海洋石油平臺(tái)建造工藝改進(jìn)的成本分析

焦 茗，楊鐵寧

(海洋石油工程股份有限公司 建造事業(yè)部， 山東 青島 266520)

海洋石油平臺(tái)的建造工藝是指平臺(tái)所涵蓋的近10個(gè)專業(yè)，從材料采辦到預(yù)制和安裝的整體過程。海洋石油平臺(tái)建造以總體建造方案為指導(dǎo)，各專業(yè)按照建造工藝要求由點(diǎn)及面，開展建造工作，完成從下料預(yù)制、組對(duì)、焊接和安裝，再到機(jī)械完工的整體過程。

本文以典型海洋石油平臺(tái)建造為例，闡述多專業(yè)建造工藝改進(jìn)提升了平臺(tái)的整體建造效率和降低了施工成本。同時(shí)，持續(xù)的建造工藝改進(jìn)提升了整體建造技術(shù)水平，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目成本產(chǎn)生了積極的影響。

1 工程項(xiàng)目概況

某井口樁基式海洋石油平臺(tái)分為2個(gè)(A平臺(tái)和B平臺(tái))，并與同一個(gè)導(dǎo)管架相連接，安裝后2平臺(tái)的間距為2 500 mm。2平臺(tái)在陸地上分開建造，都分為4層甲板。A平臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸39.2 m×47.3 m×26.3 m，吊裝質(zhì)量4 794 t；B平臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸36.8 m×41.8 m×20.5 m，吊裝質(zhì)量3 447 t。

根據(jù)總體建造方案要求，A、B平臺(tái)在同一條滑道上建造，間距與海上2 500 mm的實(shí)際安裝間距一致。組塊采用陸地滑移裝船方式，各專業(yè)施工程序如表1所示。

表1 各專業(yè)施工程序

2 建造工藝流程

平臺(tái)的建造工藝流程總體分為文件輸出、過程控制、最終檢驗(yàn)產(chǎn)品輸出。模塊化建造流程示意圖如圖1所示。

圖1 模塊化建造流程示意圖

2.1 結(jié)構(gòu)專業(yè)建造工藝優(yōu)化

1)生活樓拖拉裝船創(chuàng)新優(yōu)化為自行式模塊運(yùn)輸車(SPMT)小車裝船。A、B平臺(tái)的生活樓吊裝質(zhì)量分別約728 t和670 t，將原拖拉滑移裝船方案優(yōu)化為SPMT小車裝船，原2個(gè)生活樓的拖拉滑移裝船方案中，需要清理鋪設(shè)滑道、改造滑靴、擺放滑靴、連接固定滑靴、預(yù)制滑靴木材、拖拉前涂抹黃油、后期滑靴拆除等工作，2個(gè)生活樓的8個(gè)滑靴工作量約需6 400人工時(shí)。方案優(yōu)化為SPMT小車裝船后，節(jié)省了滑道鋪設(shè)、滑靴改造、木頭預(yù)制及后期拆除等施工成本，同時(shí)減少了碰撞切割及恢復(fù)工作量，提高了涂裝效率，減少了油漆修補(bǔ)等工時(shí)投入，節(jié)省鋼材約60 t。在滿足小車裝船的條件下，僅需在生活樓支點(diǎn)處做4個(gè)抬梁，大約需2 400人工時(shí)，節(jié)約4 000人工時(shí)。

2)組塊單層預(yù)制總裝創(chuàng)新優(yōu)化為雙層片整體預(yù)制垂直扣片總裝。技術(shù)原理為：①將貫穿拉筋與下層甲板、夾層甲板整體預(yù)制成雙層片，與貫穿拉筋相連的墻皮、欄桿等結(jié)構(gòu)一體化建造；②在甲板片預(yù)制階段，考慮將合龍口處的環(huán)板經(jīng)分瓣處理后斷開，待甲板片垂直扣片合龍后再散裝；③合龍口處組合梁對(duì)接口采用Z型口處理，保證甲板片垂直扣片安裝；④提前校對(duì)模型，將合龍口處有碰撞風(fēng)險(xiǎn)的筋板、甲板等結(jié)構(gòu)合龍后再散裝；⑤在預(yù)制方案中增加重點(diǎn)公差控制點(diǎn)措施，保證雙層片建造尺寸要求。

