海洋石油平臺海上連接調試工期影響因素及優(yōu)化分析

商寶強，孫松，康佳寧 (海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

0 引言

隨著國家對海洋油氣開發(fā)的加大投入，海洋石油工程建設項目也隨之迎來上升期。相較常規(guī)陸地施工的EPC模式(設計、采辦、建造)，海洋石油工程的EPCI模式(設計、采辦、陸地建造、海上施工)則多了海上安裝施工的階段，有論文[1]也對海洋油氣平臺的海上安裝施工及工期預估進行了闡述，此階段具有工期短、風險高以及船舶資源投入密集的特點，尤其施工對天氣條件的要求比較苛刻，因此海上安裝施工也是海洋石油工程的一大特色板塊。除了海上安裝施工部分，另外一個環(huán)節(jié)也是海洋石油工程的一個特色階段，這就是海上連接調試(簡稱“海上連調”)，海上連調是在海上安裝施工結束后隨即開展的一個施工作業(yè)環(huán)節(jié)，也是海洋石油工程項目的最后一個階段，此階段的結束便是工程項目的結束，即海上機械完工。

海上連調的主要工作仍是結構及機管電儀等各專業(yè)的施工和系統(tǒng)調試，與陸地建造調試階段施工的性質大致一致，因此海上連調也可以看作陸地建造的延續(xù)，主要工程量為陸地不具備施工及調試的工作，比如海水提升泵的下泵安裝等。除此之外，海上連調的一項關鍵工作就是系統(tǒng)移交，可以說海上連調工作的完工就是以系統(tǒng)移交工作的結束為標志的。系統(tǒng)移交是系統(tǒng)調試結束后移交給使用方(一般指平臺生產方)，所有系統(tǒng)移交結束即達到海上機械完工驗收狀態(tài)。一般海上連調結束后平臺工作便轉入維保階段。海上連調施工可使用的資源有限且具有動復員的時間，總體較陸地施工成本大大增加，有效縮短海上連調工期，既能實現(xiàn)成本的節(jié)約，另外對工程總承包方也能達成合同要求的獎勵條款，獲得提前完工獎勵?；诖?，文章對影響海上連調工期的因素進行綜合分析并探索通過采取有效管理措施實現(xiàn)優(yōu)化連調工期的目的。

1 海上連調工期影響因素

渤海、東海及南海多個石油平臺開發(fā)工程項目的海上連接調試工期一般為1至2個月不等。通過總結分析得到，影響海上連調工期的主要因素有平臺的陸地完工狀態(tài)、海上施工工作量以及海上施工資源等，此外還受海上施工界面協(xié)調、天氣等多方面的影響。通過對影響海上連調工期因素的分析，我們可以找到縮短優(yōu)化工期的方法，進而達到按時或者提前實現(xiàn)海上機械完工狀態(tài)的目標。

1.1 陸地完工狀態(tài)

海洋石油工程項目一般在陸地建造階段前期即根據設計資料結合項目總工程量劃分陸地建造工作量和海上施工工作量。同樣，系統(tǒng)調試工作根據調試大綱等指導資料結合建造施工計劃劃分陸地調試工作和海上調試工作。原則上除必須海上施工的工程量外，其余在陸地具備施工調試條件的工作均需在陸地完工前結束，即達到陸地完工狀態(tài)最大化，這樣盡可能縮短海上作業(yè)的周期和投入的資源，減小海上施工的高風險和高成本[2]。

但是項目在實施過程中往往會受到限制海上安裝時間節(jié)點的要求，例如因海洋環(huán)保、鉆井周期調整及某種政治需要等，平臺結構單體(通常指導管架及上部模塊)必須在特定時間點前裝船并完成海上施工任務，受此影響平臺陸地施工的工期較常規(guī)項目工期就會大大壓縮，尤其是此類影響事件在陸地建造后期突然出現(xiàn)，就會打斷原定的建造施工計劃，即使快速應對并組織趕工，平臺裝船前的陸地完工狀態(tài)也會大打折扣，同理，如若海上施工不能按期開展，陸地建造工期被動延長，陸地完工狀態(tài)則會很大程度優(yōu)于預期。除此之外，在項目建造期間因資源投入不足、圖紙材料不滿足施工計劃需求或者受到其他影響施工進度的因素(如新冠疫情)也會對陸地完工狀態(tài)造成一定的影響。

