标准化设计在海上固定平台生活楼设计中的应用

标准化设计在海上固定平台生活楼设计中的应用
李捷
【摘要】生活楼标准化设计是经过长期考察、论证、总结和归纳后得出的一套设
计方法,在近年来的项目应用中取得了良好的效果,为海上油田开发降本增效贡献了
力量。

但是在应用于实际设计项目中时,难免遇到一些问题。

依据标准化实施以来
进行的4个设计为典型实例,对其适用性和特殊性进行总结与思考,并对今后的生活楼标准化设计提出一些建议。

【期刊名称】《海洋工程装备与技术》
【年(卷),期】2017(004)002
【总页数】5页(P109-113)
【关键词】生活楼标准化应用实例降本增效
【作者】李捷
【作者单位】中海油研究总院,北京100028
【正文语种】中文
【中图分类】TU272.2
海上固定平台生活楼设计已经经历了二十余年的实践,积累了丰富的设计经验，同
时取得了大量优秀的设计成果。

然而，尽管我国海上有人平台已经超过了120座，但是始终没有一部全面细致的生活楼设计指南，仅仅参考《国际海上人命安全公约》(SOLAS)[1]以及《海上固定平台安全规则》[2]中的相关条款，使得在生活楼设计中，无论定员人数、总体尺寸抑或功能布局，都没有统一的标准，难以进行准确的
重量控制，也造成设计资源的浪费。

在上述背景下，中海油研究总院自2012年起，开展了固定平台生活楼标准化设计研究工作，并已取得了比较完整的研究成果，同时在项目应用中取得了良好的效果。

本文结合应用实例，对生活楼标准化设计的适用性和特殊性加以总结，以期进一步优化海上固定平台生活楼的设计。

关于生活楼标准化设计研究，在经过多次实地考察调研，多方征求意见，结合多年来设计经验，经多次修改完善，并汇总各方专家的意见后，形成了一整套非常全面完善的设计指南。

其中对生活楼的整体尺寸、功能设置、布局原则、房间尺度、家具设置等均提出了详细的要求，包含从10人、30人、40人、60人、80人、
100人到120人定员的生活楼总体布置方案[3]。

该指南已于2013年推出第一版
并在部分实际项目中应用。

2015年在听取各方反馈意见并强化降本增效要求后，推出了第二版并开始广泛推广应用。

截至2016年底，标准化生活楼已经在四大海域的多个油田进行了应用：已经设
计完工的生活楼达到7座；现阶段在运行和规划的项目中也至少有3个基本设计，3个前期研究中包括12座生活楼采用了标准化设计。

标准化生活楼适用于固定式海洋平台生活楼设计工作[3]，除了对生活楼设计具有
重大的指导价值外，更重要的是为海上油田降本增效做出了贡献，同时其合理性和舒适性也得到了业主的广泛认可。

首先，标准化设计能够提高设计效率，降低设计成本。

在项目设计前期，能够快速确定生活楼尺寸、估算其重量；在基本设计阶段，能够减少大量的重复性设计和计算工作，提高设计效率，降低时间成本和人力成本。

其次，标准化设计对控制生活楼建造和安装成本起到重要作用。

在有限空间内对生活楼进行合理的规划，在满足使用需求的同时，使空间利用做到了最大化。

从而大大降低了生活楼的重量，节约了项目的整体投资[4]。

由于经过了大量的前期调研工作，因此生活楼标准化成果对于海上固定平台具有普
遍适用性，这在近年来的项目实践中也得到了验证。

但受到海上油(气)田的产量、开采方式、环境条件及工艺流程等多方因素影响，使得不同平台的结构形式、组块面积等有较大差异，而生活楼的位置、轮廓尺寸、结构支点等会受到上述因素的直接影响，导致标准化生活楼在部分实际项目应用时受到一定的限制。

