高含硫化氫集氣站施工管理探索

陳登祥 （荊州職業(yè)技術學院，湖北 荊州434020）

范毅 （長江大學文理學院，湖北 荊州434020）

楊軍 （江漢石油管理局油田建設工程公司，湖北 潛江433124）

某氣田地處山區(qū)，以高山和丘陵為主，常年多雨多霧，自然環(huán)境較差。氣田地面開發(fā)集輸工程共計18座集氣站。集氣站采用加熱、節(jié)流、保溫混輸?shù)臐駳饧數(shù)妮斔凸に嚕哂屑瘹?、加熱、?jié)流、單井計量、放空和智能清管發(fā)送的功能。站場集氣工藝系統(tǒng)包括酸氣系統(tǒng)、涉酸放空系統(tǒng)及輔助生產(chǎn)系統(tǒng)（注醇系統(tǒng)、緩蝕劑注入系統(tǒng)、燃料氣及儀表風系統(tǒng)），管材采用鎳基合金825、L360CS、A333.Gr6、L245、L316等特種鋼材，管道輸送介質為高壓、高含H2S的天然氣氣體。

筆者通過調(diào)研了解到，該氣田開發(fā)時間緊、工程量大，集輸工程施工在國內(nèi)沒有先例和施工經(jīng)驗可以借鑒；地面施工條件十分復雜，場站工作面無法全面展開；焊材種類多、焊接工藝復雜 （國內(nèi)首次使用）、焊接質量要求非常高，且主要的設備、材料為國外進口，采購周期長、缺口量大。具有設計、采購、施工深度交叉、安全環(huán)保風險較大等特點。為此，開展了高含H2S集氣站施工管理的探索。

1 分析工程施工難點

施工進度要求受進口設備、主要材料不能及時到位，施工材料、人力資源緊張、物價上漲，焊接工藝復雜、工序多、質量要求高，各工序施工深度交叉、組織困難、安全風險較大，參戰(zhàn)隊伍多、協(xié)調(diào)難度大，氣候異常等因素的影響，給正常施工造成極大困難。這些困難是工程施工的難點，也是重點要解決的問題。

2 確定施工組織方式

為保證川氣東送主體工程總體進度，結合工程特點和工期要求，在保證會戰(zhàn)總體進度目標的前提下，正確處理好施工進度與安全、質量和效益的關系，打破施工常規(guī)，確定了 “統(tǒng)籌規(guī)劃、宏觀調(diào)控，倒排工期、科學管理”的十六字方針，采用 “連續(xù)施工、流水作業(yè)、分段組焊、整體預裝”的施工方式和 “抓布局、盯現(xiàn)場、抓落實”的施工管理方法，確保了工程施工工期、施工安全、施工質量和施工成本最小化。

3 落實施工進度措施

3.1 解決好施工進度與人力物力資源緊張的矛盾

根據(jù)工程工期緊、施工任務重的特點，尤其是前20億產(chǎn)能建設地面集輸工程邊設計、邊采購、邊施工，還邊摸索施工組織、管理方法和施工技術、施工工藝，嚴重制約了工程施工進度，如何在短時間內(nèi)達到工程項目的建設目標，合理組織、減少人力、設備資源的大量浪費，對施工組織管理提出了較高要求。依據(jù)施工藍圖的工作量和川氣東送指揮部施工進度節(jié)點的部暑，打破施工常規(guī)、超常思維，倒排工期、細化施工進度計劃，按照施工節(jié)點計劃編制施工勞動力計劃，指導施工。

在工程開工前，根據(jù)設計藍圖工程量，編制管線焊接單線圖，細化焊接工程量到每一道焊口，每一個吋徑；結合業(yè)主物資采購部門提供的設備、材料到貨周期，倒排工程施工進度，計劃到每一天、每一周、每一旬；根據(jù)施工進度節(jié)點計劃編制施工勞動力、設備需求作業(yè)計劃，合理調(diào)配勞動力、設備資源。

施工過程中，施工進度受設備、材料及天氣等諸多外部因素影響較大，積極主動地與工程管理、設計、監(jiān)理、檢測及物資采購部門溝通對接，及時掌握設備材料到貨、施工方案的確定情況；根據(jù)設計方案、材料到貨及時調(diào)整施工進度計劃和人力、設備資源；將集氣站工藝部分分成井口放空區(qū)、加熱爐匯管區(qū)、管廊設備區(qū)、火炬區(qū)4個區(qū)塊，每一區(qū)塊設置一個施工機組；根據(jù)施工進度計劃，以日工作卡形式將每一天工程量細化到每一個施工班組、每一臺設備、每一道焊縫，保證施工進度計劃的嚴密性和可操作性，能夠切實得到落實，并配套建立內(nèi)部考核運行機制；同時，建立日生產(chǎn)例會制度，落實考核日生產(chǎn)運行情況，針對日生產(chǎn)運行中不能按時完成施工任務的機組進行施工計劃調(diào)整，制定趕工措施。隨著工程的進展，施工機具、設備配置不足的矛盾突出，采取措施，緊急購置，空運和公路運輸相結合，以最快速度運達施工現(xiàn)場，確?？傮w計劃任務的完成。

