Статьи → Model Studio CS → «НК „Роснефть“ — НТЦ»: 3D-моделирование и проектный подход к обустройству нефтегазовых месторождений

В повышении эффективности инвестиций заинтересовано любое промышленное предприятие. Не стал исключением и ведущий научно-технический центр нефтяной компании «Роснефть» — ООО «НК „Роснефть“ — НТЦ». Предприятие поставило перед собой цель: повысить эффективность на протяжении всего жизненного цикла крупных объектов капитального строительства (ОКС) компании, начиная от проектирования и заканчивая эксплуатацией. Для достижения этой цели НТЦ выбрал технологии трехмерного проектирования с помощью линейки решений Model Studio CS.

Научный центр на юге России

ООО «НК „Роснефть“ — НТЦ» — ведущий научно-технический центр на юге России. Старейший научно-исследовательский институт в структуре ПАО «НК "Роснефть"», основанный в 1943 году, располагается в Краснодаре. Сегодня он выполняет весь спектр научно-исследовательских, инженерно-изыскательских и проектных работ для обустройства объектов нефтегазовой отрасли. Основными направлениями деятельности НТЦ являются производство полного комплекса проектно-изыскательских работ, лабораторные исследования, научная и сервисная сферы.

Цели и задачи работы

Среди целей ООО «НК „Роснефть“ — НТЦ» — выполнение комплекса проектно-изыскательских работ с использованием технологии 3D-моделирования в сочетании с проектным подходом, а также обеспечение возможности своевременного и качественного строительства.

Перед проектировщиками стояли следующие задачи:

• выполнение технического обследования УПН с применением аэрофотосъемки (АФС) и воздушно-лазерного сканирования (ВЛС);
• разработка объемно-планировочных и конструктивных решений с уровнем детализации LOD400;
• актуализация цифровой информационной модели (ЦИМ) по итогам конкурсов на поставку оборудования длительного цикла изготовления;
• сопровождение объекта на стадии строительства с применением 3D-модели, актуализация ЦИМ в ходе строительства;
• передача ЦИМ в эксплуатацию по завершении строительства.

Объект: нефтеперекачивающая станция (НПС)

Для обоснования актуальности нового подхода, который предполагает применение трехмерной модели с целью повышения эффективности инвестиций на всех этапах (проектирование — материально-техническое обеспечение — строительство — эксплуатация), на предприятии была выбрана соответствующая НПС. В дальнейшем эта технология будет распространена на все крупные объекты.

Географическое местоположение проектируемого объекта — Крайний Север. Площадь застройки — 17,5 га. Объект повышенного уровня ответственности, первого класса опасности. Количество объектов информационного моделирования составляет 2,8 млн шт.

«Проектируемая НПС является продолжением развития обустройства и внешнего транспорта нефти в регионе. Проект реализуется путем технологического присоединения к существующему объекту — установке подготовки нефти (УПН), к которой подключается система внешнего транспорта, — рассказал эксперт по проектно-изыскательским работам ООО „НК „Роснефть“ — НТЦ“ Владимир Четвериков. — Модель разрабатывалась четыре месяца, в настоящий момент ведется ее сопровождение».

Некоторые характеристики НПС:

• количество зданий/сооружений — 161 шт.;
• количество оборудования — 112 шт.;
• количество системных линий трубопроводов — 365 шт.;
• протяженность трубопроводов — 45,7 км;
• строительные конструкции — 9,2 тыс. т;
• объем энергоснабжения — 20,7 МВт.

Проектирование объекта началось в конце 2021 года, выпуск рабочей документации состоялся в 2022 году. В 2024-м после актуализации схемы внешнего транспорта доработку рабочей документации было решено выполнить с использованием 3D-модели. Проектирование велось одновременно с подготовительными строительно-монтажными работами. Восстановление ИМ по чертежам продемонстрировало целесообразность оптимизации принятых решений.

Отработка дополнительных требований к подключаемым сетям и сооружениям выполнялась на базе сформированной ЦИМ с использованием адаптивного проектного подхода в части постепенной и вариантной проработки решений.

По наиболее сложным участкам проводились консультации с заказчиком. Рассмотрение и согласование вариантов велось в формате информационной модели с последующим выпуском документации для строительства.

Жизненный цикл ЦИМ

В ходе реализации проекта на этапе проектирования сформировалась цепочка работы с ЦИМ — ее жизненный цикл. Модель строится на этапе основных проектных решений, когда определяются эскизные схемы генплана, расстановка сооружений с анализом зон, критичных с точки зрения взрывной ударной волны (ВУВ) и в контексте дальнейшей эксплуатации. На этом же этапе происходит согласование ЦИМ с заказчиком.

