PDMS软件在导管架项目管道设计中的应用

2016年10月

石油工程

Petroleum Engineering

化 工 设 计 通 讯

Chemical Engineering Design CommunicationsPDMS软件在导管架项目管道设计中的应用

蒋小华，谭晓光，卫 军，王可民，徐 庚，黄太安

（海洋石油工程（青岛）有限公司，山东青岛 266520）

摘　要：针对传统导管架项目中详细设计不提供管道专业图纸，造成材料采办和建造定位等工作缺乏依据以及管道施工中出现修改多、返工多的困难，通过将Tekla Structures导管架结构模型导入到PDMS中，建立管道专业三维模型，抽取管道ISO图、材料统计料单以及三维浏览模型等设计文件供项目使用，有效地解决了管道专业的难题，提高了管道设计和建造质量，避免了材料及人工时浪费，取得了良好的经济效益。

关键词：海洋石油工程；导管架；管道设计；PDMS；三维设计中图分类号：P752　　文献标志码：B　　文章编号：1003–6490（2016）10–0008–02

Application of Pdms Software In Pipeline Design of Jacket

Jiang Xiao-hua，Tan Xiao-guang，Wei Jun，Wang Ke-min，Xu Geng，Huang Tai-an

Abstract：In order to solve the diffi culty of drawing and reworking of pipeline construction，the Tekla Structures jacket structure model was introduced into PDMS for the detailed design of the traditional jacket project，which did not provide the drawings of the pipeline，which caused the lack of material acquisition and construction positioning.，The establishment of pipeline professional 3D model，drawing pipeline ISO map，material statistics，and three-dimensional model of the material used to browse the design model for the project to effectively solve the pipeline professional problems，improve the quality of pipeline design and construction，to avoid the material and artifi cial When the waste，and achieved good economic returns.

Key words：offshore oil engineering；jacket；pipeline design；PDMS；3D design目前，海洋石油工程（青岛）有限公司（以下简称青岛公司）承建的海洋石油平台中，以固定桩基平台形式最为常见，每个固定桩基海洋石油平台一般由一个上部组块、一个支撑上部组块的导管架组成。因此，导管架的建造工作也是青岛公司的重要业务之一。传统上，导管架由于综合的专业较少（仅涉及结构、管道、防腐专业），负责导管架详细设计的公司（详设）只提供结构图纸，不提供管道图纸。建造过程中，管道专业由于缺乏图纸，材料采办、建造定位等工作无据可依，造成现场施工出现修改多、返工多，材料、人工时浪费多等问题，严重影响项目建造质量和进度。

近年来，三维设计技术以其巨大的优势在海洋石油行业逐步应用开来。青岛公司结构专业使用Tekla Structures软件进行结构三维建模出图等设计工作，取得了较好的效果，但是Tekla Structures软件在管道设计方面无能为力。青岛公司又引进了以管道设计为主要功能的三维设计软件PDMS（Plant Design Management System）并进行了数年的应用、研究[1-3]。针对导管架管道专业缺少图纸的困难，通过将Tekla Structures模型导入PDMS中，充分利用PDMS强大的管道布置功能进行管道三维设计并抽取相应的图纸等设计文件供施工，对提升导管架管道设计及建造质量、提高项目经济效益有着十分现实的意义。1 应用流程

Tekla Structures 与PDMS分属天宝（Trimble）与剑维（AVEVA）公司，两款软件使用的数据格式不同，不能直接读取对方的三维模型。为了实现将Tekla Structures导入到PDMS中用于管道布置的目的，剑维公司为PDMS开发了OpenSteel接口软件，专门用于转换Tekla Structures结构模型。

PDMS软件在导管架项目管道设计中的应用流程如下：①建立钢结构元件/等级；②建立管道元件/等级；③编制OpenSteel接口映射表；④导入Tekla Structures 导管架结构模型；⑤建立管道三维模型；⑥抽取管道ISO图、材料表、浏览模型供施工。

1.1 建立钢结构元件/等级

元件是钢管（TUBE）以及大小头（CONE）。登录Paragon模块，进入Steel Work…子模块，即可进行相应的元件创建工作。元件创建完毕后，切换到Spec Generator.子模块，建立项目所需的结构等级，具体操作请参考软件手册，不再赘述。

1.2 建立管道元件/等级

同样的，还需要建立管道的元件以及等级，以供后续管道建模使用。导管架项目中，使用的管道元件种类较少，主要有管子（TUBE），弯头（ELBO），以及弯管（BEND）等。登录Paragon模块，切换到Pipework子模块，即可打开管道元件创建窗口。元件建立完毕，切换到Spec Generator.子模块，建立项目所需的管道等级。

1.3 编制OpenSteel接口映射表

导入Tekla Structures模型前，必须建立Tekla Structures钢截面与PDMS钢截面的映射表，PDMS才能正确识别Tekla Structures模型中的截面形状、位置信息。映射表的结构如图1所示，其中第一列是PDMS中的钢截面名称，第二列是Tekla Structures中对应钢截面的名称，第三列是截面的标准代码，第四列是截面的类型代码。

PDMS

100.0x50.0x3.2100.0x50.0x4.0100.0x50.0x5.0100.0x60.0x3.6100.0x60.0x5.0100.0x60.0x6.3100x100.0x10.0

XSTEEL

100.0x50.0x3.2100.0x50.0x4.0100.0x50.0x5.0100.0x60.0x3.6100.0x60.0x5.0100.0x60.0x6.3100x100.0x10.0

