陳意深*
(中國石油工程建設(shè)公司)
土庫曼斯坦巴格德雷A區(qū)集輸系統(tǒng)工程EPCC設(shè)計管理實踐和認識
陳意深*
(中國石油工程建設(shè)公司)
介紹了土庫曼斯坦巴格德雷A區(qū)集輸系統(tǒng)工程的EPCC設(shè)計管理。針對土庫曼斯坦巴格德雷A區(qū)集輸系統(tǒng)工程的內(nèi)容、特點和設(shè)計工作中面臨的諸多問題,詳細介紹了在實施過程中,項目部如何緊密圍繞設(shè)計管理的主要要素、嚴(yán)格控制設(shè)計的各個環(huán)節(jié)、加強與設(shè)計相關(guān)方面的協(xié)調(diào)合作,以技術(shù)為主線,將工程建設(shè)的各個階段有機地結(jié)合成一個整體,堅持了設(shè)計在EPCC項目中的地位,確保了設(shè)計工作為后續(xù)的采購、施工等環(huán)節(jié)創(chuàng)造良好的條件,有效地控制了工程造價,確保了工程建設(shè)質(zhì)量,為工程的順利建成和一次投產(chǎn)成功奠定了扎實的基礎(chǔ)。
土庫曼斯坦;集輸系統(tǒng)工程;EPCC;設(shè)計管理
根據(jù)中國和土庫曼斯坦兩國簽署的協(xié)議,土庫曼斯坦向中國出口的天然氣中的130×108m3/a需要在該國阿姆河右岸巴格德雷合同區(qū)域開發(fā)生產(chǎn)。2007年7月17日,中國石油天然氣集團公司與土庫曼斯坦國家油氣署就該區(qū)域的生產(chǎn)簽訂合同。
巴格德雷合同區(qū)域分為A區(qū)塊、B區(qū)塊,其中,A區(qū)塊為一期工程,是中亞天然氣管道的氣源工程。中、土兩國共同確定該工程在 2009年底前建成投產(chǎn)。建成后,商品天然氣產(chǎn)能達到50×108m3/a。中國石油工程建設(shè)公司(以下簡稱CPECC)承擔(dān)了其中集輸系統(tǒng)、井口設(shè)施和單井管道工程的EPCC(包括設(shè)計、采購、建設(shè)和開車全過程的工程總承包)建設(shè)任務(wù)。
集輸系統(tǒng)工程分為內(nèi)部集輸和外輸兩大部分。其中,內(nèi)部集輸包括兩座集氣站場、兩條集氣管道、燃料氣管道、10kV電力線路及通訊光纜等系統(tǒng)配套工程。外輸部分包括凈化氣外輸站、凈化氣外輸管道及通訊光纜等工程。井口設(shè)施和單井管道工程包括37口單井的井場和單井采氣管道、緩蝕劑管道、通訊光纜等輔助工程。
一是,“三高”的特點。內(nèi)部集輸系統(tǒng)所處理的介質(zhì)為“高產(chǎn)、高壓、高含硫”天然氣。單井天然氣產(chǎn)量高,直井單井產(chǎn)量在50×104~80×104m3/d,水平井單井產(chǎn)量在 80×104~120×104m3/d,伴隨高產(chǎn)而來的是介質(zhì)溫度高。天然氣壓力高,井口設(shè)施設(shè)計壓力為 23MPa,集輸管道及站場設(shè)計壓力為8.0MPa。天然氣中H2S含量高,達到3.8%;二是,工程分散。點多、線長、面廣,工程跨度近100km;三是,工程有效建設(shè)周期短。從業(yè)主授標(biāo)到工程機械竣工,包括詳細設(shè)計、采購及施工的有效工期僅為一年時間,而通常需要約2年時間;四是,當(dāng)?shù)厣鐣劳袟l件差。當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施薄弱,工業(yè)落后,交通不便,工程所需的設(shè)備及材料均需要進口。
1.3.1 設(shè)計前期缺少設(shè)計輸入
該項目是一個典型的邊開發(fā)、邊設(shè)計、邊采購和邊施工的工程。在初步設(shè)計文件中存在多個假定條件和不確定技術(shù)方案,詳細設(shè)計前期缺乏氣田開發(fā)方案等資料。
1.3.2 設(shè)計工作量大、設(shè)計有效周期長
該集輸系統(tǒng)工程2008年8月授標(biāo),2008年10月中旬現(xiàn)場動工建設(shè),而此時技術(shù)方案還沒有完全確定,設(shè)備材料的采辦文件剛開始編制,采購工作剛開始,詳細設(shè)計缺少所需的設(shè)備資料,設(shè)計周期過于緊張。
