海洋石油平台海上连接调试工期影响因素及优化分析
时间：2023-06-29 08:15:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
商宝强，孙松，康佳宁 (海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)
随着国家对海洋油气开发的加大投入，海洋石油工程建设项目也随之迎来上升期。相较常规陆地施工的EPC模式(设计、采办、建造)，海洋石油工程的EPCI模式(设计、采办、陆地建造、海上施工)则多了海上安装施工的阶段，有论文[1]也对海洋油气平台的海上安装施工及工期预估进行了阐述，此阶段具有工期短、风险高以及船舶资源投入密集的特点，尤其施工对天气条件的要求比较苛刻，因此海上安装施工也是海洋石油工程的一大特色板块。除了海上安装施工部分，另外一个环节也是海洋石油工程的一个特色阶段，这就是海上连接调试(简称“海上连调”)，海上连调是在海上安装施工结束后随即开展的一个施工作业环节，也是海洋石油工程项目的最后一个阶段，此阶段的结束便是工程项目的结束，即海上机械完工。
海上连调的主要工作仍是结构及机管电仪等各专业的施工和系统调试，与陆地建造调试阶段施工的性质大致一致，因此海上连调也可以看作陆地建造的延续，主要工程量为陆地不具备施工及调试的工作，比如海水提升泵的下泵安装等。除此之外，海上连调的一项关键工作就是系统移交，可以说海上连调工作的完工就是以系统移交工作的结束为标志的。系统移交是系统调试结束后移交给使用方(一般指平台生产方)，所有系统移交结束即达到海上机械完工验收状态。一般海上连调结束后平台工作便转入维保阶段。海上连调施工可使用的资源有限且具有动复员的时间，总体较陆地施工成本大大增加，有效缩短海上连调工期，既能实现成本的节约，另外对工程总承包方也能达成合同要求的奖励条款，获得提前完工奖励。基于此，文章对影响海上连调工期的因素进行综合分析并探索通过采取有效管理措施实现优化连调工期的目的。
渤海、东海及南海多个石油平台开发工程项目的海上连接调试工期一般为1至2个月不等。通过总结分析得到，影响海上连调工期的主要因素有平台的陆地完工状态、海上施工工作量以及海上施工资源等，此外还受海上施工界面协调、天气等多方面的影响。通过对影响海上连调工期因素的分析，我们可以找到缩短优化工期的方法，进而达到按时或者提前实现海上机械完工状态的目标。
1.1 陆地完工状态
海洋石油工程项目一般在陆地建造阶段前期即根据设计资料结合项目总工程量划分陆地建造工作量和海上施工工作量。同样，系统调试工作根据调试大纲等指导资料结合建造施工计划划分陆地调试工作和海上调试工作。原则上除必须海上施工的工程量外，其余在陆地具备施工调试条件的工作均需在陆地完工前结束，即达到陆地完工状态最大化，这样尽可能缩短海上作业的周期和投入的资源，减小海上施工的高风险和高成本[2]。
但是项目在实施过程中往往会受到限制海上安装时间节点的要求，例如因海洋环保、钻井周期调整及某种政治需要等，平台结构单体(通常指导管架及上部模块)必须在特定时间点前装船并完成海上施工任务，受此影响平台陆地施工的工期较常规项目工期就会大大压缩，尤其是此类影响事件在陆地建造后期突然出现，就会打断原定的建造施工计划，即使快速应对并组织赶工，平台装船前的陆地完工状态也会大打折扣，同理，如若海上施工不能按期开展，陆地建造工期被动延长，陆地完工状态则会很大程度优于预期。除此之外，在项目建造期间因资源投入不足、图纸材料不满足施工计划需求或者受到其他影响施工进度的因素(如新冠疫情)也会对陆地完工状态造成一定的影响。
