智慧油氣合集 數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)全生命周期管理

石油和天然氣在當(dāng)今社會(huì)中扮演著不可替代的角色，雖然面臨著環(huán)保和資源可持續(xù)性的挑戰(zhàn)，但在現(xiàn)階段仍然是全球能源體系中的核心組成部分。石油和天然氣行業(yè)一直是技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)者，帶動(dòng)了勘探、開采、處理和運(yùn)輸等方面的技術(shù)進(jìn)步。

圖撲軟件運(yùn)用自主研發(fā) HT for Web 產(chǎn)品，打造了一系列智慧油氣能源數(shù)字孿生解決方案，為油氣田勘探開發(fā)、油氣生產(chǎn)、運(yùn)輸、能源經(jīng)營管理提供全新的數(shù)字化管理手段。推動(dòng)企業(yè)區(qū)域協(xié)同、數(shù)據(jù)共享，全方位提升數(shù)字領(lǐng)域的泛在化、可視化、智能化水平。

圖撲 HT 聚焦工業(yè)領(lǐng)域，提供完備流水線作業(yè)工具鏈，從 2D 設(shè)計(jì)、3D 設(shè)計(jì)到交互、動(dòng)效皆有一站式的開發(fā)工具，設(shè)計(jì)師和程序員能實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)開發(fā)，快速落地 2D、3D 可視化成果。

能源開采

圖撲軟件數(shù)字孿生的天然氣開采智慧可視化解決方案，全面展示了氣田建設(shè)的三個(gè)關(guān)鍵階段：鉆前工程、鉆井工程和完井作業(yè)。

該系統(tǒng)詳細(xì)涵蓋了天然氣開采的各項(xiàng)工藝流程，包括定井位、道路勘測、基礎(chǔ)施工、井架安裝、設(shè)備搬遷與安裝、一次開鉆、二次開鉆、鉆進(jìn)、起鉆、換鉆頭、下鉆、完井、電測、下套管及固井作業(yè)等各個(gè)環(huán)節(jié)。通過搭載多樣化感知設(shè)備，將井下數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)開采過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測和安全管理。

智慧天然氣開采界面實(shí)現(xiàn)可交互式的三維場景，場景內(nèi)進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)。兩側(cè) 2D 面板接入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，展示天然氣產(chǎn)量、設(shè)備故障信息、采氣純度、采氣效率、天然氣存量等信息。界面底部的切換按鈕可查看氣田的線框狀態(tài)。

統(tǒng)計(jì)信息：可通過當(dāng)月耗電量和產(chǎn)氣量的比率判斷氣井內(nèi)的滲水情況，及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

報(bào)警信息：在中控室就能通過圖撲的可視化大屏實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備故障，及時(shí)通知工程人員進(jìn)行維修。

采氣信息：幫助分析穩(wěn)定氣體凝析液(SGC)等副產(chǎn)品的產(chǎn)出量，科學(xué)進(jìn)行資源分配。

地質(zhì)信息：實(shí)時(shí)展示開采區(qū)含稅飽和度、泥質(zhì)含量、滲透率等關(guān)鍵數(shù)據(jù).

天然氣儲(chǔ)存：用餅圖的形式直觀表達(dá)開采純度，如固體雜質(zhì)含量、液體雜質(zhì)含量、氣體雜質(zhì)含量。

儲(chǔ)氣量：全廠所有罐組儲(chǔ)氣量以百分比形式展示。

通過精細(xì)化三維建模和精確的數(shù)據(jù)對(duì)接，真實(shí)再現(xiàn)了從氣田選址到鉆前準(zhǔn)備，再到鉆井施工及最終完井的全過程，為用戶提供全面、準(zhǔn)確、透明的可視化監(jiān)控平臺(tái)。

能源輸送

該案例通過圖撲軟件 HT 可視化打造油氣管道運(yùn)輸三維監(jiān)控頁面。初始進(jìn)入場景，首頁選用 2022 年西氣東輸主要成果進(jìn)行展示，通過生成二維數(shù)據(jù)看板，以簡潔直觀的方式呈現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

福建省地區(qū)設(shè)置高亮顯示，鼠標(biāo)左鍵雙擊 “圖撲油氣站” 標(biāo)簽，即可下鉆至油氣站點(diǎn)可視化場景。通過對(duì)油氣管道站內(nèi)設(shè)備、建筑、道路、綠化等進(jìn)行三維建模，仿真還原油氣站內(nèi)整體情況。

系統(tǒng)概覽

大屏場景涵蓋產(chǎn)量分析、能耗分析、設(shè)備運(yùn)維、安全防護(hù)以及廠區(qū)監(jiān)控等多個(gè)板塊。圖撲軟件支持對(duì)接物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管理中心的智能感知和分析計(jì)算。

兩側(cè) 2D 面板應(yīng)用圖撲 HT 豐富的圖表組件——曲線圖、趨勢圖、統(tǒng)計(jì)圖等多樣化圖表形式。實(shí)時(shí)可視化展示了分輸量數(shù)據(jù)、進(jìn)出站壓力、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備完整性、電能波形及綜合流程分析等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。“一張圖”式輸出不同維度的數(shù)據(jù)解釋，確保數(shù)據(jù)的直觀呈現(xiàn)和高效分析。

