羅勤利 李明磊 楊 光 齊 濤

（1.西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司，陜西 西安 710018；2.中國(guó)石油物資有限公司，北京 100029）

0 引言

長(zhǎng)慶氣田在快速上產(chǎn)和持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)過(guò)程中，地面亟需攻關(guān)研究的工藝技術(shù)、高效設(shè)備等內(nèi)容很多。但由于不同科研人員的思路、想法、水平、經(jīng)驗(yàn)不盡相同，導(dǎo)致項(xiàng)目在研發(fā)過(guò)程中，可能會(huì)有部分目標(biāo)定位不清晰、創(chuàng)新點(diǎn)不突出、產(chǎn)品功能不合理、考慮問(wèn)題不全面、解決問(wèn)題不實(shí)際、計(jì)劃時(shí)間不科學(xué)等情況發(fā)生[1-2]。為此，長(zhǎng)慶科技公司創(chuàng)新實(shí)施“4W3H精細(xì)管理法”和“創(chuàng)新組合管理法”，以保證能夠系統(tǒng)全面地考慮問(wèn)題、科學(xué)合理地制定攻關(guān)目標(biāo)，有序高質(zhì)地組織科研過(guò)程，達(dá)到項(xiàng)目預(yù)期指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)科研成果的有效轉(zhuǎn)化。

1 “4W3H精細(xì)管理法”的內(nèi)涵及應(yīng)用實(shí)例

1.1 “4W3H精細(xì)管理法”的內(nèi)涵

“4W3H精細(xì)管理法”也稱為提問(wèn)法，即圍繞已有系統(tǒng)（產(chǎn)品）有針對(duì)性地、系統(tǒng)地提出各種問(wèn)題，通過(guò)提問(wèn)發(fā)現(xiàn)原系統(tǒng)（產(chǎn)品）在設(shè)計(jì)、制造、施工等環(huán)節(jié)的不足之處，找出需要和應(yīng)該改進(jìn)之點(diǎn)，從而開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品[3]?！?W3H精細(xì)管理法”針對(duì)需要解決的問(wèn)題，提出（Why、What、When、Where、How todo、Howtooptimize、Howtocreative）7個(gè)方面的疑問(wèn)，從中啟發(fā)創(chuàng)新構(gòu)思。

1.2 “4W3H精細(xì)管理法”應(yīng)用實(shí)例

1）Why：為什么要設(shè)計(jì)該產(chǎn)品，采用何種總體布局？即總體思路的確定。

① 項(xiàng)目研究的必要性。一是長(zhǎng)慶氣田快速發(fā)展、高效開(kāi)發(fā)和現(xiàn)代化管理的需要，通過(guò)項(xiàng)目研究可以達(dá)到深化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、縮短現(xiàn)場(chǎng)施工周期、降低工程總投資、減少占地，實(shí)現(xiàn)節(jié)約集約用地的目的。

② 項(xiàng)目研究的總體思路。項(xiàng)目研究初期，確定總體思路如圖1所示，分9個(gè)方面研究。

2）What：該產(chǎn)品有何功能？根據(jù)站場(chǎng)的工程，該裝置應(yīng)同時(shí)具有“進(jìn)站緊急截?cái)?、干管遠(yuǎn)程放空、氣液分離、流程切換、外輸計(jì)量、自用氣供給、閃蒸、放空分液、自動(dòng)排液、清管”10項(xiàng)功能。

3）When：什么時(shí)候完成該設(shè)計(jì)？各設(shè)計(jì)階段時(shí)間怎樣劃分？項(xiàng)目計(jì)劃一年完成設(shè)計(jì)。季度結(jié)點(diǎn)劃分見(jiàn)表1。

4）Where：該產(chǎn)品用于何處？在何地生產(chǎn)？裝置將應(yīng)用于蘇里格氣田集氣站，替代常規(guī)非增壓集氣站。裝置在長(zhǎng)慶科技公司成橇，保證成橇質(zhì)量，拉運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。

5）Howtodo：怎樣設(shè)計(jì)？結(jié)構(gòu)、材料、形態(tài)如何？通過(guò)深入分析蘇里格氣田數(shù)字化集氣站的生產(chǎn)流程和運(yùn)行管理，將數(shù)字化集氣站的進(jìn)站區(qū)、分離器區(qū)、閃蒸罐區(qū)、分液罐區(qū)、自用氣區(qū)、外輸計(jì)量區(qū)等6個(gè)工藝區(qū)中的壓力容器、各類閥門、管件及儀表智能控制系統(tǒng)、電氣設(shè)備等集成并組合成橇，形成一體化集成裝置。

圖1 天然氣集氣一體化集成裝置總體研究思路圖

表1 裝置研發(fā)節(jié)點(diǎn)劃分表

① 管道敷設(shè)方式。本天然氣一體化集成裝置管線敷設(shè)采取露空敷設(shè)，支撐采用活動(dòng)支撐，同時(shí)考慮管線、設(shè)備檢修、操作方便、美觀，各路管線之間留有適當(dāng)距離。

