油气田工程模块化建设实施经验与成果介绍

油气田工程模块化建设实施经验与成果介绍
发布时间：2022-07-24T07:32:24.776Z 来源：《中国建设信息化》2022年第6期作者：何宏卫
[导读] 本文讨论从设计理念转变做出模块化建设的本质改变
何宏卫
中油（新疆）石油工程有限公司EPC项目管理公司,新疆克拉玛依 834000
摘要：本文讨论从设计理念转变做出模块化建设的本质改变，以油气田地面工程建设已实施的几个项目为例，从技术初次推行就对装置设定不低于80%模块化率的目标，目的在于实现地面工程建设项目的模块化全覆盖，打破以往项目只选择部分设备橇装化的局限，探索石油化工、煤化工、炼化、油气田地面工程等工程项目建设新模式。

关键词：全面模块化、背景、需求、模块化率、成本
1 行业背景与面临问题
工程建设行业技术工人日趋匮乏的行业大环境下，石油化工、煤化工、炼化及油气田地面工程的建设行业面临新的问题：工艺技术方案及工程施工技术不断发展与技术实现所需的技工缺乏的矛盾。

目前，在工艺技术和工程建设模式没有重大革新的情况下，通用的解决方式是采取施工工地转移、分散的方式，最典型的方式是各设备制造厂及工程建设施工单位都开始往模块化、橇装化方向发展，但若不从设计源头出发，仍只能停留在部分设备模块化的阶段。

2 解决措施与建议
“全面模块化”建设实施方案，从项目方案与初步设计阶段就以装置模块化率不低于80%为基本目标，从根本理念上做出重大转变，进而引领设计、采购、施工均按照模块化建设模式实施与管理。

最大程度降低工程项目现场所需劳动力和机械设备。

3 时代契机与社会需求
在疫情常态化的近几年，工程建设行业是流动人口中的重要组成部分，“全面模块化”建设实施方案可以引导设备制造商和材料生产商就近吸收本地劳动力，解决本地就业需求，减少工程项目现场劳动力，最大限度地降低人口流动。

对社会就业平衡和疫情防控都起到积极作用。

4 地域发展条件分析
中部及沿海地区交通发达，设备制造及原材料生产商一般集中在东部沿海及中部地区，工程项目建设实施模块化的基础条件较好，而且交通运输条件良好，对超大、超限、超重的模块化建设实施条件也是有利的。

西部尤其本文阐述的成果实施地新疆地区受地域环境影响，设备、原材料和施工劳动力均来自于沿海地区或中部地区。

新疆地区地面工程项目所处沙漠戈壁环境的特点：冬期较长、夏日酷暑、风沙天气多、大雾频繁等，有效施工期限较少，“全面模块化”建设实施方案也是现实需求。

5 “全面模块化”建设实施方案介绍
“全面模块化”建设实施方案成果主要应用在油气田地面工程建设项目中的原油处理和天然气处理项目，首先试行的天然气深冷项目，装置模块化率80%，第二套、第三套深冷项目模块化率分别为80%、85%，原油处理项目模块化率＞87% 项目约3900吨钢材、管材、阀门、电仪设备、仪表、线缆等进行模块化，标志着模块化建设实施方案技术成熟。

天然气处理站深冷提效工程项目中：MDEA溶液脱碳装置、分子筛脱水装置、乙烷回收单元装置、空冷装置、热媒炉装置、脱碳装置与乙烷回收装置附塔结构现场模块化施工等全部实现模块化制造后现场组装。

主工艺管廊与各装置、单元连接的管道、阀门、仪表、设备可根据需要集成为管汇橇。

原油处理项目中：热媒炉装置、原油稳定模块装置、进站管汇装置、三相分离装置、压力脱水装置、热化学脱水及整流装置、电脱水装置、压力稳定缓冲装置、除油器装置、换热装置、回掺管汇装置、加药装置、阀组橇装置、外输及计量装置、仪表风装置、装车系统等全部实现模块化制造后现场组装。

主工艺管廊与各装置、单元连接的管道、阀门、仪表、设备可根据需要集成为管汇橇。

“全面模块化”建设实施方案研究从项目模块化建设的背景和需求出发，结合新疆地区环境，涵盖模块化建设的方案设计、采购、施工、模块化施工、成本控制、安全环境健康管理、试运行及投产等环节涉及的工程项目建设管理技术。

管理流程全覆盖，模块化建设策划→设计、制造厂技术沟通和设计方案确定→模块化施工及复装方案编制→模块化预制→施工机械选型及场地处理方案编制→现场施工总平面布置→模块安装、复装→试压、吹扫、气密→试运行。