3.2 消除專業(yè)交叉作業(yè)的相互影響

集氣站工程涉及土建、設備、工藝管道安裝及電控信儀等專業(yè)。為了更快更好地完成工程任務，必需以土建專業(yè)為先導，土建專業(yè)服務于工藝專業(yè)，同時又制約設備、工藝安裝的進度；受天氣及分包隊伍素質的影響，土建施工管理和協(xié)調(diào)成為影響工程進度的重要因素。項目部成立土建專業(yè)管理機構，每天召開土建專業(yè)協(xié)調(diào)會，強化工序交叉協(xié)調(diào)，實現(xiàn)全局一盤棋。

在土建制約工藝施工進度節(jié)點時，及時調(diào)整土建施工計劃，搶睛天戰(zhàn)雨天、加班加點，先集中力量搶建設備、管廊基礎，以最大限度減少土建對工藝施工的影響。工藝安裝在土建專業(yè)制約的時候積極主動安排生產(chǎn)，一方面督促土建專業(yè)加快施工進度，另一方面工藝專業(yè)加強工藝管道的深度預制，編制深度預制方案，制定趕工措施。工藝安裝各工序間銜接的好壞是保證工程進度的關鍵，設備、管材、焊材進場檢驗、設備安裝、管材下料、坡口加工、管口組對、焊縫層間及外觀檢查、焊前預熱、層間溫控、消氫及焊后熱處理、無損檢測等工序繁多、工藝復雜、標準要求高，不同材質、不同規(guī)格材料的焊接工藝差別較大，同種材料不同規(guī)格的處理方式也不盡相同，所用時間不同，焊前預熱、層間溫控、消氫及焊后熱處理，工序間銜接不上、處理不當時極易造成過燒或欠加熱，或遺漏或二次加熱的現(xiàn)象，造成返工或報廢，嚴重影響工程施工進度。在工序安排上分門別類、分區(qū)域，科學布署，對材質、規(guī)格一致、工藝參數(shù)相同的管口，雖然可能所處位置不同，也要盡可能統(tǒng)一組織施工，以便合理配置設備 （尤其是熱處理設備，加熱和溫控線路復雜，星羅棋布），充分利用有限的施工空間，最大限度的開辟作業(yè)面和提高施工效率。

3.3 開展技術攻關和技術創(chuàng)新活動

鎳基合金管道在酸性氣田中的焊接應用在國內(nèi)尚無成熟施工經(jīng)驗借鑒，雖然施工前業(yè)主組織了專門的焊工培訓，但固定式的培訓和實際的焊接作業(yè)畢竟不同，管線的焊接質量，受到人員、焊接設備、焊材、焊接方法以及施焊環(huán)境等多方面因素的影響。

針對現(xiàn)場施工條件，組織技術人員和部分焊工，開展技術攻關活動，分析管材焊接工藝特點。發(fā)現(xiàn)了造成鎳基合金管道焊接合格率低的主要原因有5個：①現(xiàn)場鎳基合金管道清潔度達不到要求；②焊接過程中充氬保護不充分；③彎頭與管材壁厚不一致容易造成出現(xiàn)根部局部未熔合的缺陷；④原有的焊接操作手法也容易造成根部局部未熔合的缺陷；⑤手工電弧焊焊接厚度過厚容易造成出現(xiàn)夾渣的缺陷。為此提出了以下改進措施。

1）鋪設鎳基管材施工專用場地。在鎳基管道施工場地鋪設方木、木板等，保證鎳基管道清潔度，在焊前采用丙酮認真清理焊絲及焊接區(qū)域，防止油污等雜質進入到焊縫中。

2）管內(nèi)充氬保護的控制。制作了管內(nèi)封堵的簡易工裝，焊接過程中管內(nèi)不間斷充氬保護；經(jīng)過反復試驗，確定了充氬時間為5～8min/10m管道、氬氣流量為15L/min，保證了管內(nèi)充氬保護的可靠性。

3）坡口角度及鈍邊量的改進。由于彎頭和直管壁厚存在偏差，前期施工中根部局部未熔合的缺陷也多出現(xiàn)在彎頭與直管對接焊縫中。對所發(fā)現(xiàn)的缺陷進行分析后，改變原規(guī)程要求的坡口角度，將坡口鈍邊控制在0～0.5mm或不留鈍邊，對彎頭管壁較厚部位進行削薄處理，從而避免了由于壁厚偏差造成的根部局部未熔合。

