“4W3H精细管理法”及“组合创新管理法”在长庆气田的应用

2018-08-02罗勤利李明磊

天然气技术与经济 2018年3期

罗勤利李明磊杨光齐涛

（1.西安长庆科技工程有限责任公司，陕西西安 710018；2.中国石油物资有限公司，北京 100029）

0 引言

长庆气田在快速上产和持续稳产过程中，地面亟需攻关研究的工艺技术、高效设备等内容很多。但由于不同科研人员的思路、想法、水平、经验不尽相同，导致项目在研发过程中，可能会有部分目标定位不清晰、创新点不突出、产品功能不合理、考虑问题不全面、解决问题不实际、计划时间不科学等情况发生[1-2]。为此，长庆科技公司创新实施“4W3H精细管理法”和“创新组合管理法”，以保证能够系统全面地考虑问题、科学合理地制定攻关目标，有序高质地组织科研过程，达到项目预期指标，实现科研成果的有效转化。

1 “4W3H精细管理法”的内涵及应用实例

1.1 “4W3H精细管理法”的内涵

“4W3H精细管理法”也称为提问法，即围绕已有系统（产品）有针对性地、系统地提出各种问题，通过提问发现原系统（产品）在设计、制造、施工等环节的不足之处，找出需要和应该改进之点，从而开发出新产品[3]。“4W3H精细管理法”针对需要解决的问题，提出（Why、What、When、Where、How todo、Howtooptimize、Howtocreative）7个方面的疑问，从中启发创新构思。

1.2 “4W3H精细管理法”应用实例

1）Why：为什么要设计该产品，采用何种总体布局？即总体思路的确定。

① 项目研究的必要性。一是长庆气田快速发展、高效开发和现代化管理的需要，通过项目研究可以达到深化标准化设计、缩短现场施工周期、降低工程总投资、减少占地，实现节约集约用地的目的。

② 项目研究的总体思路。项目研究初期，确定总体思路如图1所示，分9个方面研究。

2）What：该产品有何功能？根据站场的工程，该装置应同时具有“进站紧急截断、干管远程放空、气液分离、流程切换、外输计量、自用气供给、闪蒸、放空分液、自动排液、清管”10项功能。

3）When：什么时候完成该设计？各设计阶段时间怎样划分？项目计划一年完成设计。季度结点划分见表1。

4）Where：该产品用于何处？在何地生产？装置将应用于苏里格气田集气站，替代常规非增压集气站。装置在长庆科技公司成橇，保证成橇质量，拉运至现场。

5）Howtodo：怎样设计？结构、材料、形态如何？通过深入分析苏里格气田数字化集气站的生产流程和运行管理，将数字化集气站的进站区、分离器区、闪蒸罐区、分液罐区、自用气区、外输计量区等6个工艺区中的压力容器、各类阀门、管件及仪表智能控制系统、电气设备等集成并组合成橇，形成一体化集成装置。

图1 天然气集气一体化集成装置总体研究思路图

表1 装置研发节点划分表

① 管道敷设方式。本天然气一体化集成装置管线敷设采取露空敷设，支撑采用活动支撑，同时考虑管线、设备检修、操作方便、美观，各路管线之间留有适当距离。

② 仪表控制。装置上设置防爆接线箱（ExdⅡBT4），装置内所有仪表信号线均接至接线箱内，再由接线箱接至站控系统。

③ 电气设计。装置上设置配电箱，提供装置上阀门、管线和设备的电伴热供电，集气一体化集成装置上的配电箱不提供电动球阀及UPS供电。

④ 标识。在设备主体上固定不锈钢铭牌标志，铭牌上的仪表/设备位号按照P&ID图纸中所规定的位号标注。名牌内容至少应包括供货商／制造商名称及其商标、用户名称及工程名称、设备位号、设备名称和用途、设备中所包含的主要设备名称和型号、主要技术规格、制造日期和供货商地址等。

⑤ 安装试压及检测。所有管道组成件及管道支承件在使用前应按SY4203、SY0402及GB50235相关要求检验。

6）Howtooptimize：如何优化？

① 提高装置集成度。装置集成集气站中的4个压力容器（罐）、61台种阀门、230个各类管件等工艺设备、仪表智能控制系统、电气设备等。装置6路进装置电缆配出38路，减少电缆敷设32路，减少数量达85%。

