海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)研發(fā)與示范工程

宋志強(qiáng)，張曉靈，王飛翔，胡江，曹雷，押延寧

（1.中海油（天津）管道工程技術(shù)有限公司 天津 300452；2.中海油（中國）有限公司天津分公司工程建設(shè)中心 天津 300452）

海底管道肩負(fù)著海洋石油、天然氣等其他重要能源介質(zhì)的海上輸送任務(wù)，是海上油氣田重要的能源生命運(yùn)輸線之一。由于海底管道的安全運(yùn)營(yíng)直接關(guān)系到整個(gè)海上油氣田的生產(chǎn)和輸送［1］，因此海底管道的安全、環(huán)保以及設(shè)備設(shè)施完整性管理，越來越受到油田建設(shè)、生產(chǎn)與運(yùn)維管理等各相關(guān)單位的重點(diǎn)關(guān)注。

工程項(xiàng)目全生命周期形成的工程檔案資料數(shù)據(jù)是企業(yè)重要的數(shù)據(jù)資產(chǎn)之一。為了有效管理和利用這些數(shù)字資產(chǎn)，中海油（中國）有限公司在2007年開始探索工程設(shè)施的全生命周期的數(shù)字化技術(shù)［2］，自2010年開始正式啟動(dòng)EDIS項(xiàng)目建設(shè)，對(duì)新建和改造的海上油氣田大型設(shè)施（其主要包含海上平臺(tái)、海底管道、陸地終端、FPSO等海上油氣田大型設(shè)備設(shè)施）推廣設(shè)備設(shè)施數(shù)字化、規(guī)范化、完整性管理。在海上油氣田工程設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過程中，中海油通過建立統(tǒng)一的工程數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)施實(shí)體相關(guān)的數(shù)據(jù)信息和項(xiàng)目過程產(chǎn)生的管理性文檔作為無形信息資產(chǎn)納入管理，在工程完工交付時(shí)必須實(shí)現(xiàn)數(shù)字化資產(chǎn)的移交，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)施全生命周期數(shù)字化管理［3］。

1 平臺(tái)開發(fā)背景與意義

目前，中海油已在渤海灣30多個(gè)海上平臺(tái)推行EDIS項(xiàng)目（注：該項(xiàng)目目前研發(fā)已上線系統(tǒng)管理的主要對(duì)象是海上石油平臺(tái)所包含的各設(shè)備設(shè)施），實(shí)現(xiàn)了對(duì)新建或改造的海上平臺(tái)建設(shè)全生命周期形成的工程文件、工程數(shù)據(jù)、工程模型的數(shù)字化、規(guī)范化、完整性管理。

但是，對(duì)于作為連接海上平臺(tái)之間或平臺(tái)與陸地終端之間的重要能源輸送橋梁——海底管道，它是海上油田大型設(shè)施建設(shè)中極其重要的組成部分。由于該大型設(shè)施在全生命周期形成工程信息數(shù)據(jù)種類繁多、數(shù)據(jù)邏輯關(guān)聯(lián)復(fù)雜以及管線路由設(shè)施模型的特殊性等原因，致使目前主要針對(duì)海上石油平臺(tái)的EDIS系統(tǒng)不能滿足對(duì)海底管道從設(shè)計(jì)、采辦，到制造、涂敷生產(chǎn)、海上安裝施工以及清管與試壓等管線全生命周期形成的工程文件、工程數(shù)據(jù)、工程模型等海底管道工程信息的數(shù)字化、規(guī)范化和完整性管理要求。截至目前，中海油已上線的EDIS系統(tǒng)中，對(duì)于新建和在役海底管道，尚存在未建立海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)的開發(fā)現(xiàn)狀。