从近年来标准化设计的应用情况来看，可以将应用情况分为典型应用和非典型应用两个类型。

标准化设计的典型应用，是指标准化设计成果不受平台类型、组块面积及其他特殊作业方式的限制，可以完整地应用于项目中，而不需要修改调整或者仅需适量微调。

这类应用是目前项目的主流，也是标准化研究的意义所在。

例如渤中34-9 CEPA
平台的80人生活楼和东方13-2 CEPB平台的120人生活楼。

2.1.1 标准化设计的优势
相比较之前的生活楼设计，标准化设计呈现出明显的优势，主要体现在以下两点。

(1) 生活楼各项设计指标有了全面且显著的优化。

以120人生活楼为例，选取三个典型样例作为比较，分别为： 2012年标准化实施以前的生活楼(渤海A)、2014
年应用标准化第一版成果的生活楼(南海B)、2016年应用标准化第二版成果的生
活楼(南海C)。

三者对比结果显示，从轮廓尺寸、房间配比及重量控制这三个重要方面可以看出，标准化生活楼的降本增效成果非常显著(见表1)。

(2) 提高设计效率，降低设计成本。

传统生活楼设计工期一般长达4个月。

在设计过程中，由于生活楼总图在升版过程中不断修改调整，导致生活楼结构、水电、暖通等下游专业的修改工作量增加，造成大量的人力和设计资源浪费。

在推行标准化设计之后，从第一版起，就可以依据标准化设计成果快速确定设计方案，并且在之后的升版中不会有明显的方案调整，使得后续专业可以大大节约工时，节省人力成本，可以在2个月之内快速高效完成整个生活楼设计，效率几乎提高一倍。

2.1.2 应用中遇到的问题及解决方法
(1) 结构支点问题。

前文提到，由于生活楼存在与平台组块结构的接口，即一般情
况下，生活楼结构支点需要与组块结构梁重合，这就对主立柱的位置做出了限制。

而由于主立柱的直径一般为600～700mm，因此其位置对内部房间的布置影响较大。

生活楼的内楼梯及管道井通常布置在生活楼中间位置，极易与位于中部的两个主立柱位置发生冲突。

目前相应的解决方案有三种。

一是调整楼梯间和管道井的位置以避免主立柱从前者中间穿过，而生活楼各层所有房间都需要随之调整位置或尺寸，对整个生活楼的布置方案都有很大影响；二是将生活楼整体偏移一定的距离，使主立柱与生活楼内楼梯的钢围壁重合，但要求上层甲板面积足够大；三是调整组块结构梁的布置，使之与生活楼既定支点重合。

综合考虑，第三种方案为推荐方案。

(2) 不同海域的使用习惯差异。

由于南海、渤海、东海等几个海域在环境条件、运营方式甚至人文历史各方面的差异，各区域的作业者在生产生活方式上都不尽相同。

因此反映在生活楼的使用习惯上会体现出不同的要求。

例如办公区的位置，渤海地区的作业者习惯将办公区设置在低层，而南海海域的作业者则习惯设置在顶层；又如渤海地区作业者乐于享受较宽敞的住房空间而习惯使用公共卫生间，但南海、东海地区的工作人员则要求尽量在住房内设置独立卫生单元。