BRI 12BRI 12BRI 12BRI 12BRI 12BRI 12BRI 12

图1 钢截面映射表

1.4 导入Tekla Structures 导管架结构模型

登录DESIGN模块下，切换到Structures>>Beams&Columns，单击Utilties下的Beams&Columns，即可打开OpenSteel接口软件工作截面（图2），软件操作包含3部分：指定映射表，指定导入模型文件，设置日志信息。

在导入Tekla Structures结构模型之前，必须先在PDMS中建立相应的钢结构元件/等级，导入的Tekla Structures模型才能正常显示几何形状。导管架项目中，使用的主要钢结构

收稿日期：2016–10–08作者简介：蒋小华（1984—） ，男，湖南永州人，工程师，主要从事

海洋石油平台三维设计及管道设工作。

图2 OpenSteel 接口软件工作界面

（下转第44页）

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第42卷第10期

2016年10月

新材料与新技术

New Material and New Technology

化 工 设 计 通 讯

Chemical Engineering Design Communications取缔了碱洗工艺，处理了催化剂再生系统腐蚀较重以及时常停工的困扰，降低了操控人员在劳动方面的强度，确保了催化剂再生系统能够长期稳定的运转。固态脱氯净化系统的运用，提高了催化剂的再生品质，提升了重整生成油芳烃的容量，具有良好的经济效益与环保效益。

参考文献

[1] 邢卫东.重整催化剂再生系统脱氯技术改进[J].燃油技术与工程，2013，（12）：34-37.[2] 张秋平.催化重整过程中的脱氯工艺技术[J].燃油技术与工程，2012，（03）：25-28.

（上接第8页）

（1）指定映射表文件，点击Source information…，通过浏览找到相应的映射表文件存放位置，点击OK即可。

（2）选择Tekla Structures模型导出文件，点击Import information…，定位到Tekla Structures模型导出文件，设置相应的导入参数，点击OK完成设置。

（3）设置日志信息，为了方便用户判断导入工作是否正确，OpenSteel还提供了工作日志。点击Run Information…，可以设置工作日志的格式等参数，便于诊断导入工作是否正确。（4）选择模型存储层次，导入模型。上述设置完毕后，在Members窗口中，选择导入后模型的存放位置，以及导入后模型的处理方式（是否与旧版模型进行合并、比较），点击Import，软件自动开始导入工作。某导管架模型导入到PDMS中的效果如图3所示。

3.2 管道材料统计料单

通过PDMS的Report功能，可以将模型包含的材料准确的提取出来，作为编制采办、施工料单的基础数据。管道专业抽取的料单见图6。

图5 管道ISO图

图3 导入到PDMS中的导管架结构模型

导入操作完成之后，必须对模型进行检查，确保各个杆件位置、尺寸、方向正确，然后才能交给管道专业用于建模工作。

2 管道模型建模

管道专业接到结构模型导入完毕以及管道元件/等级建立完毕的通知后，即开始进行三维建模工作。某导管架项目中，管道专业建立的三维模型如图4所示。

图6 管道材料统计料单

3.3 三维浏览模型

图4 某导管架项目中建立的管道模型

3 设计成果提取

导管架项目中，管道专业建模的主要目的是抽取相应的设计成果文件，主要包括管道ISO图，管道材料统计料单，综合结构和管道专业的三维浏览模型等。

3.1 管道ISO图

此外，为了进一步利用三维模型，方便现场施工人员、项目管理人员理解设计成果，还可以从PDMS中导出综合结构、管道专业的三维浏览模型供项目参与人员查看。通过三维浏览模型的直观展示，项目施工人员、管理人员可以快速了解到管道、支架位置，以及容易发生碰撞的杆件等信息，提前优化施工措施，提高施工效率，有效地减少了施工过程中的修改、返工。4 结束语

通过将Tekla Structures模型导入到PDMS中进行管道设计，充分利用了PDMS强大的管道三维建模、出图以及材料统计功能，有效地解决了传统导管架项目中管道专业施工无图纸、采办无料单的难题，避免了管道施工中频繁出现的修改、返工，提高了管道设计和建造质量，避免了材料以及人工时的浪费，取得了良好的经济效益。

参考文献

[1] 蒋小华，黄太安，徐庚，等.利用PDMS软件提升海洋平台配管加工设计质量[J].中国造船，2012，（S2）：54-59.[2] 黄太安，蒋小华，徐庚等.三维碰撞检查技术在海洋石油工程建造中的应用[J].中国造船，2014，（S2）：259-265.[3] 徐庚，黄太安，高凤龙，等.利用PDMS软件三维设计平台进行配管加工设计的新法研究[J].化工设备与管道，2011，（2）：37-48.

ISO图是施工的基础图纸。某导管架项目中，管道专业抽

取了约300张ISO图纸，为施工定位、材料发放提供了切实的依据。管道专业抽取的ISO图如图5所示。

（上接第30页）

多方面，并且效果很好，虽然我国的聚氯乙烯产量一直在增加，同时生产企业数量也在不断增加，竞争压力有所增大，但是在其产品中仍然存在杂质含量高、工艺流程对其产生影响等因素，本文对其进行了分析，并提出了解决的对策。

参考文献

[1] 张芸.影响数控机床产品加工质量的因素及对策[J].机电技术，2015，（01）：35-36；52.[2] 赵德旭，张燕，安明.影响苯酐产品质量的因素及对策分析[J].山

东化工，2015，（02）：101-102；104.[3] 唐红建，吴彬.单体质量对聚氯乙烯树脂产品的影响及控制措施[J].中国氯碱，2015，（03）：19-21.[4] 孙太平，胥珠兰.试述聚氯乙烯产品质量的影响因素及改进措施[J].化工管理，2015，（20）：47-48.[5] 朱鹏飞.氯乙烯聚合过程建模与质量控制方法研究[D].浙江工业大学，2015.

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