標準化設計在海上固定平臺生活樓設計中的應用

李 捷

(中海油研究總院，北京 100028)

標準化設計在海上固定平臺生活樓設計中的應用

李 捷

(中海油研究總院，北京 100028)

生活樓標準化設計是經過長期考察、論證、總結和歸納后得出的一套設計方法,在近年來的項目應用中取得了良好的效果，為海上油田開發降本增效貢獻了力量。但是在應用于實際設計項目中時，難免遇到一些問題。依據標準化實施以來進行的4個設計為典型實例，對其適用性和特殊性進行總結與思考，并對今后的生活樓標準化設計提出一些建議。

生活樓；標準化；應用實例；降本增效

0 引 言

海上固定平臺生活樓設計已經經歷了二十余年的實踐,積累了豐富的設計經驗，同時取得了大量優秀的設計成果。然而，盡管我國海上有人平臺已經超過了120座，但是始終沒有一部全面細致的生活樓設計指南，僅僅參考《國際海上人命安全公約》(SOLAS)[1]以及《海上固定平臺安全規則》[2]中的相關條款，使得在生活樓設計中，無論定員人數、總體尺寸抑或功能布局，都沒有統一的標準，難以進行準確的重量控制，也造成設計資源的浪費。在上述背景下，中海油研究總院自2012年起，開展了固定平臺生活樓標準化設計研究工作，并已取得了比較完整的研究成果，同時在項目應用中取得了良好的效果。本文結合應用實例，對生活樓標準化設計的適用性和特殊性加以總結，以期進一步優化海上固定平臺生活樓的設計。

1 生活樓標準化研究

1.1 研究概述

關于生活樓標準化設計研究，在經過多次實地考察調研，多方征求意見，結合多年來設計經驗，經多次修改完善，并匯總各方專家的意見后，形成了一整套非常全面完善的設計指南。其中對生活樓的整體尺寸、功能設置、布局原則、房間尺度、家具設置等均提出了詳細的要求，包含從10人、30人、40人、60人、80人、100人到120人定員的生活樓總體布置方案[3]。該指南已于2013年推出第一版并在部分實際項目中應用。2015年在聽取各方反饋意見并強化降本增效要求后，推出了第二版并開始廣泛推廣應用。

截至2016年底，標準化生活樓已經在四大海域的多個油田進行了應用： 已經設計完工的生活樓達到7座；現階段在運行和規劃的項目中也至少有3個基本設計，3個前期研究中包括12座生活樓采用了標準化設計。

1.2 研究成果及意義

標準化生活樓適用于固定式海洋平臺生活樓設計工作[3]，除了對生活樓設計具有重大的指導價值外，更重要的是為海上油田降本增效做出了貢獻，同時其合理性和舒適性也得到了業主的廣泛認可。

首先，標準化設計能夠提高設計效率，降低設計成本。在項目設計前期，能夠快速確定生活樓尺寸、估算其重量；在基本設計階段，能夠減少大量的重復性設計和計算工作，提高設計效率，降低時間成本和人力成本。

其次，標準化設計對控制生活樓建造和安裝成本起到重要作用。在有限空間內對生活樓進行合理的規劃，在滿足使用需求的同時，使空間利用做到了最大化。從而大大降低了生活樓的重量，節約了項目的整體投資[4]。

2 標準化成果在實際項目中的應用

由于經過了大量的前期調研工作，因此生活樓標準化成果對于海上固定平臺具有普遍適用性，這在近年來的項目實踐中也得到了驗證。但受到海上油(氣)田的產量、開采方式、環境條件及工藝流程等多方因素影響，使得不同平臺的結構形式、組塊面積等有較大差異，而生活樓的位置、輪廓尺寸、結構支點等會受到上述因素的直接影響，導致標準化生活樓在部分實際項目應用時受到一定的限制。從近年來標準化設計的應用情況來看，可以將應用情況分為典型應用和非典型應用兩個類型。

2.1 標準化設計的典型應用

標準化設計的典型應用，是指標準化設計成果不受平臺類型、組塊面積及其他特殊作業方式的限制，可以完整地應用于項目中，而不需要修改調整或者僅需適量微調。

這類應用是目前項目的主流，也是標準化研究的意義所在。例如渤中34-9 CEPA平臺的80人生活樓和東方13-2 CEPB平臺的120人生活樓。

2.1.1標準化設計的優勢

相比較之前的生活樓設計，標準化設計呈現出明顯的優勢，主要體現在以下兩點。

(1) 生活樓各項設計指標有了全面且顯著的優化。以120人生活樓為例，選取三個典型樣例作為比較，分別為： 2012年標準化實施以前的生活樓(渤海A)、2014年應用標準化第一版成果的生活樓(南海B)、2016年應用標準化第二版成果的生活樓(南海C)。三者對比結果顯示，從輪廓尺寸、房間配比及重量控制這三個重要方面可以看出，標準化生活樓的降本增效成果非常顯著(見表1)。

