一种管网快速建模方法及系统与流程

1.本发明涉及油气藏管网数值模拟技术领域，尤其涉及一种管网快速建模方法及系统，应用于油气田开发工程地面管网多相管流及数值模拟作业。


背景技术：

2.随着计算机工程、数学模型和采油工程等学科的不断发展与融合，管网建模技术得到一定的发展及应用，但大多集中在城市地下管网和市政管网的信息化、gis、三维可视化方面，例如部分技术体现在利用gis、bim进行城市地下管网的二三维数据集成、属性数据存储和管理、空间分析、三维实景建模等方面，设计的管线类型和功能单一。而油气田开发工程中的地面管线，需要涉及注入和集输地面管网系统，包括注水站-配水间-增压泵-管线-阀门-井口，井口-管线-计量站-联合站等地面管线或设备，对数据全面性的需求和建模复杂度都更高。
3.现有的实现管网建模技术采用专业软件(如gap)，模型以界面化操作输入为主，主要包括注入管网和集输管网两大类，涉及管线或设备(如注水站、联合站、配水间、计量站、管线、增压泵、阀门等)、长度、内外径、压力、温度、流量等，其中涉及到的管线设备多、节点多、参数多、数据多，对管网模型建模人员的软件操作要求较高，且对数据准备可靠性的依赖极高，实现建模的处理过程繁琐、效率低，无法很好地为油气田开发工程的管线安全保障和路径优化提供支持。
4.公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供了一种管网快速建模方法，本发明属于基于数据模板和拓扑关系的管网快速建模及更新技术，致力于实现油气田开发地面管网多相管流及数值模拟优化，通过建立管网模型标准数据模板、绘制地面管网拓扑关系，通过模板规范数据与管网模型之间的转换，实现管网模型的快速建模及更新，缩短数据准备处理周期、提高管网建模及更新效率，使非地面工程专业人员也能快速管网建模。一个实施例中，所述方法包括：
6.整合模板设计步骤、依据所有关联多源管网数据的数据特征和应用的所有建模数据条件分别设计涵盖管网数据全面提取需求的注入管网标准模板和集输管网标准模板；标准模板中均包括多个子模板，每个子模板对应一类建模数据条件；
7.多源数据提取步骤、依据需求的建模数据条件从独立或者整体的多源数据库中提取对应的管网源数据，存储至标准模板中的相应子模板中，针对性地实现数据融合；
8.数据核验步骤、根据需求的管网建模条件列表核验标准模板对应子模板中数据的完整性和有效性是否符合要求，若不符合，重新执行多源数据提取步骤，直至所需数据全都
符合要求；
9.拓扑模型建立步骤、根据地面管线布局和设备分布情况分别绘制注入管网以及集输管网的三维拓扑关系模型；
10.管网数据加载步骤、对于标准模板中通过核验的源数据，依据管线字段及设备名称输入匹配的管网数值模型专业平台，加载得到目标管网数值模型。
11.作为本发明的进一步改进，一个实施例中，所述方法还包括：
12.模型核验步骤、针对得到的管网数值模型，根据模型的运算结果核验模型中各管线数据、设备数据的完整性及有效性，若不满足设定要求，重新执行管网数据加载步骤，直至各管线数据、设备数据全都满足要求。
13.优选地，一个实施例中，在管网数据加载步骤中，通过与应用建模条件对应的接口或路径，将源数据同步输入匹配的管网数值模型专业平台中。
14.进一步地，一个实施例中，整合模板设计步骤中，设置不同子模板中包括不同的数据存储区，分别对应存储不同数据源字段和数据类型的数据对象，所述数据源字段根据源数据的源类别字段设定。
15.具体地，一个实施例中，在多源数据提取步骤中，以所提取源数据的数据类别关键字或字段为索引将其存储至标准模板的对应子模板中。
16.一个可选的实施例中，对于不同的建模数据条件需要提取同一种源数据的情况，分别独立提取并按照与建模数据条件相匹配的组织格式储存至匹配的子模板中。
17.优选地，一个具体的实施例中，在数据核验步骤中，按照对应的建模数据条件对标准模板中各个子模板中的数据完整性和有效性进行核验，两者均满足要求则确定为通过核验，否则，针对未通过核验的当前建模条件对应的全部数据重新提取。
18.作为本发明的进一步改进，一个实施例中，所述方法还包括拓扑优化步骤、在管网数据加载步骤之前，调取对应井区的历史管网拓扑或管网建设更新条例进行结构核验，当存在拓扑关系缺失时对建立的拓扑结构进行优化。
19.基于上述任意一个或多个实施例所述方法的其他方面，本发明还提供一种存储介质，该存储介质上存储有可实现如上述任意一个或多个实施例所述方法的程序代码。