鑒于上述實(shí)際需求，中海油（天津）管道工程技術(shù)有限公司依據(jù)中海油2012年3月出臺(tái)中海油工建［2012］66號(hào)文件和EDIS工程信息移交規(guī)范要求，依托錦州25-1南油田群新建的9條海底管道，從設(shè)計(jì)、采辦、建造、涂敷生產(chǎn)以及海上安裝施工等管線全生命周期形成的完工工程文件、工程數(shù)據(jù)和工程模型等工程資料為數(shù)據(jù)來源，借鑒已上線的EDIS海上平臺(tái)開發(fā)架構(gòu)并結(jié)合海底管道工程數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，不僅開發(fā)了滿足中海油EDIS已發(fā)文對(duì)油田大型設(shè)施數(shù)字化、完整性管理要求的海管工程數(shù)據(jù)庫（即EDIS＿DB），而且基于海管工程數(shù)據(jù)庫和管線路由設(shè)施的特殊性，開發(fā)了基于三維GIS系統(tǒng)的海管工程數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，并將兩大應(yīng)用平臺(tái)融為一體開發(fā)的海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)錦州25-1南油田群8個(gè)海上平臺(tái)、兩個(gè)終端之間的9條海底管道全生命周期形成的各類工程文件、工程數(shù)據(jù)和工程模型的數(shù)字化規(guī)范管理，并依據(jù)管線實(shí)際路由建立海管路由及路由附件設(shè)施的模擬實(shí)體工程模型，實(shí)現(xiàn)基于三維GIS場(chǎng)景下對(duì)海管工程模型與工程數(shù)據(jù)的交互瀏覽、查詢等管線三維GIS系統(tǒng)各項(xiàng)功能。

海底管道工程信息EDIS應(yīng)用平臺(tái)的研發(fā)與推廣應(yīng)用，不僅可滿足中海油已出臺(tái)的EDIS海管規(guī)范和海底管道工程項(xiàng)目建造完工后作為工程信息數(shù)字化工程移交需求，而且其拓展開發(fā)的海管完整性數(shù)據(jù)庫和三維管道GIS系統(tǒng)是對(duì)中海油現(xiàn)有海上油氣田大型設(shè)施工程數(shù)字化信息系統(tǒng)（EDIS）的重要補(bǔ)充和完善，更重要的是該系統(tǒng)的研發(fā)可為中海油下一步針對(duì)海底管道開發(fā)的完整性管理平臺(tái)起到重要的基礎(chǔ)平臺(tái)支撐和數(shù)據(jù)支持作用。

2 平臺(tái)開發(fā)技術(shù)難點(diǎn)

2.1 海管路由三維工程模型的建模難點(diǎn)

由于海底管道鋪設(shè)完工路由工程模型建模不同于海上油田大型單點(diǎn)對(duì)象的建模，其與海上石油平臺(tái)等單一對(duì)象的三維建模存在質(zhì)的差異。主要原因是海底管道路鋪設(shè)路由里程長(zhǎng)、跨越海域范圍較大，而且存在管線路由高程和地理信息的差異。在中海油新建或在役的海底管道中，從幾千米到綿延上百千米的管線層出不窮，其跨越區(qū)域和分布范圍均較廣，從而導(dǎo)致海底管道路由全程的三維建模跨難以通過單體對(duì)象的建模管理形式來實(shí)現(xiàn)對(duì)海管路由全程的可視化管理。

其次，由于海底管道是連接海上石油平臺(tái)之間或平臺(tái)與陸地終端之間能源輸送橋梁。其在登陸海上石油平臺(tái)端，管線是沿著平臺(tái)導(dǎo)管架的樁腿進(jìn)入海底的，而在管線陸地終端處，管線是隨著管線埋深高程的起幅變化沿著登陸路由陸地開挖管溝進(jìn)入陸地終端的，從而導(dǎo)致海底管線的路由全程工程模型設(shè)施的建模、展示，需要將管線路由涉及的海上平臺(tái)、導(dǎo)管架、立管、膨脹彎、平管段、登陸段以及陸地終端等管線路由工程模型相匹配建模和融合，才能真實(shí)展示海底管道鋪設(shè)完工實(shí)際路由及路由附件等海管路由設(shè)備設(shè)施工程模型的相對(duì)位置與連接關(guān)系。

2.2 海管路由與空間信息關(guān)聯(lián)的管理難點(diǎn)

由于海底管道從設(shè)計(jì)、鋪設(shè)、運(yùn)維檢測(cè)、廢棄等全生命周期階段各施工階段會(huì)涉及大量管線路由的地理坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)，所以，研發(fā)系統(tǒng)中如何在三維地理坐標(biāo)系中準(zhǔn)確標(biāo)志管線的實(shí)際路由軌跡和高程，并與管線路由范圍內(nèi)的交叉跨越、航道等管線特殊區(qū)域進(jìn)行查詢、定位與標(biāo)志展示（比如管線路由特殊區(qū)域通常包含管線路由調(diào)查古河道、養(yǎng)殖區(qū)、航道等管線特殊區(qū)域標(biāo)志對(duì)象）等實(shí)際問題，是研發(fā)本平臺(tái)實(shí)現(xiàn)管線路由與空間關(guān)系相對(duì)應(yīng)必須解決的一個(gè)技術(shù)難題。

