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        降低半潛船體開孔差錯(cuò)率的應(yīng)用研究

        2021-11-17 02:50:46李晶龔萍張濤司紅濤
        化工管理 2021年31期
        關(guān)鍵詞:半潛船差錯(cuò)率浮式

        李晶,龔萍,張濤,司紅濤

        (1.海洋石油工程股份有限公司,天津 300451;2.中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300451)

        0 引言

        隨著近年來國家深水油氣勘探開發(fā)力度的加強(qiáng),浮式設(shè)施裝備已被廣泛應(yīng)用,且制造細(xì)節(jié)如船體開孔也逐漸被全行業(yè)所重視。船體開孔(open hole),又稱穿艙(penetration),其包括結(jié)構(gòu)開孔及穿艙件焊接兩部分,其貫穿浮式裝備的船體設(shè)計(jì)、建造檢驗(yàn)、安全生產(chǎn)等全周期。行業(yè)內(nèi)認(rèn)為船體開孔差錯(cuò)率不僅涉及設(shè)計(jì)及建造質(zhì)量,對(duì)功能設(shè)計(jì)、系統(tǒng)聯(lián)通、結(jié)構(gòu)完整等工程實(shí)施、經(jīng)濟(jì)效益等存在直接影響,甚至也是海上浮式裝備在位穩(wěn)性、艙室密封及安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。

        本文則基于目標(biāo)半潛項(xiàng)目實(shí)際問題進(jìn)行分析梳理,針對(duì)工程過程中降低船體開孔差錯(cuò)率的管理措施和實(shí)踐方法進(jìn)行探索,進(jìn)而深化其在行業(yè)的應(yīng)用,推進(jìn)企業(yè)提質(zhì)增效及發(fā)展。

        1 目標(biāo)半潛項(xiàng)目介紹

        該應(yīng)用研究的目標(biāo)項(xiàng)目為國內(nèi)半潛式生產(chǎn)平臺(tái)。其特點(diǎn)集中為世界上最大桁架凝析油儲(chǔ)存半潛平臺(tái)、國內(nèi)首次1 500 m水深浮式生產(chǎn)設(shè)施、國內(nèi)首個(gè)1 500 m 水深浮式生產(chǎn)設(shè)施總包工程。半潛船體規(guī)格如下:型長91.5 m× 型寬91.5 m× 型深59 m,其中4 個(gè)浮筒尺寸為49.5 m×21 m×9 m,4 個(gè)節(jié)點(diǎn)尺寸為21 m×21 m×9 m,四個(gè)立柱尺寸為21 m×21 m×50 m。

        1.1 目標(biāo)半潛開孔介紹

        目標(biāo)項(xiàng)目船體開孔存在一定的功能性及專業(yè)性,在不考慮結(jié)構(gòu)自身流水孔、過梁孔以及減輕孔等,主要涉及輪機(jī)、暖通、舾裝、電儀訊、配管、結(jié)構(gòu)等專業(yè)水密非水密的開孔,共3 662 個(gè)。

        1.2 目標(biāo)半潛開孔問題介紹

        經(jīng)了解項(xiàng)目背景和開孔數(shù)據(jù)得知,目標(biāo)半潛存在一定的特殊性及挑戰(zhàn)性,且其船體開孔涉及的專業(yè)多、數(shù)量大、差異化等要求,因此其船體開孔需進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。同時(shí)該項(xiàng)目過程中陸續(xù)出現(xiàn)了相關(guān)開孔設(shè)計(jì)及建造等問題,如圖1 所示。經(jīng)問題梳理及測算,其潛在差錯(cuò)率接近6%。

        圖1 目標(biāo)半潛項(xiàng)目開孔問題示意

        經(jīng)目標(biāo)項(xiàng)目開孔問題影響評(píng)估、問題分區(qū)整理且結(jié)合目標(biāo)項(xiàng)目建造要求,啟動(dòng)以降低船體開孔差錯(cuò)率為核心的應(yīng)用研究和實(shí)踐工作。

        2 多維度開孔問題分析

        2.1 橫向分析

        對(duì)比核實(shí)多項(xiàng)目半潛平臺(tái)開孔規(guī)模,評(píng)估目標(biāo)項(xiàng)目開孔規(guī)模合理化?;诙喟霛擁?xiàng)目開孔規(guī)模對(duì)比及借鑒,該項(xiàng)目開孔體量、占比相對(duì)接近;雖然空間緊張加大開孔難度,但可通過設(shè)計(jì)和管理手段實(shí)現(xiàn)開孔差錯(cuò)率降低[1]。

        2.2 定向分析

        以問題歸類法,結(jié)合開孔問題調(diào)查,展開深入分析、將問題逐條細(xì)化歸類總結(jié),梳理其方向。通過問題項(xiàng)分析,以問題因素及整改方向進(jìn)行劃分,從而推動(dòng)后續(xù)策略、協(xié)同安排等后續(xù)工作的有序開展。

        2.3 定量細(xì)化

        以開孔待定項(xiàng)1-開孔基準(zhǔn)偏差(hold&hold1)、開孔待定項(xiàng)2-結(jié)構(gòu)球扁鋼碰撞(hold2)以及開孔待定項(xiàng)3-專業(yè)尺寸待定(hold3)為定量分析為例;待定約束包括前端可行、設(shè)計(jì)迭代、輸入調(diào)整等因素,且對(duì)開孔差錯(cuò)率存在隱患,因此以離散及柱狀圖定量細(xì)化待定信息,如圖2 所示。

