Цифровое моделирование объектов нефтегазовой промышленности

Компания ООО «Волгограднефтепроект» (г. Волгоград) стала победителем Всероссийского конкурса «BIM-технологии 2019/20», итоги которого были подведены в Москве. Компания заняла I место в номинации «Информационное моделирование существующих объектов» за проект «Построение цифровых моделей морских платформ в Каспийском море» и I место в номинации «Общие подходы к реализации информационного моделирования» за проект «Информационный менеджмент на основе методологии информационного моделирования и цифровых двойников».

a00c1657b7f9fb8996a83597a8162cf5.png

Об истории компании

Компания ООО «Волгограднефтепроект» выросла из отдела обустройства, действовавшего в составе проектного института АО «ВолгоградНИПИнефть».

В 2007 г. в ходе реформирования АО «ВолгоградНИПИнефть» (в настоящее время институт выполняет полный цикл геологоразведочных и проектных работ, связанных с бурением и проектированием всех видов скважин) была создана самостоятельная проектная структура – институт ООО «Волгограднефтепроект». Таким образом, один отдел, где работали 20 человек, превратился в крупную проектную организацию, численность сотрудников которой на сегодняшний день составляет более 250 человек.

За период своего существования компания ООО «Волгограднефтепроект» выполнила немало сложных и интересных проектов, которые были успешно реализованы. В этом перечне – газоперерабатывающие заводы, протяженные линейные участки трубопроводов, морские сооружения. «Проектируя подобные объекты, ООО «Волгограднефтепроект» не только развивается, но и открывает новые направления деятельности. Так, работая в партнерстве с известными российскими и иностранными компаниями, специалисты ООО «Волгограднефтепроект» освоили деятельность по разработке и внедрению автоматизированных систем (системы управления инженерными данными), оказанию услуг по независимой сертификации объектов информационного менеджмента, а также по техническому сопровождению строительства. При этом мы никогда не забывали о своей профильной деятельности – проектировании промышленных объектов и сооружений», – отметил Сергей Голуб, начальник отдела комплексного проектирования ООО «Волгограднефтепроект».

aeec7fa3234694c7a5c0fb886bbe34d3.jpg

География деятельности ООО «Волгограднефтепроект» достаточно обширна, начиная от регионов, составляющих ближайшее окружение Волгоградской области, до ЯНАО и Дальнего Востока.

Первые шаги к применению информационного моделирования компания сделала в 2012 г., начав свою деятельность по морскому направлению с независимой сертификации объектов нефтегазоконденсатного месторождения им. В. Филановского (северная часть акватории Каспийского моря) и получив бесценный опыт в части технологии строительства и проектирования морских сооружений.

О проектных решениях

На конкурс «BIM-технологии 2019/20» было представлено два проекта: «Построение цифровых моделей морских платформ в Каспийском море» и «Информационный менеджмент на основе методологии информационно моделирования и цифровых двойников».

Первый проект является продолжением деятельности ООО «Волгограднефтепроект» на Каспии, где были применены и развиты практически все направления деятельности компании: проектирование, сопровождение строительства, сертификационный аудит, формирование и внедрение системы управления инженерными данными (СУИД) и, как следствие, построение цифровых двойников всех объектов месторождения им. В. Филановского на основе механизма внедренной системы СУИД. В настоящее время месторождение им. В. Филановского в Каспийском море является самым масштабным реализованным морским проектом в РФ: 7 стационарных платформ, представляющих собой единый добывающий и технологический комплекс с транспортировкой продукции на береговые сооружения по подводным трубопроводам. Добыча нефти составляет 6 млн т в год, газа – около 1,4 млрд м3 год. Комплекс располагается на глубине от 6 до 12 м примерно в 200 км от г. Астрахани.

