油氣田井場工藝管線模塊化施工方式研究

王磊(中國石油物資有限公司新疆分公司，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引言

在我國油田地面工程建設飛速發(fā)展的背景下，油田地面工程建設中存在的問題逐漸凸顯出來，尤其是質量方面存在的問題，對油田地面工程建設的發(fā)展造成了一定的影響。目前我國油田地面工程建設質量管理還存在一定的不足，尤其是在施工管理、質量管理體系的完善以及管理者素質方面，在選用全新的施工技術時，不僅要融入石油工程“五化”理念，還要準確掌握各類施工技術的優(yōu)勢與影響因素，這樣才能科學提升石油地面工程的施工質量，對我國石油行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

1 油氣田井場建設中融入五化理念

“五化”理念是石油地面施工建設工作中的創(chuàng)新模式，具備包括工廠化預制、標準化設計、機械化作業(yè)、模塊化施工以及信息化管理，通過將傳統(tǒng)的施工技術與先進的施工管理模式相結合，借助互聯(lián)網(wǎng)與信息化技術優(yōu)勢，對工程建設情況進行立體化展示，不僅能夠減少實際施工與設計方案之間的差異，而且可以控制施工資源損耗，保證施工質量與效率。同時，借助模塊化施工技術，可以對油氣田工程整體進行劃分，使安全質量責任得到細化，有利于提升隱蔽工程的施工質量[1]。

在當前的油氣田地面工程中，管線工程的作用愈加明顯，然而項目規(guī)模越來越大，在管線工程中也相繼產生諸多問題，傳統(tǒng)管線施工技術流程以及管理模式已經無法滿足發(fā)展需求，需要將模塊化施工與管線施工相結合，將設計、施工、監(jiān)管、查驗等工作融為一體，及時發(fā)現(xiàn)油氣田管線施工中的隱患問題，以采取針對性的解決措施，這樣才能強化提升油氣田工程的建設水平[2]。

2 油氣田井場工藝管線模塊化施工技術特點

對于傳統(tǒng)管線施工方式來說，模塊化施工可以將管線系統(tǒng)分為多個預制模塊，所有模塊都具有單獨安裝、拼接的功能，而且模塊化施工模式還能夠保證各預制模塊的應用質量，在保證油氣地面建設施工質量的同時，還能縮短工期，管線模塊化施工技術還具有以下優(yōu)勢：

(1)安裝速度較快且風險較低，由于將大型管線施工劃分為網(wǎng)格作業(yè)模式，引入預制模塊施工技術，對管線之間采用法蘭進行連接，不僅可以提升施工速度，而且可以避免油氣田建設施工中的安全風險，對工作人員的生命安全提供保障[3]；

(2)避免交叉施工，模塊化施工方式與傳統(tǒng)管線施工的最大區(qū)別便是，前者可以同時對不同模塊進行預制，而后者要根據(jù)施工進程逐步安裝，而管線項目涉及范圍較廣，在施工中會與其他建設項目交叉施工，不僅會影響雙方的施工效率，還會造成一定程度的安全隱患，應用模塊化管線施工方式，所有模塊都具有獨立安裝結構，可以減少現(xiàn)場施工總量；

(3)管線模塊化施工還有拆卸方便、可重復利用的特點，例如對不需要的管線模塊進行拆除，并且安裝到全新的施工區(qū)域，在此過程只要掌握好模塊劃分技術與預制技術，便能夠根據(jù)油氣建設工程需求，提前選擇或制作需要的管線模塊，將整體組裝與預制分裝相結合，有效滿足油氣田井場的各項管線建設要求。

3 油氣田井場工藝管線模塊化施工工藝措施

在開展管線模塊化施工時，要遵循模塊拆分、管線模塊化預制、撬裝模塊組合以及管道系統(tǒng)清理試壓等工藝流程，保證各環(huán)節(jié)的施工質量，以提升油氣田井場管線的使用效果，具體如圖1 所示。

