[發(fā)明專利]海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310507790.8
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103559339A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉義勇;李小龍;李新仲;魏群;譚珮琮;郭宏;余敏;李清平;譚越;繆青海;魏魯雙;白衛(wèi)峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海石油深海開發(fā)有限公司;中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F9/455;G06T17/00
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44314
• 代理人: 張約宗;張秋紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及虛擬仿真系統(tǒng)，尤其涉及一種海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國海洋石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，海上油氣田的開發(fā)進入蓬勃發(fā)展的階段，國家相繼在東海、南海儲油海域正在建設(shè)或規(guī)劃了一系列的海上油氣田開發(fā)項目。在深海石油開發(fā)項目中，海底生產(chǎn)系統(tǒng)的整體布局、連接方案設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)備選擇是其中非常重要的設(shè)計工作。而現(xiàn)階段這些設(shè)計工作，還停留在“圖紙上繪制”的階段，即借助計算機輔助設(shè)計平臺，在海底平面地形圖上進行水下生產(chǎn)系統(tǒng)的布局設(shè)計。這種傳統(tǒng)設(shè)計方式限于二維呈現(xiàn)，方式不但不直觀，而且工作量較大。設(shè)計人員通常采用手工作圖法進行分析計算，由于計算繁瑣，測量誤差較大而容易出錯，而且消耗大量的人力物力。另外，海洋石油開發(fā)項目屬于國家戰(zhàn)略開發(fā)項目，投資巨大，在項目規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)階段往往要通過大量的審批和驗收工作，在和各級政府、非專業(yè)人士交流時，平面圖形的二維呈現(xiàn)方式嚴重制約了其對海底生產(chǎn)系統(tǒng)的理解，為項目的規(guī)劃、設(shè)計工作增加了不必要的障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種整體布局方案設(shè)計的水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)，包括：

海洋環(huán)境及油藏地質(zhì)構(gòu)造模塊，存儲海床地貌的三維地形模型；

水下生產(chǎn)系統(tǒng)三維模型庫，存儲水下生產(chǎn)系統(tǒng)的三維部件模型；

整體布局及連接方案設(shè)計模塊，與海洋環(huán)境及油藏地質(zhì)構(gòu)造模塊、水下生產(chǎn)系統(tǒng)三維模型庫分別相連接，并從海洋環(huán)境及油藏地質(zhì)構(gòu)造模塊中導(dǎo)出海床地貌的三維地形模型，從水下生產(chǎn)系統(tǒng)三維模型庫中導(dǎo)出水下生產(chǎn)系統(tǒng)的三維部件模型，將三維部件模型按照布局原則布置在三維地形模型上；

結(jié)果顯示及輸出模塊，與整體布局及連接方案設(shè)計模塊相連接，結(jié)果顯示及輸出模塊提供三維漫游顯示自動生成算法，提供模型參數(shù)、特征坐標信息的查詢，提供預(yù)制生產(chǎn)系統(tǒng)主要部件安裝過程的動畫演示功能，提供水下生產(chǎn)系統(tǒng)整體布置三維圖和平面圖的自動生成功能，提供水下機器人ROV干涉報告的自動生成功能；以及

文件管理模塊，與整體布局及連接方案設(shè)計模塊、結(jié)果顯示及輸出模塊分別相連接，對海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)涉及的文件和數(shù)據(jù)進行管理。

本發(fā)明的海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)中，整體布局及連接方案設(shè)計模塊包括布局設(shè)計模塊、信息查詢模塊、UCS與取點模塊和輔助設(shè)計模塊，其中：

布局設(shè)計模塊用于導(dǎo)入三維地形模型和三維部件模型，在三維地形模型上進行整體布局，對三維部件模型之間進行管線連接設(shè)計，并進行水下機器人的干涉判斷；

信息查詢模塊用于對三維地形模型及三維部件模型進行屬性查詢；

UCS與取點模塊用于進行取點操作；

輔助設(shè)計模塊對三維地形模型及三維部件模型進行包括快速選擇、對齊、清理、創(chuàng)建視圖的操作。

本發(fā)明的海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)中，結(jié)果顯示及輸出模塊包括三維顯示及查詢模塊、動畫顯示模塊和圖形及報告模塊，其中：

三維顯示及查詢模塊，實現(xiàn)水下生產(chǎn)系統(tǒng)整體布局的三維動態(tài)漫游顯示功能，提供三維漫游顯示自動生成算法，提供模型參數(shù)、特征坐標信息的查詢；

動畫顯示模塊，實現(xiàn)將預(yù)先針對水下生產(chǎn)系統(tǒng)關(guān)鍵部位安裝過程制作的動畫提取并演示的功能；

圖形及報告模塊，實現(xiàn)從三維虛擬場景中導(dǎo)出水下生產(chǎn)系統(tǒng)整體布置三維圖和平面圖，生成水下機器人干涉報告。

本發(fā)明的海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)中，海洋環(huán)境及油藏地質(zhì)構(gòu)造模塊，提供的信息包括海洋油氣田采油區(qū)域表面范圍經(jīng)緯度、水深、壓力、水密度、和／或鹽度。

本發(fā)明的海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)中，水下生產(chǎn)系統(tǒng)三維模型庫為開放式，用于新增三維部件模型。

本發(fā)明的海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)中，水下生產(chǎn)系統(tǒng)三維模型庫的三維部件模型包括管匯、采油樹、管道終端、跨接管、海管、海底分配中心和水下機器人。

本發(fā)明的海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)中，管匯、采油樹和海底分配中心實現(xiàn)參數(shù)化建模功能。

本發(fā)明的海洋石油水下生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)中，整體布局及連接方案設(shè)計模塊，提供坐標系統(tǒng)生成算法，提供水下生產(chǎn)系統(tǒng)整體布局算法，提供水下管線的快速連接算法，將三維部件模型按照布局原則布置在三維地形模型上，通過海底管線、跨接管、管道終端實現(xiàn)海底各生產(chǎn)系統(tǒng)的快速連接。