20.基于上述任意一个或多个实施例所述方法的应用方面，本发明还提供一种管网快速建模系统，该系统执行如上述任意一个或多个实施例所述的方法。
21.与最接近的现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：
22.本发明提供的一种管网快速建模方法及系统，该方法通过依据所有关联多源管网数据的数据特征和应用的所有建模数据条件，分别设计涵盖管网数据全面提取需求的注入管网标准模板和集输管网标准模板，基于此，依据需求的建模数据条件从独立或者整体的多源数据库中提取管网源数据，存储至标准模板中的相应子模板中；将兼顾数据属性和应用建模条件的数据模板与数据处理技术有机结合，实现全流程数据选择性整合，保障提取及存储的源数据格式和内容与应用建模要求相对应，有目标有规则地实现数据提取和融合，控制操作数据量的基础上保障数据处理结果与模型化处理需求的关联性；
23.另外的，本发明还根据预设的建模条件核验各子模板中数据的完整性和有效性，确定符合条件后再将源数据应用于与管网拓扑结构文件的加载结合，避免了因提取过程中或者数据存储过程中出现失误或异常导致数据处理结果完整性不足或不可用的情况，进一
步提升了数据处理结果的精确性，可靠、高效地实现基于模板数据整合的管网数据模型化处理。
24.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
25.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
26.图1是本发明一实施例所提供管网快速建模方法的流程示意图；
27.图2是本发明实施例所提供管网快速建模方法的数据整合及建模操作流程明细图；
28.图3是本发明实施例所提供管网快速建模方法的数据提取流程示意图；
29.图4是本发明实施例所提供管网快速建模方法中高含水区管网拓扑模型构建及更新原理示意图；
30.图5是本发明一实施例所提供管网快速建模方法的高含水区管网生态动态数据自动加载与更新数据示例；
31.图6是本发明一实施例提供的管网快速建模系统的结构示意图。
32.图7是本发明实施例提供的管网快速建模系统的功能结构关系原理图。
具体实施方式
33.以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
34.虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
35.计算机设备包括用户设备与网络设备。其中，用户设备或客户端包括但不限于电脑、智能手机、pda等；网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算的由大量计算机或网络服务器构成的云。计算机设备可单独运行来实现本发明，也可接入网络并通过与网络中的其他计算机设备的交互操作来实现本发明。计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、vpn网络等。
36.这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
37.随着计算机工程、数学模型和采油工程等学科的不断发展与融合，管网建模技术得到一定的发展及应用，但大多集中在城市地下管网和市政管网的信息化、gis、三维可视化方面，例如部分技术体现在利用gis、bim进行城市地下管网的二三维数据集成、属性数据存储和管理、空间分析、三维实景建模等方面，设计的管线类型和功能单一。
38.而油气田开发工程中的地面管线与城市地下管网或市政管网不同，需要涉及注入和集输地面管网系统，包括注水站-配水间-增压泵-管线-阀门-井口，井口-管线-计量站-联合站等地面管线或设备，对数据全面性的需求和建模复杂度都更高。现有的实现管网建模技术采用专业软件(如gap)，模型以界面化操作输入为主，主要包括注入管网和集输管网两大类，涉及管线或设备(如注水站、联合站、配水间、计量站、管线、增压泵、阀门等)、长度、内外径、压力、温度、流量等，其中涉及到的管线设备多、节点多、参数多、数据多，对管网模型建模人员的软件操作要求较高，非地面工程专业人员难以可靠地完成管网建模，且对前期数据准备可靠性的依赖极高，实现建模的处理过程繁琐、效率低，无法很好地为油气田开发工程的管线安全保障和路径优化提供支持。
