鉆機模塊與組塊同、異地建造的方案比選

張 妍

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

鉆機模塊與組塊同、異地建造的方案比選

張 妍

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

鉆機模塊肩負著海上平臺整個服役周期內的鉆井和修井作業，由于它的功能需求比較專業，所以鉆機模塊的設計、采辦和建造工作由鉆井方完成。文章依托中國南海某項目，以上部組塊整體浮托安裝、減少海上聯調時間為契機,從工程公司總包(EPCI)的角度出發，針對鉆機模塊與上部組塊同、異地建造的可行方案，結合場地施工方案，給出同、異地建造對項目工期和費用影響，以及在比選過程中需重點核實的內容，供其他工程項目決策參考。

海上平臺；鉆機模塊；浮托安裝；建造方案；安裝

中國南海海域某平臺設有上部組塊、生活樓、火炬臂和鉆機模塊等，基本設計階段平臺采取分塊吊裝的施工方案。但海上安裝費用較高，使得該油氣田的收益較低。在持續低油價的背景下，油公司和工程公司優化技術方案，降低工程投資，將上部組塊吊裝的施工方案改為整體浮托模式，以此降低油田開發的工程費用，減少海上聯調時間，推行工程一體化設計，實現工程利益最大化。鉆機模塊按照新職責要求，往往由鉆井方負責設計、建造和安裝等工作，它與上部組塊的建造、安裝方案存在同、異地2種不同策略。

“同地建造”即“一體建造”，方案是從整體開發方案出發，配合整體浮托方案，將平臺組塊與鉆機模塊在同一場地一體建造、整體運輸、浮托安裝的方案。該方案特點：維持基本設計鉆機模塊設計布置及分層方案；充分利用同一場地資源，發揮“一體化施工”的優勢；采用“分層總裝”方案，減少大型重物吊裝風險，節約項目成本；與組塊建造同步開展，交叉作業，優化陸地建造/海上聯調進度。而“異地建造”方案，相對于“一體建造”方案，主要區別在不同場地完成組塊建造和鉆機模塊整裝建造，待鉆機模塊完成主要工作后，由拖輪運至組塊建造場地并吊裝到組塊上，之后與組塊整體運輸和浮托安裝。這種模式增加了不同場地間的鉆機模塊整體運輸工期和費用，同時陸地總裝，也存在場地資源、建造工期及浮吊資源等約束條件。

以下將結合2方案特點和項目實際情況，從約束條件、工期匹配性以及費用增量3方面入手對比，簡析更適合本項目的建造方案。從提高整個工程效益的角度出發，實現陸地機械完工最大化，減少海上聯調時間的目標，對其進行研究，為更好的服務工程項目有一定的現實意義。

1 鉆機模塊簡介

固定式海洋平臺鉆采油氣資源一般分鉆井船打井或鉆機模塊打井2種方式。鉆機模塊是坐落在井口平臺頂甲板上，完成油田鉆井和修井的設備。鉆機模塊由鉆井設備模塊、鉆井支持模塊和灰罐模塊組成。其中主要的鉆井設備又分為井架、鉆臺和基座3部分。

該項目鉆井設備模塊尺寸：跨距為14 m，滑軌長度為23 m，鉆臺面高度14.5 m。

鉆井支持模塊尺寸：24 m×31 m×10.5 m，分2層甲板。

區別于以往鉆機，其增加了4臺發電機布置在鉆機模塊內，導致其面積增加，目前該鉆機模塊面積占平臺總面積的三分之一。

1.1 設計質量

最新鉆機模塊基本設計質量控制，見表1。

表1 3個鉆機模塊的吊裝干質量和操作質量 t

需要注意的是：①鉆機模塊干質量僅占上部組塊質量的1/4，采用浮托法進行組塊安裝的駁船，其承載能力為18 000 t，滿足組塊/生活樓/鉆機的一體浮拖施工的要求。②其中關鍵的支持模塊質量約1 000 t，結合場地現有吊機資源，需要再拆分成多塊吊裝，且這樣對設計方案不利，界面接口較多，給后期總裝、調試帶來不可預知的風險。

1.2 鉆機模塊的工期要求

參考相同規模鉆機模塊的建造經驗，其陸地工期約為12個月，整體工期包括以下幾個主要環節：鉆機設計、設備采辦、陸地建造、陸地調試、拖拉裝船、海上運輸、海上吊裝以及海上連接調試等。其中建造周期在228～300 d，調試周期約100 d，拖拉裝船/運輸/吊裝周期在15～30 d，海上調試周期在30 d，見圖1。

若一體化建造，可以充分利用組塊場地，將鉆機模塊工期中的運輸、海上吊裝以及海上聯調等工時進行優化。其中，鉆機模塊長線設備的采辦周期，對其近9～10個月建造周期并未存在較大影響，見表2。

