天然氣集輸信息化技術的應用與探討

張林鵬

摘要：實施天然氣集輸信息化項目，是氣田開發、集輸管理手段有效提升的關鍵。借助于信息化系統技術的運用，能夠有效地提升安全生產、裝置運行管理等方面的水平，更進一步提供決策支持和服務裝置運營等方面活動，進而以創新的信息化管理方式發展和服務生產。

關鍵詞：天然氣；集輸；信息化；系統；效益

1 概述

所謂“天然氣集輸信息化”，實際上就是在天然氣集輸工程中應用信息化方法和思路，其可以算作一個基于電子地圖技術的“軟件平臺”，可以說是信息化工程的一種虛擬現實立體版。將其中山區地形、氣井、集氣站、道路、建筑、管網、設備、儀表、儲罐乃至于各種生產設施（限定區域中）全部在“虛擬場景”中加以相應地設置，堪稱完全等同于現實建設工程的信息化“虛擬工程”。

2 天然氣集輸信息化

2.1 系統組成

這一項目主要包括5個相應的內容：第一是“技術專題片”，對氣田及集輸作出整體概要介紹；第二是“流程系統”，主要展示氣井、集氣站、輸氣管網所配備的相應氣、水、電、油等方面一系列系統流程；第三是“平面區域系統”，對整體上的集輸化形象加以展示；第四是“虛擬現實演示系統”，以3D的形式立體表現氣井、集氣站輔助生產區、外輸區、辦公區之類；第五是“電子信息數據庫系統”，完整的信息數據庫是信息化的核心，其數據中子系統眾多，信息化項目的數據庫中囊括了氣井、集氣站、集輸系統、污水處理系統、甲醇回收系統、配電等系統的主要部分。

（1）技術專題片。主要包括設計圖紙、生產現場實況錄像之類，并以活動紀實鏡頭（技術管理會議等）、相關技術文件之類作為“配套”來構成相應的視頻畫面。主要內容有：推進廠協調、有效、持續發展；技術改造；系統發展概況；工藝和裝置技術特點；裝置概述；氣田簡介之類內容。

（2）流程系統。采用動畫形式將站內天然氣集輸活動中的每一個流程系統分別加以描述，并在其間將主要技術參數加以體現。

（3）平面區域系統。以動畫形式對天然氣集輸所屬的天然氣的長距離輸送管線走向、狀況加以介紹，并且借助于“立體效果圖”對廠區內各個部分加以相應展示。

（4）3D虛擬演示系統。對實時三維空間表現這一虛擬現實技術的能力加以發揮，操作環境則定位為“人機交互式”，將天然氣集輸系統（氣井、集氣站）在屏幕上做出形象化展示，能夠“開放”任何演示范圍內容。

（5）電子數據庫系統。對氣田采氣資料、工藝、技術革新的相關文件以電子版方式存儲，為本系統所展示的技術核心。

信息數據庫中包含了天然氣集輸工藝和其配套的甲醇回收、天然氣集輸工程項目等一系列三維系統中提到的一切內容，主要有：將二維紙質、人工管理的傳統存儲圖紙資料方式改為裝置區域整體范圍內一系列管理建筑設施、儀器儀表、管網、各系統設備的三維立體形象的系統，將傳統的場區范圍的管網信息、竣工圖資料、圖表、圖紙之類錄入數據庫，使之變成三維立體電子檔案；將工程設計范圍內一系列管理資料、設計依據、設計參數、天然氣物性、設計基礎數據、文字資料之類均錄入數據庫，從而建立為“屬性電子檔案”。其中主要包括：①氣井、集氣站和污水廠一系列管道情況；②國外引進的主體設備、流程、設計圖紙之類；③設備、安全、環保、節能等技術文件和相關技術管理文件；④技術推廣、技術改造等方面科研成果技術文件；⑤站場、管線、設備、廠區等生產現場圖片。

2.2 系統特點

（1）優化方案，提高效率。因為電子數據庫有著層次分明的框架，故而其所存數據頗為齊全準確，提供了“基礎性”數據共享給氣井、管網、污水廠等各個部門，使得協同、交換作業服務獲得加強。建設生產井的測井、錄井、鉆井、試氣、壓裂及采氣動態等統一數據庫，便于單井動靜態資料存儲、查看、分析、統計，提高氣田動態分析、措施制定能力，整合采氣、集輸的前端資料，一方面可以提升效率，另一方面又可以優化技術管理作業方案，使之可行。

（2）實時可靠，迅速及時。因為形成了集輸方面的“建設信息平臺”，可以第一時間存入各種工程技術動態，由控制中心操作技術管理服務平臺，以此來提升管理天然氣集輸系統水平。