目前，中海油已上線的EDIS系統(tǒng)則是以Smart Plant Foundation（SPF）為信息管理平臺(tái)［4］，SPF并不具備三維空間地理信息管理和展示功能，尚不能滿足海底管道的對(duì)管線路由軌跡、位置以及空間信息的數(shù)字化管理需求。要解決這些難點(diǎn)問題，研發(fā)系統(tǒng)就必須將海底管線路由和空間信息的數(shù)字化管理，建立在空間地理信息系統(tǒng)（GIS）下才能解決。因此本研發(fā)平臺(tái)在結(jié)合管線完工工程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上拓展開發(fā)的海管三維GIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了海底管線路由三維場(chǎng)景路由工程模型鋪設(shè)軌跡、高程以及管線特殊區(qū)域標(biāo)志等海管數(shù)字化關(guān)聯(lián)管理功能。

2.3 海管完工資料數(shù)字化關(guān)聯(lián)管理的難點(diǎn)

由于海底管道從設(shè)計(jì)、采辦、制管、涂敷生產(chǎn)、陸地預(yù)制、海上施工與安裝、清管試壓以及運(yùn)維檢測(cè)等管線全生命周期各施工工藝流程在施工完畢時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的完工工程資料，各施工單位提交業(yè)主審核通過后會(huì)統(tǒng)一掃描提交各油田海管項(xiàng)目組檔案室進(jìn)行存檔管理。

但是，目前在中海油已出臺(tái)的對(duì)海管工程項(xiàng)目完工提交工程資料規(guī)范中，只涉及海管設(shè)計(jì)階段完工資料的規(guī)范提交明細(xì)和規(guī)范分類、編碼，尚缺少采辦、制管、涂敷生產(chǎn)以及海上安裝等海管全生命周期其他階段的完工資料提交規(guī)范和分類編碼標(biāo)準(zhǔn)。

因此，針對(duì)本項(xiàng)目創(chuàng)新開發(fā)的海管完工文檔管理模塊功能，首先需要對(duì)海管全生命周期各施工階段提交完工資料進(jìn)行規(guī)范整理、分類，并理清海管全生命周期完工文檔之間的數(shù)字化管理邏輯關(guān)聯(lián)之后，才能設(shè)計(jì)軟件工程完工文檔管理模塊功能架構(gòu)和對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)管理各子模塊功能。由于海管全生命周期形成的完工資料，不僅數(shù)據(jù)海量、類別繁瑣，而且要理清完工資料之間的邏輯關(guān)聯(lián)，通常還要依托海管專業(yè)知識(shí)和豐富的海管工程項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，只有將這兩者有效地結(jié)合起來，才能研發(fā)出與實(shí)際海管工程完工資料完全相符的模塊功能。因此，開發(fā)海管完工工程資料數(shù)字化管理模塊功能，本研發(fā)單位走訪渤海、南海等中海油所屬各油田海管工程項(xiàng)目組進(jìn)行實(shí)地考察、調(diào)研，并委派軟件開發(fā)人員親自參與錦州營(yíng)口管線海上施工項(xiàng)目積累海管工程專業(yè)知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)，為理清海管全生命周期完工資料的邏輯關(guān)聯(lián)和規(guī)范化分類編碼而打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3 錦州25-1南油田群海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)介紹

3.1 錦州25-1南油田群海管工程項(xiàng)目概述

錦州25-1南油田群位于渤海遼東海域，隸屬于中海石油（中國）有限公司天津分公司開發(fā)區(qū)塊。按照中海油總公司的開發(fā)規(guī)劃，中海油研究中心受天津分公司委托分別于2005年3月、2006年11月、2007年10月開始對(duì)隸屬錦州25-1南油田群的金縣1-1油田、錦州25-1南油田、錦州25-1油田進(jìn)行項(xiàng)目前期的可行性研究和ODP研究工作。經(jīng)過各單位建設(shè)前期的一系列勘察研究決定：在錦州25-1S油田群所屬8個(gè)海上平臺(tái)和兩個(gè)陸地終端之間新建9條海底管道，管線總計(jì)長(zhǎng)度為281.1 km，以滿足渤海灣周邊各開發(fā)區(qū)域?qū)δ茉吹氖褂眯枨蟆ｅ\州25-1南油田群新建海管歸屬油田具體分布如下。

