基于PDMS的海洋平台换热器成橇智能设计研究

摘 要：换热器是海洋石油平台的十分常见的工艺处理设备之一，本文结合国内海上平台工程项目实例进行应用分析，主要介绍了利用PDMS软件参数化模板设计和软件二次开发的智能出图系统，实现海洋平台换热器智能化快速设计出图[1]，不仅缩短了产品设计周期，而且有效降低设计成本。

关键词：PDMS;换热器;智能化设计;智能出图

近年来，国际油价的剧烈波动让全球各大石油公司经历了一次次变革重组，依靠油价上涨实现石油行业稳定可持续发展的思路逐渐被打破。随着行业用工成本增加、企业创新不足、机构繁多决策缓慢等运营缺陷的不断凸显，各大石油公司纷纷依托智能化和数字化技术寻求新的发展路径，打破传统油气行业的认知。

为满足行业市场竞争的需要，响应中海油2018年数字化戰略发展的整体要求，本文以海洋石油平台常见的管壳式换热器为例，相比目前行业通用的三维仿真设计方法，利用PDMS软件模块的二次开发，实现海洋石油平台换热器成橇智能设计，减少设计人工时投入，降低产品设计成本。

1 海洋石油平台换热器的橇装总图传统设计方法

工业三维仿真设计软件应用日趋广泛，常用的软件有：Smart 3D、Cadworx、Solidworks等，与其他三维软件相比，PDMS在软件操作的功能性和二次开发的拓展性优势显著，海洋平台换热器成橇设计目前主要依靠工程师利用三维设计软件PDMS完成。设备模型设计往往依靠3D工程师对照换热器机械本体简图尺寸，利用“搭积木”模式完成设计，然后通过Draft模块抽取三向线性视图，再利用AutoCAD软件进行设备仪表位号和尺寸等信息的手工标注。经计算统计，完成上述换热器橇设计出图任务，需要至少投入7.5个人工时。

整个设计流程虽然已采用软件信息化技术手段替代传统的AutoCAD二维制图模式，但当产品市场需求激增时，现有的设计工作效率无法满足项目产品交付周期需求。

2 海洋平台换热器成橇智能化设计方法

本方法基于PDMS软件内置参数化设备模板设计，采用PML语言编写程序，完成智能出图系统开发。

2.1 换热器本体参数化设计

根据换热器本体设计简图提取三维设计所需换热器关键尺寸和定位信息。按照PDMS软件中的换热器参数化设计定制模板，填写换热器本体、管嘴、鞍座、垫墩等尺寸数据信息。

2.2 橇内管道布置及元件属性自定义

利用PDMS软件Piping模块对橇内管线、阀门进行布置设计，同时针对对外接管法兰元件进行管口编码信息和命名等属性进行自定义赋值。

2.3 应用智能出图系统抽图

在PDMS软件的Design模块启动智能出图系统，加载图纸标注所需的系统图形数据库，进入智能出图模块主菜单，在智能出图系统中选取换热器橇所在ZONE单元，见图1。利用已定制的标准橇图图框模版，点击自动抽取dwg格式文件。运行智能出图系统程序。出图完毕后，打开查看含尺寸标注和对外接口信息的橇装总图文件，见图2。

3 项目实例应用分析

以公司单年承揽的渤海、南海等海上平台项目总计30台换热器橇为例，通过智能设计系统应用，单台换热器成橇设计由原来7.5小时缩减至1.5小时，人员所需工时缩减80%，一年可节省近1100个人工时，折合人工成本费约10万元。

该成橇智能化设计方法未来可推广至闭排罐、分离器、压力水罐等绝大多数压力容器成橇设计工作中，并且可为天然气压缩机橇等复杂的天然气处理橇装产品的模块化设计提供有力支持，利于提升整个技术团队的智能化设计能力和技术服务水平。

4 结语

本文基于PDMS软件参数化模版定制及软件二次开发，对海洋平台换热器成橇智能设计进行了可行性应用研究，目前已在项目中得到成功测试应用。通过软件系统测试结果分析，参数化设备模块设计和软件智能出图系统的二次开发是未来油气工程设计领域的发展方向，其提高设计效率、降低人工成本、缩减工作周期的优势十分明显，具有很好的应用推广价值。

参考文献：

[1]王辉.PDMS三维设计软件在模块化设计中的应用[J].化工设计，2016，26（6）：18-22.

作者简介：

韩旭（1987- ），男，大学本科，主要从事总体配管和三维仿真技术方面研究工作。