② 儀表控制。裝置上設(shè)置防爆接線箱（ExdⅡBT4），裝置內(nèi)所有儀表信號(hào)線均接至接線箱內(nèi)，再由接線箱接至站控系統(tǒng)。

③ 電氣設(shè)計(jì)。裝置上設(shè)置配電箱，提供裝置上閥門、管線和設(shè)備的電伴熱供電，集氣一體化集成裝置上的配電箱不提供電動(dòng)球閥及UPS供電。

④ 標(biāo)識(shí)。在設(shè)備主體上固定不銹鋼銘牌標(biāo)志，銘牌上的儀表/設(shè)備位號(hào)按照P&ID圖紙中所規(guī)定的位號(hào)標(biāo)注。名牌內(nèi)容至少應(yīng)包括供貨商／制造商名稱及其商標(biāo)、用戶名稱及工程名稱、設(shè)備位號(hào)、設(shè)備名稱和用途、設(shè)備中所包含的主要設(shè)備名稱和型號(hào)、主要技術(shù)規(guī)格、制造日期和供貨商地址等。

⑤ 安裝試壓及檢測(cè)。所有管道組成件及管道支承件在使用前應(yīng)按SY4203、SY0402及GB50235相關(guān)要求檢驗(yàn)。

6）Howtooptimize：如何優(yōu)化？

① 提高裝置集成度。裝置集成集氣站中的4個(gè)壓力容器（罐）、61臺(tái)種閥門、230個(gè)各類管件等工藝設(shè)備、儀表智能控制系統(tǒng)、電氣設(shè)備等。裝置6路進(jìn)裝置電纜配出38路，減少電纜敷設(shè)32路，減少數(shù)量達(dá)85%。

② 擴(kuò)展裝置功能。具有10項(xiàng)功能，可替代常規(guī)非增壓集氣站。

③ 提高裝置控制水平?？瑟?dú)立運(yùn)行、遠(yuǎn)程關(guān)斷、自動(dòng)排液、安全放空、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、智能報(bào)警。

④ 縮小裝置占地面積，減少裝置占地。充分利用三維空間優(yōu)化配管設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)立體布站，減少占地面積，裝置面積僅48m2，為原工藝區(qū)的8%。

⑤ 提高裝置操作靈活性。充分利用立體空間，優(yōu)化安裝，操作方便。

7）Howtocreative：如何創(chuàng)新？

① 創(chuàng)新形成蘇里格集氣站“一體化”建設(shè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)蘇里格氣田集氣站的全面橇裝化。

② 創(chuàng)新研發(fā)新型組合式多功能分離閃蒸罐，集成“氣液分離、放空閃蒸、放空分液、放空水封”等四項(xiàng)功能為一體，減少設(shè)備數(shù)量和占地面積。

③ 創(chuàng)新研發(fā)異徑電動(dòng)三通閥，替代電動(dòng)緊急截?cái)嚅y和遠(yuǎn)程放空閥，有效減少閥門數(shù)量

④ 裝置設(shè)計(jì)充分融合標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的“六統(tǒng)一”的理念，定型設(shè)備提高安裝質(zhì)量。

⑤ 創(chuàng)新系列化產(chǎn)品，滿足不同區(qū)域、不同工況的要求。目前已形成天然氣集氣裝置兩個(gè)系列7種型號(hào)，滿足上古氣藏集氣站橇裝化建設(shè)需要。

2 組合創(chuàng)新管理法的內(nèi)涵及做法

2.1 “組合創(chuàng)新管理法”的內(nèi)涵

組合創(chuàng)新管理法，是按照一定的技術(shù)需要，將兩個(gè)或兩個(gè)以上的技術(shù)因素通過(guò)巧妙地組合，去獲得具有統(tǒng)一整體功能的新技術(shù)產(chǎn)物的過(guò)程[4-5]。

常用的組合方法有以下幾類：

1）性能組合：根據(jù)對(duì)原有產(chǎn)品或技術(shù)手段的不同性能實(shí)際使用中的優(yōu)缺點(diǎn)的分析，將若干產(chǎn)品的優(yōu)良性能結(jié)合起來(lái)，使之形成一種全新的產(chǎn)品。

2）原理組合：將兩種或兩種以上的技術(shù)原理有機(jī)結(jié)合起來(lái)，組成一種新的復(fù)合技術(shù)或技術(shù)系統(tǒng)。

3）功能組合：將具有不同功能的技術(shù)手段或產(chǎn)品組合到一起，使之形成一個(gè)技術(shù)性能更優(yōu)或具有多功能的技術(shù)實(shí)體的方法。

