大型平台吊装施工与管理分析

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  摘 要:本文阐释了大型平台吊装施工过程,并对其项目管理进行了系统分析,提出了施工中工程设计及管理中项目经理责任制的重要性,倡导技术与管理结合的项目运营理念。
  关键词:大型平台 吊装 施工 管理
  近几年,国内石油化工及其他类型建设项目的规模越来越大,尤其海上油田发展迅猛,吨位越大的平台海上吊装风险就越大,吊装设计工作就越显重要,同时对于海上施工的各类船舶的总体性能有了更高的要求。这些趋势对大型平台吊装提出了新的需求,大型平台吊装施工与管理的好坏直接关系到整个项目的成败。
  一、大型平台吊装项目施工
  1.大型平台吊装驳船资源选择
  大型平台单体重量均在1000吨以上,近些年随着船舶吊重能力的提升,平台重量也越来越大,目前国内最大的单体平台为5800吨。平台的吊装主要依靠船舶来完成,因此船舶选择是重中之重,主要包括驳船、浮吊及配套拖轮的选择,充分考虑各船舶的适用性。
  1.1运输驳船
  运输驳船的选择取决于平台的重量,驳船的吨位选择随着平台重量的提升而提升。驳船选择要考虑驳船的甲板面积、排水量、吃水等能适合平台安装海域的要求,各种证书满足海域的航行要求,证书齐全有效。平台结构大多为4腿、6腿、8腿,受力比较集中,因此驳船的甲板强度是非常重要的。
  平台的装船方式一般使用大型牵引设备将平台牵引至驳船,然后运输出海。整个牵引过程其实就是将平台安全、平稳的转移到驳船上,因此需要驳船有非常良好的调载系统。调载系统的适用性取决于平台重量、码头所在地的潮汐变化、及驳船自身的型深及舱容。
  1.2拖轮选择
  拖轮主要用于拖带平台的运输驳船,拖轮的选择主要取决于拖带设备功率和系柱拉力。各种型号的拖轮都应有适合平台安装海域要求的适航证书,所有证书都应齐全有效。为浮吊船配备的拖轮应是具有足够马力的三用拖轮,系柱拉力满足拖带作业要求、拖带浮吊船航行速度应达到6~8节,驳船的拖带速度应达到6~8节。系柱拉力是否满足要求取决于运输驳船在正常航行时受到的阻力,一般在计算驳船运输平台航行稳性时会给出航行阻力。同时,由于海上驳船靠驳作业主要依靠拖轮资源,因此在选择拖轮时还要考虑到拖轮的侧推能力以及拖轮的整体性能。
  1.3浮吊选择
  浮吊的选择是大型平台吊装的关键所在,吊装吨位越大的浮吊安全系数越大,同时项目的成本就越大,毕竟浮吊的费用是十分昂贵的。根据平台的重量选择满足吊重能力的浮吊是正确的选择,当然是在保证安全的前提下。同时要避免出现大马拉小车的现象。浮吊的选择还要考虑浮吊自身的设计,有的浮吊为单钩,有的为双钩,甚至有的为四钩,这样在进行吊装设计时要充分考虑海上吊装的方位和平台就位的角度 。
  2.大型平台吊装方案设计
  大型平台吊装要进行详细的安装设计,设计方案的好坏直接决定了平台是否顺利吊装。优秀的设计方案需要很强的设计能力和丰富的现场经验相结合,海上石油平台的安装是个相当特殊的行业,如果仅有很强的设计能力,设计出来的方案就非常理论化,与现场情况会有很大的差距,有可能有的是不可实现的;如果仅靠经验,那就是蛮干,没有理论作基础就好比一栋高楼没有地基一样。安装设计主要包括以下几点 :
  2.1平台的计算分析包括:
  2.1.1平台结构吊装分析
  2.1.2平台牵引装船调载计算和装船结构强度分析
  2.1.3驳船运输稳性分析
  2.1.4平台结构运输强度分析
  2.1.5吊装索具设计
  2.1.6吊耳强度校核
  2.2平台的安装程序应包括:装船程序、运输程序、海上作业程序 。
  海上安装程序应包括平台作业地点、环境条件、平台的基本参数、采用什么样的设备进行安装。平台安装所使用的技术标准和规范。
  2.3平台安装所必须的图纸主要包括 :
  2.3.1平台装船布置图
  2.3.2驳船码头系泊布置图
  2.3.3牵引装船拖拉及助推系统
  2.3.4平台运输绑扎图
  2.3.5作业船海上系泊布置图
  2.3.6平台海上吊装流程图
  3.大型平台海上吊装作业