（1）錦州25-1南油田：海管3條，總長(zhǎng)度189.6 km。① JZ25-1S CEP-綏中36-1終端12″/18″×94 km 油管線；②JZ25-1S CEP-營(yíng)口終端14″×89 km 氣管線；③JZ25″1S CEP-JZ25-1S WHPB 10″×6.6 km 混輸管線。

（2）錦州25-1油田：海管3條，總長(zhǎng)度53.6 km。①JZ25-1 CEP-JZ20－2 BOP 10″×28 km 氣管線；②JZ25-1 CEP-JZ25-1S WHPA 8″×12.8 km油管線；③JZ25-1S WHPA-JZ25-1 CEP 10″×12.8 km氣管線。

（3）金縣1-1油田：海管3條，總長(zhǎng)度37.9 km。①JX1-1 CEPA-JZ25-1S CEP 12″/18″×29.7 km混輸管線；②JX1-1 CEPA-JX1-1 WHPB 12×4.1 km注水管線；③JX1-1 WHPB-JX1-1 CEPA 14×4.1 km混輸管線。

3.2 海管EDIS應(yīng)用平臺(tái)開發(fā)架構(gòu)與功能

本文關(guān)于海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)的開發(fā)是基于中海油現(xiàn)有EDIS系統(tǒng)關(guān)于海上油氣田大型設(shè)施工程信息資源數(shù)字化、虛擬化、智能化的開發(fā)設(shè)計(jì)理念，運(yùn)用現(xiàn)有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)、三維建模技術(shù)和三維GIS開發(fā)技術(shù)，并把專業(yè)的海管專業(yè)知識(shí)和豐富的海管項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)作為研發(fā)基礎(chǔ)，實(shí)施的系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)設(shè)計(jì)，從而保證了開發(fā)平臺(tái)的實(shí)用性、通用性和專業(yè)性。該研發(fā)平臺(tái)的成功研發(fā)與應(yīng)用，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)海管全生命周期工程信息采集、校驗(yàn)、跟蹤、審查和可追溯性，而且滿足當(dāng)前中海油對(duì)海底管道全生命周期工程數(shù)據(jù)信息的完整性和數(shù)字化資產(chǎn)完工移交管理需求，從而填補(bǔ)了中海油已上線EDIS系統(tǒng)對(duì)海底管道全生命周期工程信息的完整性管理空缺。

本研發(fā)平臺(tái)示范工程——錦州25-1南油田群海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)開發(fā)架構(gòu)設(shè)計(jì)，自前端到底層主要由專業(yè)應(yīng)用層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層和操作系統(tǒng)層等四大軟件開發(fā)邏輯層組成，其各部分組成與系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)如圖1所示。

目前，中海油（天津）管道工程技術(shù)公司以渤海海域錦州25-1南油田群新建完工的9條海底管道為研發(fā)示范對(duì)象，已于2013年11月底完成海管工程信息數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)（該平臺(tái)主要包含了海管EDIS＿DB和EDIS＿AP兩大應(yīng)用系統(tǒng)）的開發(fā)與調(diào)試，現(xiàn)已提交渤海遼東作業(yè)區(qū)上線運(yùn)行。

圖1 海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)

本系統(tǒng)各模塊功能設(shè)計(jì)，主要通過“三庫一平臺(tái)”的系統(tǒng)功能架構(gòu)來組織實(shí)現(xiàn)（即海管工程文檔庫、工程數(shù)據(jù)庫、工程模型庫和三維GIS應(yīng)用平臺(tái)）。其研發(fā)目標(biāo)主要是在中海油系統(tǒng)內(nèi)打造一個(gè)海管全生命周期各類工程信息的訪問與共享平臺(tái)，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)對(duì)海管全生命周期各類完工工程文件、工程數(shù)據(jù)和工程模型的數(shù)字化、規(guī)范化和可追溯性管理目標(biāo)。

通過操作研發(fā)平臺(tái)各模塊功能，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)海底管道從前期研究、設(shè)計(jì)，到制管、涂敷、海上安裝以及清管試壓等海底管道全生命周期形成的各類工程文件、工程數(shù)據(jù)和工程模型的規(guī)范入庫、編輯、瀏覽、查詢、輸出等海管EDIS規(guī)范要求各項(xiàng)功能需求，而且該系統(tǒng)還拓展開發(fā)了海管三維GIS應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了將管道設(shè)計(jì)、制管、涂敷、安裝等建造與安裝階段的關(guān)鍵屬性數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)與三維GIS場(chǎng)景中所建三維模型關(guān)聯(lián)掛接呈現(xiàn)、查詢與定位等三維GIS拓展功能。該應(yīng)用平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用，不僅滿足EDIS規(guī)范對(duì)海管工程信息的管理需求，而且其拓展開發(fā)的海管工程數(shù)據(jù)庫、模型庫以及三維GIS系統(tǒng)，可為海管運(yùn)維單位實(shí)施運(yùn)維作業(yè)方案制訂和突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)決策提供可靠的數(shù)據(jù)保障和決策依據(jù)。

