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石油天然气巨头通过以下技术升级复杂项目规划NavVis VLX

案例分析
2024 年 5 月

该公司需要一种更快的方法来采集复杂加工设施地面上的三维数据。Intertek 建议使用NavVis VLX ,而该系统也实现了这一目标。

目录
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执行摘要

  • 一家一级石油天然气公司在一个占地 30 英亩的密集加工设施中测试了NavVis VLX ,该设施中 "有数英里长的管道、数吨电缆、钢材和主要设备"。
  • 3d 激光扫描仪NavVis VLX 比架站仪 快 5 倍 (TLS)
  • 与无人驾驶飞行器相比,它还能在地面上生成更干净、更精确的数据
  • 点云给公司工程师留下了深刻印象,与他们现有的工作流程完美整合,为企业 "真正节省了成本"。
  • 自测试以来,公司已开始在各地区和部门(包括运营部门)推广NavVis VLX
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3D 捕捉,质量保证

业务开发代表 Glen Kearns 解释说,Intertek是 "全球各行业的质量保证提供商"。该公司提供一系列服务,包括全面质量保证、测试、检验甚至认证。他们与数十个行业的领先企业合作,从化工到施工 ,从政府到航空航天、医疗保健和制造业。

在 Intertek 工作期间,Kearns 专门从事石油和天然气领域的三维激光扫描服务。有一天,他接到了一家一级公司的固定联系人打来的电话。该公司正在寻找一种捕获三维数据的新方法,以便在其庞大而复杂的工艺设施中创建一个竣工状况数字工厂。

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钻取 3D 数据

该联系人为一个小组提供支持,该小组负责执行所谓的 "进料前工作",即在公司向现有设施添加设备时进行替代方案分析。他们的工作依赖于全面的三维数据,利用这些数据测试空间内的不同设备,确定连接点,并进行深入的路线规划,以便在时机成熟时帮助他们进行工厂设备搬迁。

这种三维数据的采集非常具有挑战性。

加工设施非常复杂。联系人解释说:"根据厂址的不同,炼油厂可能占地 400 英亩。它将有成百上千英里的密集管道电缆、电缆桥架、结构钢和主要设备。这些设备既密集又复杂"。

另一个问题是成本。"他们说:"由于我的团队做的是准备工作,我们的预算要比做详细设计和施工 的团队少得多。因此,我们需要快速扫描,需要高质量,还需要低成本"。

依靠精确的 3D 设备数据,快速投产新工厂,自信地管理翻新工程,并最大限度地减少停机时间

摆脱传统激光扫描仪的束缚

长期以来,这个预进料团队一直雇用服务供应商来进行地面激光扫描(TLS),因为 "当时只能这样做"。TLS 足以胜任这项任务,因为它能生成密集、清晰、高精度的三维数据集。

Kearns 从经验中了解到,这些工艺设备的复杂性会使 TLS 采集变得非常缓慢。"他说:"你必须制定扫描计划,然后将其安装在三脚架上,然后进行捕捉,然后反复进行。"你必须从多个不同的角度进行采集",以确保获得良好的数据集。

如果使用 TLS 进行采集,则很难在规定的时间和预算内覆盖整个现场。"Kearns 说:"一天之内能安装扫描仪的地点数量有限。"如果你想把所有地方都拍下来,那你就会永远在那里"。

地面扫描仪也缺乏机动性,无法进入加工设施内常见的狭小空间。"Kearns 说:"如果你要扫描角落里的拥挤区域,或者你需要钻到管道或其他遮挡物下面,那么你就需要把扫描仪从三脚架上取下来,放在地面上。三脚架无法放得那么低,这确实是个问题。

Kearns 在一级公司的联系人解释说,TLS 提供的数据质量不值得花费时间、精力和费用。尤其是因为他们在进行替代品分析、连接识别和路线规划时并不需要 "螺母和螺栓 "的准确性。

因此,他们希望科恩斯和 Intertek 能帮助他们找到更好的 3D 激光扫描工具。

"Intertek在世界各地为我们做了大量扫描工作。但他们不仅是我们的服务提供商,还是我们的顾问。我们非常依赖他们,因为产品太多了,我不可能对所有产品都进行测试。我们需要 Intertek 来帮助我们确定最好的三种工具,这样我们就可以对它们进行测试,看看哪一种适合我们正在进行的项目的需要。

