行材料匹配，生成材料預定單。材料匹配原理如圖7所示。

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

(4) 最終生成下發的材料預定單，如圖8所示。

圖8 CMS生成的材料預定單Fig.8 Materials reservation sheet of CMS

3 結 語

目前Spoolgen軟件正在Ichthys LNG項目和PIP3項目中使用。此種工作模式相比傳統方法更加高效，并可結合單管預制管理系統產生更大的效益。Spoolgen軟件的使用有效提高了公司的核心競爭力，未來將逐步推廣應用于國內、國際各種海洋石油平臺及模塊化工廠項目，以提高工作效率、優化工作模式。

[1] 徐庚，黃太安，高鳳龍，等．利用PDMS軟件三維設計平臺進行配管加工設計的新方法研究[J]．化工設備與管道，2011,48(2)：37.

[2] 易建英．Spoolgen及輔助軟件在海洋工程管道設計中的首次應用[J]．數字石油和化工，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

國家科技重大專項(2011ZX05027-002-002)

黃太安(1982—)，男，工程師，主要從事海洋石油工程三維技術及管道設計方面的研究。