4）應用手工氬弧焊大搖擺操作工藝?？枯^大搖擺幅度、一定搖擺節(jié)奏和電弧坡口兩側的停頓來熔化焊絲和根部的焊縫，達到一定的熔孔效應或熔池效應，增加了熔透性。

5）嚴格控制手工電弧焊焊接層數(shù)和焊接厚度，控制每層焊道厚度不超過3mm，并且每層焊道都必須采用碳化硅砂輪片和不銹鋼絲刷進行打磨，把焊接時產(chǎn)生的氧化膜清除干凈，直至焊縫露出銀白色光澤方可進行下一層焊道的焊接。增加焊條的擺動頻率，加強熔池中氣體及熔渣的排出，避免層間夾渣或氣孔的產(chǎn)生。

通過采取以上具體措施，提高了鎳基合金管道焊接一次合格率，所承建的6座集氣站鎳基合金管道焊接平均一次合格率達到了98.23%。

3.4 確保工程施工安全和施工質量

依托ISO9002質量體系標準和公司的質量管理手冊、程序文件，建立健全了項目部組織機構、技術質量管理體系；嚴格考核機制，細化考核指標，把質量責任層層分解，落實到全體參建職工。針對專業(yè)性強的特點，為保證技術、質量管理工作落實到實處，每個專業(yè)都指定技術和質量負責人，明確責任。施工現(xiàn)場質量管理領導小組切實貫徹質量責任制，加強全體員工的質量意識教育和技能培訓。按業(yè)主和監(jiān)理審批的項目施工組織設計、項目質量計劃和質量檢驗計劃及各專項施工技術方案，組織施工。在施工過程中由技術人員認真編制施工作業(yè)指導書進行書面技術交底，使施工人員明確技術和質量要求，嚴格按圖紙、按標準、規(guī)范和技術交底的要求進行施工。加強施工過程控制，嚴格執(zhí)行 “三檢制”和工序報驗手續(xù)，施工過程中技術質量人員跟班作業(yè)，解決施工過程中的具體問題，實施實時監(jiān)控，隨時抽檢質量，遇有不符合要求者，責令及時整改，使工程質量隨時處在有效監(jiān)控之中。每道關鍵工序完后，及時整理資料，報監(jiān)理審核通過，進行下道工序的施工，有效的保證了工程施工質量。建立、健全HSE管理網(wǎng)絡和各級安全管理責任制，抓好HSE培訓教育，強化安全意識和現(xiàn)場作業(yè)環(huán)節(jié)的安全管理，確保施工安全。

3.5 加強工程施工各方的溝通與協(xié)作

針對氣田會戰(zhàn)形勢的需要，為便于協(xié)調(diào)各方關系，指揮部和業(yè)主抽調(diào)力量在每個集氣站或施工單位成立了由指揮部領導、業(yè)主領導和施工單位項目經(jīng)理參加的三人領導小組，協(xié)調(diào)、督辦施工過程中的各項工作，確保會戰(zhàn)目標的完成。

積極主動與業(yè)主各部保持溝通，為工程順利進行創(chuàng)造條件。在施工初期，在工程部的指導下，盡快辦理了開工所需的各種報驗手續(xù) （這部分通過監(jiān)理傳達）；開工后，施工方面的各種事項較多，積極與集輸部保持聯(lián)系，每個站場均指定專人與集輸部負責人一對一聯(lián)絡，施工現(xiàn)場有專業(yè)技術人員與業(yè)主代表密切聯(lián)系，將施工中的問題及需求反映給業(yè)主上級主管領導，盡可能在生產(chǎn)例會前解決現(xiàn)場發(fā)生的各種問題，同時辦理好各種簽證，作好資料收集工作，大大提高了施工進度。對于重大問題或施工中的實際困難，在川指組織、各職能部門參加的生產(chǎn)例會上，進行協(xié)調(diào)解決，并在下次例會上繼續(xù)給與關注。

該氣田是國內(nèi)首個高含硫氣田，設計借鑒了加拿大類似氣田的生產(chǎn)工藝，主要的流程有井口高壓流程、井口放空流程、匯管放空流程、匯管流程、加熱爐流程、加注流程、放空流程 （包括高壓放空火炬）、燃料氣流程、收發(fā)球筒流程等幾個部分。此類集氣站施工工藝為國內(nèi)首次使用，許多設備、閥門及相關配件均為進口或首次采用，在施工中存在著到貨樣式與功能不符的情況；同時部分流程與國內(nèi)操作規(guī)程或習慣不一致，導至發(fā)生了部分變更。現(xiàn)場施工技術人員隨時與現(xiàn)場設計代表保持聯(lián)系，及時通知設計單位、業(yè)主代表、監(jiān)理及施工單位四方面同時在現(xiàn)場確定解決方式，及時辦理設計變更或工程變更手續(xù)。同時，利用與現(xiàn)場監(jiān)理共同起居的條件，每天按時整理工程施工資料、工程聯(lián)絡單上報監(jiān)理，對施工中遇到的問題，協(xié)助監(jiān)理聯(lián)絡業(yè)主、設計及計財?shù)炔块T約定時間共同現(xiàn)場解決問題。