而标准化设计旨在精简设计流程，统一设计规则，因此不能做到面面俱到。

目前在2015年推出的第二版生活楼设计指南中，对于100人和120人定员的生活楼给
出A、 B两种设计方案，主要针对办公区的位置需求差异。

目前两种方案都有了
应用案例，获得了业主的认可。

标准化设计的非典型应用，是指标准化设计成果受到平台类型、组块面积及其他特殊作业方式的限制，不能完整地应用于项目中，需要较大的修改和调整或者只能部分应用于项目中。

这类应用的数量也占据了一定的比例。

例如蓬莱19-3 WHPG平台的100人生活
楼和旅大21-2 WHPA平台50人生活楼。

2.2.1 产生的原因
(1) 作业区工作方式的特殊性。

例如蓬勃地区油田普遍采用将中控室布置在生活楼中的工作方式，目的是便于操作人员的使用。

因此新建蓬莱19-3油田的四个平台均沿用这一形式。

(2) 平台组织机构的特殊性。

目前生活楼设计指南，对生活楼的推荐定员为10、30、 40、 60、 80、 100、 120人。

此结论是基于对绝大部分平台组织机构及钻修机定员的综合分析后得出的，具有普遍适用性；但仍不排除有个别平台的定员人数不能适应上述推荐。

因此就出现了如旅大21-2 WHPA平台这样的50人定员生活楼。

2.2.2 非典型应用方式分析
对于上述特殊性质的生活楼，标准化设计方案不能完全适用，但并非意味着标准化设计要全盘抛弃。

设计人员需要明确一种设计思路：标准化设计不仅仅是一套设计图纸，而是一种设计方法，即在特定的功能要求下，对于房间尺寸、数量和位置的组合调整方法。

(1) 蓬莱19-3 WHPG平台的100人生活楼。

由于作业区工作方式的特殊性，本生活楼除设置能够容纳100人的居住处所及其有关的公共处所之外，还设置了一个50m2的中控室(CCR)。

对于增加的这部分面积，显然100人标准化生活楼的总体轮廓尺寸已经不能满足要求，但是由于在标准化研究过程中，我们对2人间、4人间、6人间以及办公室、会议室、候机室等房间的尺寸都进行了详细的推算，最终得出一个既满足规范要求又保证舒适度的尺寸范围，可以根据生活楼轮廓尺寸和房间功能的需要从中选取一个适用值。

因此在本项目中，就采用了在适用范围内调整房间尺寸，并调整住房配比等方法，最终在标准化方案基础上，保留原有宽度和层数，仅将生活楼长度增加了1m，即满足了所有要求。

(2) 旅大21-2 WHPA平台50人生活楼。

由于平台组织机构的特殊性，本生活楼
定员为50人，没有相应的标准化设计方案与之适用。

但如果重新设计一个相应定员的生活楼，无疑会增加大量的工作量。

生活楼的定员是按照平台组织机构及钻修机类型确定的，因此应该从问题产生的根源入手分析解决方法。

本生活楼的组织机构中，操作工较常规平台有所增加，但高级别工种人数相应减少。

因此本项目对办公用房和2人间的需求有所减少。

所以在设计方案中，在40人标准化生活楼设计方案的基础上，调整了房间配比，将原来的部分2人间调整为4人间；并缩减办
公区面积，用以增加住房。

最终完成了50人生活楼的方案制订。

海上固定平台生活楼设计指南是第一个系统全面的针对海上油田的生活楼设计标准，对未来生活楼乃至固定平台设计的发展都具有重大的意义，是生活楼设计上一个里程碑式的进步。

从经济效益上来看，标准化设计具有显著的降本增效价值；从理论技术上来讲，标准化设计使整个生活楼的设计系统化、规范化，使得其设计水平显著提升。

从项目应用情况来看，标准化生活楼的推行仍存在一些问题，主要体现在与平台结构接口和作业者需求多元化这两个方面。

对于前者，应进一步深化结构专业的标准化工作，摈弃传统的思维模式，全盘综合考虑组块及生活楼结构设计。

同时，由于在生活楼其他主要专业中，如水消防、电气、暖通等的标准化研究均停留在较为基础的理论研究，还未形成完整的成果性文件，所以今后应该深化上述相关专业的标准化研究，使生活楼标准化设计形成一套完整的设计成果，以进一步提升设计效率。

而对于后者，应加强标准化生活楼的宣传推广力度，使各方充分认识到其推行的优势和效益，逐步认可并接受标准化设计成果。

总之，相信随着标准化生活楼的全面深入的推行，海上固定平台生活楼的设计水平必将达到一个新的高度。

【相关文献】
[1] 国际海事组织.国际海上人命安全公约[S].2004.
[2] 中华人民共和国国家经济贸易委员会.海上固定平台安全规则[S].2000.
[3] 王艳萍,李捷.海上固定平台生活楼总体规划指南[R].中海油研究总院，2015.
[4] 李捷,王艳萍,侯金林.海上固定平台上生活楼标准化设计[J].石油工业技术监督，2016，32(7)：16.。