CADMATIC для освоения шельфовых месторождений нефти и газа

Российская Федерация имеет значительные ресурсы нефти и газа, расположенные на шельфе. Активно морские месторождения разрабатываются также Норвегией, Азербайджаном, Ираном, рядом стран Персидского залива, Китаем, Бразилией, США и многими другими странами. Таким образом, уверенно можно говорить о том, что добыча морских нефтегазовых ресурсов в мире играет важнейшую роль.

В последние годы наша страна получила доступ к существующим и перспективным шельфовым нефтегазовым месторождениям в различных регионах страны и мира. Особый интерес представляют шельфовые месторождения в Арктике. В соответствии с Государственной программой развития Арктической зоны РФ для структуризации плана по развитию Арктического региона были выделены восемь опорных зон для комплексного подхода к реализации проекта.

Комплексный проект планирования и обеспечения развития Арктического региона, направленный на достижение стратегических интересов и обеспечение национальной безопасности РФ в Арктике, можно соотнести с развитием каждой опорной зоны, Северного морского пути и взаимодействием по реализации комплексных проектов территориального развития, созданием и реализацией инвестиционных проектов, развитием энергетической инфраструктуры и объектов промышленности. Россия сможет поддерживать текущую нефтедобычу с имеющимися разведанными запасами до середины XXI в. Далее стране потребуются новые открытия на шельфе Арктики. По оценкам экспертов, к середине XXI в. как минимум каждый четвёртый баррель российской нефти будет добываться в арктических широтах.

Проблемы проектирования морских арктических сооружений

Для добычи нефтегазовых ресурсов в условиях арктического шельфа важную роль будут играть морские стационарные платформы, морские суда (например буровые), полупогружные буровые установки, суда снабжения платформ и т. д. В процессе проектирования этих сооружений перед инженерами возникает широкий спектр технически сложных задач, определяемых сложными условиями окружающей среды, в которых эксплуатируются платформы. Эффективное решение этих задач может быть найдено за счет применения современных комплексов автоматизированного проектирования. Одним из таких комплексов является комплекс CADMATIC, разработанный специалистами с большим опытом практической работы по проектированию морских сооружений.

Укрупненно весь процесс проектирования морских платформ (рис. 1) можно разбить на следующие этапы:

  • • инженерные изыскания;
  • • эскизное проектирование;
  • • детальное проектирование;
  • • подготовка и выпуск проектной документации.

Реализация перечисленных этапов – сложный и трудоемкий процесс, требующий значительного вложения средств. Снижения трудозатрат при общем повышении качества выполняемых работ можно добиться путем решения задач, позволяющих оптимизировать рассматриваемый процесс проектирования, к которым относятся:

  • • сокращение сроков и уменьшение «простоев» на этапе строительства;
  • • повышение качества и взаимодействия;
  • • сокращение капитальных вложений и эксплуатационных затрат.

Методы оптимизации процесса проектирования

Введение перспективных методов цифровизации алгоритмов, встроенных в программный комплекс CADMATIC, позволит повысить качество и скорость управления процессами проектирования, существенно улучшая управление изменениями. Следует отметить, что ПО CADMATIC разработано специалистами с большим опытом практической работы по проектированию морских сооружений, что позволило учесть все особенности данного проектного процесса, сделав его максимально понятным. Как правило, инженеры-проектировщики могут освоить и начать работать с программным обеспечением в течение 2–5 дней. Важной особенностью этого программного продукта является возможность облачного проектирования, что позволяет работать над одним проектом командам инженеров-проектировщиков со всего мира.

К главным проблемам в процессе проектирования относятся невозможность эффективно работать с большими объёмами общих баз данных, общими документами по проекту и обеспечивать обновление информации в заданные сроки. Доступ ко всем связанным с проектом данным и документам наиболее эффективно обеспечивает применение программного комплекса CADMATIC Information Management, который снижает риск принятия необоснованных решений и позволяет избежать дорогостоящих ошибок при проектировании, производстве, судостроении или монтаже, а также облегчает управление изменениями во время эксплуатации (рис. 2)

Разработка чертежей планировки и общего расположения является одним из основных и наиболее ответственных этапов создания проекта. Поэтому точность и профессиональное исполнение на данном этапе дают возможность избежать множества ошибок на дальнейших стадиях проектирования и повторно использовать существующие проекты. При такой организации работ ранее созданные проекты и стандарты могут быть использованы через библиотеку корпуса и оснащения. Специально разработанный модуль для диаграмм и схем P&ID позволяет пользователю легко определить параметры системы судна, а также быстро выполнить предварительную 3D-компоновку оборудования и оснастки. Планы безопасности, компоновочные чертежи, предварительные списки материалов и спецификаций, а также резервирование пространства – все это интегрировано с ядром CADMATIC – трехмерной моделью корабля или платформы. Эта же базовая модель проектирования позднее используется на этапе детального проектирования для детального моделирования, что позволяет избежать переделок.