表1 120人生活樓指標對比Table 1 Comparative analysis of 120P living quarter

(2) 提高設計效率，降低設計成本。傳統生活樓設計工期一般長達4個月。在設計過程中，由于生活樓總圖在升版過程中不斷修改調整，導致生活樓結構、水電、暖通等下游專業的修改工作量增加，造成大量的人力和設計資源浪費。在推行標準化設計之后，從第一版起，就可以依據標準化設計成果快速確定設計方案，并且在之后的升版中不會有明顯的方案調整，使得后續專業可以大大節約工時，節省人力成本，可以在2個月之內快速高效完成整個生活樓設計，效率幾乎提高一倍。

2.1.2應用中遇到的問題及解決方法

(1) 結構支點問題。前文提到，由于生活樓存在與平臺組塊結構的接口，即一般情況下，生活樓結構支點需要與組塊結構梁重合，這就對主立柱的位置做出了限制。而由于主立柱的直徑一般為600～700mm，因此其位置對內部房間的布置影響較大。生活樓的內樓梯及管道井通常布置在生活樓中間位置，極易與位于中部的兩個主立柱位置發生沖突。

目前相應的解決方案有三種。一是調整樓梯間和管道井的位置以避免主立柱從前者中間穿過，而生活樓各層所有房間都需要隨之調整位置或尺寸，對整個生活樓的布置方案都有很大影響；二是將生活樓整體偏移一定的距離，使主立柱與生活樓內樓梯的鋼圍壁重合，但要求上層甲板面積足夠大；三是調整組塊結構梁的布置，使之與生活樓既定支點重合。綜合考慮，第三種方案為推薦方案。

(2) 不同海域的使用習慣差異。由于南海、渤海、東海等幾個海域在環境條件、運營方式甚至人文歷史各方面的差異，各區域的作業者在生產生活方式上都不盡相同。因此反映在生活樓的使用習慣上會體現出不同的要求。例如辦公區的位置，渤海地區的作業者習慣將辦公區設置在低層，而南海海域的作業者則習慣設置在頂層；又如渤海地區作業者樂于享受較寬敞的住房空間而習慣使用公共衛生間，但南海、東海地區的工作人員則要求盡量在住房內設置獨立衛生單元。

而標準化設計旨在精簡設計流程，統一設計規則，因此不能做到面面俱到。目前在2015年推出的第二版生活樓設計指南中，對于100人和120人定員的生活樓給出A、 B兩種設計方案，主要針對辦公區的位置需求差異。目前兩種方案都有了應用案例，獲得了業主的認可。

圖1 100人生活樓(辦公區在四層)Fig.1 100P living quarter. The office area is on the 4th floor

圖2 100人生活樓(辦公區在二層)Fig.2 100P living quarter. The office area is on the 2nd floor

2.2 標準化設計的非典型應用

標準化設計的非典型應用，是指標準化設計成果受到平臺類型、組塊面積及其他特殊作業方式的限制，不能完整地應用于項目中，需要較大的修改和調整或者只能部分應用于項目中。

這類應用的數量也占據了一定的比例。例如蓬萊19-3 WHPG平臺的100人生活樓和旅大21-2 WHPA平臺50人生活樓。

2.2.1產生的原因

(1) 作業區工作方式的特殊性。例如蓬勃地區油田普遍采用將中控室布置在生活樓中的工作方式，目的是便于操作人員的使用。因此新建蓬萊19-3油田的四個平臺均沿用這一形式。

(2) 平臺組織機構的特殊性。目前生活樓設計指南，對生活樓的推薦定員為10、 30、 40、 60、 80、 100、 120人。此結論是基于對絕大部分平臺組織機構及鉆修機定員的綜合分析后得出的，具有普遍適用性；但仍不排除有個別平臺的定員人數不能適應上述推薦。因此就出現了如旅大21-2 WHPA平臺這樣的50人定員生活樓。

2.2.2非典型應用方式分析

對于上述特殊性質的生活樓，標準化設計方案不能完全適用，但并非意味著標準化設計要全盤拋棄。設計人員需要明確一種設計思路： 標準化設計不僅僅是一套設計圖紙，而是一種設計方法，即在特定的功能要求下，對于房間尺寸、數量和位置的組合調整方法。