6 管理特点
模块化率高、起点高。

打破以往项目只选择部分设备橇装化的局限，从策划就以全面模块化为起点，以模块化的高质量、高效益、高标准为管理重点，从技术初次推行就设定80%模块化率目标，目的在于实现地面工程建设项目的模块化全覆盖。

管理流程完善。

模块化建设策划→设计、制造厂技术沟通和设计方案确定→模块化施工及复装方案编制→模块化预制→施工机械选型及场地处理方案编制→现场施工总平面布置→施工总体计划编制→模块安装、复装→试压、吹扫、气密→试运行。

项目管理理念更加统一。

以试运行及投产方案指导模块化建设全过程，以EPC总承包商的更高站位和视角，从设计界面划分、供货周期、供货顺序、施工安排、试压、吹扫、气密等工作均按照试运行及投产方案统一布置，根据试运行及投产需求按照系统投运顺序由EPC总承包商项目部进行紧密部署，有效保障项目建设的总体进度，管理更高效。

各管理环节相互促进。

模块化建设把工程设计的实体效果展现及工程设计与施工一致性的检验大幅提前，缩短了问题解决时间，提高了管理效率。

标准化设计和模块化采购为工厂化预制和模块化施工提供的前提条件和技术基础，工厂化预制和模块化施工为设计和采购工作与实际需求的符合性提出了更加积极的反馈，也对设计和采购工作质量提出了更高的要求，形成良性循环。

7 成果应用背景
新疆地区地面工程项目所处沙漠戈壁环境的特点：冬期较长、夏日酷暑、风沙天气多、大雾频繁等。

有效施工期限较少，而地面工程项目建设目标的实现，均是油气田产能布局调整目标实现的前提，预定目标必须实现，需要项目承建方从方案策划和管理方面下大功夫、
有硬实力。

模块化建设的实施，实现项目现场施工的短平快，符合新疆地区油气田地面工程建设的实际情况，为产能建设提供了有力保障。

项目关联工艺特点：油气田地面工程多为改、扩建项目，工程建设地点一般在生产运行场所或与其工艺关联，限制了工程建设的施展空间并且对安全和环境提出了及其严格的要求，施工作业时间需要与生产运行配合。

模块化建设可以最大限度减少现场施工作业，降低对生产运行的影响，有利于安全环境和健康管理。

8 经济效益分析
1)在技术工人缺乏的大环境和疫情常态化特殊时期，节约40%的现场劳动力
①现场管理工作量减少50%，管理效率提高；
②降低了人员调度成本40%；
③节约了现场暂设投入、降低了管理成本；
④减少了人员流动，有利于疫情管理。

2)减少高处作业约60%
①降低了安全风险；
②节约了脚手架、高空作业车、吊车等机具、机械成本。

3)减少室外作业40%
①有利于成品保护；
②提高了产品观感质量和实体质量；
③提升了项目文明施工管理水平；
④减少了室外的严寒、高温作业，提升了安全健康环保管理效果。

4)节约工期约40%
规避了新疆地区沙漠戈壁换进冬期较长、夏日酷暑、风沙天气多、大雾频繁等不利因素，延长了有效施工工期，缩短了绝对工期。

5)提升施工质量
工厂预制的装置质量更高，一次焊接合格率98%以上、出厂合格率100%；
9 社会效益分析
1）对于国家能源保障性项目、民生保障项目等工厂化预制技术助力项目早投产，普遍缩短项目工期2-4个月，为产能建设的决策也提供了强力支持。

2）降低了40%的现场施工劳动力，减少了40%流动人口，为政府疫情管理工作提供了大力的支持。

3）模块化建设提高了有限施工资源的施工能力，提升了施工承包商的施工效率，提高了资源使用率和周转率。

4）工厂化预制将主装置安装工程近90%的工作量从环境较差甚至恶劣（特别是新疆地区）的现场转移至环境较好工厂内加工，大大减少了作业风险、降低了职业健康危害，同时较少了对环境的破坏。

10 总结
模块化率的有效实施也为产能建设部署战略的制定提供了大力支持，模块化建设管理技术从推行到成熟使用得到了建设方的高度认可，超越了建设方对工程建设里程碑目标的期望。

仍有持续发展进步空间，通过多次考查，并组织国内优势资源进行行业交流，吸收国内特定项目模块化经验，从装置全面模块化向工程项目全面模块化发展，并在筹建项目开始实施方案设计，推行建筑和变配电室模块化建设，已开始从装置模块化扩展实施配电室、值班室、空压机房等建筑模块化，技术应用范围仍在持续发展。