1.2 海上施工工作量

經上述可知，海上連接調試施工一般在項目建造前期即劃分出來大致工作量，陸地建造后期根據實際完工狀態(tài)整理確定最終的海上工作量。需要指出的是，不同海上安裝模式也會決定陸地和海上工作量的劃分，上部模塊的海上安裝施工目前較為成熟的方式是浮托安裝法和浮吊吊裝法，同級別上部模塊(如10 000噸級)，如采用浮托安裝，陸地完工前則是實現(xiàn)了組塊整體結構、管線、電儀等的連接和調試，包括住人生活樓、鉆機模塊(DES/DSM)以及火炬臂的安裝和連接工作量一般也是在陸地即完成，這樣遺留到海上的連接施工工作作量就相對較少。而如果采用浮吊安裝，受制于浮吊能力的限制，項目在陸地建造階段就一般會將上部模塊進行分塊建造，這樣后續(xù)所有結構單體包括分體組塊、生活樓、鉆機模塊、火炬臂等都需要進行獨立海上吊裝，每個單體之間須進行的必要連接工作涉及結構、機管電儀各個專業(yè)，連接施工工作量就會大大增加。

采用吊裝安裝方式，平臺海上連接工作涉及各層結構連接施工，跨塊管線及電纜的施工，以及隨之增加的檢驗、管線試壓等施工，而且整體增加的工作量占海上總體工作量的比例很高，而采用浮托安裝的平臺，則不涉及此部分額外工作量。海上的連接施工工作量大，相關系統(tǒng)調試工作因管線、電纜等連接施工工期長而所具備調試開展條件的時間點相應就靠后，海上連調整體工期也會相應增加，反之同理。

1.3 海上施工資源投入

海上連調的施工資源主要為人力及施工機具等資源，平臺上施工機具主要為吊機及小型運輸板車等，受制于平臺操作空間，施工機具的數(shù)量一般變化較小，根據施工需求合理安排即可，文章主要對人力資源的投入進行分析。

作為陸地建造的延續(xù)，海上連調的人力也是按照專業(yè)工種結合施工計劃進行安排。一般情況下，施工進度和投入人力成正比，人力投入越多，施工進度越快，因此項目趕工階段通常采用的措施即是增加資源，基于此考慮，通過投入足夠多的人力即可有效縮短海上連調工期，以往的項目也有過此類實踐經歷，但是反觀效果確是不明顯。海上連調階段的前期因為施工工作量大，可開展工作面較廣，通過投入足夠的人力可以將連接施工工作快速推進，但隨著系統(tǒng)調試的介入和逐步深入開展，可大面積開展的施工工作面逐步縮小，連接施工逐漸向困難點、突破點轉移，主要體現(xiàn)在各專業(yè)的調試配合工作上，此時對人力的需求從“多”轉向“精”，保證能夠快速高效的解決系統(tǒng)調試配合期間的問題，保證后續(xù)系統(tǒng)的順利移交。此外，在完成海上安裝施工后，且沒有生活支持船的前提下，海上連調階段的人員施工和生活空間局限于平臺上，人員越趨近于飽和，住宿飲食等生活資源愈趨于緊張，人員的身體及心理狀態(tài)也是經受考驗，從此點出發(fā)也可以得出平臺人力需按照精干高效的原則對進行嚴格控制。

1.4 其他影響因素

除了陸地完工狀態(tài)、海上施工工作量及資源投入外，海上施工的界面協(xié)調也對海上連調工期產生一定影響。海上連調是平臺投產前的最后階段，因此此期間平臺上的施工界面往往是多方參與，既包括施工方，也有生產準備組、鉆井方的參與，而且越接近后期各方為保障總體目標的實現(xiàn)，作業(yè)面的交叉干涉越多，各方需要協(xié)調開展工作，此時平臺施工的安全和質量風險加大，施工進度也往往會受到一定影響，因此在海上連調開展前以及推進過程中，做好各個作業(yè)方之間的溝通協(xié)調就顯得尤為重要。有文章對海上連調的協(xié)調機制進行了分析，也凸顯了其對施工的影響。

此外，海上天氣的影響也不容忽略，受制于平臺作業(yè)空間，海上施工涉及的吊裝作業(yè)、腳手架作業(yè)及其他舷外作業(yè)受大風天氣影響較大，管理程序也對海上大風作業(yè)有明確的要求，一般六七級以上大風，上述舷外即不允許開展。再如為保證油漆的施工質量，平臺涂裝作業(yè)對空氣濕度要求較為嚴格，海上長期的潮濕天氣對此類作業(yè)的施工進度影響較大。因此海上施工需要參考天氣預測來適時制定并調整計劃，如海上連調階段恰逢臺風季，臺風的來臨也對工期產生不可抗力影響。

