油气田地面工程数字化设计系统技术方案

本发明专利技术涉及油气田地面工程技术领域，具体公开了一种油气田地面工程数字化设计系统。该系统包括：基础层、数据层、应用层。基础层，实现三维图形构建，数据层工程数据的数据承载与配置，云存储、云操作、云计算及跨平台、跨硬件协同设计；数据层，提供通用的油气田地面工程材料数据库、元件数据库、二维图库和业务流程；应用层，提供二维设计、三维设计和专业设计。本发明专利技术实现了各层实现本层任务，每层功能模块实现单一任务需求；功能模块之间实现了模块间接口精炼，数据传递明确，模块间既能独立运行又能相互配合；实现了二维流程、三维可视、多专业协同、碰撞检查、出图开料等正向设计流程，提高设计质量和效率。计质量和效率。计质量和效率。

【技术实现步骤摘要】
油气田地面工程数字化设计系统


[0001]本专利技术涉及油气田地面工程
，尤其涉及油气田地面工程数字化设计


技术介绍

[0002]在油气田地面工程地面工程设计领域，目前通常有两种设计方式：一是利用二维CAD进行人工设计，然后现场根据图纸施工，该方式通常用于小型项目的设计；二是利用通用二维平面设计软件绘制工艺仪表流程图，然后利用通用三维设计软件进行三维设计并出图开料，该方式主要用于大中型项目的设计。
[0003]随着社会的发展，特别是数字化技术的发展，以上两种传统的油气田地面工程设计方式已无法满足业主对油气田地面工程快速开发、迅速上产的要求。综合来看，现有技术主要存在以下缺陷：一是现有设计平台架构缺乏对油气田地面工程设计行业的专有特性支持，例如其材料数据库、元件库未进行专项开发定制；二是现有设计平台架构对协同设计支持能力有限，除配管专业外，通用专业功能较弱且导入导出接口考虑不充分，缺乏专业内部集成设计能力；三是现有设计平台对碰撞检查、出图开料支持能力不足，相关规则定制方式复杂；四是现有设计平台架构未充分考虑云架构，跨平台、异地设计软件实施、部署能力缺乏。

