淺談海洋石油平臺工藝管線加工設計

呂文斌 劉超

摘要：海洋石油平臺工藝管線是平臺上最重要的組成部分之一，工藝管線的主要作用包括輸送流體、連接設備以及排水放空等。工藝管線建造離不開加工設計，加工設計作為基礎設計和詳細設計的延續，在管線建造中承前啟后，設計質量的優劣，直接影響到建造質量及成本。本文闡述了海洋石油平臺工藝管線加工設計的作用、流程以及未來的發展方向，具有一定的指導意義。

關鍵詞：海洋石油平臺;工藝管線;加工設計

海洋事業的蓬勃發展，國際油價的推動，使得海洋石油平臺數量發展加速，國際項目驟增，油品綜合處理能力強的中心平臺以及FPSO建造數量越來越多：建造周期縮短、工程量增加、施工難度上升、原材料價格上漲及人力短缺等因素，迫切要求提高加工設計質量，優化設計流程，整個加工設計流程是一個不斷循環的交互式過程，需要考慮很多因素。

1、海洋石油平臺工藝管線概述

海洋石油平臺工藝管線重量約占平臺總重的10-18%，并且管線系統種類繁多，常規石油平臺的管線系統可達20余個，其中不少系統為高溫高壓的管線，如公司近期已建造完畢并順利投產的渤海區域某項目，其中原油系統管線設計壓力為12900Kpa，試驗壓力為19350Kpa（試驗壓力為設計壓力的1.5倍），熱介質系統操作溫度為220℃;區別于陸地石油化工廠的氣候特征，海上空氣具有高鹽、高腐蝕性的特點，因此，平臺管線系統的管線材料需要更嚴謹的設計、更嚴格的工藝和更完美的質量來應對腐蝕。加工設計作為詳細設計和建造的紐帶，對管線的建造起到很重要的技術支持作用。

2、加工設計的作用

加工設計是詳細設計的延續，是將詳細設計的設計成果轉化為能指導生產的技術資料的重要一環，因此，加工設計人員應該充分了解詳細設計的設計意圖，非常清晰的了解詳細設計的設計思路和設計方案，明確加工設計與詳細設計的工作界面和加工設計深度，同時在建造方面，需要提供可用于指導生產的加工設計圖紙，管線和輔助材料的采辦和施工料單，以及各種其他的程序及技術方案等。

3、管線加工設計的流程

詳細設計提供的文件包括：材料清單（MTO）、模塊總圖、設計規格書/技術要求、P&ID圖、管線平面布置圖、管道支架布置圖、地漏圖紙圖、穿甲板護板布置圖、管線三維圖（詳設圖）、平臺結構圖、設備撬塊布置圖，等等。

材料是管線預制開工的最主要的一環，因此，在項目開工前期，就應該對主要管線材料進行采辦。根據詳細設計提供的MTO，加設編制采辦料單，由采辦部門進行采辦，為項目開工創造條件。開工前，詳細設計的管線三維圖基本完成，加工設計隨后據此開展加設三維圖編制。

項目開工后，加工設計根據材料的到貨情況和加工設計出圖情況，首先進行單管匹配，其次根據匹配結果下發施工料單，最后根據原料管線和下料管段情況進行排版，管線建造部門根據圖紙和施工料單和排版結果對管線和管支架進行預制。

當管線預制達到一定程度，結合結構專業甲板片預制和安裝進度，管線和管支架可以進行安裝，有一體化要求的，在結構片預制的過程中，將符合條件的管線和管線支吊架預舾裝或預安裝到結構片上面。

管線全部安裝完畢且銷項完成后，管線系統需要進行壓力試驗以檢驗焊縫強度，壓力試驗前要對管線內部進行清潔，如空氣吹掃、爆破吹掃和水清洗等，以滿足壓力管線的清潔要求。清潔之前，配管加工設計需要完成管線清潔干燥程序的編制;在壓力試驗之前，需要完成管線試壓程序以及試壓包的編制，有氣壓試驗要求且試驗壓力大于0.6MPa的，需要編制專門的氣壓試驗方案，并通過專家審核。

壓力試驗完成后，對管線系統進行恢復，根據清潔干燥程序對管線進行清潔干燥。之后需要對管線進行密性試驗以測試管線系統的密封性，加工設計要在此之前完成管線氣密程序和密性包的編制。在密性試驗完成且滿足要求后，有清潔干燥要求的，要對管線進行清潔干燥。至此管線系統基本建造完畢，有保溫要求的管線開始進行保溫。

4、管線加工設計展望

管線加工設計經過多年的發展，已經得到了很大的改進，設計效率產生了極大的提高：比如之前的加工設計三維圖的繪制，是在AUTOCAD中完成，圖紙材料表需要人工手動統計，效率低、易出錯，隨著科技的發展，目前三維圖的繪制軟件多種多樣，極大地提高了做圖效率，例如公司現在加工設計三維圖大多已采用鷹圖公司的SPOOLGEN軟件，方便快捷、簡單高效，并且所有的數據能一并提取出來形成表格，極大的提高了加工設計的效率。管線排版方面也由人工排版向PCMS材料管理軟件過渡，響應速度大大加快，管控質量明顯提升。因此隨著計算機技術的日益進步，各種設計軟件的逐漸的開發及互相兼容，逐漸形成自上而下的信息化加工設計系統，是管線加工設計今后發展的方向。

總之，近年來，隨著海洋石油事業的蓬勃發展，國際項目不斷增多，海洋石油平臺以及 FPSO（浮式儲油裝置）的建造日益增多。在這些海洋結構物的建造過程中，管線預制安裝是其中至關重要的一環，這就對配管專業加工設計提出了嚴格要求，而管線三維圖的加工設計又是配管專業加工設計的重中之重。因此，加工設計中對單管的控制必須要符合當前車間的預制加工能力和現場的安裝要求，只有這樣，才能真正起到事半功倍的作用。

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作者簡介：

呂文斌（1986-），男，山東濟南人，研究生，工程師