4 海管工程數(shù)據(jù)組織架構(gòu)與邏輯關(guān)聯(lián)

根據(jù)中海油已上線EDIS系統(tǒng)數(shù)字化方法論可知，海底管道工程信息數(shù)字化管理系統(tǒng)不是對(duì)海管全生命周期各類工程信息進(jìn)行簡(jiǎn)單堆砌管理，而是對(duì)各類工程文件、工程數(shù)據(jù)及工程模型進(jìn)行分類并建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，這樣才能通過分類和關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)查找和數(shù)據(jù)更新［2］。

海底管道工程數(shù)據(jù)包含設(shè)計(jì)、制管、涂敷生產(chǎn)、海上安裝、清管試壓、完工后調(diào)查以及運(yùn)維檢測(cè)等多個(gè)施工階段形成的工程數(shù)據(jù)。由于不同海上油氣田所屬各條管線的編號(hào)ID、管單元編碼ID和焊口號(hào)都是唯一的。所以，各管理對(duì)象可以依托該唯一性編碼規(guī)則來組織管理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)油田所屬各管線對(duì)應(yīng)的全生命周期各施工階段形成的工程數(shù)據(jù)數(shù)字化、規(guī)范化管理。海底管道全生命周期關(guān)鍵工程數(shù)據(jù)管理與關(guān)聯(lián)原理具體如下所述。

中海油所屬各油氣田對(duì)應(yīng)的每條管線路由和路由附件數(shù)據(jù)可以通過其管線ID（管線EDIS規(guī)范唯一編碼）進(jìn)行查詢；海管12.192 m各管段的防腐、保溫、配重等涂覆生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以通過管單元ID（即12.192 m管段管號(hào)）進(jìn)行檢索查詢；對(duì)于海上施工與安裝各段線管單位可通過鋪設(shè)時(shí)編制的焊口ID號(hào)進(jìn)行組織管理，從而可實(shí)現(xiàn)查詢管線各施工節(jié)點(diǎn)的組對(duì)外觀檢驗(yàn)、節(jié)點(diǎn)防腐漏點(diǎn)檢驗(yàn)以及各焊口對(duì)應(yīng)的無損檢驗(yàn)數(shù)據(jù)等，還可以查詢焊口的焊工信息。因?yàn)楣芫€焊口連接著管單元，管單元組成海底管道線，海底管道線屬于油田，所以可依托這4個(gè)實(shí)體之間形成緊密的邏輯關(guān)聯(lián)架構(gòu)，從而建立起海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)對(duì)應(yīng)的軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)而在研發(fā)軟件工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中建立海底管道全生命周期完整性工程信息的邏輯關(guān)聯(lián)關(guān)系。海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)對(duì)應(yīng)海管工程數(shù)據(jù)管理的組織架構(gòu)與邏輯關(guān)聯(lián)如圖2所示。

圖2 海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)工程數(shù)據(jù)管理組織架構(gòu)與邏輯關(guān)聯(lián)

5 海管EDIS應(yīng)用平臺(tái)各模塊功能介紹

5.1 工程文檔庫管理模塊

該模塊主要用于組織實(shí)現(xiàn)對(duì)海底管道在整個(gè)全生命周期各施工階段完工后，由各施工單位提交業(yè)主審核通過的各類海管完工工程電子文檔資料的管理功能。海管完工文檔資料主要涵蓋了海底管道在前期研究、設(shè)計(jì)、采辦、建造、安裝與調(diào)試等過程產(chǎn)生的各類工程技術(shù)文件或資料。其文檔類型主要包含 PDF、XLS、DOC、DWG等格式的完工電子數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)工程完工資料基于中海油現(xiàn)有EDIS工程文檔分類標(biāo)準(zhǔn)和編碼規(guī)范進(jìn)行組織規(guī)范、分類存儲(chǔ)管理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)完工文檔的分類存儲(chǔ)、規(guī)范編碼、上傳、下載、瀏覽、檢索、文檔屬性查看、預(yù)覽等工程文檔規(guī)范化、自動(dòng)化管理功能。