39.整合分布式异构信息资源的研究方法包括联邦数据库法、数据仓库法、虚拟数据库法、虚拟数据法、分布式组件集成法、直接数据库访问接口法、基于网格、本体、web service以及可扩展标记语言法等。其中，联邦数据库技术的提出就是为了实现对相互独立运行的多个数据库的互操作，通常称相互独立运行的数据库系统为单元数据库系统，所谓联邦数据库系统是一组彼此协作且又相互独立的单元数据库系统的集合，它将单元数据库系统按不同程度进行集成。数据仓库法最根本的特征是物理地存放数,数据仓库的构建是通过对多个数据源的数据进行清理、转换、集成、装载和定期刷新的过程来实现,在统一的数据模型中进行存储,一般数据仓库包括元数据、数据源、数据转换工具、数据集合体和数据查询和分析工具。基于虚拟数据中心的数据整合是指根基于虚拟数据中心的数据整合模型实现了异构数据的整合、透明访问、透明管理，可以对结构化数据、半结构化数据、非结构化数据进行统一访问，而访问方式与数据源无关。分布式组件集成法是通过封装把数据访问转变为相互独立的分布对象，在数据访问者以及数据源之间把单个的或多个服务者设置为数据访问代理，完成存取数据源的操作，最终实现集成异构数据。直接数据库访问接口法，技术较为简单，不同的程序设计语言会有各自不同的数据库访问接口，程序语言通过这些接口，执行sql语句，进行数据库管理。基于网格、xml、本体和web service方法利用可扩展标记语言，具有跨语言、跨平台、可扩充、高效、显示和内容分离等特点。
40.而现有数据处理方法主要集中在信息化、数字化领域，与油气田开发专业数值技术应用领域结合较少、数据访问权限要求较高，应用时通常采用数据整体备份，再分别提取的方式获取运算所需的数据，操作繁杂，耗时耗力且数据提取结果与运算应用的匹配度难以保障。综上所述，在油藏、采油、管网工程数据管理中迫切需要整合数据，即需要将多个相对独立的数据源中的数据对象进行融合，重新结合为一个新的有机整体，从而能够有序、精确地为管网数据模型的构建提供支持。
41.基于上述需求，本发明的目的是：基于数据模板和拓扑关系的管网快速建模及更新技术以管网多源地面采集数据为基础，以管网建模专业软件规范数据为参照，以管网多源数据标准模板和拓扑图为数据存储、转换、更新的媒介，实现多相流管网模型的快速建立及更新。利用本发明管网快速建模方法实现管网模型的构建及更新是为了更好地开展管网
多相管流特征、流动安全保障及管线路径优化，同时为油藏-井筒-地面管网一体化模拟优化提供管网模型基础。
42.本发明通过如下思路实现管网建模的数据处理：(1)根据所使用管网建模软件输入数据结构的特点建立管网数据标准模板，为管网数据转换成模型提供基础媒介；(2)根据地面管网图绘制注入管网和集输管网拓扑关系模型；(3)根据数据模板读入管网源数据(名称、长度、内外径、压力、温度、流量等)；(4)根据地面管线或设备名称将模板数据加载，构建管网模型并检查模型的完整性和有效性；(5)根据管网新采集生产动态数据批量导入并自动更新注采管网模型并检查。
43.接下来基于附图详细描述本发明实施例的方法的详细流程，附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
44.实施例一
45.图1示出了本发明实施例一提供的管网快速建模方法的流程示意图，参照图1可知，该方法包括如下步骤。
46.整合模板设计步骤、依据所有关联多源管网数据的数据特征和应用的所有建模数据条件分别设计涵盖管网数据全面提取需求的注入管网标准模板和集输管网标准模板；标准模板中均包括多个子模板，每个子模板对应一类建模数据条件；
47.多源数据提取步骤、依据需求的建模数据条件从独立或者整体的多源数据库中提取对应的管网源数据，存储至标准模板中的相应子模板中，针对性地实现数据融合；
48.数据核验步骤、根据需求的管网建模条件列表核验标准模板对应子模板中数据的完整性和有效性是否符合要求，若不符合，重新执行多源数据提取步骤，直至所需数据全都符合要求；
49.拓扑模型建立步骤、根据地面管线布局和设备分布情况分别绘制注入管网以及集输管网的三维拓扑关系模型；
50.管网数据加载步骤、对于标准模板中通过核验的源数据，依据管线字段及设备名称输入匹配的管网数值模型专业平台，加载得到目标管网数值模型。
51.基于上述实施例的实现逻辑，本发明基于数据模板的数据整合技术以管网相关的多源大量数据为基础，以管网专业建模数据为需求，以管网建模多源数据标准模板为数据转换、存储的媒介实现从大量重复无效的源数据到少量唯一有效的“核数据”的数据整合。进一步地，通过整合模板规范数据与管网拓扑模型之间的加载、转换，实现不同类型整体管网和设备数值模型的快速建模，缩短数据准备处理周期、提高数模建模效率，使非地面工程专业人员也能快速管网建模，也为后续管网模型快速拟合奠定标准的数据模板及拓扑模型基础。
