海洋石油平臺模塊化建造管道設(shè)計施工探析

1、海洋石油平臺模塊化建造管道設(shè)計施工探析摘要：伴隨著社會對石油能源的需求日趨增加，我國加強(qiáng)了海洋石油的應(yīng)用， 模塊化建造管道設(shè)計技術(shù)得到了良好發(fā)展。作為整個平臺的核心，管道系統(tǒng)的設(shè) 計以及質(zhì)量直接影響著平臺的安全和效率。因此本文從管線加工設(shè)計、尺寸做以 及施工工序等方面出發(fā)，研究和探討了模塊化建造管道的設(shè)計施工，希望能為相 關(guān)人員提供借鑒和參考。關(guān)鍵詞：海洋石油平臺；模塊化建造；管線設(shè)計；施工工序1模塊化建造綜述作為一項極其復(fù)雜的大型施工系統(tǒng)，海洋石油的建造的內(nèi)容涉及到機(jī)械設(shè)備、 管道建造、鋼結(jié)構(gòu)以及電氣儀表等【1】。模塊化建造的含義是將整個海洋平臺 按其施工專業(yè)，分為不同的施工模塊，每個模塊之

2、間既相互獨立又相互聯(lián)系，將 各個模塊建設(shè)成功后，組裝成一個完整的海洋石油平臺。從建造原因出發(fā)，海洋 石油平臺模塊化建設(shè)可以分為：功能性分塊模塊；一般與主體分塊模塊； 功能較獨立以及分塊系統(tǒng)較單一模塊等。假如在實際海洋平臺建設(shè)中，建造場 地或船舶資源不能滿足整體建設(shè)的需求，此時只能進(jìn)行分塊建造，同時施工方在 進(jìn)行分塊建設(shè)時需要根據(jù)實際情況選擇最佳分塊模式。2模塊化建造對管道設(shè)計施工的影響模塊化建造對于目前的技術(shù)水平來說屬于較為先進(jìn)的施工理念，因此我國將 其積極引入平臺施工中。它的含義是將整體的建造施工分成不同的模塊，進(jìn)行平 行施工。一方面，模塊化建造提高了平臺施工的效率，有利于減少施工時間，另

3、一方面，使得受場地限制的大型平臺施工的建造成為了可能。然而目前海洋石油 平臺的管道設(shè)計需要系統(tǒng)進(jìn)行，才能保證后續(xù)使用，因此模塊化建造給管道施工 帶來了新的難題和挑戰(zhàn)：在進(jìn)行模塊化施工時，管線系統(tǒng)被分塊被強(qiáng)制斷開，因 此不同模塊之間管道的對接、尺寸把控以及試壓等，都是擺在施工人員面前的難 題，需要采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整和解決，從而使得管道設(shè)計適應(yīng)模塊化建造。因 此在實際分塊管線施工時，為提高管線施工的質(zhì)量，相關(guān)施工單位必須要做好相 應(yīng)的施工準(zhǔn)備：（1）首先，在石油平臺建設(shè)進(jìn)行模塊化建造時，施工單位在施工階段就要充 分考慮管道施工存在的風(fēng)險以及可能會出現(xiàn)的突發(fā)情況，所以要以先進(jìn)和完整的 配管加工設(shè)計

4、技術(shù)為保障，在施工現(xiàn)場中盡量減少修改，從而在保證整個工程質(zhì) 量的前提下，盡可能提高工程進(jìn)度。（2）在施工前期，結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)條件以及實際的施工環(huán)節(jié)，制定出符合現(xiàn) 場施工的流程設(shè)計，在實際施工時保證環(huán)節(jié)流暢合理。（3）施工單位要弱化分塊施工中存在的或者可能發(fā)生的不利因素，同時要嚴(yán) 格控制管線并行施工的過程，盡量提高管線施工的質(zhì)量和安全。（4）嚴(yán)格把控各模塊管道的尺寸，尤其是要控制好管線連接時的精度。3模塊化建造管道加工設(shè)計在模塊分塊處分割管線后，為規(guī)范管線的設(shè)計施工，保證后期銜接吻合，施 工單位要制定統(tǒng)一的原則和規(guī)范對管道進(jìn)行斷管。下面筆者就對模塊化下管線建 造施工設(shè)計的主要方法和應(yīng)注意的問題。

5、（1）分模塊出圖。繪制海洋石油平臺支架和管線的圖像的基礎(chǔ)是各模塊的劃 分，在出圖中時，詳細(xì)設(shè)計比起相對設(shè)計來說，出圖的效率和準(zhǔn)確度更小高效， 因為在模型中，詳細(xì)設(shè)計的分塊斷點是以三維圖形式顯示的。除此之外，管線試 壓圖要以分塊斷點的位置為基礎(chǔ)，利用PID將管線系統(tǒng)進(jìn)行分塊，從而出圖試壓 【2】。（2）模塊間設(shè)置過渡管段。在設(shè)置平臺的過度管段時，具體長度和位置需要 根據(jù)實際情況進(jìn)行分析，不過管道需要預(yù)留出多余長度，以保證應(yīng)對各種突發(fā)狀 況。除此之外，由于海洋石油平臺的管線種類豐富多樣，為符合管線自身的連接 方式，施工單位需要采取多樣化連接手段。例如管線的性質(zhì)為普通對焊管線，那 么施工方就需要采用

