案例名称:中海石油 三维设计提升竞争力 项目类别:三维设计 关键字:三维设计、竞争力 系统特点:搭建海上平台进行油气开采的成功标志着我国海洋石油工程的技术水平已经步入了国际先进水平。而这一工程的顺利竣工,不仅是公司整个建筑团队的成功,更与其背后卓越、精密的三维设计密不可分。
中海石油 三维设计提升竞争力
2006年4月8日零点,由中国自主设计建造的亚洲海上油气田平台最大导管架,开始向停泊在广东省深圳市赤湾码头的巨型驳船上缓缓移动。业内人士指出,此举标志着中国海洋石油深水工程迈出重要一步。在成功装船下水后,该导管架将主要用于广东番禺30-1气田的开发。
海洋石油工程股份有限公司是此次项目的承接公司,也是一个集海洋工程研究设计、建造、安装、海底管道铺设、海洋平台维修和海洋工程科技开发为一身的总承包公司。由于 由于施工环境是在海上,而且都是超大型钢结构。所以安装方案,选配机具,设备调试,各个方面都不能出现任何疏漏,否则造成的后果不光是财产损失,乃至威胁施工操作人员的生命安全。
为避免不必要的损失,公司希望通过先进的计算机辅助设计技术,对所有海上安进行模拟,力求在施工风险降到最低的情况下,降低整个海上施工项目的成本。
在海上运输过程中首先考虑把组块或导管架如何固定在运输驳船上,通常采用的方法是用钢管焊接固定,俗称绑扎英文称为seafastening。虽然只是简单的几根杆件设计,但却是设计人员最头疼的问题之一。
一、采用二维平面设计绑扎杆件,经常会发生原始设计的拉筋杆件与组块或者导管架上某根支撑梁空间相碰,或绑扎杆件所在位置与组块上的管线的干涉,以及与驳船甲板上系缆桩间的位置干涉。
二、复杂的绑扎图,整张图纸上除了各根绑扎杆件走向外,就是剖切和局放标示,让人眼花缭乱,不易看懂。而且一旦出现设计变更,各个相关视图都要手动修改,浪费时间又极易出错。
三、原有设计对于几何体的空间描述很不便,描述空间相贯线,相贯后截面积,长度,及不规则几何体的体积更是难上加难,所有料单精确提取便成为一件极困难的事情。设计人员只能凭经验进行预估,很可能出现建造完成以后还有大量材料没有用上,无形中造成经济损失。
北京锐和华泰公司针对我们的需求,及时推荐了Autodesk Inventor这款三维设计软件,其易操作性,对超大型装配的支持能力,使我们决定选择它作为设计帮手,而北京锐和华泰公司优质的售后服务,让设计从平面转到立体变得异常顺利。
通过Autodesk Inventor强大的三维引擎真实再现设计者的设计意图,检查设计中出现的错误,进行海上的模拟安装,同时可以精确得到一座平台的惯性距,重心,还可以自动生成二维工程图,大大缩短因设计变更所浪费的时间。所建成的真实模型可以导入力学软件中分析,使三维模型得到充分。
根据驳船,组块(或导管架)的详设资料,用Autodesk Inventor精确的建出三维模型,依据驳船和组块(或导管架)间的位置关系进行参数化的在位设计,使杆件间自行调整位置关系,从而解决空间中的几何干涉问题。
通过Autodesk Inventor强大的工程图功能,直接生成精美的建造图纸,用立体的轴侧图加以辅助说明。设计变更的问题出现,我们只需直接修改三维模型上的几个尺寸,所有的二维工程图都会快速的自动更新,不必再花大量时间去考虑某一个视角的投影视图,以及大型装配间遮挡消隐关系。所有的重复劳动都由计算机帮人们解决,在提高效率的同时,大大降低了人为因素造成的图纸描述的错误,混淆。让设计人员充分体验设计给带来的快乐,沉浸于计算机辅助设计带来的轻松愉悦中。
在做整体结构有限元分析时,过去计算人员需要花时间建力学模型,现在我们可以利用Autodesk Inventor与CAE软件优良的接口,直接把已建好的三维模型导入CAE软件中直接进行受力分析,当出现应力集中等问题的时候,计算人员可以直接在力学模型上修改,然后再导回Autodesk Inventor中,供设计人员对详设图纸的修改,这样做不仅使我们的模型永远在设计链的最前端,而且提高了团队协作的效率。
所有设计部分都是1:1真实建模, Autodesk Inventor能够准确描述出每一根型材的质量,体积,大小等物理属性,设计人员根据需要生成料单,确保快速无误外,企业也真正做到建造原材料的节流。
点评:
导管架是搭建海上平台进行油气开采的基础性构造,也是亚洲海域近四年来海上油气田工程开发建设最为大型的一次作业。此工程项目的成功标志着我国海洋石油工程的技术水平已经步入了国际先进水平。而这一工程的顺利竣工,不仅是公司整个建筑团队的成功,更与其背后卓越、精密的三维设计密不可分。此次亚洲最大导管架在海上搭建的成功,对于中海石油的建筑能力的一次全面的见证。在今后的发展道路中,中海石油将更坚定其用三维设计求变求发展的理念,与世界同行业的先进水平接轨,一路提升自身国际竞争力和综合实力。
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