52.其中，本方案的关键点在于规范化处理管网多源地面采集数据、绘制拓扑关系图以及将标准源数据转换生成管网模型并更新。首先，建立标准通用的管网标准数据模板，包括注入管网标准模板和集输管网标准模板，本发明根据所使用管网数值建模工具输入文件数据的特点建立管网数据整合标准模板，将各类源数据提取实现关键数据规范整合，即将源数据提炼并存储成数据模板中的应用于目标建模任务的“核数据”，进而结合管网对应的
拓扑关系结构实现管网数据模型的构建。
53.为了保障建立的数据模板相对于源数据以及应用建模条件的双向适配性，一个实施例中，整合模板设计步骤中，设置不同子模板中包括不同的数据存储区，分别对应存储不同数据源字段和数据类型的数据对象，所述数据源字段根据源数据的源类别字段设定。
54.实际应用时，可以根据所使用管网数值模拟器输入拓扑结构的管网和设备分布特点在各个子模板中建立源数据模板表，用以存储从源数据提取的多种管网数据，数据库模板表建立完成后，还可以为表设置关键字或字段索引，以加快数据检索的速度。
55.进一步地，通过多源数据提取步骤提取所需的管网源数据，依据管网建模需求的一种或多种建模数据条件从独立或者整体的多源管网数据库中提取对应的管网源数据，标准模板中的相应子模板中，针对性地实现数据融合。
56.一个实施例中，在多源数据提取步骤中，多源数据提取步骤中，从独立或者整体的多源数据库中提取对应的管网源数据后，执行预处理操作，包括识别所提取目标源数据中的重复和无效数据并滤除。
57.进一步地，将提取并预处理后的源数据，以其数据类别关键字或字段为索引存储至对应的子模板中。
58.实际应用时，通过预先建立的数据访问接口或路径实现多源大规模源数据的提取；根据数据库模板中应用建模要求对应的关键字或字段识别并提取多源数据中的所需数据，进而将提取数据赋值给数据库模板存储，从而实现管网建模流程前期的核心数据快速整合。数据整合过程的操作原理流程图如图2所示，实现数据提取的过程如图3所示。
59.另外的，研发人员考虑到当存在多种格式的建模数据需求时，可能存在不同格式的建模任务需要重复用到同一种源数据的情况，而不同的建模任务中对源数据的组织格式要求可能不同，因此，为了更精确地保证所提取源数据与需求条件的匹配性，一个实施例中，在多源数据提取步骤中，对于不同的建模数据条件需要提取同一种源数据的情况，分别独立提取并按照与建模数据条件相匹配的组织格式储存至匹配的子模板中。
60.进一步地，为了降低数据在管网建模专业平台中的处理效率和精确度，本发明还预先进行管网模型拓扑结构规范化，利用拓扑模型建立步骤，根据地面管线布局和设备分布情况分别绘制注入管网以及集输管网的三维拓扑关系模型。
61.一个可选的实施例中，所述方法还包括拓扑优化步骤、在管网数据加载步骤之前，调取对应井区的历史管网拓扑或管网建设更新条例进行结构核验，当存在拓扑关系缺失时对建立的拓扑结构进行优化。能够有效保障管网模型拓扑关系的可靠性，避免造成数据与结构匹配错误的现象，降低冗余工作的概率。
62.基于上述实施例中的操作原理，本发明根据管网采集数据及模型建立的特点，将数据处理、数据转换、拓扑绘制、数据更新及管网建模技术有机结合，实现基于数据模板和拓扑关系的管网快速建模及更新。本发明充分利用数据标准化、地面拓扑关系及管网模型文件的分类、结构等技术特点，使注入和集输管网模型的建立及更新过程变得高效、快捷，使非地面工程专业人员也能快速管网建模，也为后续管网模型快速拟合奠定标准的数据模板及拓扑模型基础。
63.进一步地，为了避免提取过程或传输过程中出现异常，导致提取结果与提取条件不符，在提取并存储完成后或者应用于目标建模运算之前，采用数据核验步根据预设的建
模条件列表核验标准模板对应子模板中的数据是否符合要求；
64.具体地，一个实施例中，在数据核验步骤中，按照对应的建模数据条件对标准模板中各个子模板中的数据完整性和有效性进行核验，两者均满足要求则确定为通过核验，否则，针对未通过核验的当前建模条件对应的全部数据重新提取，以保障提取结果与应用建模条件的精确匹配，避免数据投入应用时才发现异常，影响应用效率。
65.在确定数据的完整性和有效性之后，通过数据输出步骤依据与应用建模条件对应的接口或路径传输至对应的管网数据建模平台，应用于后续的模型化操作或运算中。