1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行難
工程執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范涉及中國標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)、歐美標(biāo)準(zhǔn)及土庫曼斯坦當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn),種類繁多。EPCC工程建設(shè)隊伍是首次進入該國工程建設(shè)市場,對當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)規(guī)范的執(zhí)行要求了解還不深入。
1.3.4 設(shè)計、采購環(huán)節(jié)復(fù)雜
設(shè)計提出采辦文件、采購邀標(biāo)、技術(shù)澄清、技術(shù)標(biāo)評審、設(shè)計對廠家資料進行審批等過程必不可缺,作為一個邊開發(fā)、邊設(shè)計、邊采購和邊施工項目,這個過程尤其復(fù)雜。
1.3.5 設(shè)備、材料的材質(zhì)選用難度高
高含硫、高壓的天然氣危險性高,所需設(shè)備、管道、閥門及管件等材質(zhì)必須滿足抗硫腐蝕、抗氫致開裂的要求,材質(zhì)的選用成為制約設(shè)計的又一難點。
設(shè)計管理研究的是如何在各個層次整合、協(xié)調(diào)設(shè)計所需的資源和活動,并對一系列設(shè)計策略與設(shè)計活動進行管理,尋求最合適的解決方法,以實現(xiàn)項目目標(biāo)。設(shè)計管理的主要內(nèi)容包括用現(xiàn)代化和科學(xué)的方法,對工程設(shè)計進行計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)和控制。特別是要通過加強工程項目管理,對設(shè)計進度、費用和質(zhì)量進行有效的控制。
CPECC組建土庫曼斯坦分公司并成立項目部,負責(zé)該項目實施。在設(shè)計管理中,項目部緊緊抓住“三個要素”,嚴(yán)格控制設(shè)計的“八個環(huán)節(jié)”,加強與“四個方面”的協(xié)調(diào),并以技術(shù)作為主線貫穿于工程建設(shè)的各階段[1]?!叭齻€要素”是指設(shè)計進度、設(shè)計質(zhì)量和工程造價?!鞍藗€環(huán)節(jié)”是指設(shè)計策劃、設(shè)計輸入、設(shè)計接口、設(shè)計輸出、設(shè)計評審、設(shè)計驗證、設(shè)計確認和設(shè)計更改等環(huán)節(jié)。“四個方面”是指業(yè)主、采購部門/供貨商、施工單位和試運投產(chǎn)環(huán)節(jié)。
通過加強對設(shè)計各環(huán)節(jié)的控制和與各相關(guān)方面的協(xié)調(diào),確保了設(shè)計進度,使設(shè)計質(zhì)量滿足了工程要求,并有效控制了工程造價。該項目設(shè)計管理的主要方法有以下幾個方面。
2.1.1 設(shè)計前期策劃
土庫曼斯坦項目部成立設(shè)計技術(shù)部,合理配備專業(yè)技術(shù)人員,同時明確設(shè)計技術(shù)部的兩大職能:一是負責(zé)項目設(shè)計管理;二是對項目實施全過程提供技術(shù)支持和管理。項目部編發(fā)了《項目設(shè)計管理手冊》;對詳細設(shè)計分包商的硬件、軟件進行考察,對其工程業(yè)績做出評估;就設(shè)計經(jīng)理、副經(jīng)理及各專業(yè)負責(zé)人等設(shè)計項目組關(guān)鍵崗位的人選進行審核確定,確保滿足設(shè)計人力資源的需求。