分輸量：將省管網(wǎng)分輸量、指定分輸量以及昆侖分輸量進(jìn)行可視化表達(dá)，用戶可根據(jù) 2D 面板直觀查看輸送量具體數(shù)據(jù)以及占比情況，實(shí)現(xiàn)了分輸監(jiān)測由人工主導(dǎo)向智能控制的轉(zhuǎn)變。

進(jìn)出站壓力：將管道的進(jìn)站壓力、站內(nèi)壓力、出站壓力進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將一年內(nèi)的壓力變化通過曲線圖動(dòng)態(tài)展示。

產(chǎn)量分析

接入產(chǎn)量數(shù)據(jù)至 HT 可視化平臺(tái)，實(shí)時(shí)展示各支路瞬時(shí)產(chǎn)量、平均產(chǎn)量。點(diǎn)擊設(shè)備編號(hào)可查看設(shè)備氣體組成成分以及高危發(fā)熱值，提高了管理的自動(dòng)化、信息化水平。

氣體組分信息可視化：支持對(duì)不同設(shè)備的氣體組分進(jìn)行監(jiān)測，包括甲烷、氮?dú)?、CO? 等氣體所占比例，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)設(shè)備即可切換查看，實(shí)時(shí)掌控設(shè)備的運(yùn)行健康狀態(tài)。

耗能分析

對(duì)油氣站而言，提高運(yùn)營管理水平，降低運(yùn)行能耗，是降低企業(yè)輸油成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。圖撲軟件利用 HT 產(chǎn)品豐富的圖表、圖形設(shè)計(jì)元素將總耗電以及壓縮機(jī)耗電進(jìn)行可視化表達(dá)，并根據(jù)輸送方案，對(duì)油氣管道未來一周的能耗進(jìn)行預(yù)測，可有效查看機(jī)組能耗，提高能源利用效率。

能耗預(yù)測：對(duì)未來一周的耗電相關(guān)指數(shù)進(jìn)行全方位剖析，聚合關(guān)鍵指數(shù)，以專業(yè)視角進(jìn)行切入，實(shí)現(xiàn)預(yù)警和趨勢預(yù)測。對(duì)應(yīng)生成動(dòng)態(tài)的可視化圖表，提高用戶決策水平，引導(dǎo)油氣管道管理健康發(fā)展。

設(shè)備運(yùn)維

運(yùn)用 HT for Web 引擎強(qiáng)大的渲染技術(shù)搭建具備科技感的線框模式，將設(shè)備運(yùn)維管理更加直觀透明化。用戶可點(diǎn)擊場景中的仿真設(shè)備，查看設(shè)備運(yùn)行信息。

雙擊壓縮機(jī)房可進(jìn)入內(nèi)景，可查看壓縮機(jī)工作狀態(tài)。將機(jī)組的整體結(jié)構(gòu)分布情況進(jìn)行立體化的呈現(xiàn)，點(diǎn)擊設(shè)備模型即可查看設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，管道內(nèi)不同顏色的流動(dòng)效果代表著工藝走向。

點(diǎn)擊場景內(nèi)壓縮機(jī)即可查看機(jī)器拆解過程，2D 面板重點(diǎn)顯示壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)、安裝信息、設(shè)備參數(shù)、歷史故障、歷史維修、歷史保養(yǎng)、備品備件等詳細(xì)信息。

能源安防

圖撲 HT 輕量化建模方式搭建的天然氣站解決方案，支持針對(duì)能源安全方面著重監(jiān)控管理，通過園區(qū)/設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能預(yù)警系統(tǒng)，幫助用戶快速識(shí)別和應(yīng)對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)，有效保障天然氣站的安全運(yùn)營。

智能巡檢

在天然氣站園區(qū)內(nèi)，巡檢智能機(jī)器人按照指定線路，對(duì)各個(gè)點(diǎn)位設(shè)備逐一進(jìn)行巡檢排查。機(jī)器人采集實(shí)時(shí)可視化運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，將異常數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給控制中心，為用戶提供決策依據(jù)。

結(jié)構(gòu)掃描

透明化建筑外觀采用了 HT 線框建筑模型，能夠直觀查看設(shè)備整體布局結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)設(shè)施出現(xiàn)故障時(shí)，頁面設(shè)備模型會(huì)變?yōu)?strong>紅色預(yù)警樣式，以可視化的方式提醒用戶，便于及時(shí)防控和采取相應(yīng)措施。

現(xiàn)場視頻

通過圖撲軟件 HT 打造的三維可視化系統(tǒng)支持根據(jù)現(xiàn)場攝像頭實(shí)際點(diǎn)位，接入所對(duì)應(yīng)的攝像頭視頻畫面，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)影像實(shí)時(shí)還原。一旦管轄區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控?cái)z像頭拍攝到異?，F(xiàn)象，系統(tǒng)會(huì)把攝像頭信號(hào)調(diào)到顯示大屏上，同時(shí)報(bào)警裝置響起，提醒相關(guān)人員查看、解決問題。

