智慧油氣合集 數(shù)字孿生實現(xiàn)全生命周期管理

石油和天然氣在當今社會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)動者，帶動了勘探、開采、處理和運輸等方面的技術(shù)進步。

圖撲軟件運用自主研發(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)、運輸、能源經(jīng)營管理提供全新的數(shù)字化管理手段。推動企業(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、3D 設(shè)計到交互、動效皆有一站式的開發(fā)工具，設(shè)計師和程序員能實現(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)詳細涵蓋了天然氣開采的各項工藝流程，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、起鉆、換鉆頭、下鉆、完井、電測、下套管及固井作業(yè)等各個環(huán)節(jié)。通過搭載多樣化感知設(shè)備，將井下數(shù)據(jù)實時傳輸至系統(tǒng)，實現(xiàn)對開采過程的實時監(jiān)測和安全管理。

智慧天然氣開采界面實現(xiàn)可交互式的三維場景，場景內(nèi)進行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)。兩側(cè) 2D 面板接入實時數(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)計信息：可通過當月耗電量和產(chǎn)氣量的比率判斷氣井內(nèi)的滲水情況，及時采取補救措施。

報警信息：在中控室就能通過圖撲的可視化大屏實現(xiàn)遠程監(jiān)控設(shè)備故障，及時通知工程人員進行維修。

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)進行資源分配。

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

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

儲氣量：全廠所有罐組儲氣量以百分比形式展示。

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

能源輸送

該案例通過圖撲軟件 HT 可視化打造油氣管道運輸三維監(jiān)控頁面。初始進入場景，首頁選用 2022 年西氣東輸主要成果進行展示，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，鼠標左鍵雙擊 “圖撲油氣站” 標簽，即可下鉆至油氣站點可視化場景。通過對油氣管道站內(nèi)設(shè)備、建筑、道路、綠化等進行三維建模，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)備運維、安全防護以及廠區(qū)監(jiān)控等多個板塊。圖撲軟件支持對接物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)，實現(xiàn)管理中心的智能感知和分析計算。

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)計圖等多樣化圖表形式。實時可視化展示了分輸量數(shù)據(jù)、進出站壓力、壓縮機運行狀態(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)?！耙粡垐D”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行可視化表達，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，實現(xiàn)了分輸監(jiān)測由人工主導(dǎo)向智能控制的轉(zhuǎn)變。

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

產(chǎn)量分析

接入產(chǎn)量數(shù)據(jù)至 HT 可視化平臺，實時展示各支路瞬時產(chǎn)量、平均產(chǎn)量。點擊設(shè)備編號可查看設(shè)備氣體組成成分以及高危發(fā)熱值，提高了管理的自動化、信息化水平。

氣體組分信息可視化：支持對不同設(shè)備的氣體組分進行監(jiān)測，包括甲烷、氮氣、CO? 等氣體所占比例，點擊對應(yīng)設(shè)備即可切換查看，實時掌控設(shè)備的運行健康狀態(tài)。

耗能分析

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

能耗預(yù)測：對未來一周的耗電相關(guān)指數(shù)進行全方位剖析，聚合關(guān)鍵指數(shù)，以專業(yè)視角進行切入，實現(xiàn)預(yù)警和趨勢預(yù)測。對應(yīng)生成動態(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)備運維

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

雙擊壓縮機房可進入內(nèi)景，可查看壓縮機工作狀態(tài)。將機組的整體結(jié)構(gòu)分布情況進行立體化的呈現(xiàn)，點擊設(shè)備模型即可查看設(shè)備實時運行數(shù)據(jù)，管道內(nèi)不同顏色的流動效果代表著工藝走向。

點擊場景內(nèi)壓縮機即可查看機器拆解過程，2D 面板重點顯示壓縮機技術(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，支持針對能源安全方面著重監(jiān)控管理，通過園區(qū)/設(shè)備實時監(jiān)控、智能預(yù)警系統(tǒng)，幫助用戶快速識別和應(yīng)對潛在風(fēng)險，有效保障天然氣站的安全運營。

智能巡檢

在天然氣站園區(qū)內(nèi)，巡檢智能機器人按照指定線路，對各個點位設(shè)備逐一進行巡檢排查。機器人采集實時可視化運行數(shù)據(jù)并進行分析，將異常數(shù)據(jù)及時反饋給控制中心，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)和運行狀態(tài)。當設(shè)施出現(xiàn)故障時，頁面設(shè)備模型會變?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)場攝像頭實際點位，接入所對應(yīng)的攝像頭視頻畫面，實現(xiàn)廠區(qū)影像實時還原。一旦管轄區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控攝像頭拍攝到異?，F(xiàn)象，系統(tǒng)會把攝像頭信號調(diào)到顯示大屏上，同時報警裝置響起，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行疊加。將視頻信號按照三維場景的虛擬攝像機位置、角度和視野進行校準，使視頻畫面與場景實現(xiàn)一致的視覺效果，達到視頻融合。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時監(jiān)控視頻。

消防模擬

由于天然氣具有可燃性，對于存儲量巨大的天然氣站而言存在極高的潛在危險，因此對安全性的要求異常嚴格。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，實現(xiàn)災(zāi)害管理場景的歷史可重現(xiàn)、現(xiàn)實可演繹和未來可預(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。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)，詳細闡述整個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)對三相分離器各項數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，將油田生產(chǎn)的自動化與信息化有機結(jié)合，并將物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(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，使油藏有較強的驅(qū)動力，以提高油藏的開采速度和采收率。

鉆探

當完成油藏的勘探，確定了油藏類型和儲量，就會進行鉆井作業(yè)、固井。當射孔鉆開油氣層、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，還大幅增強了運營管理的效率，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。

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)平臺的石油工業(yè)運行流程實現(xiàn)全面的數(shù)據(jù)監(jiān)控和維護。

石油開采實時監(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)的信號采集處理器進行直觀呈現(xiàn)。系統(tǒng)實時更新設(shè)備運行效率、機組實時功率等數(shù)據(jù)，即可對石油開采動態(tài)數(shù)據(jù)的科學(xué)、有效和自動化生產(chǎn)與管理。

石油管道運輸

石油管道運輸系統(tǒng)圍繞輸油管線、輸油站以及油罐車以及成分參數(shù)進行 2D 可視化動態(tài)展示。動態(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，以及油品占比及當日儲罐動態(tài)、當日發(fā)貨動態(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)、綜合報警、超扭矩等信息。

審核編輯 黃宇