钻机模块与组块同、异地建造的方案比选

张 妍

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

钻机模块与组块同、异地建造的方案比选

张 妍

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

钻机模块肩负着海上平台整个服役周期内的钻井和修井作业，由于它的功能需求比较专业，所以钻机模块的设计、采办和建造工作由钻井方完成。文章依托中国南海某项目，以上部组块整体浮托安装、减少海上联调时间为契机,从工程公司总包(EPCI)的角度出发，针对钻机模块与上部组块同、异地建造的可行方案，结合场地施工方案，给出同、异地建造对项目工期和费用影响，以及在比选过程中需重点核实的内容，供其他工程项目决策参考。

海上平台；钻机模块；浮托安装；建造方案；安装

中国南海海域某平台设有上部组块、生活楼、火炬臂和钻机模块等，基本设计阶段平台采取分块吊装的施工方案。但海上安装费用较高，使得该油气田的收益较低。在持续低油价的背景下，油公司和工程公司优化技术方案，降低工程投资，将上部组块吊装的施工方案改为整体浮托模式，以此降低油田开发的工程费用，减少海上联调时间，推行工程一体化设计，实现工程利益最大化。钻机模块按照新职责要求，往往由钻井方负责设计、建造和安装等工作，它与上部组块的建造、安装方案存在同、异地2种不同策略。

“同地建造”即“一体建造”，方案是从整体开发方案出发，配合整体浮托方案，将平台组块与钻机模块在同一场地一体建造、整体运输、浮托安装的方案。该方案特点：维持基本设计钻机模块设计布置及分层方案；充分利用同一场地资源，发挥“一体化施工”的优势；采用“分层总装”方案，减少大型重物吊装风险，节约项目成本；与组块建造同步开展，交叉作业，优化陆地建造/海上联调进度。而“异地建造”方案，相对于“一体建造”方案，主要区别在不同场地完成组块建造和钻机模块整装建造，待钻机模块完成主要工作后，由拖轮运至组块建造场地并吊装到组块上，之后与组块整体运输和浮托安装。这种模式增加了不同场地间的钻机模块整体运输工期和费用，同时陆地总装，也存在场地资源、建造工期及浮吊资源等约束条件。

以下将结合2方案特点和项目实际情况，从约束条件、工期匹配性以及费用增量3方面入手对比，简析更适合本项目的建造方案。从提高整个工程效益的角度出发，实现陆地机械完工最大化，减少海上联调时间的目标，对其进行研究，为更好的服务工程项目有一定的现实意义。

1 钻机模块简介

固定式海洋平台钻采油气资源一般分钻井船打井或钻机模块打井2种方式。钻机模块是坐落在井口平台顶甲板上，完成油田钻井和修井的设备。钻机模块由钻井设备模块、钻井支持模块和灰罐模块组成。其中主要的钻井设备又分为井架、钻台和基座3部分。

该项目钻井设备模块尺寸：跨距为14 m，滑轨长度为23 m，钻台面高度14.5 m。

钻井支持模块尺寸：24 m×31 m×10.5 m，分2层甲板。

区别于以往钻机，其增加了4台发电机布置在钻机模块内，导致其面积增加，目前该钻机模块面积占平台总面积的三分之一。

1.1 设计质量

最新钻机模块基本设计质量控制，见表1。

表1 3个钻机模块的吊装干质量和操作质量 t

需要注意的是：①钻机模块干质量仅占上部组块质量的1/4，采用浮托法进行组块安装的驳船，其承载能力为18 000 t，满足组块/生活楼/钻机的一体浮拖施工的要求。②其中关键的支持模块质量约1 000 t，结合场地现有吊机资源，需要再拆分成多块吊装，且这样对设计方案不利，界面接口较多，给后期总装、调试带来不可预知的风险。

1.2 钻机模块的工期要求

参考相同规模钻机模块的建造经验，其陆地工期约为12个月，整体工期包括以下几个主要环节：钻机设计、设备采办、陆地建造、陆地调试、拖拉装船、海上运输、海上吊装以及海上连接调试等。其中建造周期在228～300 d，调试周期约100 d，拖拉装船/运输/吊装周期在15～30 d，海上调试周期在30 d，见图1。

