沙特阿美石油公司項目管理模式下管道試壓施工方案優化及降本增效措施研究

吳 鶴

西藏青藏石油管道有限公司，西藏 拉薩

1. 引言

沙特重油項目管線長度共162 公里，劃分試壓段共計5 段，以兩個閥室間為斷點，按阿美標準要求規定，如果管道和工藝管線在試壓后超過30 天不進行投運，需要對管道和工藝管線進行封存處理；重油項目通過結合現場施工作業銜接順序，對試壓施工方案進行了合理的優化。沙特重油項目管線共投入一個試壓整編機組，包括施工人員7 人，空壓機6 臺、上水泵2 臺、試壓泵2 臺、干燥機2 臺、制氮機2臺。

2. 存在問題

沙特項目執行階段若干要求較為特殊，較之傳統國內項目以及其他國際項目有較大的差別，項目組初次執行沙特項目，在執行過程中對阿美項目標準理解不夠透徹，項目組在項目管理過程，尤其是試壓用水、試驗壓力、Manifold 等方面造成較大挑戰[1] [2] [3] [4]，具體體現在：

1) 用水要求：沙特項目對水質要求極高，上水的同時根據標準要求需要注入一定量劑的化學藥劑，項目采購三合一的化學藥劑，包括防腐、除氧和殺菌三種功能，因重油項目管徑較大、試壓管道距離較長，因此按標準要求超過14 天需要加除氧劑，但超過30 天需要加入殺菌劑，因試壓用水需重復利用，因此項目部計劃直接采購三合一的化學藥劑。在和PID 部門的交流過程中，了解到如倒水過程中需要補充化學藥劑，但過量的補充有可能導致水PH 值的變化，同樣不符合標準，將不可使用，因此不建議補充時再加入三合一的化學藥劑[5]。

2) 試驗壓力：和國內最不相同的標準是對管道的測試壓力標準大不相同，最低試驗壓力國內和ASME 標準一般都是不同地區等級根據設計壓力或最允許操作壓力的1.1/1.25/1.4/1.5 倍進行試壓，最大允許試驗值為該地區管道SMYS 的95%，然而阿美最低試驗壓力則為SMYS 的90%，最高為該地區管道SMYS 的100%，意味著管道最低試驗值大大提升，對管道自身和焊接質量的完整性和安全性要求更高[6]。

3) Manifold: Manifold 作為最關鍵的試壓工器具，首先圖紙需要得到設計公司的批準，還要對每個壓力管件的承壓數據進行計算。圖紙通過審核后，才可以進行壓力管件的采購，并且必須由阿美指定的供貨商進行采購[7] [8]。

3. 競爭對手對標

沙特阿美試壓標準較高，類似貝克休斯等專業施工承包商進入沙特市場較早，對施工標準理解更為透徹，且現場施工經驗豐富，在基本工法相同的情況下，其使用的施工設備更先進、工效也更高。如氮氣置換機，我們每小時僅為800 立方，但貝克休斯的置換機為4000 立方至5000 立方米；其成套的便攜式設備也利于轉場，我們所建的蓄水池，不僅耗費時間長，成本高等劣勢，其直接采用移動水箱的方式成功解決，并且可以反復使用。諸如此類的問題，不僅體現在裝備上，更體現的對當地市場的適應上和可持續發展方面[9] [10] [11] [12]。

4. 工效提升方案

第一套封存方案為濕封存，即液體封存，因沙特水資源匱乏，試壓用水采用水車拉運方式，成本極高，適用于水資源匱乏以及相鄰管段可以連續試壓的項目。為節約項目成本，優化施工方案，即在完成第一試壓段試壓后，為相臨具備試壓條件管道進行倒水，此種方式節余試壓用水施工成本，且壓縮了拉運試壓用水及上水作業工期；由于封存時間需要根據主體管道施工進度決定，因此需要將水在管道內長期存放，為避免水及氧分子對管道內部進行腐蝕，優化施工方案，將試壓用水注入和化學藥劑注入同步進行并計算注入比例，且嚴格控制上水速度，現場人員在注水過程中24 小時進行監控并控制化學藥劑注入比例及上水速度，避免空氣進入管道，同時也確保了化學藥劑的注入量，滿足了試壓用水長期封存要求。

