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      墨西哥灣模塊鉆機(jī)搬遷方案優(yōu)化分析

      2021-07-28 02:40:00
      設(shè)備管理與維修 2021年12期
      關(guān)鍵詞:駁船拖輪甲板

      張 君

      (中海油田服務(wù)股份有限公司,北京 101149)

      0 引言

      2006—2007 年,中國海油抓住發(fā)展機(jī)遇,在墨西哥灣布置了4 套模塊鉆機(jī)并搶占美洲市場。當(dāng)時(shí)是委托國內(nèi)一家海洋工程設(shè)計(jì)公司進(jìn)行安裝設(shè)計(jì),每套模塊鉆機(jī)由5 個(gè)大撬塊和若干輔助小撬塊組成,主要撬塊重量為400~700 t(圖1),在國內(nèi)船廠完成建造后由自航干駁運(yùn)輸?shù)侥鞲鐬嘲惭b調(diào)試。安裝方案為:使用1 艘1600 t 浮吊,2 艘駁船,2 艘定位港托,在錨地將五大模及附屬小撬塊從自航干駁運(yùn)吊至2 艘駁船上,2 艘駁船和浮吊同時(shí)航行至目標(biāo)平臺,按設(shè)計(jì)吊裝順序依次安裝。

      圖1 主要撬塊實(shí)圖及重量

      1 原搬遷方案

      由于模塊鉆機(jī)從一個(gè)平臺搬遷至目標(biāo)平臺,吊裝工作量和順序基本相同,搬遷方案委托原模塊安裝海工設(shè)計(jì)公司,設(shè)計(jì)方案是基于當(dāng)年的安裝方案稍作局部修改。由于該方案在當(dāng)初安裝時(shí)已經(jīng)成功實(shí)施并被證實(shí)安全、可靠,所以易于通過甲方(PEMEX 墨西哥國家石油公司)和保險(xiǎn)公司委托的第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)的審核。

      1.1 搬遷使用的大型裝備

      (1)浮吊1 艘。技術(shù)參數(shù):吊重1600 t,吊高85 m,工作半徑80 m。

      (2)駁船2 艘。技術(shù)參數(shù):1 艘駁船(帶5000 HP 拖拽拖輪,HP:英制馬力,1 HP=0.745 7 kW)甲板面積≥91.5 m×30 m,甲板載荷≥25 Mt/m2;另1 艘駁船(帶5000 HP 拖拽拖輪)甲板面積≥91.5 m×28 m,甲板載荷≥15 Mt/m2。

      (3)輔助定位港作拖輪2 艘,技術(shù)參數(shù):5000 HP。

      1.2 搬遷計(jì)劃

      (1)搬遷工期。COSL2 平臺距離目標(biāo)平臺約52 海里(1 海里=1.852 km),按駁船一般速度4 海里/h 的航行速度制定整個(gè)模塊搬遷期間的吊裝計(jì)劃,使用2 艘駁船,2 艘定位港作拖輪,根據(jù)當(dāng)年安裝時(shí)的工程經(jīng)驗(yàn),計(jì)劃工期為7 d(表1)。

      表1 原搬遷方案計(jì)劃工期

      (2)撬塊在大駁船上的布置(圖2)。

      圖2 大駁船甲板布置

      (3)撬塊在小駁船上的布置(圖3)。

      圖3 小駁船甲板布置

      1.3 大型裝備使用費(fèi)用構(gòu)成

      1.3.1 大型裝備市場價(jià)格

      大型海工裝備的租賃使用費(fèi)用是模塊搬遷工程項(xiàng)目的主要成本部分。主要費(fèi)用構(gòu)成為浮吊使用費(fèi),駁船使用費(fèi),定位拖輪使用費(fèi)。根據(jù)與甲方簽訂的作業(yè)合同規(guī)定,模塊搬遷期間,甲方將提供10 d 浮吊免費(fèi)使用時(shí)間,超出10 d 的部分將按25 萬美元/d 付費(fèi)。合理控制大型裝備使用費(fèi)用對整體模塊搬遷項(xiàng)目的費(fèi)用控制尤為關(guān)鍵。根據(jù)大型裝備規(guī)格條件,在墨西哥灣充分進(jìn)行市場調(diào)研,價(jià)格情況見表2。