1.2 海上施工工作量
经上述可知，海上连接调试施工一般在项目建造前期即划分出来大致工作量，陆地建造后期根据实际完工状态整理确定最终的海上工作量。需要指出的是，不同海上安装模式也会决定陆地和海上工作量的划分，上部模块的海上安装施工目前较为成熟的方式是浮托安装法和浮吊吊装法，同级别上部模块(如10 000吨级)，如采用浮托安装，陆地完工前则是实现了组块整体结构、管线、电仪等的连接和调试，包括住人生活楼、钻机模块(DES/DSM)以及火炬臂的安装和连接工作量一般也是在陆地即完成，这样遗留到海上的连接施工工作作量就相对较少。而如果采用浮吊安装，受制于浮吊能力的限制，项目在陆地建造阶段就一般会将上部模块进行分块建造，这样后续所有结构单体包括分体组块、生活楼、钻机模块、火炬臂等都需要进行独立海上吊装，每个单体之间须进行的必要连接工作涉及结构、机管电仪各个专业，连接施工工作量就会大大增加。
采用吊装安装方式，平台海上连接工作涉及各层结构连接施工，跨块管线及电缆的施工，以及随之增加的检验、管线试压等施工，而且整体增加的工作量占海上总体工作量的比例很高，而采用浮托安装的平台，则不涉及此部分额外工作量。海上的连接施工工作量大，相关系统调试工作因管线、电缆等连接施工工期长而所具备调试开展条件的时间点相应就靠后，海上连调整体工期也会相应增加，反之同理。
1.3 海上施工资源投入
海上连调的施工资源主要为人力及施工机具等资源，平台上施工机具主要为吊机及小型运输板车等，受制于平台操作空间，施工机具的数量一般变化较小，根据施工需求合理安排即可，文章主要对人力资源的投入进行分析。
作为陆地建造的延续，海上连调的人力也是按照专业工种结合施工计划进行安排。一般情况下，施工进度和投入人力成正比，人力投入越多，施工进度越快，因此项目赶工阶段通常采用的措施即是增加资源，基于此考虑，通过投入足够多的人力即可有效缩短海上连调工期，以往的项目也有过此类实践经历，但是反观效果确是不明显。海上连调阶段的前期因为施工工作量大，可开展工作面较广，通过投入足够的人力可以将连接施工工作快速推进，但随着系统调试的介入和逐步深入开展，可大面积开展的施工工作面逐步缩小，连接施工逐渐向困难点、突破点转移，主要体现在各专业的调试配合工作上，此时对人力的需求从“多”转向“精”，保证能够快速高效的解决系统调试配合期间的问题，保证后续系统的顺利移交。此外，在完成海上安装施工后，且没有生活支持船的前提下，海上连调阶段的人员施工和生活空间局限于平台上，人员越趋近于饱和，住宿饮食等生活资源愈趋于紧张，人员的身体及心理状态也是经受考验，从此点出发也可以得出平台人力需按照精干高效的原则对进行严格控制。
1.4 其他影响因素
除了陆地完工状态、海上施工工作量及资源投入外，海上施工的界面协调也对海上连调工期产生一定影响。海上连调是平台投产前的最后阶段，因此此期间平台上的施工界面往往是多方参与，既包括施工方，也有生产准备组、钻井方的参与，而且越接近后期各方为保障总体目标的实现，作业面的交叉干涉越多，各方需要协调开展工作，此时平台施工的安全和质量风险加大，施工进度也往往会受到一定影响，因此在海上连调开展前以及推进过程中，做好各个作业方之间的沟通协调就显得尤为重要。有文章对海上连调的协调机制进行了分析，也凸显了其对施工的影响。
此外，海上天气的影响也不容忽略，受制于平台作业空间，海上施工涉及的吊装作业、脚手架作业及其他舷外作业受大风天气影响较大，管理程序也对海上大风作业有明确的要求，一般六七级以上大风，上述舷外即不允许开展。再如为保证油漆的施工质量，平台涂装作业对空气湿度要求较为严格，海上长期的潮湿天气对此类作业的施工进度影响较大。因此海上施工需要参考天气预测来适时制定并调整计划，如海上连调阶段恰逢台风季，台风的来临也对工期产生不可抗力影响。