同時,項目部重點開展的工作:一是,編制程序文件、規(guī)范設(shè)計工作。組織編寫并審批了《項目協(xié)調(diào)管理手冊》、《項目進度控制管理手冊》、《項目文件管理手冊》、《項目質(zhì)量計劃》、《項目HSE管理手冊》和《技術(shù)文件編碼統(tǒng)一規(guī)定》等6項程序文件;二是,根據(jù)項目總體計劃要求,倒排設(shè)計進度計劃,采取增加設(shè)計人員、增加工作時間等措施,確保設(shè)計按期運行;三是,采取融入式管理、加強協(xié)調(diào)和過程控制。其主要措施有:設(shè)計技術(shù)部專業(yè)人員進駐設(shè)計單位,與設(shè)計團隊聯(lián)合辦公;協(xié)調(diào)設(shè)計人員集中辦公,方便各專業(yè)之間的聯(lián)絡(luò);項目部實行專業(yè)工程師負責(zé)制,對其相關(guān)專業(yè)的設(shè)計工作進行動態(tài)管理;協(xié)調(diào)業(yè)主專業(yè)技術(shù)人員進駐設(shè)計單位現(xiàn)場辦公,確保設(shè)計文件的及時審批。
2.1.2 設(shè)計過程協(xié)調(diào)管理
設(shè)計管理人員組織相關(guān)專業(yè)設(shè)計人員,及時解決設(shè)計過程中出現(xiàn)的有關(guān)問題,重點抓好以下幾個方面。
一是,組織設(shè)計項目組對業(yè)主提供的 ITB(招標(biāo)文件)、氣田開發(fā)方案等設(shè)計輸入進行評審和確認,確定工程質(zhì)量特性、工程適用性的社會要求、采用的主要標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、計算機應(yīng)用軟件、特殊專業(yè)技術(shù)要求等內(nèi)容;二是,細化各專業(yè)的詳細設(shè)計統(tǒng)一規(guī)定。例如,對材料開列提出更細化的要求,改變設(shè)計單位通常在開列閥門時要求配對法蘭、墊片及螺栓和螺母的習(xí)慣做法,而是單獨提出數(shù)據(jù)表和相應(yīng)的技術(shù)規(guī)格書,有利于對材料的材質(zhì)和質(zhì)量進行控制,這對抗硫材料的意義尤為突出;三是,明確各個專業(yè)間的設(shè)計接口,監(jiān)督設(shè)計內(nèi)部各專業(yè)之間的階段性設(shè)計文件,計算結(jié)果經(jīng)設(shè)計、校對、審核人員確認簽字后存檔,不同專業(yè)間互提的條件不僅需要經(jīng)過提出條件的專業(yè)的設(shè)計、校對、審核人員簽字確認,而且需要簽收專業(yè)設(shè)計人員的確認;四是,把好設(shè)計輸出文件的審核確認關(guān)。設(shè)計輸出文件經(jīng)過三道關(guān)的審核、確認和批準(zhǔn)方可轉(zhuǎn)入下道工序。即:設(shè)計院內(nèi)部通過校對、審核及審定的方式,確保設(shè)計文件質(zhì)量;項目部對設(shè)計文件的確認,由設(shè)計技術(shù)部專業(yè)工程師對設(shè)計文件進行審查確認;將項目部確認后的設(shè)計文件提交業(yè)主專業(yè)人員進行審批。
2.1.3 組織設(shè)計審查
組織多種形式設(shè)計審查,將設(shè)計錯誤盡可能在圖紙上解決。一是,組織施工圖預(yù)審,安排施工單位技術(shù)人員到設(shè)計院,對設(shè)計文件進行仔細核對,這有利于施工單位盡早熟悉圖紙,做好后續(xù)施工安排,也有利于消除設(shè)計的圖面錯誤;二是,組織設(shè)計院進行系統(tǒng)的內(nèi)部審查,由沒有參與該項目設(shè)計的其他專業(yè)人員對設(shè)計文件進行校審;三是,邀請行業(yè)專家,召開施工圖設(shè)計審查會,對施工圖進行系統(tǒng)的審查;四是,邀請專家對重大單項工程的設(shè)計方案進行專題審查論證,確定最佳的解決方案。
在集輸及井口項目的設(shè)計管理中,項目部充分意識到與其他方面協(xié)調(diào)的重要性,這主要表現(xiàn)在如下方面。
2.2.1 設(shè)計管理與業(yè)主