Одной из сильных сторон ПО CADMATIC является возможность сохранения структурной топологии, характеристики труб, а также данных о компонентах и логистике, использования одних и тех же функций трехмерного моделирования на разных этапах проектирования – это те задачи, которые с легкостью решает система управления проектной информацией CADMATIC Information Management. 3D-модель должна легко обрабатываться для дальнейшего детального проектирования с использованием полностью интерактивной и простой трехмерной среды. Программа ускоряет создание аранжировок и позволяет создавать более точные и безопасные конструкции.

Во время создания проектов достаточно часто возникает проблема в части назначения специализированной информации для различных компонентов в составе проекта. Благодаря открытым, гибким, настраиваемым и удобным для пользователя атрибутам работа в программном комплексе CADMATIC гарантирует, что фаза детального проектирования будет завершена в кратчайшие сроки с проектами наилучшего качества. Интеллектуальные и интуитивно понятные функции обеспечивают точное и эффективное проектирование и разработку моделей. Топологические данные состоят из отношений между частями. Это означает, что при модифицировании какой-то части модели связанные части также изменяются, что позволяет легко вносить изменения и экономит много времени при внесении изменений. Для изготовления и сборки деталей, а 2D-чертежи должны обновляться при внесении изменений в модель, такой метод работы позволяет автоматически генерировать производственную информацию.

В течение жизненного цикла платформы или другого объекта может возникнуть необходимость в модернизации, например чтобы соответствовать новым экологическим стандартам. Используя технологию лазерного сканирования, можно сопоставить участки на борту и получить результирующие облака точек в CADMATIC для осуществления дальнейших работ над модернизацией проекта. Использование облаков точек в качестве эталона конструкции в 3D-модели позволяет лучше подготовить детали процесса и обеспечить идеальное соответствие элементов процесса. Это сокращает период проектирования, улучшает качество и значительно сокращает простои производства.

Независимо от того, происходит работа самостоятельно или вместе с другими проектными компаниями, для одного крупного клиента или для разных заказчиков, в каждом проекте ПО плавно адаптируется к этим меняющимся потребностям, в результате чего весь проект может быть завершен с CADMATIC. Программное обеспечение одинаково подходит для выполнения только определенных частей проекта. Его можно использовать для подготовки базовых трехмерных моделей проектирования, для доставки полного рабочего проекта и строительных чертежей подрядчику или для доставки всей необходимой производственной документации в цифровом формате на верфь.

Некоторые морские нефтегазовые проекты, выполненные с помощью CADMATIC

В современном проектировании остро встаёт задача возможности распределенной работы по строительству, т. е. возможности удаленно работать над одним проектом из разных точек города, страны и даже мира (рис. 3).

Многие постоянные клиенты используют программное обеспечение CADMATIC для своих офшорных проектов (рис. 4). Drydocks World Dubai является одним из таких клиентов, CADMATIC развила функциональность weld manager в сотрудничестве с Drydocks World Dubai, где инструмент используется ежедневно.

уется ежедневно. В качестве примера можно рассмотреть верфь Drydocks World Dubai – крупнейшую верфь на Среднем Востоке. Верфь строит новые суда (рис. 5, а), офшорные конструкции (рис. 5, б, в), осуществляет ремонт и модернизацию судов. В среднем верфь выполняет 350 проектов ежегодно, в основном это крупнотоннажные танкеры для перевозки нефти.

Совместимость работы с другими различными ПО по проектированию также является неотъемлемой частью работы в современном мире. CADMATIC сотрудничает со многими компаниями по проектированию и успешно ведёт работы по внедрению и интеграции отдельных модулей по проектированию с использованием различных ПО. (Tekla Structures ®, Aveva ®, Intergraph ®, Autocad ® и др.).

Эффективность и производительность

В настоящее время проектные и строительные предприятия сталкиваются со сложностью освоения и применения тяжёлых САПР в процессе проектирования офшорных нефтяных комплексов, платформ, промышленных объектов, а также инжиниринговых коммуникаций. Последствия трудностей освоения и негибкости тяжёлых САПР приводят к ошибкам и невыполнению заданных сроков, что в итоге понижает рентабельность проектов.

CADMATIC представляет собой более гибкую трёхмерную систему для автоматического проектирования, которая на 30 % сокращает сроки проектирования и увеличивает производительность по сравнению с аналогичными системами.