圖撲 HT 還可以提供視頻融合技術(shù)，通過圖形圖像處理的技術(shù)，將視頻畫面與三維場景圖形進(jìn)行疊加。將視頻信號(hào)按照三維場景的虛擬攝像機(jī)位置、角度和視野進(jìn)行校準(zhǔn)，使視頻畫面與場景實(shí)現(xiàn)一致的視覺效果，達(dá)到視頻融合。通過視頻融合可以提供更直觀、全面的視覺信息，幫助用戶更好地理解和分析場景中的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻。

消防模擬

由于天然氣具有可燃性，對(duì)于存儲(chǔ)量巨大的天然氣站而言存在極高的潛在危險(xiǎn)，因此對(duì)安全性的要求異常嚴(yán)格。監(jiān)控大屏支持預(yù)設(shè)消防通道規(guī)劃、人員救援方案，并應(yīng)用圖撲 HT 數(shù)字孿生技術(shù)打造火災(zāi)消防模擬流程，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害管理場景的歷史可重現(xiàn)、現(xiàn)實(shí)可演繹和未來可預(yù)知。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)大屏

圖撲軟件曾采使用 2.5D 組態(tài)設(shè)計(jì)形式搭建過智慧油田大屏，深入展示油田生產(chǎn)過程中各項(xiàng)業(yè)務(wù)的工藝流程，以及分析設(shè)備性能、生產(chǎn)狀態(tài)等相關(guān)指標(biāo)。用這種數(shù)字化和智能化的管理方式，保障生產(chǎn)的安全與高效。

案例選以四川地圖為基礎(chǔ)，詳細(xì)闡述整個(gè)省份的油田分布情況。

三相分離器

通過 HT 可視化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)三相分離器各項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，將油田生產(chǎn)的自動(dòng)化與信息化有機(jī)結(jié)合，并將物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于油氣生產(chǎn)流程中。

增壓泵

注水是一種二次采油方法。通過注水井向地層注水，將地下原油驅(qū)替到生產(chǎn)井，增加一次采油后原油的采收率。

注水井

用來向油層注水的井。在油田開發(fā)過程中，通過專門的注水井將水注入油藏，保持或恢復(fù)油層壓力，使油藏有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力，以提高油藏的開采速度和采收率。

鉆探

當(dāng)完成油藏的勘探，確定了油藏類型和儲(chǔ)量，就會(huì)進(jìn)行鉆井作業(yè)、固井。當(dāng)射孔鉆開油氣層、地面設(shè)施建設(shè)完畢，安裝完井口裝置，標(biāo)志著石油開采的基礎(chǔ)條件已經(jīng)具備。

通過這種高效的可視化監(jiān)控方式，不僅提升了油田生產(chǎn)的透明度和可控性，還大幅增強(qiáng)了運(yùn)營管理的效率，為行業(yè)未來的發(fā)展提供了智能化、綠色化、數(shù)字化支持。

能源工藝

該石油工業(yè)可視化案例選用扁平插畫風(fēng)格來展現(xiàn)，使畫面更加簡潔明快，突出展示了石油化工業(yè)務(wù)的關(guān)鍵要點(diǎn)。

石油工業(yè)信息總覽

石油是工業(yè)的“血液”，是重要的工業(yè)能源。石油工業(yè)涵蓋了油田地質(zhì)勘探、油田開發(fā)、石油開采、輸送以及煉制加工等多個(gè)環(huán)節(jié)。通過 HT 引擎輔以可交互的 2D 組態(tài)場景，用戶即可依據(jù)平臺(tái)的石油工業(yè)運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)據(jù)監(jiān)控和維護(hù)。

石油開采實(shí)時(shí)監(jiān)控

應(yīng)用圖撲軟件 HT 2D 渲染模型，將清管閥、緊急切斷閥等設(shè)備、管線及其他生產(chǎn)相關(guān)的信號(hào)采集處理器進(jìn)行直觀呈現(xiàn)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)更新設(shè)備運(yùn)行效率、機(jī)組實(shí)時(shí)功率等數(shù)據(jù)，即可對(duì)石油開采動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的科學(xué)、有效和自動(dòng)化生產(chǎn)與管理。

石油管道運(yùn)輸

石油管道運(yùn)輸系統(tǒng)圍繞輸油管線、輸油站以及油罐車以及成分參數(shù)進(jìn)行 2D 可視化動(dòng)態(tài)展示。動(dòng)態(tài)監(jiān)測的主要包括油井的液位、水位、可容量、可發(fā)量、油溫度、油質(zhì)量等參數(shù)屬性，以及油品占比及當(dāng)日儲(chǔ)罐動(dòng)態(tài)、當(dāng)日發(fā)貨動(dòng)態(tài)的收發(fā)油量等數(shù)據(jù)。同步顯示石油管道車開關(guān)狀態(tài)、綜合報(bào)警、超扭矩等信息。

審核編輯 黃宇