設(shè)計管理與業(yè)主方面最需要關(guān)注的有兩點:一是設(shè)計輸入;二是設(shè)計文件審批。設(shè)計輸入主要包括項目前期設(shè)計成果文件,合同約定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求等,確保設(shè)計輸入的完整性和準(zhǔn)確性是順利開展設(shè)計的基礎(chǔ)。由于本工程的特殊性,設(shè)計前期缺少氣田開發(fā)方案等資料,嚴(yán)重制約了設(shè)計工作的進行,項目部在積極協(xié)調(diào)業(yè)主的同時,會同設(shè)計院,根據(jù)現(xiàn)有資料對有關(guān)條件進行假設(shè),先開展設(shè)計工作,然后根據(jù)最新開發(fā)方案進行修正,使設(shè)計工作能夠滿足項目總體進度要求。業(yè)主對設(shè)計文件的審批范圍涉及采辦文件、設(shè)計中間成果和設(shè)計成品。為使設(shè)計文件盡快獲得審批,項目部協(xié)調(diào)業(yè)主專業(yè)人員,到設(shè)計院現(xiàn)場辦公,在設(shè)計過程中,及時溝通并確認相關(guān)的技術(shù)問題,將設(shè)計文件的審批壓縮到比較短的時間。
2.2.2 設(shè)計管理與采購/供貨商
設(shè)計管理與采購/供貨商方面的關(guān)鍵點在于設(shè)計提交準(zhǔn)確的采辦文件、技術(shù)澄清、技術(shù)標(biāo)評標(biāo)、廠家資料審批及終版廠家資料的提交。在設(shè)計前期,設(shè)計和采購二者的關(guān)系最為密切,設(shè)計提交采辦文件才能進行設(shè)備和材料的采購工作,而廠家資料作為詳細設(shè)計的依據(jù)又會制約設(shè)計的進度。對此,項目部采取的措施:一是,要求設(shè)計項目組按計劃編制、提交采辦文件,通過項目部協(xié)調(diào),盡可能將業(yè)主審批時間壓縮到最短,為采購贏得時間;二是,在采購部提交技術(shù)標(biāo)書后,由項目部組織設(shè)計人員對技術(shù)標(biāo)進行評審,并對評審時間做出要求,所有技術(shù)標(biāo)的評標(biāo)時間控制在3~5天;三是,邀請供貨商方面技術(shù)人員到設(shè)計院進行面對面的交流,盡可能將技術(shù)澄清時間壓縮到最短。通過交流,有利于確定相關(guān)技術(shù)問題,為供貨商進行后續(xù)工作奠定基礎(chǔ);四是,要求供貨商按照要求限時提交設(shè)備材料的廠家資料,要求設(shè)計人員限時審批。為加強協(xié)調(diào),建議采購部門派代表進駐設(shè)計院,與設(shè)計管理人員聯(lián)合辦公,協(xié)調(diào)供貨商與設(shè)計院的技術(shù)澄清和技術(shù)交流。
2.2.3 設(shè)計管理與施工
設(shè)計管理與施工方面的關(guān)鍵有兩點:一是,設(shè)計文件提交進度滿足現(xiàn)場施工需求;二是,設(shè)計院專業(yè)人員到現(xiàn)場提供技術(shù)服務(wù)。該項目開工前期,為了滿足現(xiàn)場施工對設(shè)計文件的需求,項目部組織設(shè)計院采取分批提交設(shè)計文件的辦法,滿足了現(xiàn)場施工的需要。之后,根據(jù)現(xiàn)場施工進展,設(shè)計人員到現(xiàn)場工作,及時發(fā)現(xiàn)、解決施工中遇到的技術(shù)問題,確保施工滿足設(shè)計要求。
2.2.4 設(shè)計管理與投產(chǎn)試運
設(shè)計管理與投產(chǎn)試運主要涉及3項工作:一是,編寫《培訓(xùn)手冊》、《操作維護手冊》、《試運投產(chǎn)手冊》等,為工程投產(chǎn)及生產(chǎn)運行提供指導(dǎo)性文件;二是,對試運投產(chǎn)人員設(shè)計交底,并進行理論培訓(xùn);三是,參與試運投產(chǎn)方案的討論,解決試運投產(chǎn)過程中的技術(shù)問題。試運投產(chǎn)人員及生產(chǎn)操作人員提前介入設(shè)計工作,參與對設(shè)計文件的審查,使設(shè)計工作能夠充分吸取其在實際生產(chǎn)運行中取得的成功經(jīng)驗,使工藝流程設(shè)計、設(shè)備選型更趨合理、完善。