技术实现思路

[0004]本专利技术将软件架构技术、数字化技术和工程设计技术结合在一起，充分考虑油气田地面工程作为特殊流程工业设计特点，弥补了现有技术油气田地面工程数字化设计软件材料库、元件库、接口和多专业协同等能力的架构不足。
[0005]本专利技术实现了各层实现本层任务，每层功能模块实现单一任务需求；功能模块之间实现了模块间接口精炼，数据传递明确，模块间既能独立运行又能相互配合。
[0006]本专利技术实现了油气田地面工程专用数据库和元件库、二维流程、三维可视、导入导出接口、多专业协同、碰撞检查、出图开料等正向设计流程，充分提高设计质量和效率。
[0007]本专利技术所采用的技术方案是：一种油气田地面工程数字化设计系统，其特征在于，其包括：基础层、数据层、应用层；
[0008]所述基础层，用于实现三维图形构建，数据层工程数据的数据承载与配置，云存储、云操作、云计算及跨平台、跨硬件协同设计功能；
[0009]所述数据层，用于提供通用的油气田地面工程材料数据库、元件数据库、二维图库和业务流程功能；
[0010]所述应用层，用于提供二维设计、三维设计和专业设计功能。
[0011]优选的，所述基础层包括：三维图形平台模块、工程数据库模块和云架构模块；
[0012]所述三维图形平台模块包括：图形引擎单元、几何建模单元、约束求解单元和二次开发单元；所述图形引擎单元，用于建立三维图形引擎，对三维图形引擎进行功能封装，通
过调用相应函数实现三维引擎功能；所述几何建模单元用于进行几何建模；所述约束求解单元用于进行约束求解；所述二次开发单元用于进行二次开发；
[0013]所述工程数据库模块包括：数据管理单元、系统配置单元、资源分配单元、数据查询单元、数据集成单元和数据备份单元；分别用于实现工程数据库的数据管理、系统配置、资源分配、数据查询、数据集成和数据备份功能；
[0014]所述云架构模块包括：客户端单元、服务器单元、跨平台单元、云存储单元、云计算单元和云协同单元；所述客户端单元、服务器单元分别实现客户端的数据访问和服务器部署；所述跨平台单元实现多设备、多终端的访问功能；所述云存储单元和云计算单元实现数据存储和数据计算功能；所述云协同单元实现云端多任务、多专业协同设计功能。
[0015]优选的，所述数据层包括：材料数据库模块、元件数据库模块、二维图库模块和业务流程模块；
[0016]所述材料数据库模块包括：维护工具单元、接口调用单元、数据维护单元和数据定制单元；所述维护工具单元实现材料数据库的数据维护实现工具功能；所述接口调用单元实现在基础层工程数据库模块上开发材料数据库定义软件接口，利用该接口将常用油气田地面工程材料标准定义到建筑、结构、管道、电力、自控专业的子库，通过专业子库定义专业材料的各类属性、等级；所述数据维护单元实现材料数据库具体数据的删除、修改和更新；所述数据定制模块实现材料数据库的批量数据定制功能；
[0017]所述元件数据库模块包括：维护工具单元、接口调用单元、数据维护单元和数据定制单元；所述维护工具单元实现该模块元件数据库的数据维护实现工具功能；所述接口调用单元实现将各专业软件的成果双向导入本系统功能；所述数据维护单元实现元件数据库具体数据的删除、修改和更新；所述数据定制模块实现元件数据库的批量数据定制功能；
[0018]所述二维图库模块包括：数据维护单元、维护工具单元、符号定制单元和规则定制单元；所述数据维护单元负责二维数据库的符号数据的定义、属性定义、复用功能的实现；所述维护工具单元提供二维图库符号定制、删除、更新和修改工具；所述符号定制单元实现油气田地面工程P&ID符号，包含符号外形、符号的通用和特有属性信息；所述规则定制单元负责应用规则管理工具定义符号放置、连接、质量检查功能；
[0019]所述业务流程模块包括：设计校审单元、电子签章单元、资料互提单元和成果存档单元；所述设计校审单元实现项目及附属的单元、单体和人员建立工作流程和数据流程的矩阵，将人员、角色矩阵与工作流程进行调用匹配功能；所述电子签章单元、资料互提单元和成果存档单元分别实现电子签章、设计过程中的资料互提和设计成果存档功能。
[0020]优选的，所述应用层包括：二维设计模块、三维设计平台模块、通用三维设计模块和专业设计模块。
[0021]所述二维设计模块包括：设备符号单元、管线符号单元、仪表符号单元和属性生成单元；所述设备符号单元实现油气田地面工程设备符号的绘制功能；所述管线符号单元通过建立P&ID布置界面，采用二维图库模块驱动P&ID的绘制，P&ID通过图形接口联动二维图库模块的二维符号、通过属性接口联动符号属性，实时绘制结果在布置界面显示并在工程数据库中动态存储；所述仪表符号单元实现仪表符号的绘制功能；所述属性生成单元负责属性输入、版本管理、二维图纸与报表的输出等功能；