66.实际应用时，一个实施例中，在管网建模步骤中，通过与应用建模条件对应的接口或路径，将源数据同步输入匹配的管网数值模型专业平台中，如gap系统；可选地，对应的源数据输入管网数值模型专业平台完成后，清空数据标准模板中当前批次的数据内容。
67.研究人员考虑到管网数值模型专业平台在识别和转换的过程中可能存在执行误差导致数据遗漏或出现异常，会影响建模结果的精确性，因此，一个优选的实施例中，本发明的方法还包括：针对得到的管网数值模型，根据模型的运算结果核验模型中各管线数据、设备数据的完整性及有效性，若不满足设定要求，重新执行管网数据加载步骤，直至各管线数据、设备数据全都满足要求。
68.另外的，本发明现可通过软件编程实现，流程可描述如下：
69.(1)数据整合：生成并初始化管网各类数据标准模板，读取多源数据库关键数据实现数据整合，建立注入管网以及集输管网两类数据模板数据库；其中，手动输入或根据数据源自动提取管线或设备号，根据管线或设备号读取多源数据库并据此建立上述两类管网的标准数据模板表。
70.(2)数据转换：将管网名称、长度、内外径、压力、温度、流量等源数据自动加载至数据模板，形成注入管网和集输管网模板数据集成模板。
71.(3)批量建模：根据地面管线或设备名称将模板数据加载至绘制的管网拓扑关系结构中构建管网模型，检查此类模型文件的完整性及准确性。
72.(4)自动更新：根据实际更新规则和需求，自动批量更新不同时间的压力、温度、流量等生产动态源数据并重新管网建模。
73.(5)若有数据缺失或拓扑关系、数据失效异常，重新运行实现管网数据文件模块调整及更新。
74.(6)结束并输出最终管网模型结果文件。
75.实施案例：
76.具体地，使用本发明提出的方法在高含水区块实施管网快速建模及更新。基于数据模板和拓扑关系的管网快速建模及更新，主要包括数据模板生成、采集数据转换、数据模型和拓扑管网模型的构建、管网模型更新等。该管网快速建模及更新方法能为后续管网快速拟合提供数据、模板及拓扑模型基础。
77.管网快速建模实施例如表1-表2和图4和图5所示。首先，建立管网多源数据表模板，如表1和表2所示注入和集输管网数据模板，包括名称、长度、外径、壁厚、环境温度、埋深、入口流量、注水量、入口温度、进联合站压力等。然后，利用本发明根据管线或设备号转换生成注入和集输管网数据模型和管网拓扑模型，流程如图4所示。接下来，更新管网模型(如图5所示)并检查模型完整性及有效性，生成管网模型用于管网多相管流模拟。
78.表1注入管网数据标准模板文件样例
79.名称长度m外径mm壁厚mm环境温度℃埋深m管线入口温度℃管线入口压力mpa注水量m3/dweb1-130898350.5501070web1-2640767350.4501190web1-3480767350.55013140web1-4150767350.55013.570
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80.表2集输管网源数据标准模板文件样例
81.名称长度m外径mm壁厚mm环境温度℃埋深m管线入口流量m3/d管线入口温度℃管线进联合站压力mpaweb2-1180764300.90650.4web2-250894300.80670.4web2-395894300.80350.4web2-495894300.80350.4
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82.本发明根据管网采集数据及模型建立的特点，将数据处理与转换、拓扑绘制、数据更新及管网建模技术有机结合，实现基于数据模板和拓扑关系的管网快速建模及更新。发明以管网多源采集数据为基础，以规范数据为参照，以标准模板和拓扑图为数据存储、转换、更新的媒介，充分利用数据分类、技术结构、拓扑关系等特点，既实现管网模型快速建立及更新，又使模型前后处理过程快捷、高效，也为后续快速拟合奠定数据和模型基础。
83.对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
84.需要指出的是，在本发明的其他实施例中，该方法还可以通过将上述实施例中的某一个或某几个进行结合来得到新的多源管网数据融合处理方法，以优化管理管网数据。
85.需要说明的是，基于本发明上述任意一个或多个实施例中的方法，本发明还提供一种存储介质，该存储介质上存储有可实现如述任意一个或多个实施例中所述方法的程序代码，该代码被操作系统执行时能够实现如上所述的管网快速建模方法。