  大型平台海上吊装是整个项目重要的里程碑点,是项目整体计划和投产的重要保障。海上吊装大型平台的主要作业流程如下 :
  3.1在平台建造完工后,选择合适的驳船动员至建造码头,进行平台装船。驳船进港后要进行清驳作业,主要是将影响平台装船的干涉物清除。随即进行滑道摆放工作并进行固定(滑道是平台牵引装船的基础),需要注意的是要保证船上滑道与陆地滑道尺寸保持一致 。
  3.2牵引设备安装就位。根据平台的重量选择合适的牵引设备,牵引设备主要包括卷扬机、滑轮组和钢丝绳。牵引设备的固定要根据受力情况进行固定,防止受力超载后发生损坏。
  3.3选择合适的拖拉时间。根据建造场地的潮汐变化、驳船的性能及组块的重量计算出适合平台装船的时间段,选择平台上船的时间,至少要选择满足全天拖拉的时间(24小时以上),避免在平台牵引过程中设备出现故障,给修理牵引设备提供时间。如果不能满足全天牵引装船时间,则需要考虑安装回拖装置,例如,在平台牵引过程中,牵引设备发生故障,且短时间内无法完成修复,此时平台已经一半在船上,一半在陆地,如果不能短时间处理情况,随着潮汐的变化,平台结构有可能造成损坏,或发生灾难性后果,平台倾覆到海里。此时需要安装必要的回拖设备 。
  3.4待完成平台装船后,需要对平台进行固定,此前已经设计好了平台的固定方案,待固定完后由拖轮拖带出海赴现场。
  3.5根据平台的装船进度,合理安排浮吊到达现场,按照设计方案抛锚就位。结合油田现有的导管架及海底管道、海底电缆和其他障碍物的情况,一般考虑浮吊船的就位方向顺着主流向布置。抛锚就位时,一定要避开已有的障碍物,将作业船的锚位用大地坐标标出,锚缆长度一定要达到设计长度 。   3.6浮吊在现场完成抛锚就位后要对各锚的抓力进行试验,根据经验,每个锚都要进行拉力试验,防止在正常作业时发生走锚现象。其他辅助船舶在油田现场也要设计锚位,不可随便抛锚。
  3.7拖轮拖带运输驳船到达现场后,根据主作业浮吊的抛锚进度,选择合适的天气窗口进行靠船作业。靠船作业由浮吊指挥人员负责,靠船作业需要注意以下几点:
  3.7.1拖轮的性能,海上靠船需要三用拖轮,主要具备良好的侧推能力,根据驳船的尺寸考虑使用拖轮的数量,至少需要2条以上。
  3.7.2现场海流流向,根据潮汐变化,确定涨潮、落潮及平潮的时间,选择在平潮时间段,选择合理的进船角度 。
  3.7.3现场作业良好的沟通,凭借现场指挥人员丰富的经验,对现场各条船舶的下达合理的指令,顺利完成靠船作业。
  3.8完成驳船靠驳作业后,进入平台吊装环节。
  3.8.1首先要进行吊装索具的挂扣工作,主要是指将吊装索具放置到浮吊钩头内,由于海上吊装索具重量较大,单根索具的重量也在5吨以上,因此挂扣工作仍然由浮吊的吊机来完成。
  3.8.2完成索具挂扣工作后,开始切割平台的固定。切除固定的方案要提前做好,并传达至具体施工人员,按照切割方案进行切割。切割完成后要对每个固定点进行严格的检查,避免有没有切除的地方 。
  3.8.3完成切割固定后,开始进行吊装作业,首先浮吊起升吊钩,开始带力,同时要检查钩头位置是否与平台的重心位置重合。在起钩的同时,浮吊要同步进行排压载,保持浮吊的稳性 。
  3.8.4完成平台的起吊后,浮吊需要移船靠近导管架将平台吊至导管架,浮吊移动需要靠各锚缆的收放配合进行,此时需要驾驶台密切关注各锚缆的受力情况,一旦发现走锚现象,应立即停止作业,通知配合拖轮重新起抛锚。
  3.9平台完成就位后要立即组织平台的焊接固定工作,保证平台的安全。
  二、大型平台吊装施工管理分析
  大型平台吊装是一项非常复杂的社会系统,且施工项目管理是现代化企业制度的重要组成部分,大型平台吊装必须进行施工项目管理,只有把管理的基准点放在项目管理上,通过加强项目管理,实现项目合同目标,进行项目成本控制,才能达到最终提高企业经济效益的目的,求得全方位的社会信誉,从而获得更为广阔的自身生存、发展的空间。
  1.施工项目管理的内容
