劉金龍，王毅，王彥輝，杜海鵬，丁冬

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300450）

引言

在工程項(xiàng)目中為了保證現(xiàn)場(chǎng)施工的連續(xù)性，設(shè)計(jì)人員在計(jì)算托架材料時(shí)，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)原則的前提下，習(xí)慣將材料估算數(shù)量算得盡量充足，以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工的用料需求[1][4]?？梢詮能浖S[2]、現(xiàn)場(chǎng)安裝[3]等層面進(jìn)行數(shù)量估算，這樣一方面難以降低項(xiàng)目成本；另一方面，各項(xiàng)目延續(xù)下來(lái)形成的多余的電纜托架庫(kù)存余材料，增加了存儲(chǔ)成本的負(fù)擔(dān)。

通過(guò)對(duì)2019-2020年5個(gè)噸位在1500噸左右的常規(guī)井口平臺(tái)的托架材料計(jì)算結(jié)果（見(jiàn)表1）研究發(fā)現(xiàn)，計(jì)算數(shù)量與實(shí)際使用量存在的差異主要集中在托架直通和附件（連接附件、安裝附件、接地材料）上，彎頭、三通的余量則是0。初步分析造成此原因是因?yàn)閺濐^、三通材料在圖紙中有明確顯示，可以直接統(tǒng)計(jì)出來(lái)，其他幾項(xiàng)均需要進(jìn)行一定估算。

表 1 電纜及人工節(jié)約明細(xì)表

1 主要原因分析

對(duì)上述統(tǒng)計(jì)中的托架主構(gòu)件及附件余量進(jìn)行分析，電纜托架直通、連接片、安裝螺栓、接地材料都有不同程度的余量，而安裝螺栓的余量在所有材料余量中占比最大，為67.6%（見(jiàn)圖1）。

圖1 每種材料余量在總余量中的占比餅圖

分析余量材料在估算時(shí)的依據(jù)，發(fā)現(xiàn)托架拼接位置在4項(xiàng)材料估算中占了兩項(xiàng)，占比50%，影響的余量占比為27.1%（見(jiàn)表2）。但是進(jìn)一步研究會(huì)發(fā)現(xiàn)，支撐位置的設(shè)計(jì)遵循規(guī)范NEMA VE2，而規(guī)范中明確規(guī)定支撐位置與托架拼接位置是存在對(duì)應(yīng)關(guān)系的[5]，所以通過(guò)支撐位置計(jì)算的材料，實(shí)際上也是間接依據(jù)托架拼接位置計(jì)算而來(lái)的，這樣托架拼接位置在計(jì)算中占比實(shí)際上達(dá)到75%，影響的余量占比實(shí)際上達(dá)到94.7%。托架拼接位置對(duì)于托架材料的計(jì)算占了主要地位，其對(duì)應(yīng)的材料余量也占據(jù)了最大比重，是造成托架材料余量較大，材料計(jì)算不準(zhǔn)確的絕對(duì)主因。

表2 余量影響因素統(tǒng)計(jì)表

在不考慮其他托架構(gòu)件如三通、彎頭、變徑、爬坡等的情況下，如果在一段長(zhǎng)度為8米的距離上敷設(shè)托架直通，根據(jù)托架直通的供貨定尺長(zhǎng)度為3米一段，若盡量用整段托架材料進(jìn)行敷設(shè)，則最多使用3段有2個(gè)拼接點(diǎn)，如使用2米一段的材料則有四段3個(gè)拼接點(diǎn)，如都使用2米以?xún)?nèi)的材料，則最少需要8段有7個(gè)拼接點(diǎn)。這些情況對(duì)應(yīng)的托架直通數(shù)量、支撐數(shù)量和附件數(shù)量如下表3所示。從表中可以看出，在同一段距離上鋪設(shè)托架直通，雖然托架直通的總長(zhǎng)度都是8米，但由于拼接位置數(shù)量不同，附件數(shù)量存在較大差異，最大和最小值相差可以在2倍以上。

表3 托架材料及支撐數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

2 主要技術(shù)內(nèi)容

通過(guò)以上分析可以看出，在托架附件材料計(jì)算過(guò)程中，預(yù)先確定托架拼接位置即對(duì)托架進(jìn)行分段，并且在滿(mǎn)足托架布置的基礎(chǔ)上盡量?jī)?yōu)化托架分段數(shù)量，能夠準(zhǔn)確計(jì)算出托架附件的數(shù)量并且控制數(shù)量在相對(duì)較低水平。

通過(guò)對(duì)計(jì)算方法的研究，托架預(yù)先分段對(duì)托架直通數(shù)量計(jì)算準(zhǔn)確程度同樣有效。例如在定尺3米長(zhǎng)的托架直通上，分別切割長(zhǎng)度為500mm，800mm，1100mm，1500mm，1800mm的一組托架直通，不同托架分段產(chǎn)生的余量數(shù)量不同（見(jiàn)圖2），最優(yōu)化的分段方式一，不僅材料利用率相較分段方式二提高了30%，而且減少了材料用量（見(jiàn)表4）。

表4 不同分段方式托架直通材料利用率統(tǒng)計(jì)表

圖2 分段方式示意圖

3 應(yīng)用情況及推廣前景

通過(guò)上述分析，托架分段對(duì)托架材料計(jì)算準(zhǔn)確性有直接影響，相比傳統(tǒng)以托架布置圖估算托架材料的方式，預(yù)分段并對(duì)分段進(jìn)行優(yōu)化可以大幅提高材料計(jì)算的準(zhǔn)確性，對(duì)于控制余量的計(jì)算和降低材料成本有重要作用。因此，在計(jì)算托架材料前，以托架布置圖為基礎(chǔ)對(duì)整體托架進(jìn)行預(yù)分段，考慮其他相關(guān)設(shè)計(jì)因素對(duì)托架分段進(jìn)行優(yōu)化形成托架分段圖（如圖3）。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種托架材料的計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確地計(jì)算出托架材料的數(shù)量。

圖3 托架分段圖

托架預(yù)分段技術(shù)通過(guò)秦皇島32-6、曹妃甸11-1油田群岸電應(yīng)用工程，墾利6-1油田10-1N區(qū)塊開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、曹妃甸11-6油田擴(kuò)建項(xiàng)目的應(yīng)用實(shí)踐，可以精確電纜托架及其附件采辦數(shù)量，避免材料浪費(fèi)，節(jié)約托架材料成本約11.8萬(wàn)元。可以節(jié)約設(shè)計(jì)人力成本和現(xiàn)場(chǎng)管理及作業(yè)人力成本100人工日，具體數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 托架及人工節(jié)約明細(xì)表

托架預(yù)分段技術(shù)還在渤中29-6項(xiàng)目、墾利6-1油田4-1/5-1區(qū)塊開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、渤中19-6 BOP項(xiàng)目等在建海洋石油工程中得到應(yīng)用，隨著該技術(shù)不斷完善，經(jīng)過(guò)估算，每1000t組塊預(yù)計(jì)節(jié)約材料和人力成本共約2萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

工程項(xiàng)目上材料的使用數(shù)量往往非常大，不論材料本身的價(jià)格是否高昂，如缺少科學(xué)、嚴(yán)禁的計(jì)算，長(zhǎng)此以往會(huì)造成很大損失。材料計(jì)算需要打破以往固有的方式、方法，通過(guò)認(rèn)真分析、研究找出存在問(wèn)題的根源并加以改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)和優(yōu)化的計(jì)算方法，才能滿(mǎn)足工程項(xiàng)目不斷最求降本增效的需求和目標(biāo)。