[行业资讯] 中海油FPSO从实景建模走向数字孪生

中国海洋石油集团有限公司计划将其海上作业数字化，以降低位于中国近海的 200 台石油钻机和 18 个浮式生产储卸油装置 (FPSO) 平台的成本，并提高效率。根据该计划，附属的专业公司，中海油能源发展装备技术有限公司(CNOOC)，提出对关键基础设施和流程进行数字孪生管理的要求。他们提供海洋石油系统的工程设计、咨询和数据服务，认为有必要优化油田系统的服务和维护，通过中国海洋设施大数据的数字化管理，改造生产设施的设计和运营。

为了消除中国造船业和海上采矿业面临的瓶颈，中海油在南海试点一个 FPSO 设施项目，以创建实景模型，并生成一个集成室内和室外数据的数字孪生模型，以证明远程数字化管理的可行性。该项目总投资 3,000 万元，包括 8 个模块、39 个舱室、200 多件设备和 600 条管道的建模。团队寻求建立一体式室内/室外三维实景模型，创建数字智能数据管理系统，改变中国的海上石油作业。“该项目将大幅提高海洋石油系统中各个平台的运行效率，增强安全性，减少海上工作人员数量，完成海洋石油全生命周期的数字模拟监控，”中海油信息化负责人表示。

该大型海上 FPSO 项目地处深海海域，在收集数据以开发精确的三维模型和建立智能化信息管理系统方面遇到了诸多环境上的挑战，同时还遇到办公室和现场集成问题。日常从陆地出海进行勘测和收集资产信息面临非常大的难度，出海后，勘测员经常会遇到强磁场和海洋对数据采集设备的干扰。为了解决这些困难，团队必须依靠从光学、激光到热红外设备等各种手段来收集数据。“在这种情况下，项目团队需要依靠多种收集手段来收集多批次结果，进行多源融合处理，”中海油信息化负责人表示。

但是，在创建可访问的智能数据信息系统和高精度三维实景模型时，团队发现很难整合和显示多源数据。团队探索了许多传统的工程应用程序和第三方实景建模软件，但是效果都不好。团队需要将视频、无人机图像和点云数据处理成可视化的三维模型，并开发一个基于 Web 的 GIS 信息管理系统，用于海上平台的生命周期远程操作。为实现数字化目标，团队意识到需要采用全面且数据可互用的三维和实景建模技术。

中海油选择 ContextCapture 对多源数据进行处理，生成现有条件和 FPSO 基础设施的精确三维实景模型。他们使用 Descartes 细化采集的实景数据，使用 Pointools 管理和整合 653 GB 的点云数据。Bentley 的协同式数字解决方案突破性地集成多个核心数据源，包括 325 个视频、7,498 张图像和 844 个点云，以生成精确的三维实景模型。中海油信息化负责人表示：“Bentley实景建模软件可以有效地组织不同类型的源数据来建立实景模型。”结合 OpenPlant 进行三维结构建模，将工程模型与实景模型叠加，可确定风险区域和运维条件，确保设施安全。

为开发基于 Web 的 GIS 平台，他们依靠 OpenCities Planner 建立了统一的工程环境和标准数据库，以进行智能信息管理。集成数字解决方案打破了数据层面的视觉传达障碍，根据安全可靠的数据，促进不同专业之间以及现场和办公室之间的协同工作。中海油利用 Bentley 的开放式应用程序，将数字孪生技术与海洋石油平台结合，实现了 FPSO 全生命周期的智能管理和运营。通过建立对资产、过程和系统的数字化展示，深化了对设施及其性能的认知。中海油信息化负责人说道：“依靠我们公司开发的集成信息智能管理系统，我们可以在 FPSO 实现“所见即所得”。

中海油使用 Bentley 的实景建模和开放式三维建模应用程序，在 150 天内生成了设施的实景模型，而使用传统方法需要数年时间，节省了数千万元。中海油信息化负责人表示：“该项目使用 Bentley 的实景建模技术，直接将实景建模周期从几年缩短到几个月。”海上运输成本高，使用三维建模技术和数字化检测方法可以大幅降低人员出海对海洋石油资产的运行和维护进行定期评估和监视的频率。通过实现既往人工流程的数字化，依托三维实景模型可大幅减少出海勘测和评估的次数，短期内降低运输成本 100 万元，长期有望节省 1,000 万元。

Bentley 的集成数字解决方案使中海油能够收集和组合多源数据，创建精确的 FPSO 平台三维模型。该技术可促进数字化工作流，为整个海上平台的自动化控制奠定了基础。该模型为产业化、虚拟和混合实景打下坚实的基础，有效促进了数字孪生技术的融合与创新。中海油计划将该模型连接到 Bentley iTwin 平台，并建立智能数字孪生模型，以远程控制海洋石油平台的运营和维护，为智能行业流程树立标杆。中海油信息化负责人表示：“接下来，我们将利用机器学习和人工智能智能算法，顺利连接到 Bentley iTwin 平台，为后续工程公司、运营商、原油开采提供商和业主提供更可靠的服务。”