      表2 大型海工裝備租賃價(jià)格清單

      1.3.2 原搬遷方案大型海工裝備費(fèi)用計(jì)算

      經(jīng)計(jì)算,原搬遷方案總費(fèi)用為1 248 202.22 美元(表3)。

      表3 原搬遷方案費(fèi)用明細(xì)

      2 優(yōu)化后的搬遷方案

      2.1 優(yōu)化方案分析基礎(chǔ)

      2.1.1 基于實(shí)際

      原搬遷方案是基于原模塊的安裝方案進(jìn)行少量改動形成的,但模塊鉆機(jī)已安裝調(diào)試并在平臺上使用約10 年時(shí)間,模塊鉆機(jī)拆除打包需要搬遷前完成大量工作?;趯?shí)際考慮,如果能把部分模塊打包工作融入模塊吊裝期間,將節(jié)省可觀的工時(shí)。

      另外,現(xiàn)有平臺與搬遷目標(biāo)平臺的距離,將直接影響駁船的航行時(shí)間,使用2 艘駁船同時(shí)運(yùn)輸,一艘駁船模塊上駁安裝,另一艘駁船將待命等待。如果至目標(biāo)平臺航行時(shí)間短,用一艘駁船來回運(yùn)輸?shù)跹b總費(fèi)用,與2 艘駁船同時(shí)運(yùn)輸?shù)跹b總費(fèi)用進(jìn)行對比,得出哪種方式更利于節(jié)省費(fèi)用。

      2.1.2 安全、質(zhì)量、進(jìn)度、費(fèi)用分析

      大型模塊的海上吊裝和駁船運(yùn)輸是高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè),使用2 艘駁船同時(shí)運(yùn)輸方案,涉及交叉作業(yè),會產(chǎn)生更多次的靠泊作業(yè),吊裝風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)更大。從項(xiàng)目整體質(zhì)量控制考慮,單一駁船運(yùn)輸,同一套操作隊(duì)伍,溝通更加順暢,方案理解更為透徹,對項(xiàng)目吊裝整體的質(zhì)量和安全控制更為有利。

      2.1.3 可行性分析

      由于浮吊10 d 免費(fèi)使用時(shí)間是費(fèi)用控制基本,浮吊日費(fèi)非常高,吊裝計(jì)劃不能超過10 d,這是優(yōu)化方案的基本目標(biāo)。

      1 艘駁船運(yùn)輸方案實(shí)施的一個(gè)難點(diǎn)是墊墩在駁船上的布置問題(焊接固定)。原2 艘駁船運(yùn)輸方案中,每艘駁船動員前在碼頭提前完成墊墩的定位、安裝,以減少駁船的使用時(shí)間。每個(gè)模塊的墊墩都是獨(dú)立的,不能替代,1 艘駁船運(yùn)輸方案中第一趟船運(yùn)輸安裝完畢后,需要割掉第一船墊墩,安裝第二船DESA 和DESB撬塊的墊墩。經(jīng)研究,通過重新設(shè)計(jì)墊墩在駁船甲板上的布置,可以在空余位置提前布置1/2 的第二趟船的墊墩,把占用吊裝時(shí)間降到最短。

      總體比較,優(yōu)化后的新方案安全和質(zhì)量控制更優(yōu),項(xiàng)目成本更低,方案可行。

      2.2 優(yōu)化后使用的大型裝備

      (1)浮吊1 艘。技術(shù)參數(shù):吊重1600 t,吊高85 m,工作半徑80 m。

      (2)駁船1 艘(帶5000 HP 拖拽拖輪)。技術(shù)參數(shù):甲板面積≥91.5 m×30 m,甲板載荷≥25 Mt/m2。

      (3)輔助定位港作拖輪1 艘(5000 HP)。

      2.3 優(yōu)化后搬遷計(jì)劃

      COSL2 平臺距離目標(biāo)平臺約52 海里,按駁船一般速度4 海里/h 的航行速度制定整個(gè)模塊搬遷期間的吊裝計(jì)劃,使用1 艘駁船,1 艘定位拖輪,計(jì)劃工期為8.5 d(表4)。