關(guān)于優(yōu)化后的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比。與常規(guī)預(yù)制對(duì)比，此種方式一體化建造率提高30%以上，吊裝效率提高40%以上，車間噴涂時(shí)間節(jié)省3～5天，常規(guī)碰撞切割恢復(fù)工作量減少80%以上?？赏茝V至國(guó)內(nèi)大多數(shù)甲板片。以400～500 t的雙層合龍片為例，對(duì)常規(guī)單層甲板片與雙層片預(yù)制總裝(按照中等甲板片大小考慮)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比的結(jié)果見表2。項(xiàng)目6個(gè)片總節(jié)省匯總：總?cè)肆r(shí)投入節(jié)省38 400人工時(shí)，噴涂周期節(jié)省36天，吊裝周期節(jié)省18天，吊機(jī)節(jié)省54個(gè)臺(tái)班。

表2 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比的結(jié)果

2.2 配管專業(yè)建造工藝優(yōu)化

1)創(chuàng)新優(yōu)化地漏槽與地漏管線連接口的加工方案。技術(shù)原理為將地漏連接口在預(yù)制階段完成坡口加工，地漏槽盒與地漏管線現(xiàn)場(chǎng)連接時(shí)，將已加工坡口打磨后即可組對(duì)，提高管線安裝的效率。項(xiàng)目總計(jì)有401個(gè)地漏實(shí)現(xiàn)方案優(yōu)化，可以減少現(xiàn)場(chǎng)加工拉把線、打磨、收把線的時(shí)間，節(jié)約300人工時(shí)以上。

2)創(chuàng)新優(yōu)化管線支架托梁(補(bǔ)梁)的安裝。技術(shù)原理為通過方案優(yōu)化，將支架分體安裝，在預(yù)制階段將所有托梁全部預(yù)舾裝，再點(diǎn)焊托梁與托梁上的支架。方案優(yōu)化后降低了后期安裝支架難度，也減少了與結(jié)構(gòu)梁的焊接補(bǔ)漆作業(yè)。由于提前安裝了100個(gè)支架的托梁，減小了散裝托梁的安裝難度，減少了大量打磨和補(bǔ)漆作業(yè)，降低對(duì)結(jié)構(gòu)片釋放的影響，節(jié)約400人工時(shí)。

3)優(yōu)化A、B平臺(tái)陸地建造擺放方案。技術(shù)原理為通過方案創(chuàng)新，在陸地建造時(shí)，將A和B平臺(tái)的原擺放間距2 500 mm優(yōu)化為2 800 mm。為了減少海上A、B平臺(tái)連接的修改量，陸地連接完成后，切開管線自帶300 mm余量，滿足海上施工調(diào)整量需求。海上施工后，根據(jù)導(dǎo)管架實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算模塊間距增大190 mm，相當(dāng)于模塊間距實(shí)際調(diào)整為2 690 mm，據(jù)此計(jì)算配管專業(yè)減少了海上80道口的修改工作量。

4)優(yōu)化海上施工鉆完井電潛泵接線箱安裝位置，避免大量管線碰撞修改。技術(shù)原理為經(jīng)過工程師海上現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，優(yōu)化電潛泵接線箱的定位位置，重新定位安裝電潛泵接線箱，減少大量的管線或者電纜修改量。通過方案優(yōu)化，減少至少6根管線、30道口的修改工作，省去無損檢測(cè)等工序，也避免了缺料情況。該處管線均為3寸XXS規(guī)格原油管線，節(jié)約200人工時(shí)，節(jié)約3寸XXS彎頭約12個(gè)、管線12 m，考慮海上安裝資源限制大，人員和物資資源等影響，綜合折算節(jié)省費(fèi)用5萬(wàn)元。

3 建造工藝優(yōu)化實(shí)施及對(duì)成本總體影響分析

通過對(duì)海洋平臺(tái)建造工藝的多專業(yè)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建造工藝技術(shù)的提升，并且通過優(yōu)化技術(shù)方案，節(jié)省了大量的施工材料、人力工時(shí)、施工時(shí)間，改進(jìn)了施工方法，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，工藝優(yōu)化后節(jié)省成本匯總?cè)绫?所示。

表3 工藝優(yōu)化后節(jié)省成本匯總

本文通過分析實(shí)際案例，探討了海洋石油平臺(tái)的建造工藝改進(jìn)對(duì)建造成本的積極影響，充分說明建造工藝在海洋石油平臺(tái)總體建造成本的節(jié)省中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因地制宜地改進(jìn)建造場(chǎng)地的建造工藝，能夠極大程度地降低成本和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，具有共性的技術(shù)改進(jìn)，還能夠在同類項(xiàng)目中不斷推廣，持續(xù)實(shí)現(xiàn)降本效應(yīng)。