  施工项目管理的内容是研究如何以高效益的实现项目目标为目的,对项目按照其内在逻辑规律进行有效地计划、组织、协调和控制,以适应内部及外部环境并组织高效益的施工,使生产要素优化组合、合理配置,保证施工生产的均衡性,利用现代化管理技术和手段,以实现项目目标和使企业获得良好的综合效益。施工项目管理是为使项目实现所需要的质量、所规定的时限、所批准的费用预算所进行的全过程、全方位的规划、组织、控制与协调。项目管理的目标就是项目的目标,项目的目标界定了项目管理的主要内容是“四大控制二管理一协调”,即进度控制、质量控制、费用控制、安全控制、合同管理、信息管理和组织协调 。大型平台吊装项目的生产要素有劳动力、吊索具、浮吊资源、技术和资金,这些要素具有集合性、相关性、目的性,是一种相互结合的关系。加强大型平台吊装项目管理,必须对项目的生产要素详细分析,认真研究并强化其管理。对施工项目生产要素进行管理主要体现在三方面 :
  1.1对生产要素进行优化配置,尤其对大型浮吊船舶的选择和吊装周期满足要求即可。尽量增加浮吊的利用率;
  1.2对生产要素进行动态管理。动态管理师优化配置和优化组合的手段和保证,动态管理的基本内容就是按照大型平台吊装项目的规律,有效地计划、组织、协调、控制浮吊、吊索具、劳动力;
  1.3合理地、高效地利用现场资源管理,从而实现提高项目管理综合效益,促进整体优化的目的。
  2.大型平台吊装施工现场管理
  现在大型平台吊装一般都采用大型浮吊进行吊装,通过成熟可靠的吊装技术支持、安全管理保证大型平台吊装的安全和流畅。众所周知,大型吊装无小事,任何一个环节出现问题,都可能带来极其严重的后果,因此大型平台吊装需要确保100%的安全,容不得半点闪失。
  2.1安全管理
  安全作业是海上施工的前提和灵魂,没有安全保证,根本就谈不上效益,对于大型平台吊装来说尤其重要。一般大型平台本身价值上亿,一旦发生事故和损坏都是巨大的财产损失。另一重要方面,大型平台吊装的对象一般都是项目中的关键和核心设备价格昂贵,其安装进度对整个项目进度有决定性作用,一旦发生吊装事故损失和工期延误造成的索赔期信誉损失对任何一家施工企业来说都是致命的。因此安全工作始终是公司管理重的前提。
  2.2技术管理
  合理可行的技术方案是大型平台吊装安全顺利实施的必要条件和指导方针。现场的工作都是围绕技术往来组织实施的。因此,技术方案的质量对大型平台吊装的工作质量和安全起着决定性作用。在技术管理方面应做好三个方面,一技术储备、技术革新和技术创新;二建立完善的技术评审制度;三技术方案的落实
  2.3吊装设备和吊装索具管理
  吊装工作最终都是要用吊装设备和配套的吊索具来实现的,而且大型平台吊装工作属于特种作业,因此大型吊装设备都是稀有资源,配套的吊索具一般也都是配套定制的。“工欲善其事,必先利其器”,管理好吊装设备和吊索具就成了大型平台吊装的重要保证。主要应从三个方面来加强吊装设备和吊索具的管理,一建立完善的管理体系;二资金投入;三控制采购质量。
  三、结论
  1.确立现代工程设计管理模式
  目前我国的石油工程设计项目管理,基本上仍沿用传统的组织与管理方式,管理主体不落实,造成管理水平和效率难以提高。借鉴国外先进经验,工程设计项目管理宜采用以团队组织形式、矩阵式结构为特征的现代项目管理模式。
  2.有效推行项目经理负责制
  项目经理负责制是目前国际工程公司普遍采用的项目管理制度,坚持以项目经理为核心,明确项目管理的责任主体,有利于实现工程设计项目管理责、权、利的高度统一,通过项目管理来对进度、成本、质量进行全面控制。
  3.加快技术、管理的系统整合与创新
  国内外工程设计水平的根本差距不在专业人员的技术水平,而在于专业人员技术水平与工程项目管理的亲合度。因此,要缩小差距,根本措施是进行技术、管理的系统整合,运用现代信息技术手段,在计划、组织、决策、协调、控制等方面进行管理创新。
  参考文献
  [1]海洋石油工程安装设计指南.北京:石油工业出版社,1997.
  [2]Rules for Planning and Execution of Marine Operation, Det norske Veritas, Oslo, January 1996.
  [3]建设工程项目管理.北京:中国建筑工业出版社,2011.4.
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