5.2 工程數(shù)據(jù)管理模塊

該模塊主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)海底管線基本數(shù)據(jù)、關(guān)鍵施工檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的專業(yè)化、規(guī)范化和可追溯性管理。海管完整性工程數(shù)據(jù)主要涵蓋了海底管道在設(shè)計(jì)、涂敷生產(chǎn)、海上安裝、清管試壓與后調(diào)查等海管各施工階段產(chǎn)生的各類關(guān)鍵屬性數(shù)據(jù)和施工檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)具體功能主要包括海管各類工程數(shù)據(jù)的規(guī)范錄入、分類存儲(chǔ)、編輯、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、數(shù)據(jù)查詢與檢索等海管工程數(shù)據(jù)庫各項(xiàng)管理與維護(hù)功能。除此之外，本開發(fā)子模塊還將入庫的海管全生命周期關(guān)鍵施工數(shù)據(jù)與三維GIS場(chǎng)景中所建的管線及路由設(shè)施模型進(jìn)行匹配掛接，實(shí)現(xiàn)海管工程數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)與三維GIS模型的交互展示、查詢與定位等三維GIS拓展功能。

5.3 工程模型管理模塊

該模塊主要通過依據(jù)管線實(shí)際設(shè)計(jì)尺寸建立海管路由附件設(shè)施的三維實(shí)體工程模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)入庫管線路由模型設(shè)施的專業(yè)化、規(guī)范化管理功能。該海管工程模型前臺(tái)呈現(xiàn)主要采用三維建模場(chǎng)景模式來實(shí)現(xiàn)。海管工程模塊庫主要涵蓋錦州25－1S油田群9條海底管道的12.192 m管單元、彎管、法蘭、錨固件、陽極塊、水泥壓塊等管線路由附件設(shè)施的實(shí)際尺寸單體模型。通過模型庫可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類海管路由附件單體三維工程模型的分類存儲(chǔ)、模型導(dǎo)入、瀏覽、檢索、導(dǎo)出、模型屬性查閱以及添加到三維GIS場(chǎng)景等海管工程模型庫相關(guān)管理功能。

5.4 三維GIS應(yīng)用系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要依托三維GIS平臺(tái)開發(fā)工具，依據(jù)海管鋪設(shè)完工實(shí)際路由坐標(biāo)，導(dǎo)入海上平臺(tái)、海管路由全程及路由附件設(shè)施的三維模擬實(shí)體尺寸模型，運(yùn)用三維可視化模擬技術(shù)再現(xiàn)海底管道完工路由區(qū)域海表及海面以下的三維場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了三維GIS場(chǎng)景下的海管全程及路由設(shè)施的瀏覽、漫游、檢索與定位、分析等管線GIS各項(xiàng)應(yīng)用功能。

此外，本系統(tǒng)研發(fā)的三維GIS應(yīng)用系統(tǒng)還將海底管道實(shí)際鋪設(shè)12.192 m管單元、焊接焊口等海管路由模型管理對(duì)象通過唯一編碼與海管工程數(shù)據(jù)庫中的海管涂覆生產(chǎn)和海上施工檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一一匹配掛接呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)在三維GIS場(chǎng)景下的海管工程數(shù)據(jù)與工程模型的關(guān)聯(lián)查詢與定位等交互管理功能。與此同時(shí)，本系統(tǒng)還對(duì)海底管道完工路由區(qū)域內(nèi)的KP區(qū)段、土壤與重力鉆孔、跨越與交叉、路由預(yù)調(diào)查（如管線路經(jīng)古河道、養(yǎng)殖區(qū)、航道、沙坡沙脊等管線路由預(yù)調(diào)查結(jié)果）等管線路由特殊區(qū)段和特殊區(qū)域工程數(shù)據(jù)在三維GIS場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí)際位置標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)了管線路由特殊區(qū)域與管線的關(guān)聯(lián)掛接展示和快速定位、查詢功能。

6 平臺(tái)開發(fā)技術(shù)特點(diǎn)

