三维设计方法在模块化项目上的应用.doc

三维设计方法在模块化项目上的应用刘健张木强(中国石油工程建设公司，北京，100001)【摘要】木文结合加拿大麦肯河油砂项目井场区设施的模块化设计和预制情况对三维设计方法在钢结构模块上的应用方法进行论述，对三维设计方法的应 用经验进行总结，通过对三维设计方法与常规方法的比较研究，系统地阐述了三 维设计在模块设计上的步骤与设计流程，对今后类似的项目具有参考价值关键词】三维设计；油砂；井场；模块化方法前言模块化具有集成度高、可靠性强、占地少、节约投资、现场安装方便快 捷，安装工作量少、可有效减少国外工程施工风险等优势近十年来，三维设计软件的快速发展使大型油气装置的模块化设计成为可能 通过三维设计软件建立油气装置的三维模型，利用三维软件的碰撞检查功能，可 以避免构件间的相互干涉直观的三维模型可以供各专业设计人员、操作人员及 业主进行三维模型的审查，最大限度地减少后期施工阶段的返工利用三维设计 方法不仅提高了设计质量，也缩短了设计周期使用PDMS进行井场的整体规划设计加拿大麦肯河油砂项目一期井有9个 井场(Well Pad),每个井场有9到10 U井和一列油气处理装置，每列装置分为 13个模块(个别井场多一个管汇模块，为14个模块)，如图-1所示，分别为井 口框架(WellheadFrame Module)、接收模块(Adaptor Module)、分界模块(Battery Limit Module)、5 个管汇模块(Manifold Pipe Rack Module)、空冷器模块(Cooler Module)、配电室模块(MCCModule)、测试分离器模块(Test SeparatorModule)、 泡沫罐模块(Pop Tank Module)和蒸汽疏水器模块(Steam Trap Module)等。

使用Tekla Structures软件多用户模式下面以加拿大麦肯河油砂项目为 例说明Tekla Structures多用广模式的应用1. 难点分析按照常规的二维设计方法，要将钢结构按照标高分拆，可以多人同吋进行二维设计如果采用Tekla Structures软件的单用户模式进行三维设计，则只能拆分模 块，由多个设计人员分别完成模块的不同部分后，再合并为整体，这样不仅增加 了设计衔接的难度，降低了设计质量，还要浪费大量吋间对整体设计进行反复校 对影响了设计进度，并造成材料统计不准确等缺点2. 多用户模式的优点Tekla Structures多用户工作模式可以将众多设计人员 集合在同一工作平台上同吋进行设计避免多人分别进行设计而很难相互配合的 缺陷，满足了客户提出的设计质量与工期要求3. 多用户模式的实施流程建立多用户设汁模式的首要工作是选择合理的服 务器和管理人员，对设计工作和进度进行统筹在服务器上共享设计模型，相关 设计人员连接进入到同一钢结构模型中，按照分工冋吋进行三维建模和节点设计模型设计完成后，由管理人员对模型零部件进行碰撞检查，并对模型中的零 部件进行统一编号模型校对者对设计内容进行校对，确保模型的正确输入。

模型校对完成后， 将图纸按照单件图、构件图、总装图进行分类，并组织三组设计员分别完成单件 图、构件图、总装图的设计、校对和审核模型管理者在上述工作的同吋通过模型抽取材料清单，经校对和审核后发采 购方所有图纸完成后，由项0管理人员将服务器中Tekla Structures图纸转换成 PDF格式正式发给工厂进行制造下面分别以管汇模块和泡沫罐模块为例论述典型模块的设计特点管汇模块(Manifold Pipe Rack Module)管汇是将井U的采出液汇集、处理 及外输的枢纽，加拿大麦肯河汕砂项0的井场管汇长度超过150米，考虑模块 化方法，将每个井场的管汇分成5至6个模块，每个模块分为主模块和散件运 输模块(即楼梯模块)每个主模块的宽度为6米、高5.5米、长30米，每个模块包括钢结构、管 道、保温、电缆桥架、劳动保护设施等尺寸超过模块极限尺寸的楼梯单独作为 散件运输模块，图-5为典型的管汇主模块和散件运输模块泡沫罐模块(Pop Tank Module)由于该项0的泡沫罐尺\T较小，可以整体运输详细设计中将泡沫罐、泵及防火堤做成整体模块，模块的宽度为6米、高 3.5米、长12米防火堤采用钢结构，现场做防火处理。

三、 PDMS和Tekla Structures的互导为了避免重复建模，PDMS模型和 TeklaStructures模型可以互相导入利用AVEVA公司开发的OpenSteel接口可以 实现两种三维模型的输入和输出，具体方法可参考AVEVA公司的培训手册由 于PDMS中建的模型一般不包括节点部位的加强筋等零件，通常采用Tekla Structures建完模型后导入PDMS中使用，以获得更加精准的模型但导入的三维模型不带切割信息，板在Tekla Structures中使用切割后，在 PDMS模型中不能正常显示，探出部分有可能对碰撞检查产生影响，因此在Tekla Structures中建模时尽量不使用切割功能，而使用特殊建立板材模型的手法解决四、 结束语三维设计软件已经在国际上得到了广泛的应用，强大的三维建模 功能和二维的图纸表达功能，让深化设计更好地表达和运用，使得设计与施工完 美结合，节约大量的人力，物力，财力，节省吋间，缩短了工期，提高了生产速 度，提高了施工质量，优化了项目管理，创造出更多的经济效益和社会效益参考文献：［1】《模块化技术在油田地面建设中的砬用》谢海涛《汕气田地 面工程》2013.09［2］《模块化技术在滩海油田开发海洋工程中的应用》黄新生刘 占广《石汕规划设计》2011.05。