（3）形象逼真。和照相不同，信息化影像制作模型需要概括、簡化，在合理范圍內加以推理、想象，保證形似或神似的模型形象。

（4）軟件界面人性化。保證“人機交互”，可以彼此進行信息的充分交換。

（5）操作靈活簡便。其軟件能夠在windows環境下運行，用戶界面具有友好、簡便、直觀的特點，應用人員無需培訓就能夠“即插即用”。

（6）互動操作。該系統可以有效地保證虛擬現實表達整個工程，以至于能夠在可視、真實的三維環境下將信息化工程在用戶面前展示，借助于交互方式，用戶可以操作和查詢工程公用信息，在盡可能模擬真實三維世界的前提下三維虛擬漫游相應的工程，以此來對信息化工程“空間性”加以充分體現。

2.3 天然氣集輸信息化系統的應用

（1）可將之適用在可行性研究、總體規劃等集輸系統工程建設方面。信息化系統能夠提供所有技術成果數據（已建工程設施）和相應的設備、資源、管理等方面信息。在整體規劃天然氣集輸系統時，可以直接打開系統相關內容，便能夠查看設施周圍各類資源數據，為規劃構思提供了方便。

（2）用于改擴建集輸系統工程方案的相應設計。編制設計方案中應用虛擬現實系統，能夠第一時間對外立面的顏色、綠化密度、建筑高度等方面加以修改，且具備即改、即看、即得的特點，僅僅對系統中相關參數加以修改，便能夠獲得預想結果并加以預覽，對方案設計質量、速度予以顯著提升。

因為專業和非專業從業者間存在的溝通障礙被虛擬現實技術所打破，所以不同的部門間可以借助于統一的仿真環境來開展相應交流，可以更好地理解技術思路、設計意圖，并有效地領會各方面意見，能夠更好地查找問題，進而形成相應層面的共識，對設計中存在的問題予以妥善解決。

（3）用于施工管理。在施工管理中應用信息化系統平臺，一方面可以對施工過程信息加以記錄以形成數據庫，另—方面又能對準確性、數據格式之類予以規范，使各部門、各單位可以對信息數據網絡平臺有所共享。

（4）應用于采購管理。相關屬性資料數據也可借助于信息化系統得到，將設備器材的生產廠家、性能、規格之類加以提出，可有效編制采購計劃，對采購統計、廠家對比、合格證、生產資質、供應商等加以搜尋。

（5）應用于經營管理。在給定各種系統裝置內外部條件背景下，借助于生產工藝參數、機泵設備運行方案之類的合理調配來實現節能降耗。并在此過程中有效管理生產調度、市場營銷、客戶關系和開展業務分析、人力資源管理等活動。

（6）應用于故障維修。裝置系統風險可以受到配套采用信息化技術的管理，對系統編制維修計劃做出指導，并出臺與之配套的補救辦法，自動啟動應急預案于風險指數達到警戒線之際，將裝置事故發生率盡可能降低。

（7）用于宣傳報道。“互動性”、“沉浸感”等虛擬現實系統特點，一方面能夠展示出身臨其境體驗，另一方面也可對項目數據資料予以隨時獲取，且可以將其中視頻文件加以導出而得到媒體宣傳資料，提升宣傳展示項目效果。

（8）應用于教育培訓。因為信息化系統擁有生動、現實、形象的特點。操作顯得更加簡單，現場感受也進一步真實化。

3 天然氣集輸信息化系統效益

建成天然氣集輸信息化系統之后，可以有效提升管理天然氣集輸及開發信息化的力度，從而給高效、優質、安全地開展外輸、污水處理、甲醇回收等生產提供保證；借助于運用信息化系統，能夠對安全生產、裝置運行管理等方面水平予以有效提升，從而進一步提供決策支持和服務給裝置運營活動，產生顯著的社會、經濟效益。

天然氣集輸信息化系統獲得應用之后，可將氣田發展的立體形象做出整體展示，產生更方便和具體的效果，指揮操作靈活清晰的地面設備管道和一目了然的地下管道，都可以有效地防止出現施工差錯，進而減少生產事故、提升培訓學習效果，從而產生更加可觀的間接經濟效益。

實施信息化系統，還能夠有效地對天然氣集輸工業的環境、效益、管理、生產、科研等方面“可持續發展”提供推動，而且信息化更是建設我國油氣工業“可持續發展”體系的一個必由之路。這將是一次全新的對傳統建設方法的革命，同時也將是天然氣工程建設理念的一次深層次的變革。