對質量監(jiān)督站提供的監(jiān)督計劃，明確執(zhí)行標準和規(guī)范，施工進展到停檢點時，做好準備工作及時報檢，為施工贏得時間。

高含硫氣田集輸工程的設備材料特殊，種類繁多，材質多樣，大部分為國外進口或是國外進口原材料國內(nèi)加工，物資需求緊急、進貨周期不確定性較大，配送難度大，到貨量大、場地緊張。領料前，盡可能在第一時間從物資保障部獲得最新的到貨清單，從中篩選出集氣站所需設備、材料，由于物資采購的特殊性和到貨時間的不確定性，工程開工后，人員、機械不能連續(xù)施工，施工程序不能正常進行，常常因為缺少部分材料而改變施工計劃，給施工質量留下引患，同時也延長了施工工期；其中一個集氣站，因材料到貨時間的不確定的原因，造成進出場5次之多。因此，在材料領取過程中，積極與物資保障部人員配合，配備專職材料人員、輔助人員和專用車輛，從龐大的料場和眾多的集裝箱中仔細地查找所需設備、材料，裝車拉運至施工現(xiàn)場或試壓站，為加快施工進度提供物質保障。

該氣田集輸工程共有3家檢測單位，在集輸施工中，工程量相當之重。以P302集氣站為例，一個集氣站從DN25－DN500各類型、各壁厚的焊口4000余道，檢測單位在初期使用兩臺儀器同時檢測，到了中后期由于焊口都在管廊上或設備進出口上，采用了放射源進行照相，而普光氣田最多時同時開設十余個集氣站及站間管道的施工。

4 工程施工管理體會

1）施工初期，對于各種施工機具、設備的準備至關重要，需要根據(jù)施工人員的力量及施工工程量的大小和施工工期進行配備。在場地條件較好的集氣站，土建進場時間比安裝進場時間要提前60d左右，完成除站控室之外的主要土建場平及設備基礎的施工，在場地條件較差，回填或爆破工作量較大的集氣站，土建進場時間還要相應提前。

2）加大安裝工程的深度預制，對于提高整個集氣站的進度較為關鍵。合理安排站場外圍工作量 （進出站管線連頭、放空火炬及管線的施工）的施工時間，對于站場的整體試運有著重要的意義。土建后期與工藝安裝、電儀安裝的配合工作好壞，直接影響工程進度，大量支墩、管墩零散地分布在施工場地上，需要土建施工隊伍積極配合、精確定位、及時施工。對于與試氣作業(yè)的交叉工序，需要合理安排施工區(qū)域的先后順序，更需要業(yè)主對于兩家施工單位的施工面進行協(xié)調(diào)，否則無法展開。土建、安裝、電控信儀專業(yè)的相互協(xié)調(diào)、相互提醒能減少許多重復勞動，降低施工成本，提高施工效率。搶工期間，容易忽視現(xiàn)場安全和施工質量工作，要加大現(xiàn)場監(jiān)管力度，及時進行糾正和處理，把事故苗頭扼殺在揺藍中。

3）指揮部和業(yè)主的領導和組織對于提高施工進度起著決定性作用。業(yè)主在每個施工單位安排一名處級領導掛點，與施工單位一同考核，對于施工單位在施工中遇到的一些非施工單位自身原因造成的問題能夠更快的得以解決，全面保證了施工進度。

4）集氣站前期鉆前工程應綜合考慮后期站場安裝工程。在站場施工前期，土建工程施工時，因場地不足，而將泥漿池回填的情況、深挖打樁的情況較為普遍，部分集氣站站控室也無合格位置建設，臨時選址，這些都對施工工期、施工質量和安全帶來影響。

5）施工現(xiàn)場 “三通一平”的條件，對于工程順利進行影響較大。高含H2S氣田建設的用電量相當之大，現(xiàn)場最小需400kV外部電源供應，進場道路也必須在施工前完成，否則無法滿足站內(nèi)設備、施工設備進場要求。如果在場站工程開工前，公用工程、道路工程部分提前完成，那么將為后期施工的順利展開創(chuàng)造條件，減少許多不必要的投入和少走彎路。