若一体化建造，可以充分利用组块场地，将钻机模块工期中的运输、海上吊装以及海上联调等工时进行优化。其中，钻机模块长线设备的采办周期，对其近9～10个月建造周期并未存在较大影响，见表2。

图1 钻机模块设计、采办、建造、安装工期计划

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1.3 可行的建造方案

结合浮托方案优势、钻机设计方案及场地/船舶资源情况，大体将钻机模块的建造安装方案划分为以下5种方案，见表3。

表3 钻机模块建造、安装比选方案

2 方案选择时重点需关注的内容

下面主要针对上部组块与钻机模块异地建造后对方案选择的影响如下。

2.1 场地机具能力

钻机模块在异地分块建造方案中，钻机模块拆分的质量与场地履带吊的能力息息相关。为了减少界面接口以及分块后船舶的运输成本，设计者建议少分块。但分块质量取决于总装场地履带吊的能力以及场地承载力等方面的校核结果。若钻机模块拆分不合理，容易带来以下风险：① 额外增加吊装索具钢材的重量；②分块后影响上部组块整体调试的工期，对实现陆地完工最大化，零遗留项交付带来影响；③若钻井设备模块不拆分，场地现有资源不满足吊装要求，外寻吊机资源，需增加费用。

2.2 场地总装安排

为保证海上联调工作的顺利开展和工期要求，需要在浮托前完成钻机模块的安装、焊接等相关工作；根据以往项目钻机模块安装作业内容，至少需要完成钻机模块的精就位及固定焊接，爬行器锁紧，电缆回接，附件安装等工作(至少需要2个月工期)。根据项目整体工期安排，反推钻机模块需要在装船前2个月到达上部组块场地，此对钻机建造的工期造成了一定的压缩和影响。相反如果钻机模块建造工期无法压缩或提前，必须在陆地进行固定焊接以及锁紧等作业，这将导致海上施工以及联调工作量的增加，从而影响项目整体工期。所以总装滑道上若存在与钻机模块靠船/岸边浮吊作业/与组块整合的作业发生冲突的情况，必须提前核实、清理，以免对整体浮托方案带来影响。

2.3 码头水深，施工可行性分析

针对钻机模块异地一体化建造，需要运输到上部组块的建造场地进行总装，以实现整体浮托的方案。首先考虑的是核实场地码头的水深能否满足浮吊资源的吃水要求，再者论证浮吊资源的工期，减少动复员费用。

3 异地建造方案对工期和费用的影响

“异地建造”方案中工期问题，主要是增加了钻机模块的装船/运输/吊装工作量，对整体项目进度存在影响，下面进行简要分析。

1)钻机模块装船/运输/吊装的影响。钻机模块装船/运输/吊装作业需要考虑装船准备、拖拉装船固定以及浮吊安装的作业工时，约为20～25 d。因此，需要在整体开发项目计划中，调整近1个月的时间配合钻机模块装船/运输/吊装作业。

2)海上施工/联调的影响。若钻机模块异地建造，不能提前2个月运输到上部组块场地，大多数钻机安装/连接/联调工作将在海上开展，粗略估计需要1～2个月。

因此从钻机模块异地建造的方案来看，其调试及机械完工时间点将比一体化建造的计划延后近2个月的工期。表4是各方案间详细的工期对比结果。

比选方案间主要在建造场地上存在差异，其钻井设备模块和钻井支持模块仍采用整体建造，整体浮托的方案。因此，其主要费用差异或增量将发生在“异地建造”方案中的钻井设备模块和钻井支持模块装船、运输以及浮吊吊装的工作上。

表4 比选方案间对项目工期的影响

4 结束语

通过方案可行性评估，“异地建造”方案除存在费用和成本的差异外，还存在多项约束条件，并且对整体开发和项目管理的风险控制存在较大挑战及困难。综上所述，结合钻机模块建造方案比较分析，最终从开发项目的技术方案、工期控制以及成本控制角度出发，推荐钻机模块采用上部组块同场地建造方案。

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

张妍(1982-)，女，天津人，经济师，大学本科，主要从事工程项目计划工作。

P75

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.01.015

2016-08-03