② 扩展装置功能。具有10项功能，可替代常规非增压集气站。

③ 提高装置控制水平。可独立运行、远程关断、自动排液、安全放空、动态监测、智能报警。

④ 缩小装置占地面积，减少装置占地。充分利用三维空间优化配管设计，实现立体布站，减少占地面积，装置面积仅48m2，为原工艺区的8%。

⑤ 提高装置操作灵活性。充分利用立体空间，优化安装，操作方便。

7）Howtocreative：如何创新？

① 创新形成苏里格集气站“一体化”建设技术，实现苏里格气田集气站的全面橇装化。

② 创新研发新型组合式多功能分离闪蒸罐，集成“气液分离、放空闪蒸、放空分液、放空水封”等四项功能为一体，减少设备数量和占地面积。

③ 创新研发异径电动三通阀，替代电动紧急截断阀和远程放空阀，有效减少阀门数量

④ 装置设计充分融合标准化设计的“六统一”的理念，定型设备提高安装质量。

⑤ 创新系列化产品，满足不同区域、不同工况的要求。目前已形成天然气集气装置两个系列7种型号，满足上古气藏集气站橇装化建设需要。

2 组合创新管理法的内涵及做法

2.1 “组合创新管理法”的内涵

组合创新管理法，是按照一定的技术需要，将两个或两个以上的技术因素通过巧妙地组合，去获得具有统一整体功能的新技术产物的过程[4-5]。

常用的组合方法有以下几类：

1）性能组合：根据对原有产品或技术手段的不同性能实际使用中的优缺点的分析，将若干产品的优良性能结合起来，使之形成一种全新的产品。

2）原理组合：将两种或两种以上的技术原理有机结合起来，组成一种新的复合技术或技术系统。

3）功能组合：将具有不同功能的技术手段或产品组合到一起，使之形成一个技术性能更优或具有多功能的技术实体的方法。

4）结构重组：改变原有技术系统中的各结构要素相互连接方式获得新的性能或功能的组合方法。

5）模块组合：亦称组合设计或模块化设计，即把产品看成若干模块（标准、通用零部件）的有机组合，只要按照一定的机器工作原理选择不同的模块或不同的方式加以组合，就可以获得多种有价值的设计方案。

2.2 应用实例

2.2.1 工艺流程优化

1）多个工艺单元组合，功能合并。多个工艺单元组合是将原料气集气、采出水缓冲、天然气脱油脱水、甲醇注入、凝液闪蒸、凝析油稳定、燃气调压配气、产品气计量等8个系统单元合并，作为一个橇装工艺单元考虑。功能合并如，取消脱油脱水单元入口处界区阀、ESD关断阀、ESD放空流程、定压放空流程等，与集气区同类功能合并。

2）丙烷蒸气冷却工艺优化简化。例如，取消“风冷” 和“水冷”工艺，创新应用产品天然气与丙烷蒸气换热工艺。

3）优化简化采出水工艺流程。例如：采出水缓冲罐来液流程取消凝析油稳定装置来液，凝析油稳定排污直接接入甲醇污水罐；增设原料气过滤分离器手动排液、管线低点排液流程。

4）优化简化燃料气工艺流程。燃料气采用增压前的产品气，调压配气由2级调压降为1级调压，采用2路调压流程。

5）凝析油稳定塔塔顶不凝气与三相分离器气相气混合，二者中所含的凝液由于重新气液平衡，外排混合气达到燃料气烃露点的要求，解决了燃料气系统大量凝液析出的问题。

2.2.2 设备优选技术

1）将低温分离器由立式改为卧式，提高设备橇装安装空间利用效率。

2）取消蒸发式冷凝器，更换为管壳式换热器。

3）将满液蒸发器、丙烷压缩机、丙烷蒸气冷凝器集成橇装在6m×3m×3.5m的空间内，安装空间降低到原来的50%。

4）将低温凝液闪蒸分离器与凝析油稳定缓冲罐合并，节省设备布置空间和设备投资。

2.2.3 设备成橇划分及组橇技术

通过现场调研、工艺计算、流程、设备优化、模块化集成研究，将常规处理厂17个装置区合并优化成9个模块化装置：天然气集气处理模块化、采出水处理一体化、采出水回注一体化集成、分质供水一体化、消防一体化、供热一体化集成、空气压缩净化制氮一体化、35kV集装箱式变电站集成和电控一体化集成装置。