第二套封存方案為干空氣臨時封存，即在管道推水完成后，還需進行閥室工藝安裝等后序作業，管道30 天內無法進行投運，因此需要對管道進行臨時封存，業主最初要求用氮氣進行封存，適用于短期投運且符合業主標要求的準規范的項目。項目部考慮后序作業需要多次拆裝封存盲板，意味著將封存氮氣釋放后還需重新進行氮氣封存，由于氮氣成本較高，如多次重復進行氮氣封存，將大大增加項目成本，因此在滿足標準前提下，與業主進行多次溝通協商后，最終優化方案確定為干空氣進行臨時封存。

5. 改進后工效預估

改進后降低了封存成本及縮短了封存工期，干空氣封存處理量為每小時4000 方，制氮封存處理量為每小時800 方，工效為制氮封存工效的5 倍，且干空氣封存降低了設備投入，只需提供3 臺空壓機和1臺干燥機。

6. 教訓及建議

1) 試壓頭：試壓頭是試壓作業中最為關鍵的一種壓力容器，但是在沙特項目的試壓頭和國內最大的區別在于連接方式，國內試壓頭是直接與管道進行焊接的連接方式，而沙特項目的試壓頭需要通過法蘭和管道進行連接，因此意味著要采購相應尺寸的法蘭片，這就意味著將大大增加試壓頭制作成本。為節支降耗，通過與PMT 和PID 進行溝通得到允許后，通過當地和國內的比價，最終決定在國內進行采購，大大降低了采購成本。因制作法蘭片的鋼材為特殊材質，國內廠家無法提供相應材質，需要提升法蘭片材質方可滿足使用需求，因此影響了法蘭的生產周期，造成了工期上的延誤。建議在與業主尤其是PID團隊書面確認后，可提前進行試壓相關物資的國內采購流程，縮短試壓頭制作周期[13] [14]。

2) 扭矩扳手：沙特項目在法蘭連接過程中，全部需要通過扭矩扳手對法蘭螺栓進行緊固，確保了每顆螺栓的受力值保持一致，避免了受力不均造成法蘭泄露的風險；在采購過程中，采購了電動和氣動兩種動力源的扭矩板手，可滿足分別在投產管線區域和新建管線區域施工的使用要求。中方人員通過了正規培訓機構的培訓取證，滿足上崗需求。因以前沒有扭矩扳手的使用經驗，對扭矩扳手的采購數量和規格遲遲不能確定。建議咨詢廠家人員或項目學習相關經驗，并采購使用過口碑好的品牌，不能盲目操作，一定要通過培訓方可上崗，避免對設備的損壞[15]。

3) 盲板及墊片：因管線與工藝管線的連接都是通過法蘭連接方式，因此對工藝管線的試壓考慮使用盲板代替試壓頭的方式滿足工藝管線的試壓，并通過對圖紙的計算，只采購最小數量的盲板來滿足所有工藝區的試壓，減少了成本的投入，并提前要求廠家將盲板上進行開孔，減小了后期鉆孔的難度。墊片在采購過程中考慮可以進行重復利用，因此在數量上進行了部分刪減，但在實際使用過程中發現，較小尺寸的墊片可以滿足重復利用的條件，而大尺寸的高壓石墨墊片，在使用一次后無法再重復使用，最終導致墊片數量的不足。建議墊片物資在當地采購，快捷且減少供貨周期。

7. 結語

以上是對沙特重油項目試壓施工的總結。項目執行過程中所采用的空氣臨時封存方案、國內采購試壓頭、學習使用扭矩扳手、墊片重復使用等，都降低了試壓成本，明顯提高了功效。總體來講，PID 會主導試壓工作而不是PMT。所有文件、施工材料、設備及水質相關信息一定要在單項的kick-off meeting上提出，并要求PID 團隊分享相關經驗。由PID 來主導前期的準備工作才能避免在最終的驗收過程中出現意見不統一、返工等情況的發生。另外，沙特阿美匯集50 年的設計生產和運行管理經驗，形成了龐大的標準體系，應用于所有沙特阿美項目，所以在沙特阿美項目前期的投標以及后期的執行過程中，為了更好地滿足沙特阿美項目的標準要求，規避風險的發生，要對沙特阿美項目的執行標準要理解的更加透徹，從而保證項目承包商的根本利益。