      表4 優(yōu)化后搬遷方案計(jì)劃工期

      2.4 優(yōu)化后駁船布置

      (1)撬塊在第一趟駁船的布置(圖4)。

      圖4 第一趟駁船甲板布置

      (2)撬塊在第二趟駁船的布置(圖5)。

      圖5 第二趟駁船甲板布置

      2.5 優(yōu)化后搬遷方案大型海工裝備費(fèi)用計(jì)算(表5)

      表5 優(yōu)化后搬遷方案費(fèi)用明細(xì)

      經(jīng)計(jì)算,優(yōu)化后搬遷方案總費(fèi)用為883 033.22 美元。說明:實(shí)際工期8.5 d。第二趟駁船靠上平臺后提前半天解租拖輪(租期8 d),吊裝完成后由于天氣原因駁船晚解租半天(租期9 d)。

      3 優(yōu)化效果

      3.1 吊裝時(shí)間可控,大型海工裝備資源使用最優(yōu)

      對比優(yōu)化后方案,大型裝備使用時(shí)間為8.5 d,原方案大型裝備使用時(shí)間為7 d,工期增加1.5 d。但沒有超出PEMEX 甲方合同規(guī)定的10 d 免費(fèi)使用時(shí)間。工期相對可控,但大型裝備資源減少了1 艘小駁船,1 艘定位拖輪的投入使用,使大型裝備資源達(dá)到最優(yōu)的配置(圖6)。

      圖6 大型海工裝備吊裝現(xiàn)場

      3.2 減少項(xiàng)目投入成本

      經(jīng)前面分析,老方案大型裝備資源使用總費(fèi)用共1 248 202.22美元,優(yōu)化后方案使用時(shí)間多1.5 d,但減少1 艘小駁船,1 艘定位拖輪,大型裝備資源使用總費(fèi)用共883 033.22 美元。減少項(xiàng)目投入成本約36.5 萬美元。

      3.3 降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)

      由于是同一艘駁船,保險(xiǎn)公司、甲方檢驗(yàn)審核工作相對減少,現(xiàn)場監(jiān)理更具有針對性。

      駁船為同一作業(yè)團(tuán)隊(duì),與項(xiàng)目組、浮吊方溝通更為順暢,方案執(zhí)行更到位,避免多方聯(lián)合作業(yè)、語言障礙等問題,導(dǎo)致增加工程風(fēng)險(xiǎn)。

      墨西哥灣海況復(fù)雜,海上大型吊裝運(yùn)輸施工受海洋天氣影響非常大,存在的風(fēng)險(xiǎn)更大。減少交叉作業(yè),更方便高效管理,降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。

      3.4 使用效果

      中海油服完成首次國外海上模塊鉆機(jī)搬遷,并創(chuàng)造了PEMEX(墨西哥國家石油公司)歷史上工期最短的模塊鉆機(jī)搬遷工程。

      4 應(yīng)用價(jià)值

      (1)降低項(xiàng)目成本。模塊搬遷優(yōu)化方案可減少大型裝備駁船資源1/2 使用量,為項(xiàng)目降低成本30~40 萬美元。

      (2)降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。墨西哥灣海況復(fù)雜,大型裝備資源匱乏,模塊搬遷方案優(yōu)化能很好控制大型裝備資源交叉作業(yè),控制項(xiàng)目溝通、方案執(zhí)行等風(fēng)險(xiǎn)管控要素。

      (3)提高客戶滿意度。實(shí)際浮吊使用時(shí)間遠(yuǎn)低于PEMEX 合同中規(guī)定的10 d,不僅未發(fā)生任何額外浮吊使用費(fèi),還為PEMEX 節(jié)省大量浮吊成本,與作業(yè)者實(shí)現(xiàn)雙贏。獲得更高的客戶滿意度,在競爭日益激烈的情況下為市場開拓打下基礎(chǔ)。

      (4)普適性。墨西哥灣的兩大油田庫瑪扎和坎特雷有20 多套模塊鉆機(jī)在作業(yè),各個(gè)區(qū)塊之間距離不遠(yuǎn),此方案具有一定的普適性。

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