4）結(jié)構(gòu)重組：改變?cè)屑夹g(shù)系統(tǒng)中的各結(jié)構(gòu)要素相互連接方式獲得新的性能或功能的組合方法。

5）模塊組合：亦稱組合設(shè)計(jì)或模塊化設(shè)計(jì)，即把產(chǎn)品看成若干模塊（標(biāo)準(zhǔn)、通用零部件）的有機(jī)組合，只要按照一定的機(jī)器工作原理選擇不同的模塊或不同的方式加以組合，就可以獲得多種有價(jià)值的設(shè)計(jì)方案。

2.2 應(yīng)用實(shí)例

2.2.1 工藝流程優(yōu)化

1）多個(gè)工藝單元組合，功能合并。多個(gè)工藝單元組合是將原料氣集氣、采出水緩沖、天然氣脫油脫水、甲醇注入、凝液閃蒸、凝析油穩(wěn)定、燃?xì)庹{(diào)壓配氣、 產(chǎn)品氣計(jì)量等8個(gè)系統(tǒng)單元合并，作為一個(gè)橇裝工藝單元考慮。功能合并如，取消脫油脫水單元入口處界區(qū)閥、ESD關(guān)斷閥、ESD放空流程、定壓放空流程等，與集氣區(qū)同類功能合并。

2）丙烷蒸氣冷卻工藝優(yōu)化簡(jiǎn)化。例如，取消“風(fēng)冷” 和“水冷”工藝，創(chuàng)新應(yīng)用產(chǎn)品天然氣與丙烷蒸氣換熱工藝。

3）優(yōu)化簡(jiǎn)化采出水工藝流程。例如：采出水緩沖罐來(lái)液流程取消凝析油穩(wěn)定裝置來(lái)液，凝析油穩(wěn)定排污直接接入甲醇污水罐；增設(shè)原料氣過(guò)濾分離器手動(dòng)排液、管線低點(diǎn)排液流程。

4）優(yōu)化簡(jiǎn)化燃料氣工藝流程。燃料氣采用增壓前的產(chǎn)品氣，調(diào)壓配氣由2級(jí)調(diào)壓降為1級(jí)調(diào)壓，采用2路調(diào)壓流程。

5）凝析油穩(wěn)定塔塔頂不凝氣與三相分離器氣相氣混合，二者中所含的凝液由于重新氣液平衡，外排混合氣達(dá)到燃料氣烴露點(diǎn)的要求，解決了燃料氣系統(tǒng)大量凝液析出的問(wèn)題。

2.2.2 設(shè)備優(yōu)選技術(shù)

1）將低溫分離器由立式改為臥式，提高設(shè)備橇裝安裝空間利用效率。

2）取消蒸發(fā)式冷凝器，更換為管殼式換熱器。

3）將滿液蒸發(fā)器、丙烷壓縮機(jī)、丙烷蒸氣冷凝器集成橇裝在6m×3m×3.5m的空間內(nèi)，安裝空間降低到原來(lái)的50%。

4）將低溫凝液閃蒸分離器與凝析油穩(wěn)定緩沖罐合并，節(jié)省設(shè)備布置空間和設(shè)備投資。

2.2.3 設(shè)備成橇劃分及組橇技術(shù)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、工藝計(jì)算、流程、設(shè)備優(yōu)化、模塊化集成研究，將常規(guī)處理廠17個(gè)裝置區(qū)合并優(yōu)化成9個(gè)模塊化裝置：天然氣集氣處理模塊化、采出水處理一體化、采出水回注一體化集成、分質(zhì)供水一體化、消防一體化、供熱一體化集成、空氣壓縮凈化制氮一體化、35kV集裝箱式變電站集成和電控一體化集成裝置。

3 結(jié)束語(yǔ)

1）天然氣集氣一體化裝置在蘇里格氣田、神木氣田等推廣應(yīng)用30臺(tái)，與使用裝置前相比，平均減少投資10%，縮短設(shè)計(jì)周期30%，縮短施工周期35%，減少現(xiàn)場(chǎng)安裝工程量80%。

2）天然氣處理廠模塊化集成技術(shù)通過(guò)優(yōu)化平面布置，大大降低用地面積用地減少51.66%。通過(guò)模塊化集成技術(shù)應(yīng)用，大大縮減現(xiàn)場(chǎng)施工周期，現(xiàn)場(chǎng)施工周期由6個(gè)月降至約3個(gè)月，施工周期減少50%。

3）“3W4H精細(xì)管理法”及“組合創(chuàng)新管理法”的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)慶氣田大、中型站場(chǎng)的全面橇裝化，改變了模塊化建設(shè)方式，縮短了施工周期，提高管理水平，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)的“橇裝化”、管理的“智能化”。

[1]張磊，石萬(wàn)里，鄭欣，等.蘇里格氣田數(shù)字化集氣站橇裝化[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2014，33（3）：298-301.

[2]王登海，楊光，楊學(xué)青，等.蘇里格氣田橇裝設(shè)備的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J]. 天然氣工業(yè)，2007，27（12）：126-127.

[3]俞崇武.滲透式組合創(chuàng)新法：抓住焦點(diǎn)闖四方[J].華東科技，2012（5）：37.

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