        圖2 開孔問題的定量細(xì)化xy離散圖示意

        經(jīng)定量細(xì)化,對(duì)待定項(xiàng)進(jìn)行區(qū)域化、分級(jí)化處理,后續(xù)可對(duì)主要待定項(xiàng)類型進(jìn)行重點(diǎn)把控。

        2.4 縱向延展

        全周期數(shù)據(jù)延展,通過現(xiàn)場與工程師交流,請(qǐng)教施工工藝及實(shí)施手段;通過模型對(duì)比、機(jī)具觀摩和建造文件學(xué)習(xí),對(duì)允許公差、偏差范圍、以往數(shù)據(jù)等要求有了深入了解。在與工程師對(duì)接過程中,積累了開孔偏差案例、解決措施以及施工優(yōu)化手段。

        3 開孔差錯(cuò)率原因及應(yīng)對(duì)實(shí)施

        3.1 慣性思維及應(yīng)對(duì)措施

        原因確認(rèn):固定平臺(tái)設(shè)計(jì)人員及船廠施工人員對(duì)于該項(xiàng)目開孔設(shè)計(jì)和制造要求認(rèn)識(shí)程度有待提升。

        對(duì)策實(shí)施:強(qiáng)化線下線上培訓(xùn),完成《管線穿艙件細(xì)則》《船體開孔管理概述》等培訓(xùn);持續(xù)進(jìn)行船廠現(xiàn)場宣貫及開孔施工培訓(xùn);完善開孔管理體系,制定開孔管理流程,增加開孔編碼設(shè)置等工作。

        3.2 模型差異及應(yīng)對(duì)措施

        原因確認(rèn):詳細(xì)設(shè)計(jì)三維模型及生產(chǎn)設(shè)計(jì)三維模型功能定位和設(shè)計(jì)完整性差異。

        對(duì)策實(shí)施:開發(fā)需求收集,與船廠和施工方交流,收集模型差異、開孔需求等開發(fā)必要信息。利用計(jì)算機(jī)軟件編程,實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)和升級(jí);且同步完成開發(fā)流程編制和人機(jī)界面設(shè)計(jì)。

        開發(fā)編程和工具實(shí)施,PDMS 環(huán)境下PML 語言編程;高效開孔設(shè)計(jì),提取關(guān)鍵信息,與AM 匹配對(duì)比及差異數(shù)據(jù)融合。

        3.3 工藝不滿足及應(yīng)對(duì)實(shí)施

        原因確認(rèn):與施工方及第三方共同討論分析工藝不滿足—引起內(nèi)部涂塑層脫落原因。

        對(duì)策實(shí)施:(1) 施工工藝調(diào)整,核實(shí)涂塑溫度曲線及影響范圍,與建造方共同研究焊接水冷降溫工藝。其優(yōu)點(diǎn):維持原開孔,增加新工藝;缺點(diǎn):新工藝中質(zhì)量控制手段及過程監(jiān)測待完善。

        (2) 考慮PW003 穿艙替代方案。提出雙套管穿艙方案,即銅鎳管外套碳鋼管材,直接與艙壁焊接。優(yōu)點(diǎn):符合30 年防腐要求,同步滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核;缺點(diǎn):雙套管穿艙需特殊定制[2]。

        兩方案綜合評(píng)估,通過兩方案對(duì)比,如圖3 所示,從實(shí)施可靠性及現(xiàn)場施工等角度出發(fā),最終選擇穿艙替代方案,并開展后續(xù)采辦建造等工作。

        圖3 兩方案安裝比較示意

        4 效果復(fù)查

        經(jīng)上述原因分析及應(yīng)對(duì)實(shí)施,為降低半潛船體開孔差錯(cuò)率,目標(biāo)項(xiàng)目共完成了2 次20 人以上技術(shù)培訓(xùn),1 次項(xiàng)目組和施工方參加的現(xiàn)場宣貫,1 項(xiàng)船體相關(guān)二次開發(fā)應(yīng)用,以及針對(duì)穿艙件替代方案的1 套典型圖、4 批采辦料單,共640 個(gè)開孔施工。

        最終數(shù)據(jù)顯示船體開孔差錯(cuò)102 個(gè),占比約2.8%,如表1所示。該差錯(cuò)率降低到3% 以下,在目標(biāo)范圍內(nèi)。

        表1 建造現(xiàn)場采集復(fù)核值

        5 結(jié)語

        此次降低半潛船體開孔差錯(cuò)率的應(yīng)用研究,從實(shí)際項(xiàng)目出發(fā)并針對(duì)開孔問題,追根溯源,逐項(xiàng)分析,高效執(zhí)行,最終圓滿完成既定目標(biāo)。同時(shí)還需持續(xù)完善開孔案例分析、降低差錯(cuò)率報(bào)告、編制標(biāo)準(zhǔn)化文件等措施,鞏固船體開孔問題解決和質(zhì)量提升,進(jìn)而提升行業(yè)的管理水平和整體競爭力。

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