(1) 蓬萊19-3 WHPG平臺的100人生活樓。由于作業區工作方式的特殊性，本生活樓除設置能夠容納100人的居住處所及其有關的公共處所之外，還設置了一個50m2的中控室(CCR)。對于增加的這部分面積，顯然100人標準化生活樓的總體輪廓尺寸已經不能滿足要求，但是由于在標準化研究過程中，我們對2人間、4人間、6人間以及辦公室、會議室、候機室等房間的尺寸都進行了詳細的推算，最終得出一個既滿足規范要求又保證舒適度的尺寸范圍，可以根據生活樓輪廓尺寸和房間功能的需要從中選取一個適用值。因此在本項目中，就采用了在適用范圍內調整房間尺寸，并調整住房配比等方法，最終在標準化方案基礎上，保留原有寬度和層數，僅將生活樓長度增加了1m，即滿足了所有要求。

(2) 旅大21-2 WHPA平臺50人生活樓。由于平臺組織機構的特殊性，本生活樓定員為50人，沒有相應的標準化設計方案與之適用。但如果重新設計一個相應定員的生活樓，無疑會增加大量的工作量。生活樓的定員是按照平臺組織機構及鉆修機類型確定的，因此應該從問題產生的根源入手分析解決方法。本生活樓的組織機構中，操作工較常規平臺有所增加，但高級別工種人數相應減少。因此本項目對辦公用房和2人間的需求有所減少。所以在設計方案中，在40人標準化生活樓設計方案的基礎上，調整了房間配比，將原來的部分2人間調整為4人間；并縮減辦公區面積，用以增加住房。最終完成了50人生活樓的方案制訂。

圖3 100人標準化生活樓一層布置圖Fig.3 The 1st floor layout of 100P living quarter

圖4 增加中控室后生活樓一層布置圖Fig.4 The 1st floor layout of 100P living quarter after adding CCR

3 結 語

海上固定平臺生活樓設計指南是第一個系統全面的針對海上油田的生活樓設計標準，對未來生活樓乃至固定平臺設計的發展都具有重大的意義，是生活樓設計上一個里程碑式的進步。

從經濟效益上來看，標準化設計具有顯著的降本增效價值；從理論技術上來講，標準化設計使整個生活樓的設計系統化、規范化，使得其設計水平顯著提升。

從項目應用情況來看，標準化生活樓的推行仍存在一些問題，主要體現在與平臺結構接口和作業者需求多元化這兩個方面。

對于前者，應進一步深化結構專業的標準化工作，擯棄傳統的思維模式，全盤綜合考慮組塊及生活樓結構設計。同時，由于在生活樓其他主要專業中，如水消防、電氣、暖通等的標準化研究均停留在較為基礎的理論研究，還未形成完整的成果性文件，所以今后應該深化上述相關專業的標準化研究，使生活樓標準化設計形成一套完整的設計成果，以進一步提升設計效率。而對于后者，應加強標準化生活樓的宣傳推廣力度，使各方充分認識到其推行的優勢和效益，逐步認可并接受標準化設計成果。

總之，相信隨著標準化生活樓的全面深入的推行，海上固定平臺生活樓的設計水平必將達到一個新的高度。

[1] 國際海事組織.國際海上人命安全公約[S].2004.

[2] 中華人民共和國國家經濟貿易委員會.海上固定平臺安全規則[S].2000.

[3] 王艷萍,李捷.海上固定平臺生活樓總體規劃指南[R].中海油研究總院，2015.

[4] 李捷,王艷萍,侯金林.海上固定平臺上生活樓標準化設計[J].石油工業技術監督，2016，32(7)： 16.

ApplicationofStandardizedDesignintheDesignofOffshoreFixedPlatformLivingQuarter

LI Jie

(CNOOCResearchInstitute,Beijing100028,China)

The standard design of living quarter is a design method which is concluded after a long investigation, summary, demonstration and induction. It has achieved good results in the application of the projects in recent years, and contributed to cost-saving and efficiency-improving for offshore oilfield development. But some inevitable problems encountered in the application in the actual project. Summary and reflection are made on the applicability and particularity of the standardized design, and some suggestions are put forward for the standardization design of the living quarter.

living quarter; standardization; application; cost-saving and efficiency-improving

TU272.2

A

2095-7297(2017)02-0109-05

2017-03-20

李捷(1983—)，女，碩士，高級工程師，主要從事海上平臺生活樓舾裝方面的研究。