本研發(fā)示范工程——錦州25-1S油田群海底管道EDIS應(yīng)用平臺(tái)，是以中海油已出臺(tái)EDIS海管規(guī)范為研發(fā)指導(dǎo)依據(jù)，依托錦州25-1S油田群新建完工的9條海管全生命周期各類工程資料為研發(fā)數(shù)據(jù)支撐，并結(jié)合海底管道相應(yīng)工程文件、工程數(shù)據(jù)和工程模型特殊的管理特點(diǎn)研發(fā)而成。由于海底管道與海上平臺(tái)、FPSO以及陸地終端等海上油氣田大型設(shè)施單點(diǎn)對(duì)象存在較大差異，故海管EDIS應(yīng)用平臺(tái)的研發(fā)具有如下技術(shù)特點(diǎn)。

（1）本平臺(tái)的成功研發(fā)融合了海管專業(yè)業(yè)務(wù)知識(shí)和實(shí)際海管工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，并運(yùn)用了先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)、三維建模技術(shù)、三維緩存技術(shù)以及三維GIS開發(fā)技術(shù)，從而保證的本研發(fā)平臺(tái)的先進(jìn)性、實(shí)用性和專業(yè)性。

（2）本平臺(tái)所建海上平臺(tái)、管線路由全程及附件（如法蘭、錨固件、12.192 m管單元、立管以及膨脹彎等管線路由工程模型）三維工程模型均是以對(duì)象設(shè)計(jì)施工圖紙為依據(jù)，并運(yùn)用三維建模軟件或PDMS三維模型為制圖源進(jìn)行全尺寸1∶1建模，從而保證平臺(tái)各工程模型的真實(shí)性、專業(yè)化和兼容性。

（3）在研發(fā)平臺(tái)三維GIS系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了海管完整性關(guān)鍵屬性數(shù)據(jù)、施工檢驗(yàn)數(shù)據(jù)與三維GIS場(chǎng)景工程模型的關(guān)聯(lián)掛接與加載顯示，拓展了三維GIS系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用功能，研發(fā)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性強(qiáng)、后續(xù)開發(fā)空間大，同時(shí)也為后續(xù)實(shí)施海管安全與評(píng)估系統(tǒng)的開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)與模型基礎(chǔ)。

（4）本平臺(tái)研發(fā)建立的海底管道專業(yè)管線路由附件工程模型庫（模型庫包含連接法蘭、懸掛法蘭、12.192 m管單元、錨固件、陽極塊、水泥壓塊等），不僅依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖紙進(jìn)行管線路由工程模型的全尺寸建模，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)海管模型對(duì)象的檢索與查閱、模型屬性瀏覽以及模型導(dǎo)出與加載三維GIS場(chǎng)景等模型庫拓展功能，為中海油海底管道的工程模型庫管理功能的開發(fā)起到了示范作用。

（5）本平臺(tái)研發(fā)建立的三維GIS模塊中對(duì)應(yīng)的海底管道、海上平臺(tái)、陸地終端以及立管、膨脹彎與平管段等海管路由全程三維實(shí)體模型，在三維GIS場(chǎng)景中均運(yùn)用了先進(jìn)的三維模型GIS緩存技術(shù)，從而保證了海量三維模型同時(shí)加載三維GIS場(chǎng)景運(yùn)行的穩(wěn)定性、快速性和操作便捷性。

7 平臺(tái)應(yīng)用價(jià)值

海底管道工程信息EDIS應(yīng)用平臺(tái)的研發(fā)與推廣應(yīng)用，將改變中海油以往對(duì)紙質(zhì)完工工程資料單一檔案室人工管理效率低的傳統(tǒng)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)前數(shù)字化、可視化而高效的科學(xué)管理模式，將為中海油海底管道所屬各建造、運(yùn)維、管理等相關(guān)單位技術(shù)和管理人員提供一個(gè)統(tǒng)一的海底管道工程數(shù)據(jù)共享與操作管理平臺(tái)。因此，該研發(fā)平臺(tái)的開發(fā)應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）本研發(fā)平臺(tái)不僅滿足中海油現(xiàn)有EDIS海管規(guī)范對(duì)海底管道全生命周期形成的工程文件、工程數(shù)據(jù)和工程模型的數(shù)字化、規(guī)范化管理和新建海底管道工程項(xiàng)目完工移交規(guī)范要求，而且可為海上油氣田其他大型設(shè)施（包括PFSO、海底電纜以及陸地終端等海上油田大型設(shè)施）EDIS應(yīng)用平臺(tái)的研發(fā)提供重要借鑒和參考價(jià)值。