土庫曼集輸和井口項目建設(shè)取得了圓滿成功,設(shè)計工作起到了決定性的作用。抓好設(shè)計前期策劃是基礎(chǔ),設(shè)計過程的監(jiān)控是關(guān)鍵,把好設(shè)計質(zhì)量關(guān)和技術(shù)服務(wù)是保證。就設(shè)計管理而言,除了采取上述行之有效的方法和措施外,其成功之處還在于:
一是,堅持設(shè)計在EPCC項目中的龍頭地位。項目執(zhí)行中,正是由于將設(shè)計作為項目的核心工作來抓,從根本上確保了工程的質(zhì)量、進度和造價,為工程的順利建成、投產(chǎn)奠定了扎實的基礎(chǔ)。
二是,以技術(shù)為主線將項目各個階段有機結(jié)合成一個整體。項目部建立了一個好的設(shè)計管理模式,成立設(shè)計技術(shù)部,并賦予其兩大職能:進行設(shè)計管理;對項目實施全過程提供技術(shù)支持與保障。其突出優(yōu)勢:解決技術(shù)問題的連續(xù)性,有利于提高工作效率和質(zhì)量;從項目部的組織機構(gòu)看,有利于人力資源的優(yōu)化配置,充分發(fā)揮專業(yè)工程師的作用,減少專業(yè)技術(shù)人員配置。
三是,配備高素質(zhì)的專業(yè)人員。從近3年的運行經(jīng)驗看,對設(shè)計技術(shù)部專業(yè)工程師的綜合素質(zhì)要求是非常高的。要求其不但要熟悉設(shè)計程序、懂得設(shè)計管理,而且要具有解決項目執(zhí)行各環(huán)節(jié)技術(shù)問題的能力、具有豐富的現(xiàn)場實際經(jīng)驗和動手能力;另外,項目部建立了培養(yǎng)機制,實行以老帶新,不斷提高年輕同志的業(yè)務(wù)水平。
四是,設(shè)計管理應(yīng)當(dāng)從大處著想、從小處著手。設(shè)計管理工作是有章可循的,但抓好每一個細節(jié)并不是一件簡單的事,任何小的失誤都可能釀成大的設(shè)計質(zhì)量問題,影響整體工程實施,尤其是像高含硫天然氣這種特殊介質(zhì)的工程。需要專業(yè)工程師在按程序辦事的同時,以科學(xué)的態(tài)度,認認真真地做好每一件事。
五是,執(zhí)行適宜的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是控制工程造價的關(guān)鍵。通常,對設(shè)計人員來說,考慮最多的是如何保證工程的安全性,對工程造價并不十分關(guān)心。因此,在確定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時,往往偏向保守;而對總包商來說,在確保工程滿足功能性和安全性的同時,要盡可能降低工程造價。因此,要求設(shè)計人員要站在總包商的角度,選擇合適的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。同時,也要求項目部負責(zé)設(shè)計管理的專業(yè)技術(shù)人員具備足夠的能力和水平,能夠與設(shè)計人員共同確定合理的標(biāo)準(zhǔn),有效控制工程造價。
[1] 中國石油工程建設(shè)公司.Q/SY—GCJ—Q/CX—4—2010質(zhì)量管理體系——程序文件[S].2010.
陳意深. 土庫曼斯坦巴格德雷 A區(qū)集輸系統(tǒng)工程 EPCC設(shè)計管理實踐和認識. 石油規(guī)劃設(shè)計,2011,22(4):41~44
TE49,F(xiàn)273.1
A
1004-2970(2011)04-0041-04
* 陳意深,男,高級工程師。1986年畢業(yè)于西南石油學(xué)院油氣儲運專業(yè),獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位?,F(xiàn)在中國石油工程建設(shè)公司,長期從事海外石油工程建設(shè)的管理工作。地址:北京市東城區(qū)鼓樓外大街28號,100120。E-mail:chenyishen@cpecc.com.cn
2011-03-18
谷風(fēng)樺