2.1 加强陆地建造阶段精细化管理
梳理细化组块陆地建造计划并及时更新图纸材料需求，确保按计划实现各建造节点的完成，以达到陆地完工状态最大化的目标。以建造及调试关键路径中作业的完成程度来量化统计，可以相对较为准确的体现完工状态，建议在项目初期制定阶段完工状态计划目标并持续进行定期跟踪，作为项目进度跟踪的补充，能更好的对项目进展进行有效控制。东海某平台上部组块建造在剩余一个月工期时完工状态已达到95.5%，此时平台建造总体已经达到相对较好的陆地完工状态，后续通过有效组织资源投入可以大概率实现陆地完工状态最优的目标。
2.2 探索扩大浮托安装法适用范围
浮托安装法目前已经成为较为成熟的海上施工方法之一，有着工期短、节约船舶资源等优点，适用于重量较大平台的安装[3]。对于重量较大的平台采用分块建造分块吊装还是一体建造浮托安装，安装方案一般在可行性研究阶段即已确定，主要是考虑施工海域及可用船舶资源等因素，比如在中国东海海域，因为其涌浪影响，浮托安装风险较高，一般采用分块吊装方案，相关文献[4]对此也进行了专业阐述。后续随着相关研究深入，采取可行措施降低浮托安装方案的应用门槛，优选浮托安装的海上施工方案可以同时达到缩短海上安装工期和连接调试工期的效果。
2.3 优化人力投入，实现高效管理
人力投入根据施工计划和现场实际需求安排人员动复员，海上连调前期适当多投入人力“抢工”，为后续系统调试尽快创造条件。后期随着调试工作展开，选留经验相对较多的人员进行配合施工。值得注意的是，检验工作尤其是射线作业一般需要独立进行并设置隔离区域，检验作业期间其他施工人员无法进入相关区域开展有效施工，因此检验操作人员提前与施工方沟通好作业安排并尽量错开时间如安排至晚上施工，可以有效减小因避免交叉作业而由此带来的进度滞后风险。
东海某平台在海上连调阶段前期人力迅速投入并在第20天达到人力高峰，随着大面积可开展工作量逐步缩小，逐步安排人员复员，实际海上连调工期持续42天即实现机械完工，整体施工效率始终处在较高的水平推进。
2.4 加强海上天气预测能力
在规划制定海上连调施工计划时，天气因素对计划的精准执行影响最大，依托国内较成熟的天气预测平台，能够看出短期内天气的趋势，但是一定时间内可开展有效施工的窗口往往不能精准预测，造成实际施工进展与计划存在一定程度上的偏差。通过加强相关研究分析提高海上天气预测能力，扩大预测范围，抓住有利天气窗口进行有效施工安排，对海上连调施工计划的可行性有着很大的帮助，进而达到工期优化的目的。
2.5 加强海上连调期间界面统筹管理
海上连调期间涉及多方作业，在未完成系统已交前，各界面的协调一般归属工程建设方总体统筹负责。为保证项目工作的正常推进，完善作业票签署制度并严格遵照执行，确保各方开展较大风险作业时，其他相关人员尤其是同一区域内的施工人员知晓并做好安全防范；
其次，持续召开日会并做好各方信息沟通，以优先保障总体机械完工目标的原则协调各方施工中的需求优先级，比如对于平台吊机等资源的使用安排等。同时，加强对岸基支持及海上交通支持的精准管理，包括物料设备的标识要清晰，便于海上接收，及时通报交通船的动态，便于安排人员物料的上下平台等。
随着科技投入的增多及管理经验的积累，海洋工程产业也将会发生由量到质的改变。精细化管理将会体现在全周期运行中，海洋石油平台的海上连接调试施工也将会更加优化。
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