油氣田井場工藝管線模塊化施工方式研究

王磊(中國石油物資有限公司新疆分公司，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引言

在我國油田地面工程建設(shè)飛速發(fā)展的背景下，油田地面工程建設(shè)中存在的問題逐漸凸顯出來，尤其是質(zhì)量方面存在的問題，對油田地面工程建設(shè)的發(fā)展造成了一定的影響。目前我國油田地面工程建設(shè)質(zhì)量管理還存在一定的不足，尤其是在施工管理、質(zhì)量管理體系的完善以及管理者素質(zhì)方面，在選用全新的施工技術(shù)時(shí)，不僅要融入石油工程“五化”理念，還要準(zhǔn)確掌握各類施工技術(shù)的優(yōu)勢與影響因素，這樣才能科學(xué)提升石油地面工程的施工質(zhì)量，對我國石油行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

1 油氣田井場建設(shè)中融入五化理念

“五化”理念是石油地面施工建設(shè)工作中的創(chuàng)新模式，具備包括工廠化預(yù)制、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、機(jī)械化作業(yè)、模塊化施工以及信息化管理，通過將傳統(tǒng)的施工技術(shù)與先進(jìn)的施工管理模式相結(jié)合，借助互聯(lián)網(wǎng)與信息化技術(shù)優(yōu)勢，對工程建設(shè)情況進(jìn)行立體化展示，不僅能夠減少實(shí)際施工與設(shè)計(jì)方案之間的差異，而且可以控制施工資源損耗，保證施工質(zhì)量與效率。同時(shí)，借助模塊化施工技術(shù)，可以對油氣田工程整體進(jìn)行劃分，使安全質(zhì)量責(zé)任得到細(xì)化，有利于提升隱蔽工程的施工質(zhì)量[1]。

在當(dāng)前的油氣田地面工程中，管線工程的作用愈加明顯，然而項(xiàng)目規(guī)模越來越大，在管線工程中也相繼產(chǎn)生諸多問題，傳統(tǒng)管線施工技術(shù)流程以及管理模式已經(jīng)無法滿足發(fā)展需求，需要將模塊化施工與管線施工相結(jié)合，將設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)管、查驗(yàn)等工作融為一體，及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣田管線施工中的隱患問題，以采取針對性的解決措施，這樣才能強(qiáng)化提升油氣田工程的建設(shè)水平[2]。

2 油氣田井場工藝管線模塊化施工技術(shù)特點(diǎn)

對于傳統(tǒng)管線施工方式來說，模塊化施工可以將管線系統(tǒng)分為多個(gè)預(yù)制模塊，所有模塊都具有單獨(dú)安裝、拼接的功能，而且模塊化施工模式還能夠保證各預(yù)制模塊的應(yīng)用質(zhì)量，在保證油氣地面建設(shè)施工質(zhì)量的同時(shí)，還能縮短工期，管線模塊化施工技術(shù)還具有以下優(yōu)勢：

(1)安裝速度較快且風(fēng)險(xiǎn)較低，由于將大型管線施工劃分為網(wǎng)格作業(yè)模式，引入預(yù)制模塊施工技術(shù)，對管線之間采用法蘭進(jìn)行連接，不僅可以提升施工速度，而且可以避免油氣田建設(shè)施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)，對工作人員的生命安全提供保障[3]；

(2)避免交叉施工，模塊化施工方式與傳統(tǒng)管線施工的最大區(qū)別便是，前者可以同時(shí)對不同模塊進(jìn)行預(yù)制，而后者要根據(jù)施工進(jìn)程逐步安裝，而管線項(xiàng)目涉及范圍較廣，在施工中會(huì)與其他建設(shè)項(xiàng)目交叉施工，不僅會(huì)影響雙方的施工效率，還會(huì)造成一定程度的安全隱患，應(yīng)用模塊化管線施工方式，所有模塊都具有獨(dú)立安裝結(jié)構(gòu)，可以減少現(xiàn)場施工總量；

(3)管線模塊化施工還有拆卸方便、可重復(fù)利用的特點(diǎn)，例如對不需要的管線模塊進(jìn)行拆除，并且安裝到全新的施工區(qū)域，在此過程只要掌握好模塊劃分技術(shù)與預(yù)制技術(shù)，便能夠根據(jù)油氣建設(shè)工程需求，提前選擇或制作需要的管線模塊，將整體組裝與預(yù)制分裝相結(jié)合，有效滿足油氣田井場的各項(xiàng)管線建設(shè)要求。

3 油氣田井場工藝管線模塊化施工工藝措施

在開展管線模塊化施工時(shí)，要遵循模塊拆分、管線模塊化預(yù)制、撬裝模塊組合以及管道系統(tǒng)清理試壓等工藝流程，保證各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，以提升油氣田井場管線的使用效果，具體如圖1 所示。