86.实施例二
87.上述本发明公开的实施例中详细描述了方法，对于本发明的方法可采用多种形式的装置或系统实现，因此基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的其他方面，本发明还提供一种管网快速建模系统，该系统用于执行上述任意一个或多个实施例中所述的管网快速建模方法。下面给出具体的实施例进行详细说明。
88.具体地，图6中示出了本发明实施例中提供的管网快速建模系统的结构示意图，如图6所示，该系统包括：
89.用户界面模块，其配置为实现与用户间人机交互，用户通过该模块打开、设置、读取、生成数据标准模板的数据参数、数据文件，另一方面，显示并实现管网多源数据的读取、存储、转换及管网拓扑关系模型的构建与自动更新；
90.整合模板设计模块，其配置为依据所有关联多源管网数据的数据特征和应用的所有建模数据条件分别设计涵盖管网数据全面提取需求的注入管网标准模板和集输管网标准模板；标准模板中均包括多个子模板，每个子模板对应一类建模数据条件；
91.多源数据提取模块，其配置为依据需求的建模数据条件从独立或者整体的多源数据库中提取对应的管网源数据，存储至标准模板中的相应子模板中，针对性地实现数据融合；
92.数据核验模块，其配置为根据需求的管网建模条件列表核验标准模板对应子模板中数据的完整性和有效性是否符合要求，若不符合，重新执行多源数据提取步骤，直至所需数据全都符合要求；
93.拓扑模型建立模块，其配置为根据地面管线布局和设备分布情况分别绘制注入管网以及集输管网的三维拓扑关系模型；
94.管网数据加载模块，其配置为对于标准模板中通过核验的源数据，依据管线字段及设备名称输入匹配的管网数值模型专业平台，加载得到目标管网数值模型。
95.其中，管网数据加载模块属于核心部分，负责执行管网模型的数据加载和自动更新。在实现从多源数据库到管网数值模型所需关键数据的录入与整合后，通过管网建模模块转换得到具备管网拓扑关系特征的管网数值模型，包括注入管网数值模型和集输管网数值模型。该模块执行之前，存在一系列模型前处理逻辑，生成带数据项的注入管网、集输管网数据模板。在集成得到模型后，包括模型后处理模块实现核验存储并显示输出文件中注入和集输管网模板数据、管网模型及文件，并评估建立的管网拓扑模型及更新的完整性及有效性，系统各模块的连接原理如图7所示。
96.优选地，一个实施例中，所述系统还包括：模型核验模块，其配置为针对得到的管网数值模型，根据模型的运算结果核验模型中各管线数据、设备数据的完整性及有效性，若不满足设定要求，重新执行管网数据加载步骤，直至各管线数据、设备数据全都满足要求。
97.进一步地，一个实施例中，所述管网数据加载模块通过与应用建模条件对应的接口或路径，将源数据同步输入匹配的管网数值模型专业平台中。
98.另一方面，一个具体的实施例中，所述整合模板设计模块设置不同子模板中包括不同的数据存储区，分别对应存储不同数据源字段和数据类型的数据对象，所述数据源字段根据源数据的源类别字段设定。
99.作为本发明的进一步改进，一个实施例中，所述多源数据提取模块配置为：以所提取源数据的数据类别关键字或字段为索引将其存储至标准模板的对应子模板中。
100.一个可选的实施例中，对于不同的建模数据条件需要提取同一种源数据的情况，分别独立提取并按照与建模数据条件相匹配的组织格式储存至匹配的子模板中。
101.进一步地，一个实施例中，所述数据核验模块配置为：按照对应的建模数据条件对标准模板中各个子模板中的数据完整性和有效性进行核验，两者均满足要求则确定为通过核验，否则，针对未通过核验的当前建模条件对应的全部数据重新提取。
102.进一步地，一个优选的实施例中，所述系统还包括拓扑优化模块，其配置为在管网数据加载步骤之前，调取对应井区的历史管网拓扑或管网建设更新条例进行结构核验，当存在拓扑关系缺失时对建立的拓扑结构进行优化。
103.本发明实施例提供的管网快速建模系统中，各个模块或单元结构可以根据实际提
取和建模需求独立运行或组合运行，以实现相应的技术效果。
104.应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意味着限制。
105.说明书中提到的“一实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特征包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一实施例”并不一定均指同一个实施例。