圖1 工藝流程圖

3.1 模塊拆分

根據(jù)管線的施工位置，提前對模塊分區(qū)進行劃定，選擇合理的安裝位置，保證管線的應用功能，在這之前可以用三維制圖軟件，對施工方案進行模擬，一方面要判定施工中的影響因素，另一方面要將施工區(qū)域分解為多個模塊，保證各模塊之間的獨立預制效果，隨后要使用法蘭進行連接，對拼裝成撬的施工效果進行分析，明確工藝無誤后，將模塊整體吊裝至現(xiàn)場，完成后續(xù)管線安裝措施，在模塊拆分與組裝過程中要注意以下內容：(1)以油氣田井場中的A 井為例，應用管線模塊化施工技術，對標準化井場進行設計，通常由高壓采氣樹、放空裝置以及計量裝置組成，負責對各區(qū)域的管線進行連接；(2)采氣樹對部分區(qū)域進行節(jié)流，在井蓋吊裝后才能進行安裝，由于一級節(jié)流閥門與二級節(jié)流閥門之間存在參數(shù)差異，因此要盡量保證各管線閥門的節(jié)流總量相同；(3)每口單井的采氣樹高度不同，如果都按照相同數(shù)值進行安裝，會對后續(xù)施工制造焊接麻煩，因此在安裝中要盡量縮小井口之間的高度差異，并且在焊接工作之前，要對井口施工參數(shù)進行確認，例如增加法蘭與模板等[4]。

3.2 管線模塊化預制

根據(jù)油氣地面建設圖紙要求，對管線施工作業(yè)進行網(wǎng)格化劃分，明確管線預制單元，監(jiān)理單位要聯(lián)合施工單位，對現(xiàn)場施工情況進行分析，并且與圖紙中的測量數(shù)據(jù)進行對比，明確預制深度，細化各模塊至預制單元，繪制整體管線網(wǎng)格化施工圖，利用法蘭對預制單元進行連接。根據(jù)現(xiàn)場材料情況，可以選擇對任何區(qū)域展開拼裝，具體工作流程如下：(1)將相關管線預制模塊搬運至井場附近，利用挖掘機對施工區(qū)域進行處理，用吊車將預制模塊吊運至施工現(xiàn)場，對預制模塊進行拼裝，將其放置到管線模塊的預設位置；(2)在模塊化施工過程中，還要對施工現(xiàn)場情況進行實時監(jiān)測，如果模塊單元情況發(fā)生變化，要及時對后續(xù)的網(wǎng)格化施工方案進行調整，并且將技術參數(shù)反饋到后續(xù)管線模塊的預制工作中，這樣可以保證全天候的模塊化預制安裝，對油氣田井場管線施工的質量與進度進行精準控制[5]。

3.3 撬裝模塊組合

管線模塊化施工撬裝模塊組合階段的主要內容如下：(1)對管線與設備進行安裝，利用吊車與半掛車，將預制模塊運輸至現(xiàn)場，吊運過程中要對撬裝模塊的成品質量進行確認，當發(fā)現(xiàn)模塊變形或損壞時，要及時更換全新的模塊，避免后續(xù)對管線質量造成影響；(2)撬裝模塊就位后，先要對其合格性與品質進行檢驗，根據(jù)管線施工需求，對模塊之間的軸線平行情況進行計算，同時對第一模塊與第二模塊的跨距進行匯總計算，根據(jù)公式推導出第三模塊的安裝位置，現(xiàn)場撬裝模塊就位應保證撬裝底座水平，如果基礎水平存在問題，也會影響到管線模塊化施工的質量，因此可以采用墊鐵，對底座水平位置進行調整。

3.4 管線系統(tǒng)清理測試

最后要對管線的應用質量進行測試，也就是對各模塊化管線的銜接效果進行確認，首先要對施工區(qū)域進行清理，吹掃使用空壓機進行爆破吹掃，吹掃流程與工藝流程一致，將爆破壓力控制在0.3 MPa 至0.5 MPa 之間，爆破膜選用青稞紙。隨后對管道試壓，分為強度試驗和嚴密性試驗，試驗介質的選擇應符合設計及規(guī)范要求，升壓時速度應緩慢平穩(wěn)，達到30%強度試驗壓力時，穩(wěn)定15 min，檢查所有管件和連接段是否有異常情況，確認無異常繼續(xù)升壓至60%強度試驗壓力，穩(wěn)定觀察15 min，檢查是否有異常情況和系統(tǒng)的完整性。確認無異常繼續(xù)升壓，對試驗管段的變形、滲漏情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時采取修補措施。

4 結語

綜上所述，隨著我國油氣事業(yè)的發(fā)展，對傳統(tǒng)建設施工方式進行革新，是必然的革新途徑，同時也是提升企業(yè)綜合實力的關鍵內容。將“五化”工作融入到油氣田井場管線施工中，根據(jù)實際工程情況，制定科學合理的模塊化施工方案，能夠體現(xiàn)出油氣建設企業(yè)不懼挑戰(zhàn)，與時俱進的發(fā)展精神，同時加快企業(yè)結構調整與轉型的升級步伐。文章以油氣田井場為對象，對工藝管線的模塊化施工展開研究，提出管線施工技術措施，具體為模塊拆分、管線模塊化預制、撬裝模塊組合、管道系統(tǒng)清理測試，進而完善油氣田管線模塊化施工模式，對石油工程地面建設系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供助力。