- Intertek 一级客户代表

试飞

他们测试的第一个解决方案是无人驾驶飞行器(UAV)。这些空中捕捉平台可配备摄影测量或激光雷达有效载荷,然后进行远程飞行。通过从设施的复杂性上方进行捕捉,无人飞行器可提供比 TLS 快得多的工作流程。

Kearns 在这家一级公司的联系人决定通过捕获热电联产设施对无人机进行实地测试,该设施通过燃烧涡轮机燃烧天然气生产电力和蒸汽。"我们使用的设施位于加利福尼亚州的一个油田内。它占地 30 英亩,拥有复杂的加工区域,包括 300 英尺高的塔架和储罐、数英里长的管道、数吨电缆、钢材和大型设备"。

这次测试不仅仅是学术性的,而是为了一个实际项目。"我们需要数据来规划棕地扩建,"他们说。"我们正在建造一个碳捕集利用和储存装置,因此需要找到连接点,以便将该装置与现有设施连接起来。我们还需要为计划在那里建造的所有新设备进行布局规划和路线规划。

当他们驾驶无人驾驶飞行器并查看数据时,他们就知道无人驾驶飞行器并不能完全解决问题。

"它们非常适合俯瞰。但到了地面,管道复杂,就没有分辨率了。我们称之为融化的冰淇淋效果。看起来就像所有东西都融化在一起了。为了获得所有的详细数据,我们还需要一种能够在地面捕捉到这种设施的工具。

进入SLAM 扫描NavVis VLX

作为石油和天然气领域的激光扫描专家,Kearns 知道 同步定位和绘图 (SLAM) 扫描仪可以完成客户所需的地面采集。

这些工具使技术人员能够边走边拍,从而实现非常快速的现场执行。它们还可以手持或佩戴,因此在密集区域和遮挡物周围进行激光扫描时非常灵活。市场上最好的SLAM 扫描仪的精确度甚至可以与 TLS 扫描相媲美。  

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"Kearns 说:"市场上有很多SLAM 扫描仪,我们的客户依赖我们找到最佳解决方案。"因此,我们测试了所有主要的选项。当我们测试NavVis VLX 时,它是功能最全面的。全景视图更加清晰逼真。而且点云的整体密度、精度和分辨率都是最好的。我们向我们的联系人展示了数据,大家一致认为NavVis VLX 是满足他们需求的最佳选择"。

当 Kearns 的联系人在热电联产设施测试三维可穿戴式激光扫描仪时,它满足了地面捕捉的所有要求。

"SLAM 扫描对我们来说是一项新技术,"他们说。"但我们预计NavVis VLX 的特性和功能将使它比三脚架扫描仪更适合我们的应用。我们是对的。据估计,我们只用了三脚架扫描仪 20% 的时间就完成了对处理过的设施的扫描"。 

SLAM 工作流程

自那次成功的试验以来,卡恩斯和他的团队已经用 NavVis VLX为他们的客户捕捉了数十个密集、复杂的流程站点。具体方法如下

首先,公司向 Intertek 提供图纸,标明现场的界碑和基准。

接下来,Intertek 派出一个两人小组,携带勘测工具和NavVis VLX 前往现场。其中一人首先进入现场,建立勘测控制。他们根据提供的界碑坐标建立必要的控制目标。

稍后,下一个人开始使用NavVis VLX 激光扫描仪在设施内进行捕捉。"Kearns 说:"在扫描过程中,他们要确保使用机载功能捕捉到足够数量的目标。他们还要确保捕捉到客户规划所需的所有纪念碑、基准和连接点"。

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获取效益

NavVis VLX 采集工作流程的第一个好处是速度快。Kearns 说,Intertek 可以在一天内完成几十万平方英尺拥挤的加工设施的扫描工作,包括勘测。"他开玩笑说:"用三脚架扫描仪可做不到这一点。

Kearns 还说,Intertek 的三维激光扫描团队在使用NavVis VLX 时,可以非常容易地绕过遮挡物进行捕捉。"Kearns 说:"你可以带着扫描仪四处走动,非常容易地进入设施的密集区域。"你可以操纵扫描仪进入密集区域,从不同的视角、角度和方法拍摄设备、管道和所有流程区域。你不必担心,'好吧,我今天只有时间进行 50 次设置,我该如何获取数据呢?