圖1 工藝流程圖

3.1 模塊拆分

根據(jù)管線的施工位置，提前對模塊分區(qū)進(jìn)行劃定，選擇合理的安裝位置，保證管線的應(yīng)用功能，在這之前可以用三維制圖軟件，對施工方案進(jìn)行模擬，一方面要判定施工中的影響因素，另一方面要將施工區(qū)域分解為多個(gè)模塊，保證各模塊之間的獨(dú)立預(yù)制效果，隨后要使用法蘭進(jìn)行連接，對拼裝成撬的施工效果進(jìn)行分析，明確工藝無誤后，將模塊整體吊裝至現(xiàn)場，完成后續(xù)管線安裝措施，在模塊拆分與組裝過程中要注意以下內(nèi)容：(1)以油氣田井場中的A 井為例，應(yīng)用管線模塊化施工技術(shù)，對標(biāo)準(zhǔn)化井場進(jìn)行設(shè)計(jì)，通常由高壓采氣樹、放空裝置以及計(jì)量裝置組成，負(fù)責(zé)對各區(qū)域的管線進(jìn)行連接；(2)采氣樹對部分區(qū)域進(jìn)行節(jié)流，在井蓋吊裝后才能進(jìn)行安裝，由于一級節(jié)流閥門與二級節(jié)流閥門之間存在參數(shù)差異，因此要盡量保證各管線閥門的節(jié)流總量相同；(3)每口單井的采氣樹高度不同，如果都按照相同數(shù)值進(jìn)行安裝，會(huì)對后續(xù)施工制造焊接麻煩，因此在安裝中要盡量縮小井口之間的高度差異，并且在焊接工作之前，要對井口施工參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，例如增加法蘭與模板等[4]。

3.2 管線模塊化預(yù)制

根據(jù)油氣地面建設(shè)圖紙要求，對管線施工作業(yè)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，明確管線預(yù)制單元，監(jiān)理單位要聯(lián)合施工單位，對現(xiàn)場施工情況進(jìn)行分析，并且與圖紙中的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，明確預(yù)制深度，細(xì)化各模塊至預(yù)制單元，繪制整體管線網(wǎng)格化施工圖，利用法蘭對預(yù)制單元進(jìn)行連接。根據(jù)現(xiàn)場材料情況，可以選擇對任何區(qū)域展開拼裝，具體工作流程如下：(1)將相關(guān)管線預(yù)制模塊搬運(yùn)至井場附近，利用挖掘機(jī)對施工區(qū)域進(jìn)行處理，用吊車將預(yù)制模塊吊運(yùn)至施工現(xiàn)場，對預(yù)制模塊進(jìn)行拼裝，將其放置到管線模塊的預(yù)設(shè)位置；(2)在模塊化施工過程中，還要對施工現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，如果模塊單元情況發(fā)生變化，要及時(shí)對后續(xù)的網(wǎng)格化施工方案進(jìn)行調(diào)整，并且將技術(shù)參數(shù)反饋到后續(xù)管線模塊的預(yù)制工作中，這樣可以保證全天候的模塊化預(yù)制安裝，對油氣田井場管線施工的質(zhì)量與進(jìn)度進(jìn)行精準(zhǔn)控制[5]。

3.3 撬裝模塊組合

管線模塊化施工撬裝模塊組合階段的主要內(nèi)容如下：(1)對管線與設(shè)備進(jìn)行安裝，利用吊車與半掛車，將預(yù)制模塊運(yùn)輸至現(xiàn)場，吊運(yùn)過程中要對撬裝模塊的成品質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)模塊變形或損壞時(shí)，要及時(shí)更換全新的模塊，避免后續(xù)對管線質(zhì)量造成影響；(2)撬裝模塊就位后，先要對其合格性與品質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)管線施工需求，對模塊之間的軸線平行情況進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)對第一模塊與第二模塊的跨距進(jìn)行匯總計(jì)算，根據(jù)公式推導(dǎo)出第三模塊的安裝位置，現(xiàn)場撬裝模塊就位應(yīng)保證撬裝底座水平，如果基礎(chǔ)水平存在問題，也會(huì)影響到管線模塊化施工的質(zhì)量，因此可以采用墊鐵，對底座水平位置進(jìn)行調(diào)整。

3.4 管線系統(tǒng)清理測試

最后要對管線的應(yīng)用質(zhì)量進(jìn)行測試，也就是對各模塊化管線的銜接效果進(jìn)行確認(rèn)，首先要對施工區(qū)域進(jìn)行清理，吹掃使用空壓機(jī)進(jìn)行爆破吹掃，吹掃流程與工藝流程一致，將爆破壓力控制在0.3 MPa 至0.5 MPa 之間，爆破膜選用青稞紙。隨后對管道試壓，分為強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)，試驗(yàn)介質(zhì)的選擇應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，升壓時(shí)速度應(yīng)緩慢平穩(wěn)，達(dá)到30%強(qiáng)度試驗(yàn)壓力時(shí)，穩(wěn)定15 min，檢查所有管件和連接段是否有異常情況，確認(rèn)無異常繼續(xù)升壓至60%強(qiáng)度試驗(yàn)壓力，穩(wěn)定觀察15 min，檢查是否有異常情況和系統(tǒng)的完整性。確認(rèn)無異常繼續(xù)升壓，對試驗(yàn)管段的變形、滲漏情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)采取修補(bǔ)措施。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國油氣事業(yè)的發(fā)展，對傳統(tǒng)建設(shè)施工方式進(jìn)行革新，是必然的革新途徑，同時(shí)也是提升企業(yè)綜合實(shí)力的關(guān)鍵內(nèi)容。將“五化”工作融入到油氣田井場管線施工中，根據(jù)實(shí)際工程情況，制定科學(xué)合理的模塊化施工方案，能夠體現(xiàn)出油氣建設(shè)企業(yè)不懼挑戰(zhàn)，與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展精神，同時(shí)加快企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型的升級步伐。文章以油氣田井場為對象，對工藝管線的模塊化施工展開研究，提出管線施工技術(shù)措施，具體為模塊拆分、管線模塊化預(yù)制、撬裝模塊組合、管道系統(tǒng)清理測試，進(jìn)而完善油氣田管線模塊化施工模式，對石油工程地面建設(shè)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供助力。