4f8795c76977917335f257526412920c.jpg

Особенность проекта по разработке цифровых моделей заключалась в том, что в основе каждого цифрового объекта лежит информационная модель, определяющая его структуру в соответствии с тем, как данный объект ставится на баланс предприятия при эксплуатации. Цифровая модель также является основой для декомпозиции всей информации по объекту, в том числе и построения 3D модели, включает объем необходимых данных и документов, которые должны быть предоставлены проектировщиками, строительным подрядчиком и субподрядчиками, поставщиками оборудования и необходимы для эксплуатации. Она же содержит все параметры оборудования для их последующего учета в системе ТОиР заказчика. «В итоге, 3D модель, используемая в качестве визуализации данных, соответствует структуре постановки объекта на баланс. При этом визуально отобразить можно как объект в целом, так и отдельно каждый иерархический элемент модели», – сообщили специалисты отдела комплексного проектирования ООО «Волгограднефтепроект».

По результатам определения всех необходимых данных формировались реестры запросов для размещения информации в уже подготовленные ячейки будущего цифрового двойника. Размещая документацию, параметры и модели в соответствующие ячейки, формировались отчеты о наличии или отсутствии требуемых данных. Эти отчеты отправлялись заказчику для получения недостающей информации от исполнителей.

bc83be9078d60589c21652334d4d4b86.jpg

Данные цифровые модели разрабатывались непосредственно для служб эксплуатации на примере уже построенных объектов. Основное применение моделей – поиск необходимой информации и визуализация результата поиска в 3D модели, подготовка для последующих модернизаций и технических перевооружений объектов, формирование системы ТОиР на основе информации, содержащейся в цифровых моделях. Цифровые модели используются при обучении персонала, эксплуатирующего объект, а также для рассмотрения и выбора оптимальных путей перемещения при ремонте и обслуживании оборудования.

«Самое главное достоинство наличия цифровой модели – это получение объекта в эксплуатацию от служб капитального строительства или строительного подрядчика со всей необходимой о нем информацией, на сбор и структурирование которой не тратится дополнительное время», – убежден Сергей Голуб.

О  перспективе применение цифровых моделей с точки зрения специалистов эксплуатационных служб видится в качестве метода и механизма сдачи/приемки объекта в эксплуатацию, ведения отчетности о наличии или отсутствии необходимой информации и в целом влияния служб эксплуатации на проектирование и строительства объекта.

Подход к информационному моделированию как раз и предполагает такой результат. Сначала формируется модель объекта: модель необходимой информации, 3D модель, модель реализации проекта (4D), модель взаимодействия всех участников процесса и сдачи/приемки работ. Затем в процессе актуализации данной модели и наполнения ее производственными данными, с одной стороны она становится механизмом управления реализацией проекта и методом принятия решений при проведении всех работ, с другой – происходит постепенное формирование цифрового двойника объекта, который также показывает его состояние в настоящее время. На основании этой информации можно делать выводы, как о механической готовности объекта, так и о его функциональной завершенности и принимать решения об испытаниях и запуске, одновременно оценивая удобство обслуживания и проведения ремонтных работ.

Взгляд в будущее

Если в процессе информационного моделирования учесть современные тенденции в формировании цифровых двойников с использованием облачных технологий, то открываются перспективные возможности по управлению проектом, в котором задействовано значительное количество участников, распределенных территориально. При этом все данные и планы работ, включая обратную связь по их состоянию, размещены в одном едином источнике, доступном всем участникам. Именно этой теме был посвящен второй конкурсный проект«Информационный менеджмент на основе методологии информационно моделирования и цифровых двойников».

«Проект является развитием в целом методологии информационного моделирования и цифровых двойников, по которой сама модель формируется с первых стадий проектирования и определяет весь цикл реализации проекта и актуализируется до самого ввода объекта в эксплуатацию, превращаясь в итоге в его цифровой двойник» – так прокомментировал эту конкурсную работу Сергей Голуб.