[0022]所述三维设计平台模块包括：专业协同单元、碰撞检查单元、出图开料单元和规则
权限单元；所述专业协同单元，提供不同专业之间的数据协同机制，预留与工艺专业系统，以及P&ID双向集成机制，以实现多专业的实时模型显示、交互及数据协同能力；所述碰撞检查单元，具备多专业碰撞检查和用户指定专业间的碰撞检查能力，能够进行碰撞规则和碰撞忽略规则定义，能够一键生成碰撞检查报告；所述出图开料单元，包括平立剖面图和ISO图、自动标注、生成、编辑，出图模板和开料模版的用户界面化定义能力，并负责完成各专业通用出图和开料模板的定制；所述规则权限单元，按照油气田地面工程特点，按照人员角色和专业，设定人员权限；
[0023]所述通用三维设计模块包括：工程结构单元、设计导航单元、视图控制单元和工作空间单元；所述工程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气田地面工程数字化设计系统，其特征在于，其包括：基础层、数据层、应用层；所述基础层，用于实现三维图形构建，数据层工程数据的数据承载与配置，云存储、云操作、云计算及跨平台、跨硬件协同设计功能；所述数据层，用于提供通用的油气田地面工程材料数据库、元件数据库、二维图库和业务流程功能；所述应用层，用于提供二维设计、三维设计和专业设计功能。2.如权利要求1所述油气田地面工程数字化设计系统，其特征在于，所述基础层包括：三维图形平台模块、工程数据库模块和云架构模块；所述三维图形平台模块包括：图形引擎单元、几何建模单元、约束求解单元和二次开发单元；所述图形引擎单元，用于建立三维图形引擎，对三维图形引擎进行功能封装，通过调用相应函数实现三维引擎功能；所述几何建模单元用于进行几何建模；所述约束求解单元用于进行约束求解；所述二次开发单元用于进行二次开发；所述工程数据库模块包括：数据管理单元、系统配置单元、资源分配单元、数据查询单元、数据集成单元和数据备份单元；分别用于实现工程数据库的数据管理、系统配置、资源分配、数据查询、数据集成和数据备份功能；所述云架构模块包括：客户端单元、服务器单元、跨平台单元、云存储单元、云计算单元和云协同单元；所述客户端单元、服务器单元分别实现客户端的数据访问和服务器部署；所述跨平台单元实现多设备、多终端的访问功能；所述云存储单元和云计算单元实现数据存储和数据计算功能；所述云协同单元实现云端多任务、多专业协同设计功能。3.如权利要求1所述油气田地面工程数字化设计系统，其特征在于，所述数据层包括：材料数据库模块、元件数据库模块、二维图库模块和业务流程模块；所述材料数据库模块包括：维护工具单元、接口调用单元、数据维护单元和数据定制单元；所述维护工具单元实现材料数据库的数据维护实现工具功能；所述接口调用单元实现在基础层工程数据库模块上开发材料数据库定义软件接口，利用该接口将常用油气田地面工程材料标准定义到建筑、结构、管道、电力、自控专业的子库，通过专业子库定义专业材料的各类属性、等级；所述数据维护单元实现材料数据库具体数据的删除、修改和更新；所述数据定制模块实现材料数据库的批量数据定制功能；所述元件数据库模块包括：维护工具单元、接口调用单元、数据维护单元和数据定制单元；所述维护工具单元实现该模块元件数据库的数据维护实现工具功能；所述接口调用单元实现将各专业软件的成果双向导入本系统功能；所述数据维护单元实现元件数据库具体数据的删除、修改和更新；所述数据定制模块实现元件数据库的批量数据定制功能；所述二维图库模块包括：数据维护单元、维护工具单元、符号定制单元和规则定制单元；所述数据维护单元负责二维数据库的符号数据的定义、属性定义、复用功能的实现；所述维护工具单元提供二维图库符号定制、删除、更新和修改工具；所述符号定制单元实现油气田地面工程P&ID符号，包含符号外形、符号的通用和特有属性信息；所述规则定制单元负责应用规则管理工具定义符号放置、连接、质量检查功能；所述业务流程模块包括：设计校审单元、电子签章单元、资料互提单元和成果存档单元；所述设计校审单元实现项目及附属的单元、单体和人员建立工作流程和数据流程的矩

【专利技术属性】
技术研发人员：荆少东，王智，李毅，关晓龙，李其锐，刘花蕾，王华林，王苗，宗海颖，韩梦媛，马正峰，任茜茜，王秋露，王国栋，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司中石化石油工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：