陽(yáng)連豐，檀海義，薛東升

海洋石油工程股份有限公司，天津 300452

1 項(xiàng)目概述

恩平23-1油田群總體開(kāi)發(fā)項(xiàng)目依托周邊在役的恩平24-2油田進(jìn)行開(kāi)發(fā)[1]，包括恩平23-1/2/7油田和恩平18-1油田，恩平18-1油田位于中國(guó)南海珠江口盆地北部坳陷帶恩平凹陷南部隆起斷裂帶的中部，距香港南約195 km，位于恩平24-2油田東北約10.6 km。恩平18-1油田所在海域水深約90～95m。

在2014年下半年油價(jià)低迷的形勢(shì)下，“恩平23-1油田群開(kāi)發(fā)項(xiàng)目”作為中國(guó)海洋石油集團(tuán)公司“開(kāi)展質(zhì)量效益年”的試點(diǎn)項(xiàng)目，按照海工“全方位協(xié)同優(yōu)化、全過(guò)程成本控制”的管理要求，項(xiàng)目組在項(xiàng)目設(shè)計(jì)初始階段即把“一體化建造”作為該項(xiàng)目提質(zhì)量、降成本、增效益的關(guān)鍵措施[1-2]。

2 一體化建造實(shí)施的基礎(chǔ)

在項(xiàng)目規(guī)劃階段就明確了一體化建造實(shí)施策略，因而與建造相配合的設(shè)計(jì)、采辦環(huán)節(jié)就成為項(xiàng)目組需要攻克的難題。以往項(xiàng)目按照邊設(shè)計(jì)、邊采辦、邊施工的策略，大多以陸地建造結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)為主導(dǎo)，順序推動(dòng)后期配管、電儀專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)和采辦工作，往往會(huì)導(dǎo)致各專(zhuān)業(yè)難以協(xié)同推進(jìn)，與一體化建造工藝需求無(wú)法有效匹配。為此，項(xiàng)目組將“一體化三維設(shè)計(jì)”作為推進(jìn)一體化建造實(shí)施的關(guān)鍵策略，打破各專(zhuān)業(yè)之間的固有銜接順序以及詳細(xì)設(shè)計(jì)和加工設(shè)計(jì)之間的固有界面，以三維設(shè)計(jì)為媒介，構(gòu)建各專(zhuān)業(yè)聯(lián)合協(xié)同作業(yè)平臺(tái)。

采辦是一體化建造承前啟后的關(guān)鍵，設(shè)備廠家資料的完善程度直接影響設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，而設(shè)備到貨時(shí)間又影響建造的進(jìn)度。因而，項(xiàng)目組在一開(kāi)始就制訂了嚴(yán)格的采辦計(jì)劃，所有設(shè)備采辦都嚴(yán)格按照計(jì)劃實(shí)施；為避免廠家資料影響一體化設(shè)計(jì)，項(xiàng)目組明確規(guī)定：若廠家資料送審超過(guò)2次未批準(zhǔn)，即要求廠家安排技術(shù)人員到詳細(xì)設(shè)計(jì)辦公地點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)修改圖紙，確保廠家資料滿足現(xiàn)場(chǎng)一體化設(shè)計(jì)需求。

在組塊一體化建造中，遇到的最大難題當(dāng)屬恩平18-1平臺(tái)由井口平臺(tái)調(diào)整為鉆采平臺(tái)，增加的設(shè)備使原本比較緊湊的平臺(tái)空間更加狹小。為解決這個(gè)難題，設(shè)計(jì)人員通過(guò)合理設(shè)置夾層，優(yōu)化平臺(tái)空間布局，大幅提高平臺(tái)空間利用率，并細(xì)化PDMS（工廠三維布置設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)）模型，分區(qū)出圖，首次引入PDMS的狀態(tài)管理機(jī)制，既保證了設(shè)計(jì)建造一體化的計(jì)劃匹配性，同時(shí)也大幅提高設(shè)計(jì)全過(guò)程質(zhì)量狀態(tài)管理水平。

