時標網絡在深水雙井架平臺工期測算的應用

冉旭

中海油能源發展股份有限公司工程技術公司深水鉆采技術中心 廣東 深圳 518067

早期國內深水鉆井作業主要采用第六代及更早的半潛式深水鉆井平臺，平臺通常僅配置傳統單井架鉆機。隨著技術的發展，第七代半潛式深水鉆井平臺采用了雙井架鉆機系統，作業效率有了明顯提升[1]。傳統單井架平臺的鉆井工藝流程為單線流程，無離線作業，作業效率相對較低，但工期測算僅需按照作業銜接順序測算，方法簡單。雙井架平臺采用雙鉆機并行作業方式，鉆井工藝流程為并行流程，作業效率相對更高，正是由于多任務并行的特點，導致平臺存在較多的離線作業，工期分析和測算存在一定的困難，傳統的工期樹形結構已不能滿足雙井架平臺工期測算的要求，因此有必要找到一種簡單有效的方法進行工期測算，確定影響工期的關鍵工作和流程線路。

1 時標網絡計劃的優勢

時標網絡技術在建筑工程領域廣泛應用于項目工期的合理規劃，單代號網絡計劃是其成熟技術之一。但時標網絡技術一直未在鉆井工程應用，主要由于傳統鉆井工藝是單線流程，工程進度控制簡單。而深水雙井架平臺的鉆井工藝是并行流程，具備了多任務同時開展、相互搭配的特點，所以時標網絡技術有了應用的空間。

時標網絡單代號網絡圖是以節點及其編號表示工作、以箭線表示工作之間邏輯關系的網絡圖，并在節點中加注工作代號、名稱和持續時間，也被稱之為工作節點網絡圖。單代號網絡圖繪圖簡便，不需要用虛箭線，邏輯關系表達明確，體現了由于工藝技術決定的工藝關系和資源調配需要決定的組織關系[2]。單代號網絡的主要參數有最早開始時間、最早完成時間、最遲開始時間、最遲完成時間、總時差和自由時差。關鍵線路是總持續時間最長的線路，由關鍵工作組成且時間間隔為零，直接決定了工期測算結果。關鍵工作是進度控制的關鍵，一旦出現拖延，必然導致整個進度的延期。

2 時標網絡計劃應用于深水雙井架平臺工期測算可行性

雙井架鉆井平臺的高工作效率主要體現在從深水平臺就位到安裝好水下防噴器組的這段時間，在此期間雙井架鉆機可以依靠平臺的動力定位能力[3]，有效利用海水的深度空間，完成組合噴射鉆具組合/下導管→表層開路鉆進/下表層套管串→固井/下隔水管及防噴器組及試壓等并行主要工作，通過雙井架的協同配合，實現并行作業工藝，明顯提升鉆井效率[4]。在安裝好水下防噴器組后，由于隔水管的約束，平臺不能進行移位，副井架可完成預接套管立柱、預接或拆甩鉆具組合、測試鉆具功能、下載隨鉆數據、預接或拆甩井下工具等部分輔助工作。

海上鉆井工程工期需要考慮鉆機移動時間、進尺時間及輔助時間、固井作業時間等較多影響因素[5]。相較于傳統的單井架鉆井流程，雙井架鉆井流程對工期、關鍵線路和關鍵工作的確定顯然更為困難。因此通過引入時標網絡技術進行工期測算，明確工序間邏輯關系，更直觀有效地進行工期測算工作。

3 雙井架鉆井平臺工期測算實例分析

根據某雙井架鉆井平臺的作業流程，以某典型深水井的表層作業過程作為實例進行工期測算。該井表層作業包括：一開φ914.4mm（36in）井段作業，噴射下入導管至2020.0m并吸附，二開φ660.4mm（26in）井段作業，解鎖繼續鉆進工具后鉆至井深 2688.0m，下入φ508.0mm（20in）表層套管并固井，下入隔水管和防噴器組，試壓見圖1。

圖1 某雙井架平臺作業深水井井身結構

根據雙井架鉆機進行該井表層作業的并行流程，可以梳理出作業期間的工序邏輯關系及工作用時，見表1。

表1 中國南海某深水井表層作業工序邏輯關系及工作用時

根據表1工序邏輯關系，可以按照單代號網絡網繪圖的基本規則，繪制出雙井架平臺深水表層作業的單代號網絡圖，其中起始節點St和終止節點Fin表示虛工作，見圖2。

圖2 某雙井架平臺深水井表層作業單代號網絡圖

從表層作業的始節點St到終止節點Fin，共有5條線路，見圖2，其中St→B→C→D→G→H→K→Fin用時234小時，為最長線路。總持續時間最長的線路為關鍵線路，可以得到測算工期為234小時。在關鍵線路上從起點節點開始到終點節點均為關鍵工作，即可以得到關鍵工作為B/C/D/G/H/K且工作的時間間隔為零，該六項工作的用時發生變化都將導致工期的調整。通過確定關鍵線路，既可以完成工期的測算，又能夠找出關鍵工作，為工期優化調整提供可行性。

對于不同的深水井，井身結構、海水深度、噴射速度、機械鉆速、作業效率、天氣影響等因素都會對作業工序的工作用時造成影響，需要基于鄰井作業情況和鉆井歷史數據進行測算[6]，因此不同井的關鍵線路和關鍵工作不盡相同，需要針對具體情況進行工作用時計算和時標網絡分析。

控制了關鍵工作的進度就控制了工期進度，只有通過有效縮短關鍵線路長度，才能達到降低工期的目標，而任何關鍵工作產生的非生產時間都會直接導致工期的延長。關鍵工作若壓縮至時間短于并行的非關鍵工作時，非關鍵工作會轉化為關鍵工作，關鍵線路和測算工期同時發生改變。

由于深水平臺作業日費高昂，當關鍵線路對應的工期高于可接受值時，可基于網絡計劃調整的原理[7]對工期進行優化調整，考慮如下方法：

（1）選擇存在提速空間的關鍵工作，通過提高作業效率縮短其持續時間，例如采用井下鉆井提速工具以減少鉆進時間；

（2）減少關鍵工作的工作內容和項目，例如減少電測作業趟數；

（3）將承擔關鍵工作井架的部分工作轉至另一井架完成，使得關鍵工作與并行的非關鍵工作用時盡量接近，例如未占用井口的井架預接部分鉆具組合。

（4）避免關鍵工作產生非生產時間，嚴控非關鍵工作產生非生產時間，非關鍵工作盡管不是進度控制的重點，但若產生非關鍵工作用時多于關鍵工作時，關鍵線路發生改變，同時工期也會延長。

縮短工作的持續時間時不應影響到工作質量和安全，壓縮關鍵線路完成后應重新計算時間參數，分析對原網絡計劃的影響，若關鍵線路發生變更，應采取重新進行工期測算。

4 結論

1） 建立時標網絡單代號網絡技術在雙井鉆平臺作業深水井的應用模式，梳理了工序邏輯關系，通過網絡圖確定了關鍵線路和關鍵工作，得到了合理的雙井架平臺工期測算結果，驗證了技術的可行性。

2） 提出了針對雙井架鉆井平臺鉆井工期的優化方法和思路，為雙井架鉆井平臺鉆井項目合理安排作業計劃和確定提速環節提供了科學的參考，有助于控制鉆井工程作業進度，可在現場進行推廣應用。