2 海上連接調試工期優(yōu)化措施建議及案例

2.1 加強陸地建造階段精細化管理

梳理細化組塊陸地建造計劃并及時更新圖紙材料需求，確保按計劃實現(xiàn)各建造節(jié)點的完成，以達到陸地完工狀態(tài)最大化的目標。以建造及調試關鍵路徑中作業(yè)的完成程度來量化統(tǒng)計，可以相對較為準確的體現(xiàn)完工狀態(tài)，建議在項目初期制定階段完工狀態(tài)計劃目標并持續(xù)進行定期跟蹤，作為項目進度跟蹤的補充，能更好的對項目進展進行有效控制。東海某平臺上部組塊建造在剩余一個月工期時完工狀態(tài)已達到95.5%，此時平臺建造總體已經達到相對較好的陸地完工狀態(tài)，后續(xù)通過有效組織資源投入可以大概率實現(xiàn)陸地完工狀態(tài)最優(yōu)的目標。

2.2 探索擴大浮托安裝法適用范圍

浮托安裝法目前已經成為較為成熟的海上施工方法之一，有著工期短、節(jié)約船舶資源等優(yōu)點，適用于重量較大平臺的安裝[3]。對于重量較大的平臺采用分塊建造分塊吊裝還是一體建造浮托安裝，安裝方案一般在可行性研究階段即已確定，主要是考慮施工海域及可用船舶資源等因素，比如在中國東海海域，因為其涌浪影響，浮托安裝風險較高，一般采用分塊吊裝方案，相關文獻[4]對此也進行了專業(yè)闡述。后續(xù)隨著相關研究深入，采取可行措施降低浮托安裝方案的應用門檻，優(yōu)選浮托安裝的海上施工方案可以同時達到縮短海上安裝工期和連接調試工期的效果。

2.3 優(yōu)化人力投入，實現(xiàn)高效管理

人力投入根據施工計劃和現(xiàn)場實際需求安排人員動復員，海上連調前期適當多投入人力“搶工”，為后續(xù)系統(tǒng)調試盡快創(chuàng)造條件。后期隨著調試工作展開，選留經驗相對較多的人員進行配合施工。值得注意的是，檢驗工作尤其是射線作業(yè)一般需要獨立進行并設置隔離區(qū)域，檢驗作業(yè)期間其他施工人員無法進入相關區(qū)域開展有效施工，因此檢驗操作人員提前與施工方溝通好作業(yè)安排并盡量錯開時間如安排至晚上施工，可以有效減小因避免交叉作業(yè)而由此帶來的進度滯后風險。

東海某平臺在海上連調階段前期人力迅速投入并在第20天達到人力高峰，隨著大面積可開展工作量逐步縮小，逐步安排人員復員，實際海上連調工期持續(xù)42天即實現(xiàn)機械完工，整體施工效率始終處在較高的水平推進。

2.4 加強海上天氣預測能力

在規(guī)劃制定海上連調施工計劃時，天氣因素對計劃的精準執(zhí)行影響最大，依托國內較成熟的天氣預測平臺，能夠看出短期內天氣的趨勢，但是一定時間內可開展有效施工的窗口往往不能精準預測，造成實際施工進展與計劃存在一定程度上的偏差。通過加強相關研究分析提高海上天氣預測能力，擴大預測范圍，抓住有利天氣窗口進行有效施工安排，對海上連調施工計劃的可行性有著很大的幫助，進而達到工期優(yōu)化的目的。

2.5 加強海上連調期間界面統(tǒng)籌管理

海上連調期間涉及多方作業(yè)，在未完成系統(tǒng)已交前，各界面的協(xié)調一般歸屬工程建設方總體統(tǒng)籌負責。為保證項目工作的正常推進，完善作業(yè)票簽署制度并嚴格遵照執(zhí)行，確保各方開展較大風險作業(yè)時，其他相關人員尤其是同一區(qū)域內的施工人員知曉并做好安全防范；其次，持續(xù)召開日會并做好各方信息溝通，以優(yōu)先保障總體機械完工目標的原則協(xié)調各方施工中的需求優(yōu)先級，比如對于平臺吊機等資源的使用安排等。同時，加強對岸基支持及海上交通支持的精準管理，包括物料設備的標識要清晰，便于海上接收，及時通報交通船的動態(tài)，便于安排人員物料的上下平臺等。

3 結語

隨著科技投入的增多及管理經驗的積累，海洋工程產業(yè)也將會發(fā)生由量到質的改變。精細化管理將會體現(xiàn)在全周期運行中，海洋石油平臺的海上連接調試施工也將會更加優(yōu)化。