油田場站安裝工程典型施工技術模擬演示系統的研制

王冬升，王本秋

大慶油田工程建設有限公司油建二公司，黑龍江大慶 163453

油田場站安裝工程典型施工技術模擬演示系統的研制

王冬升，王本秋

大慶油田工程建設有限公司油建二公司，黑龍江大慶 163453

油田場站施工技術的培訓多采用多媒體形式，圖形都是平面的，不夠直觀；現場技術交底都以文字的形式進行，比較抽象，不夠形象。利用三維繪圖軟件開發一種能夠直觀反映油田常規工程轉油站安裝工程中的臥式容器安裝、機泵安裝和集油閥組安裝過程的三維動畫演示課件，可在一定程度上解決上述問題。在分析了解決上述問題技術發展現狀的基礎上，提出了解決問題的技術路線；論述了模擬演示系統的主要工作內容；對研制過程中優化施工操作規程技術文件、轉油站設備的類型和結構型式的模塊化、建立模塊三維模型素材庫、制作多媒體動畫等內容進行較為詳細的介紹。最后介紹了該模擬演示系統的特點。

模擬演示系統；研制；安裝工程；油田場站

本項目以油田常規工程轉油站安裝工程中的臥式容器安裝、機泵安裝和集油閥組安裝為對象，研制了一種規范性的模擬演示模塊。通過該模塊，技術人員可以比較直觀地學習轉油站安裝工程相關項目的施工方法。此外也可以通過該模塊的研制，系統地整理、存儲安裝工程施工技術資源，并把常規安裝工程施工方法規范化為多媒體形式的施工工藝標準。另外該模塊還可以作為現場技術交底的可視樣板。

1 技術現狀與解決問題的技術路線

對類似技術的檢索表明，目前國內油田基建施工企業還沒有系統地開發和形成類似的施工技術模擬演示模塊，只在建筑施工領域有由國內建筑動畫制作公司制作完成的部分建筑分項工程flash動畫，如桅桿式起重機吊裝、基坑支護、井點降水、鋼結構施工等。本公司的施工項目主要是安裝工程，以油田地面工程的常規施工為主，安裝過程以施工圖紙為依據，技術人員看圖施工，但圖紙上一些相關技術要求并不具體，細節性的問題常需要參閱相關技術規范的要求，內容比較抽象，不能給人以非常直觀的感受，因此需要研發一種可視化的技術以解決這一問題。

本項目借鑒建筑工程中的相關做法，采用3Dmax等相關軟件對安裝工程施工過程進行模擬，將施工過程制作成動畫形式，這對技術人員學習安裝工藝可起到很好的輔助作用，該技術是今后技術培訓或技術交底等工作發展的方向。

2 研制工作的主要內容

以轉油站安裝工程中的臥式容器安裝工藝、機泵安裝工藝、集油閥組安裝工藝為對象進行以下內容的研究與制作。

（1）優化施工操作規程技術文件。

（2）油田常用轉油站設備的類型和結構型式的模塊化。

（3）將轉油站設備分解成最小單體模塊，建立各個單元模塊的三維模型素材庫。

（4）按安裝順序制作多媒體動畫。

3 研制的過程

3.1 優化施工操作規程技術文件

（1）格式編排。參照以往施工方案優化施工操作規程技術文件，并根據各分項工程施工側重點的不同，把施工操作規程分為幾部分內容進行編制：適用范圍、施工準備、工藝流程、注意事項、質量控制、安全措施等。

（2）內容優化。編制內容依據最新的施工規范和驗收規范要求進行編制[1-3]，同時優先選用獲得大慶油田公司許可的公司自有的先進、成熟的施工工法、技術創新成果等，例如臥式容器安裝采用“臥式容器無墊鐵施工工法”；機泵安裝采用“DF系列高壓注水泵解體安裝工法”；集油閥組預制采用“計量間油水閥組整體預制安裝工法”、“計量間閥組預制匯管變形原因及控制措施”[4]以及“手搖式直管段雙頭法蘭校正組對器”、“彎頭支撐管及墊板制作安裝”等創新技術方法。

3.2 轉油站設備類型和結構型式的模塊化

細化3個安裝分項工程的設備類型和結構型式，確定基礎數據，在對設計圖紙分析的基礎上，根據現場組對、拉運、吊裝、現場焊接、安裝要求，將設計模塊分解為多個施工預制模塊，并繪制模塊的整體組裝效果圖，然后將模塊分解為預制圖，模塊一級分解形成安裝單線圖，模塊二級分解形成預制管段圖，形成預制加工技術文件，為三維繪圖做好前期技術支持。

3.3 建立模塊三維模型素材庫

（1）三維繪圖軟件選擇。目前國內常用的3D制圖軟件有3Dmax、solidworks、CAD三維制圖及Cinema 4D等，為滿足靈活易用，方便、快速地調用查看不同的部件，不存在失真等要求，通過對各款軟件的測試，最終選用3Dmax或Cinema 4D軟件進行三維模型制作。

（2）三維模型素材庫建立。建立各個單元、各種型號模塊的標準化三維模型素材庫，對分解后的模塊采用三維動畫制作軟件進行三維圖形制作，建立臥式容器安裝模塊素材庫，再按照安裝順序從素材庫中選取相應的模塊進行安裝過程動畫制作。同樣，對機泵安裝和集油閥組預制也按照這種方式進行制作。

3.4 制作多媒體動畫

完成各個模塊的三維圖形制作、組合，按安裝順序轉化成模擬施工過程動畫演示，進行后期技術處理，配以相關文字說明并進行動畫配音，達到直觀化、科學化效果。臥式容器安裝動畫演示效果見圖1。機泵安裝動畫演示效果見圖2。集油閥組預制安裝動畫演示效果見圖3。

圖1 臥式容器安裝模擬演示

圖2 機泵安裝模擬演示

圖3 閥組預制安裝模擬演示

4 模擬演示系統的特點

（1）建立安裝工程各單元模型數據庫，形成了一套完整的轉油站安裝分項施工工藝演示模塊。

（2）制作的三維模擬動畫達到目標要求和相關技術標準規范的要求。

（3）模擬演示系統操作簡單、便捷，演示過程流暢且有相關的文字輔助說明，可視性強。

5 結束語

近年來施工單位一線技術人員以年輕大學生居多，在管理場站施工中缺乏相應經驗。公司每年組織的培訓不能從根本上解決施工過程中所面臨問題。為了改變這種狀況，從研制轉油站安裝工程模擬動畫演示模塊入手，逐步研制其他場站安裝工程的動畫演示模塊，為技術人員學習提供可借鑒的直觀教學課件。該教學課件可讓缺乏經驗的技術人員少走彎路，更加科學地組織施工，從而達到提高施工質量的目的。

[1]SY4201.4-2007，爐類設備[S].

[2]SY/T 0403-2014，輸油泵組安裝技術規范[S].

[3]GB 50235-2010，工業金屬管道工程施工規范[S].

[4]馬衛東.閥組預制匯管變形機理及防變形措施[J].油氣田地面工程，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，黑龍江安達人，工程師，2006年畢業于黑龍江工程學院材料成型及控制工程專業，現從事油田地面建設科技管理工作。Email:996170029@qq.com

2016-04-11；

2016-10-18