Современные программные решения CADMATIC созданы для достижения самого высокого качества и эффективности работы в сфере проектирования, управления проектами и цифровыми данными. Программное обеспечение CADMATIC является самым быстро осваиваемым среди аналогичных систем на мировом рынке. Уже доказано, что оно существенно уменьшает число ошибок, сокращает сроки проектирова ния, повышает эффективность управления изменениями и облегчает доступ к информации, а также позволяет создавать так называемый «электронный паспорт объекта».

Благодаря вышепредставленным технологиям проектировщики имеют возможность выполнять самые сложные морские и наземные проекты в кратчайшие сроки, независимо от того, за какую фазу проектирования вы несете ответственность: инженерные изыскания, эскизное проектирование, детальное проектирование, подготовка и выпуск проектной документации.

Основными преимуществами системы CADMATIC Plant Design являются:

  • • короткий период обучения работе с системой: срок базового периода обучения конечного пользователя составляет 5-6 дней;
  • • 3D-моделирование в CADMATIC Plant Design проходит на 30 % быстрее, чем в аналогичных системах;
  • • удобное и интуитивно понятное пользовательское меню;
  • • многие функции меню позволяют выполнить сложные операции моделирования за один шаг;
  • • система может быть легко настроена на стандарты, нормы и технологические операции проектной организации.

С учетом возможностей интеграции системы с любыми PDM, ERP и PLM системами заказчик проекта получает возможность использовать разработанную 3D-информационную модель с сопутствующей информацией на протяжении всего жизненного цикла проекта (рис. 6).

Стоимость и затраты на реализацию проектов

Одним из наиболее важных показателей эффективности реализации проекта является расчет экономической составляющей, под которым понимают как различные статьи затрат, так и общую рентабельность проекта. Стандартно затраты на информационные технологии и программное обеспечение составляют порядка 20 % от общей стоимости проекта. В соответствии с современными требованиями заказчиков проектные институты обязаны соответствовать указанным в контракте требованиям, привлекать к выполнению проектов высококвалифицированных специалистов в области IT и приобретать различные системы.

Таким образом стоимость программных продуктов напрямую влияет на конечный результат, расчет стоимости и прибыль от реализации любого проекта в промышленном секторе.

Большинство крупных разработчиков программ для комплексного 3D-проектирования заключили свои первые контракты с российскими предприятиями более 20 лет назад и конечно оказали неоценимую помощь предприятиям в освоении 3D-технологий и внедрении их в процессы проектирования. В большинстве своем речь идет о тяжелых САПР, которые при правильном использовании и настройке способны решать задачи комплексного проектирования. Однако такого порядка системы нуждались в серьезной доработке и достаточно трудны в изучении для пользователей, так как создавались на заре эры 3D промышленного проектирования и считалось, что пользователь (проектный институт или организация) лучше понимает, как доработать систему под свои собственные нужды и настроить ее наилучшим образом. Кроме того, своеобразная монополия на покупку только нескольких давно существующих на рынке программных продуктов естественным образом не давала возможность для снижения цены на данное ПО на протяжении многих лет.

Как уже было отмечено, программный комплекс CADMATIC Plant Design способен увеличить общую производительность и эффективность, это достигается более эффективным и современным подходом к автоматизации процессов проектирования, строительства и эксплуатации. Автоматизация легко настраивается и не требует многолетней настройки и длительного внедрения системы. Программные модули не перегружены и просты для освоения пользователями, но в то же время быстро и эффективно справляются с поставленными задачами: проектированием технологических схем и диаграмм, созданием 3D-информационной модели в выпуске всего необходимого комплекса документации по проекту. Ценовая политика компании CADMATIC относительно программных комплексов CADMATIC Plant Design и CADMATIC Information Management на 35–40 % ниже стоимости эшелона САПР, пришедших на российский рынок несколько десятилетий назад. Этот факт только дополняет технические преимущества, которыми обладает система.

CADMATIC – современная, динамично развивающаяся компания, клиенты которой – признанные лидеры мирового энергетического, нефтегазового и других секторов промышленности. Основными критериями выбора программного комплекса CADMATIC являются экономическая обоснованность, эффективность и качество выполнения проектов, а основными параметрами эффективности – сокращение затрат и увеличение прибыли предприятий.

Авторы:

И.В. Староконь, зав. кафедрой, канд. техн. наук РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина;

Ю.М. Овсянников, специалист по приложению;

А.В. Танцоров, менеджер по продажам и технический специалист;

В.В. Новолокина, менеджер по продажам