（2）本項(xiàng)目研發(fā)平臺(tái)包含的海底管道工程文檔庫、數(shù)據(jù)庫、模型庫和三維GIS模塊等軟件各模塊功能，不僅滿足中海油現(xiàn)有海管工程數(shù)字化信息系統(tǒng)（EDIS）研發(fā)功能需求，而且創(chuàng)新開發(fā)的海管全生命周期完整性工程數(shù)據(jù)庫和三維GIS兩大拓展模塊功能是對(duì)中海油現(xiàn)有已上線EDIS系統(tǒng)的重要補(bǔ)充和完善。

（3）本研發(fā)應(yīng)用平臺(tái)提供海底管道從設(shè)計(jì)、制管、涂敷、海上施工與安裝等海管全生命周期的各類完工資料和海管完整性工程屬性數(shù)據(jù)，這些海量數(shù)據(jù)，將為中海油后續(xù)開發(fā)海底管道完整性管理平臺(tái)等擴(kuò)展應(yīng)用平臺(tái)（其中，包含海管腐蝕評(píng)估系統(tǒng)、安全評(píng)估系統(tǒng)、管線應(yīng)急管理等擴(kuò)展系統(tǒng)）提供重要的原始數(shù)據(jù)支持，且可為管線后續(xù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)、管線應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案和維搶修方案的制訂等提供重要依據(jù)。

（4）在本研發(fā)平臺(tái)開發(fā)過程中，海管全生命周期各施工階段完工資料的整理、審核和完整性工程數(shù)據(jù)的提取、分類與審核過程是對(duì)海底管道各施工階段完工資料完整性、規(guī)范性和正確性的最終審核把關(guān)。因此，本系統(tǒng)的應(yīng)用上線能對(duì)海底管道各階段施工項(xiàng)目管理的規(guī)范性、嚴(yán)密性以及各施工單位提交完工資料的準(zhǔn)確性、完整性、可追溯性起到較好的監(jiān)督和跟蹤審核作用，有利于對(duì)海底管道各階段的施工質(zhì)量的提高，從而從海管各施工源頭提高海管的本質(zhì)安全作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（5）本研發(fā)應(yīng)用平臺(tái)預(yù)留系統(tǒng)擴(kuò)展與外掛接口，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)后續(xù)拓展功能的研發(fā)并入和掛接到其他已上線系統(tǒng)。因此，本研發(fā)系統(tǒng)具有較好的拓展開發(fā)和推廣應(yīng)用價(jià)值。

8 結(jié)論與展望

通過依托錦州25-1S油田群新建9條海底管道全生命周期各施工階段工程完工資料研發(fā)的海底管道工程信息EDIS應(yīng)用平臺(tái)，不僅符合中海油已頒布EDIS規(guī)范對(duì)新建或改造海底管道工程項(xiàng)目建造完工后作為工程信息數(shù)字化工程移交需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)海底管道從設(shè)計(jì)、采辦、制管、涂敷生產(chǎn)至海上鋪設(shè)與焊口檢驗(yàn)以及清管試壓等全生命周期各施工階段形成的各類完工工程文件、工程數(shù)據(jù)和工程模型的數(shù)字化、規(guī)范化和完整性管理，而且其創(chuàng)新開發(fā)的海管海管完整性工程數(shù)據(jù)庫和三維管道GIS兩大拓展功能模塊，實(shí)現(xiàn)了海底管道在三維GIS場(chǎng)景下海管工程模型與工程數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵施工數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)掛接、交互瀏覽、查詢與定位、分析等海管三維GIS相關(guān)功能。這些研發(fā)平臺(tái)創(chuàng)新功能的開發(fā)與應(yīng)用，有利于提升中海油對(duì)海底管道全生命周期各類工程信息準(zhǔn)確性、數(shù)字化和完整性管理水平，是對(duì)中海油現(xiàn)有已上線EDIS系統(tǒng)的重要補(bǔ)充和完善。

隨著中海油對(duì)海上油氣田大型設(shè)施（包含海上平臺(tái)、海底管道、FPSO以及陸地終端等海上油氣田大型設(shè)施）工程信息數(shù)字化和全生命周期完整性管理工作的全面開展，本研發(fā)平臺(tái)——海底管道工程信息EDIS應(yīng)用平臺(tái)也必將逐步在中海油各油田公司所屬新建與改造海底管道工程項(xiàng)目中得到推廣應(yīng)用，將為中國海油的“二次跨越”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和海底管道完整性管理平臺(tái)的研發(fā)起到重要的基礎(chǔ)平臺(tái)支撐和數(shù)據(jù)支持作用。

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