尽管工作流程快速、流畅、灵活,但 Kearns 说 "数据准确而密集"。

"即使是在复杂的加工设施中,您也不需要三脚架扫描仪的超高精度来进行规划。使用SLAM 扫描仪,你可能会放弃一点精度,但最终,它会生成一个精确、密集的可视化数据集,你可以用它从所有这些不同的角度对现场进行可视化,并合作进行项目规划和替代方案分析。"

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- Glen Kearns | Intertek 业务开发经理

投资回报率NavVis VLX

对于科恩公司的一级客户来说,这些工作流程优势并不是NavVis VLX 的主要吸引力所在。"请记住,我们自己并不进行扫描,"他们说。"因此,我不会购买硬件,而是要找到像 Intertek 这样能够操作扫描仪的分包商。然后,我再根据需要雇用他们代我工作。"

因此,该公司根据NavVis VLX 生成的数据、捕获后的工作流程和投资回报率对其进行了评判。 

"卡恩斯的联系人说:"我的工程师们喜欢这些数据。"他们感觉自己就像在热电联产设施中穿行一样。与气泡视图中的 TLS 数据集相比,他们每次都要传送 100 或 200 英尺。这不符合工程师的舒适度。他们更喜欢NavVis VLX 数据,因为这可以让他们无缝地浏览和'漫步'整个设施"。

Kearns 说,他发现灵活性是该系统 DNA 的一部分。"他们在互操作性方面做得很好。我们通过NavVis VLX 收集的所有数据都可以在其他可视化工具中查看,这非常有帮助"。

由于这种互操作性,一级客户可以考虑在全球范围内使用NavVis VLX 。"公司遍布 100 个国家,"Kearns 的联系人说。"我们有几十个地区,每个地区可能使用不同的软件工具。澳大利亚使用的可视化工具可能与哈萨克斯坦使用的不同,或者与北美使用的不同,对吗?这就是为什么NavVis VLX 所提供的灵活性是关键所在。"

至于投资回报率和经济效益,联系人表示NavVis VLX 已经带来了 "实实在在的节约"。

"他们说:"很难证明一个否定的事实,很难量化我们没有花的钱。"但是,每当我避免在扩建设施之前,从休斯顿派遣一个由 12 名工程师组成的团队前往哈萨克斯坦进行工程考察时,我就能真正节省开支。那是很昂贵的。有了NavVis VLX ,我们可以向工程师发送数据集,让他们在总部办公室工作。"

整个企业

Kearns 的联系人强调,他支持的只是这家超级大型石油天然气公司中的一个小团队。然而,在NavVis VLX 为他自己的小组提供了如此出色的服务之后,他开始向整个企业的其他小组推介SLAM 激光扫描系统。该设备正大受欢迎。

"我和西得克萨斯州的同事谈过,"他们说。"他们负责许多小型加工单位。每个加工单元只有几个罐子、几个泵和一些管线。但这样的设备有几十个,甚至上百个。而且它们非常遥远。他们不喜欢开车出去拍照和测量。

为了解决这个问题,Kearns 的联系人建议NavVis VLX 。"我们的想法是,他们可以出去一次,完成这些扫描,然后发布。然后,总部办公室的人就可以访问它们"。这些专业人员可以在自己的家庭办公室中调出数据集,随手就能获得相关信息,而不是驱车数百英里去获取一条简单的信息。

"我还向操作人员展示了该工具。他们经常要进行周转,这意味着要关闭工厂的部分设备来进行长时间的维护。周转成本很高,因为工厂停工时并不生产产品。每一分钟都很重要。

现在,公司的运营部门正在使用NavVis VLX 扫描来进行自己的规划。

"他们之所以喜欢,是因为可以快速获得扫描结果,而且他们对精度公差的要求与我们一样。他们不需要精确到螺母和螺栓级别的数据。NavVis VLX 的数据可以帮助他们进行非常详细的分期,这样他们就可以提前确定要将设备移到哪里进行维护。这意味着更快的周转和更少的资金损失"。

按比例激光扫描值

正如这位联系人所说,NavVis VLX 非常适合他所在的一级石油天然气公司的各种不同应用。"该工具在所有部门和地点都是一样的。它不仅仅适用于像我们工程团队这样的小组织。我们可以在西德克萨斯使用它,可以在设施中使用它,可以在运营中使用它。这些团队可以从工具中获得与我们不同的价值。

"NavVis VLX 的扩展能力对我们这样的公司至关重要,"他们总结道。"这才是真正的价值所在"。

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