2e421743f06391ddbbb2cdce69c83355.jpg

Вот основные пункты данного проекта, некоторые из которых, на первый взгляд, могут показаться спорными:

  • информационное моделирование, как стратегию формирования проекта и управления его реализацией, в будущем нужно отделять от проектирования. Проектирование и разработка документации, так же, как и строительство объекта, должно выполняться на базе единой информационной модели. Разработка же самой 3D модели должна осуществляться на основе подготовленной структуры, соответствующей будущему структурному плану проекта при эксплуатации промышленного объекта;
  • информационную модель формирует инженерная команда, которая отвечает за объект от начала проектирования до самого ввода в эксплуатацию. Это может быть служба заказчика, проектировщик или независимая компания. Но именно она определяет стратегию и механизмы реализации проекта;
  • должен быть организован единый источник данных, как результат выполнения отдельных задач в планах и графиках, но при этом процессы получения этих результатов должны оставаться за подрядчиками;
  • механизм территориальной и функциональной декомпозиции объекта и пакетирование является перспективнымнаправлением при организации деятельности всех участников реализации проекта и их взаимодействия;
  • информационная модель включает в себя несколько составляющих и также сама развивается в процессе реализации проекта: структурная модель объекта (декомпозиция), модель физического объекта (3D), модель необходимых данных, модель реализации объекта (4D), модель взаимодействия участников, модель эксплуатации объекта;
  • каждый участник процесса представляет собой часть единого механизма, результатом работы которого является пакет информации, который также является и структурной единицей информационной модели.

Пакетирование же соединяет в себе объемы строительно-монтажных работ, документацию, проектные решения и объемы необходимых материалов и оборудования.

Таким образом, строительство объекта каждым субподрядчиком выполняется на основе строго определенного объема работ, ограниченного пакетом, в отведенное на это время. При этом передача субподрядчику материалов для монтажа осуществляется в соответствии с данным объемом монтажа (пакет материалов), а выпуск рабочей документации для строительства также осуществляется на основе определенного объема работ в пакете СМР и ко времени получения субподрядчиком данного пакета на выполнение. Современные методы визуального планирования позволяют реализовать данную логическую цепочку при формировании единого 4D графика строительства, закупок и разработки документации», – таково общее мнение специалистов отдела комплексного проектирования ООО «Волгограднефтепроект».

a74b1a7a3f7f517aa004c929de41f0b7.jpg

Облачные решения, например, iTwin сервисы компании Bentley, позволяет сделать информацию о проекте доступной всем, причем каждый видит и работает с необходимой ему информацией. «Процесс выглядит достаточно просто: осуществляется публикация 3D моделей, где происходит их проверка по всевозможным критериям и оценивается прогресс самой модели, подтягиваются данные из различных баз, документооборот, 4D график, формируются и публикуются отчеты по состоянию работ (разработка документации, закупка, строительство, испытания), отражается факт состояния объекта, осуществляется проверка и соответствия данных в 3D и в соответствующей базе и т.д. Однако сама методология и схема реализации требует отладки – каждый объект в промышленности является уникальным», – пояснил Сергей Голуб.

Такой подход предполагает серьезную подготовительную работу на начальных этапах по формированию структуры и самой информационной модели, а также требует постоянного анализа и оценки прогресса и готовности работ при реализации проекта. Этот процесс существенно упрощают методы моделирования, которые, каждый из которых, отражая реализацию своего этапа, в целом охватывают весь спектр задач, объединяя итоговый результат в облачном сервисе. При этом значительное упрощение и ускорение получается при самой реализации работ, где каждый участник четко знает свой объем работ. Можно сравнить данный механизм со съемками фильма – сценарий и декорации определяет режиссер, а остальное зависит уже от мастерства актеров.

Далее Сергей Голуб резюмировал: «Такой всесторонний охват объекта с учетом особенностей различных задач позволил нам не только открыть новые сферы деятельности, но и в целом сформулировать приоритетное направление нашего развития – комплексное оказание услуг информационного менеджмента и сопровождения реализации проекта на основе методологии информационного моделирования. То есть стать своего рода режиссерами объекта».  

Комментарии