106.虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

技术特征：
1.一种管网快速建模方法，其特征在于，所述方法包括：整合模板设计步骤、依据所有关联多源管网数据的数据特征和应用的所有建模数据条件分别设计涵盖管网数据全面提取需求的注入管网标准模板和集输管网标准模板；标准模板中均包括多个子模板，每个子模板对应一类建模数据条件；多源数据提取步骤、依据需求的建模数据条件从独立或者整体的多源数据库中提取对应的管网源数据，存储至标准模板中的相应子模板中，针对性地实现数据融合；数据核验步骤、根据需求的管网建模条件列表核验标准模板对应子模板中数据的完整性和有效性是否符合要求，若不符合，重新执行多源数据提取步骤，直至所需数据全都符合要求；拓扑模型建立步骤、根据地面管线布局和设备分布情况分别绘制注入管网以及集输管网的三维拓扑关系模型；管网数据加载步骤、对于标准模板中通过核验的源数据，依据管线字段及设备名称输入匹配的管网数值模型专业平台，加载得到目标管网数值模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：模型核验步骤、针对得到的管网数值模型，根据模型的运算结果核验模型中各管线数据、设备数据的完整性及有效性，若不满足设定要求，重新执行管网数据加载步骤，直至各管线数据、设备数据全都满足要求。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在管网数据加载步骤中，通过与应用建模条件对应的接口或路径，将源数据同步输入匹配的管网数值模型专业平台中。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，整合模板设计步骤中，设置不同子模板中包括不同的数据存储区，分别对应存储不同数据源字段和数据类型的数据对象，所述数据源字段根据源数据的源类别字段设定。5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，在多源数据提取步骤中，以所提取源数据的数据类别关键字或字段为索引将其存储至标准模板的对应子模板中。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于不同的建模数据条件需要提取同一种源数据的情况，分别独立提取并按照与建模数据条件相匹配的组织格式储存至匹配的子模板中。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在数据核验步骤中，按照对应的建模数据条件对标准模板中各个子模板中的数据完整性和有效性进行核验，两者均满足要求则确定为通过核验，否则，针对未通过核验的当前建模条件对应的全部数据重新提取。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括拓扑优化步骤、在管网数据加载步骤之前，调取对应井区的历史管网拓扑或管网建设更新条例进行结构核验，当存在拓扑关系缺失时对建立的拓扑结构进行优化。9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有可实现如权利要求1～8中任一项所述方法的程序代码。10.一种管网快速建模系统，其特征在于，所述系统执行如权利要求1～8中任意一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种管网快速建模方法及系统，该方法依据关联多源管网数据的数据特征和应用的建模数据条件，设计涵盖注入及集输管网数值模型需求的标准模板，依据需求的建模数据条件从多源数据库中提取管网源数据，存储至标准模板中，根据预设的建模条件核验各子模板中数据的完整性和有效性并克服异常，最终将符合条件的源数据加载至预先绘制的管网拓扑关系结构中得到管网数值模型。采用该方案，克服了现有技术中处理过程繁琐、精确度不足及耗时长的问题，将数据处理与转换、拓扑绘制、数据更新及管网建模技术有机结合，实现管网模型的快速构建及灵活更新，保证管网建模中相关数据的精确性和匹配度的同时，又使模型前后处理过程快捷、高效。高效。高效。


技术研发人员：于洪敏 王友启 祝仰文 王锐 廖海婴 赵春鹏 齐义彬 骆鸣 张锁兵 胡伟 王欣
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2023/9/22