Также определяются:

• структура проекта;
• технологическая схема;
• схема электроснабжения;
• схема автоматизации;
• объемно-планировочные решения (схема 3Д-ГП с зонами и коридорами эстакад);
• каталоги применяемых материалов;
• АФС и ВЛС.

Далее модель передается на этап формирования проектной документации, где она согласовывается с заказчиком, ЦЭП и ТР. Здесь в ЦИМ добавляются объемно-планировочные решения (ОПР) по зданиям и эстакадам, коридоры подключения сетей к зданиям и сооружениям. Также проводятся расчеты зон ВУВ, молниезащиты, составляется информационная модель технических требований (ТТ) для зданий и сооружений (RFQ).

На этапе рабочей документации (РД) формируются конструктивные решения сетей трубопроводов, проводится прочностной расчет и расчет строительных нагрузок. Также здесь проектируются конструктивные решения по эстакадам (ТХ, АС, КМ, ЭС, АТ, СС, ТИ, НВК), включая расчеты, и выполняется междисциплинарная увязка (Менеджер коллизий). Кроме того, на этом этапе ведется анализ соответствия / адаптация проектных решений с конструкторской документацией закупаемого оборудования (RFP).

На последних двух этапах ИМ РД проходит экспертизу, в ходе которой устраняются замечания и коллизии, а также осуществляются авторский надзор и сопровождение, когда модель дорабатывается по факту поступления конструкторской документации. Вся информация уже передана на этап строительства, и планируется, что затем она уйдет на этап эксплуатации.

Роль технического обследования

По словам Владимира Четверикова, роль технического обследования на этом объекте была весьма существенной. В ходе работ был проведен анализ возможности использования строительных конструкций как с текущей нагрузкой, так и с дополнительными проектными нагрузками.

АФС и ВЛС использовались для обеспечения точности проектирования при прокладке сетей по существующим конструкциям и с подключением к объектам имеющейся инфраструктуры. Также был проведен анализ необходимости демонтажных работ в местах прокладки сетей, принимались решения по переносу демонтированных сооружений.

«Поскольку НПС проектировалась как примыкающий объект, нам важно было понять, насколько построенная установка подготовки нефти соответствовала чертежам. Требовалось учесть существующие чертежи, результаты обследования и анализа несущей способности строительных конструкций, свай с учетом дополнительной проектной нагрузки».

Особенности проекта

В проекте были углубленно проработаны кабельные трассы. По мнению эксперта, их проектирование с максимальной детализацией объемно-планировочных решений является залогом качественных электромонтажных работ с более точным учетом кабельной продукции, в том числе на существующих эстакадах.

«По нормам достаточно провести трассы эскизно в осях, но чтобы реально построить объект, следует прорабатывать и несущие конструкции, и сами кабельные трассы», — подчеркнул он.

Исполнение технических требований

В компании был разработан перечень технических требований на разработку информационной модели. При работе над этим проектом были, в частности, выполнены следующие из них:

• структура ЦИМ определена с учетом проектируемых зданий и сооружений объекта обустройства;
• элементы ЦИМ отнесены к соответствующей проектной дисциплине;
• элементы модели классифицированы и идентифицированы в соответствии с проектными решениями;
• проектная рабочая документация выполнена на основе трехмерной модели в ПО Model Studio CS и полностью соответствует решениям ЦИМ;
• элементы ЦИМ содержат набор атрибутов и значений, принятых на основе проектных решений;
• элементы оборудования и блок-боксы заводской готовности содержат фиксированные точки подключения к инженерным сетям;
• инженерные трубопроводные системы обозначены различными цветами в зависимости от их функционального назначения;
• имеется возможность отключения общей визуализации объектов для просмотра каждой единицы оборудования как отдельной 3D-модели, визуализация остальных частей осуществляется средствами ПО CADLib Модель и Архив.

В ходе работ была выпущена рабочая документация в сочетании со схемами, расчетами и интеграцией ПО, в состав которого вошел ряд модулей Model Studio CS (Трубопроводы, Строительные решения, Кабельное хозяйство, Генплан) и CADLib Модель и Архив.

Экономический эффект

Применение технологии трехмерного моделирования в сочетании с итерационным подходом к разработке проекта позволило специалистам НТЦ оптимизировать объемно-планировочные решения, а использование ВЛС при техническом обследовании — максимально точно выполнить проектные работы на застроенной территории.

«Если говорить об экономической эффективности, то она определяется стоимостью качества работ, ведь мы сами делаем выбор, на какой фазе предотвратить ошибку, — резюмировал Владимир Четвериков. — Динамика строительства с опережением сроков и соблюдением качества строительно-монтажных работ позволяет сделать вывод, что ЦИМ положительно влияет на инвестиционный процесс. Для нас это стало главным достижением в реализации проекта».