6、對焊連接方式；內(nèi)部待遇涂層的管線就需要采用非焊接連接 形式，常見的有卡箍式連接；絲扣式管線要采用右衽螺紋方式進(jìn)行連接。（3）材料管理。材料采辦方式是決定著海洋石油平臺模塊化建造時管線材料 管理的模式，根據(jù)一般的海洋內(nèi)部工程項目來說，多用的材料管理模式為分模塊 發(fā)料、多模塊統(tǒng)一材料跟蹤采辦【3】。其中分模塊發(fā)料的含義是將材料采購好 后，各個模塊的材料發(fā)放以相應(yīng)圖紙為基礎(chǔ)；而多模塊統(tǒng)一材料跟蹤采辦可以很 好跟蹤材料的使用狀況以及保證材料盡可能得到全面應(yīng)用。該模式能夠最大程度 保證施工時各模塊材料的質(zhì)量、供給以及利用效率，有效減少浪費，為施工單位 節(jié)約材料成本。4模塊化建造管道施工技術(shù)4.1施工工序

7、海洋石油平臺模塊化建造管道的施工工序從整體上看，與常規(guī)的管道建造大 體一致，然而在安裝管線過渡段時是海上施工，因此極大地影響了施工連續(xù)性。 除此之外，管線建造中的無損檢測、保溫伴熱、管線試壓以及管線泄漏試驗等環(huán) 節(jié)都成為了海上施工作業(yè)，這大大增加了該建造的環(huán)節(jié)難度，也增加了海上施工 量。在進(jìn)行具體管線建造時，施工單位要注意保溫和伴熱的工序后于泄漏試驗。 這是因為在進(jìn)行管線泄漏試驗時，為了能夠及時排查出泄漏點，會將容易出現(xiàn)泄 漏的地方例如法蘭連接處以及焊接點暴露，同時保證管線完全裸露即無保溫層。4.2管線對接及尺寸控制管線接口質(zhì)量關(guān)系到整個管線能否正常運行，因此施工單位必須要重視和把 控好管線對

8、接時的尺寸控制。在海洋石油平臺進(jìn)行模塊化建設(shè)時，管線也是在各 模塊中獨立建造的，因此要考慮到多方面的因素，才能實現(xiàn)在對接時管口的尺寸 偏差的合理范圍內(nèi)。（1）加強(qiáng)定位精度控制。在每個單獨模塊中，為加強(qiáng)管線的定位精度，施工 單位可以在其中以坐標(biāo)的形式布置基準(zhǔn)點，這需要轉(zhuǎn)換圖紙上的管支架和地漏等 部位坐標(biāo)，即把圖上各部位的位置轉(zhuǎn)換成預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)。不過相關(guān)人員在 進(jìn)行坐標(biāo)換算時，為了保證數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度，需要借助專門的測量儀器進(jìn)行定位【4】。（2）去除不確定因素。由于不同廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不一，因此海洋石油平臺的 儀表閥門或設(shè)備接口等的尺寸可能會存在不確定性，然而這些屬于可控的尺寸偏 差。而為了消除不確

9、定因素，施工單位需要增加閥門長度或是設(shè)備接口等方向上 的余量，也要為過渡連接處預(yù)留一個方向的施工余量。（3）選用合適的連接方式。根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇最合適的連接方式，因此 多樣化連接是最佳選擇，筆者已經(jīng)在上節(jié)提到了如何根據(jù)管道性質(zhì)選擇不同的連 接方式，在此不做過多贅述。4.3管線試壓由于整個海洋石油平臺工程被劃分為各個不同的施工模塊，管線試壓包也被 分割成數(shù)量不一的試壓包，這需要施工單位在進(jìn)行管線試壓時要特殊處理。相關(guān) 人員在繪制平臺分塊處管線的試壓圖時，為了提高繪制質(zhì)量和效率，要把三維管 線圖中分塊斷點的位置當(dāng)成整個繪制過程的基礎(chǔ)【5】。除此之外，為了保證施 工人員能夠從圖中準(zhǔn)確看出不同模塊下的試壓區(qū)域，繪制人員應(yīng)用粗實線進(jìn)行標(biāo) 記和命名。最后在試壓時要做好斷管封堵工作，采取的封堵方法要根據(jù)現(xiàn)場的管 線材質(zhì)以及壓力等級進(jìn)行確定，常見的封堵方式有盲法蘭、管帽以及絲堵等。結(jié)語伴隨著我國海洋石油工業(yè)的長足發(fā)展，模塊化分塊建造方法是常見的建設(shè)方 法，而這種方法增加管道設(shè)計施工的作業(yè)難度。為保證管道施工的質(zhì)量，提高為 海洋石油平臺服務(wù)的能力，相關(guān)施工單位必須要重視管道施工的作用，從多方面 考慮，設(shè)計出高質(zhì)量的海洋石油平臺管線系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)：尹海軍，谷巧麗.海洋石油平臺模塊化建造管道