圖1 鉆機模塊設計、采辦、建造、安裝工期計劃

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1.3 可行的建造方案

結合浮托方案優勢、鉆機設計方案及場地/船舶資源情況，大體將鉆機模塊的建造安裝方案劃分為以下5種方案，見表3。

表3 鉆機模塊建造、安裝比選方案

2 方案選擇時重點需關注的內容

下面主要針對上部組塊與鉆機模塊異地建造后對方案選擇的影響如下。

2.1 場地機具能力

鉆機模塊在異地分塊建造方案中，鉆機模塊拆分的質量與場地履帶吊的能力息息相關。為了減少界面接口以及分塊后船舶的運輸成本，設計者建議少分塊。但分塊質量取決于總裝場地履帶吊的能力以及場地承載力等方面的校核結果。若鉆機模塊拆分不合理，容易帶來以下風險：① 額外增加吊裝索具鋼材的重量；②分塊后影響上部組塊整體調試的工期，對實現陸地完工最大化，零遺留項交付帶來影響；③若鉆井設備模塊不拆分，場地現有資源不滿足吊裝要求，外尋吊機資源，需增加費用。

2.2 場地總裝安排

為保證海上聯調工作的順利開展和工期要求，需要在浮托前完成鉆機模塊的安裝、焊接等相關工作；根據以往項目鉆機模塊安裝作業內容，至少需要完成鉆機模塊的精就位及固定焊接，爬行器鎖緊，電纜回接，附件安裝等工作(至少需要2個月工期)。根據項目整體工期安排，反推鉆機模塊需要在裝船前2個月到達上部組塊場地，此對鉆機建造的工期造成了一定的壓縮和影響。相反如果鉆機模塊建造工期無法壓縮或提前，必須在陸地進行固定焊接以及鎖緊等作業，這將導致海上施工以及聯調工作量的增加，從而影響項目整體工期。所以總裝滑道上若存在與鉆機模塊靠船/岸邊浮吊作業/與組塊整合的作業發生沖突的情況，必須提前核實、清理，以免對整體浮托方案帶來影響。

2.3 碼頭水深，施工可行性分析

針對鉆機模塊異地一體化建造，需要運輸到上部組塊的建造場地進行總裝，以實現整體浮托的方案。首先考慮的是核實場地碼頭的水深能否滿足浮吊資源的吃水要求，再者論證浮吊資源的工期，減少動復員費用。

3 異地建造方案對工期和費用的影響

“異地建造”方案中工期問題，主要是增加了鉆機模塊的裝船/運輸/吊裝工作量，對整體項目進度存在影響，下面進行簡要分析。

1)鉆機模塊裝船/運輸/吊裝的影響。鉆機模塊裝船/運輸/吊裝作業需要考慮裝船準備、拖拉裝船固定以及浮吊安裝的作業工時，約為20～25 d。因此，需要在整體開發項目計劃中，調整近1個月的時間配合鉆機模塊裝船/運輸/吊裝作業。

2)海上施工/聯調的影響。若鉆機模塊異地建造，不能提前2個月運輸到上部組塊場地，大多數鉆機安裝/連接/聯調工作將在海上開展，粗略估計需要1～2個月。

因此從鉆機模塊異地建造的方案來看，其調試及機械完工時間點將比一體化建造的計劃延后近2個月的工期。表4是各方案間詳細的工期對比結果。

比選方案間主要在建造場地上存在差異，其鉆井設備模塊和鉆井支持模塊仍采用整體建造，整體浮托的方案。因此，其主要費用差異或增量將發生在“異地建造”方案中的鉆井設備模塊和鉆井支持模塊裝船、運輸以及浮吊吊裝的工作上。

表4 比選方案間對項目工期的影響

4 結束語

通過方案可行性評估，“異地建造”方案除存在費用和成本的差異外，還存在多項約束條件，并且對整體開發和項目管理的風險控制存在較大挑戰及困難。綜上所述，結合鉆機模塊建造方案比較分析，最終從開發項目的技術方案、工期控制以及成本控制角度出發，推薦鉆機模塊采用上部組塊同場地建造方案。

The drilling module is used for well-drilling and repairing,which is engineered,procured and constructed by the drilling team,as the specialty of its function requirements.In this paper,the topside floatover is taken based on a south China Sea project,which may reduce the offshore commissioning.With the possibility of drilling module construction on the same yard or on the different one,the different impacts on project schedule and cost are compared for the topside construction in EPCI respect,which are considered the most important factors during the comparison.That provides reference for the decision on the other projects.

topside;drilling module;floatover;construction method;installation

張妍(1982-)，女，天津人，經濟師，大學本科，主要從事工程項目計劃工作。

P75

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.01.015

2016-08-03