3 一體化建造技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用一體化建造技術(shù)的主要做法：其一，制訂設(shè)計(jì)、采辦、建造一體化統(tǒng)籌的總體計(jì)劃；其二，搭建基設(shè)、詳設(shè)、加設(shè)一體化三維設(shè)計(jì)聯(lián)合作業(yè)平臺(tái)；其三，打通設(shè)計(jì)、采辦、建造、調(diào)試、安裝五大環(huán)節(jié)的壁壘；其四，延長(zhǎng)陸地預(yù)制時(shí)間以減少空間工作量；其五，以舾裝為中心區(qū)域提升總裝效益。一體化建造技術(shù)的全新應(yīng)用體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

按照一體化建造工藝要求，恩平18-1WHPA組塊陸地建造一改傳統(tǒng)以結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)為主導(dǎo)的建造模式，以舾裝工作為中心，將組塊每層甲板劃分為能相對(duì)獨(dú)立進(jìn)行完整預(yù)舾裝的模塊，根據(jù)實(shí)際情況盡可能將噴涂后的部分管支架、管道、電儀托架在陸地完成安裝，最大限度將舾裝工作前移，減少后期高空作業(yè)量。同時(shí)將焊接工作最大程度地在甲板片進(jìn)入噴涂車(chē)間之前完成，提高預(yù)舾裝率，減少室外現(xiàn)場(chǎng)和高空的焊接及補(bǔ)漆工作量。

4 一體化建造技術(shù)的創(chuàng)新

4.1 設(shè)計(jì)引領(lǐng)一體化

4.1.1 設(shè)計(jì)管理精細(xì)化

在模型精細(xì)化方面跨上了國(guó)內(nèi)平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目的新臺(tái)階，每一塊筋板、每一個(gè)螺栓都精確建模，三維模型最終狀態(tài)與建造完成的實(shí)物還原度高達(dá)95%以上。

4.1.2 空間布局最優(yōu)化

項(xiàng)目業(yè)主從油田整體開(kāi)發(fā)降本增效出發(fā)，將恩平18-1WHPA井口平臺(tái)調(diào)整為實(shí)際的DPP鉆采平臺(tái)，增加了設(shè)備占用甲板面積約650m2，使原本比較緊湊的平臺(tái)空間更加狹小，為組塊的一體化建造設(shè)計(jì)和施工造成了極大的困難。項(xiàng)目組從全局利益出發(fā)調(diào)整設(shè)備尺寸，通過(guò)合理設(shè)置夾層來(lái)優(yōu)化平臺(tái)的空間布局，在不增加平臺(tái)面積的前提下，大幅提高平臺(tái)空間利用率。

4.1.3 創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)分區(qū)出圖

平臺(tái)空間利用率的大幅提高給三維設(shè)計(jì)帶來(lái)前所未有的困難，為了避免各專(zhuān)業(yè)間的碰撞調(diào)整導(dǎo)致?tīng)恳话l(fā)而動(dòng)全身，從基本設(shè)計(jì)開(kāi)始，采用PDMS模型分區(qū)出圖，并首次引入PDMS的狀態(tài)管理機(jī)制，根據(jù)平臺(tái)陸地一體化建造計(jì)劃，在三維設(shè)計(jì)模型中將恩平18-1 WHPA共劃分為E10、W10、E20、W20、E30、W30、J00、F00八個(gè)分區(qū)，PDMS模型中的管道根據(jù)所在區(qū)域進(jìn)行了拆分，每個(gè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)、舾裝、設(shè)備底座、管道以及各類(lèi)支架等都按此獨(dú)立模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考慮與相鄰模塊的拼接組裝。這樣既保證了設(shè)計(jì)建造一體化的計(jì)劃匹配性，同時(shí)也大幅提高設(shè)計(jì)全過(guò)程質(zhì)量狀態(tài)管理水平。

4.2 深挖細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)做到極致

為了深挖設(shè)計(jì)階段降本增效潛力，同時(shí)方便一體化建造新工藝的實(shí)施，該項(xiàng)目在按照以往慣例完成30%、60%、90%三維設(shè)計(jì)審查后，又特別增加了100%三維設(shè)計(jì)審查點(diǎn)，逼迫設(shè)計(jì)人員不斷嘗試從細(xì)節(jié)入手，利用新技術(shù)優(yōu)化方案，尋找降本增效突破點(diǎn)。

