海洋石油平臺建造工藝改進的成本分析

焦 茗，楊鐵寧

(海洋石油工程股份有限公司 建造事業部， 山東 青島 266520)

海洋石油平臺的建造工藝是指平臺所涵蓋的近10個專業，從材料采辦到預制和安裝的整體過程。海洋石油平臺建造以總體建造方案為指導，各專業按照建造工藝要求由點及面，開展建造工作，完成從下料預制、組對、焊接和安裝，再到機械完工的整體過程。

本文以典型海洋石油平臺建造為例，闡述多專業建造工藝改進提升了平臺的整體建造效率和降低了施工成本。同時，持續的建造工藝改進提升了整體建造技術水平，對整個項目成本產生了積極的影響。

1 工程項目概況

某井口樁基式海洋石油平臺分為2個(A平臺和B平臺)，并與同一個導管架相連接，安裝后2平臺的間距為2 500 mm。2平臺在陸地上分開建造，都分為4層甲板。A平臺結構尺寸39.2 m×47.3 m×26.3 m，吊裝質量4 794 t；B平臺結構尺寸36.8 m×41.8 m×20.5 m，吊裝質量3 447 t。

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

表1 各專業施工程序

2 建造工藝流程

平臺的建造工藝流程總體分為文件輸出、過程控制、最終檢驗產品輸出。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 結構專業建造工藝優化

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

2)組塊單層預制總裝創新優化為雙層片整體預制垂直扣片總裝。技術原理為：①將貫穿拉筋與下層甲板、夾層甲板整體預制成雙層片，與貫穿拉筋相連的墻皮、欄桿等結構一體化建造；②在甲板片預制階段，考慮將合龍口處的環板經分瓣處理后斷開，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提前校對模型，將合龍口處有碰撞風險的筋板、甲板等結構合龍后再散裝；⑤在預制方案中增加重點公差控制點措施，保證雙層片建造尺寸要求。

關于優化后的經濟效益對比。與常規預制對比，此種方式一體化建造率提高30%以上，吊裝效率提高40%以上，車間噴涂時間節省3～5天，常規碰撞切割恢復工作量減少80%以上。可推廣至國內大多數甲板片。以400～500 t的雙層合龍片為例，對常規單層甲板片與雙層片預制總裝(按照中等甲板片大小考慮)進行經濟效益對比的結果見表2。項目6個片總節省匯總：總人力工時投入節省38 400人工時，噴涂周期節省36天，吊裝周期節省18天，吊機節省54個臺班。

表2 經濟效益對比的結果

2.2 配管專業建造工藝優化

1)創新優化地漏槽與地漏管線連接口的加工方案。技術原理為將地漏連接口在預制階段完成坡口加工，地漏槽盒與地漏管線現場連接時，將已加工坡口打磨后即可組對，提高管線安裝的效率。項目總計有401個地漏實現方案優化，可以減少現場加工拉把線、打磨、收把線的時間，節約300人工時以上。

2)創新優化管線支架托梁(補梁)的安裝。技術原理為通過方案優化，將支架分體安裝，在預制階段將所有托梁全部預舾裝，再點焊托梁與托梁上的支架。方案優化后降低了后期安裝支架難度，也減少了與結構梁的焊接補漆作業。由于提前安裝了100個支架的托梁，減小了散裝托梁的安裝難度，減少了大量打磨和補漆作業，降低對結構片釋放的影響，節約400人工時。

3)優化A、B平臺陸地建造擺放方案。技術原理為通過方案創新，在陸地建造時，將A和B平臺的原擺放間距2 500 mm優化為2 800 mm。為了減少海上A、B平臺連接的修改量，陸地連接完成后，切開管線自帶300 mm余量，滿足海上施工調整量需求。海上施工后，根據導管架實測數據計算模塊間距增大190 mm，相當于模塊間距實際調整為2 690 mm，據此計算配管專業減少了海上80道口的修改工作量。

4)優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。技術原理為經過工程師海上現場核實，優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。通過方案優化，減少至少6根管線、30道口的修改工作，省去無損檢測等工序，也避免了缺料情況。該處管線均為3寸XXS規格原油管線，節約200人工時，節約3寸XXS彎頭約12個、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，綜合折算節省費用5萬元。

3 建造工藝優化實施及對成本總體影響分析

通過對海洋平臺建造工藝的多專業優化，實現了對建造工藝技術的提升，并且通過優化技術方案，節省了大量的施工材料、人力工時、施工時間，改進了施工方法，提高了勞動生產率，工藝優化后節省成本匯總如表3所示。

表3 工藝優化后節省成本匯總

本文通過分析實際案例，探討了海洋石油平臺的建造工藝改進對建造成本的積極影響，充分說明建造工藝在海洋石油平臺總體建造成本的節省中發揮著至關重要的作用。因地制宜地改進建造場地的建造工藝，能夠極大程度地降低成本和提高勞動生產率，具有共性的技術改進，還能夠在同類項目中不斷推廣，持續實現降本效應。