4.2.1 小支架優(yōu)化上做大文章

電儀托架及管道在并排走向的情況下均采用共架設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖1），節(jié)約大約20%的托架支架材料。平臺(tái)室外工作區(qū)盡量減少燈具的柱裝，而充分利用結(jié)構(gòu)立柱、斜撐或管排托架的支架，將燈具墻裝或吊裝，從而節(jié)約了鋼材的使用。兩個(gè)平臺(tái)大約有100盞燈具由柱裝改為了墻裝，每盞燈節(jié)約鋼材為34 kg，共節(jié)省鋼材約3.4 t。同時(shí)還在設(shè)計(jì)階段要求機(jī)械設(shè)備廠家在設(shè)備底座上提前預(yù)制按鈕盒支架的安裝底座，后期按鈕盒支架可以直接用螺栓安裝在預(yù)留底座上，減少了焊接工作量，同時(shí)該支架既作為按鈕盒支架也作為分支電纜通路，節(jié)省支架材料同時(shí)也節(jié)約甲板空間。

4.2.2 源頭設(shè)計(jì)落實(shí)降本增效

圖1 電、儀托架與管排的共架敷設(shè)

設(shè)計(jì)作為降本增效的主陣地，除了從頂層確立設(shè)計(jì)優(yōu)化、降本增效的原則與方案外，還將成本意識(shí)和節(jié)約理念深入到所有專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員的工作中。集思廣益，細(xì)化方案，不放過(guò)任何一個(gè)可優(yōu)化點(diǎn)，使降本增效措施真正落地。如配管專(zhuān)業(yè)在進(jìn)行開(kāi)排系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，以三維設(shè)計(jì)做主導(dǎo)，利用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)將平臺(tái)分成多個(gè)小區(qū)，反向指導(dǎo)工藝設(shè)計(jì)，通過(guò)此方法將14 in（1 in=25.4 mm）主管管徑降低到12 in，節(jié)省管道材料約11 t。儀表專(zhuān)業(yè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況并結(jié)合新的流量計(jì)設(shè)置要求，在滿足現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量的前提下，減少不必要的化學(xué)藥劑流量計(jì)約10臺(tái)，節(jié)約成本約15萬(wàn)元人民幣。電氣專(zhuān)業(yè)在兩個(gè)平臺(tái)的燈具設(shè)計(jì)和室內(nèi)照明上實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能，平臺(tái)室內(nèi)照明使用節(jié)能LED燈具，在相同照度下，每盞LED燈相比于熒光燈可節(jié)約24 W功率，兩個(gè)平臺(tái)共使用LED燈具約380盞，一年可節(jié)約11.3萬(wàn)kW·h電量，還能大幅降低今后的維修保養(yǎng)費(fèi)用。

5 一體化建造成果與經(jīng)濟(jì)效益

5.1 一體化建造成果（見(jiàn)表1）

表1 一體化建造主要成果

恩平18-1WHPA組塊一體化建造目標(biāo)實(shí)現(xiàn)率達(dá)到90.6%。組塊空間總裝工作量降低15.3%左右，陸地建造一體化的有效進(jìn)行，為恩平18-1WHPA組塊陸地建造順利完工提供了基礎(chǔ)保障，陸地建造空間階段節(jié)約工時(shí)14.2%，海上連接調(diào)試提前26 d完成，節(jié)約工時(shí)19.1%，于2016年5月31日提前26 d實(shí)現(xiàn)海上機(jī)械完工。

5.2 一體化建造主要經(jīng)濟(jì)效益（見(jiàn)表2）

表2 一體化建造主要經(jīng)濟(jì)效益

6 結(jié)束語(yǔ)

恩平18-1組塊項(xiàng)目是對(duì)一體化建造工藝的一次深化應(yīng)用與實(shí)踐，諸多的技術(shù)創(chuàng)新和方案優(yōu)化可以推廣成為一體化建造的標(biāo)準(zhǔn)做法，不僅是公司在項(xiàng)目管理、設(shè)計(jì)、采辦、建造水平等方面各項(xiàng)能力全面提升的一次集中體現(xiàn)，也是對(duì)中國(guó)海洋石油集團(tuán)公司深入開(kāi)展“質(zhì)量效益年”活動(dòng)要求的一次成功實(shí)踐，同時(shí)也有效地提升了海油工程在海洋平臺(tái)及模塊建造領(lǐng)域內(nèi)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。