摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，石油天然氣等能源是目前工業(yè)發(fā)展最為重要的資源之一，而隨著經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，對(duì)于這種資源的需求也在不斷地增加，這也促使著對(duì)于其的開(kāi)勘探和開(kāi)發(fā)技術(shù)在不斷的進(jìn)步。目前對(duì)于油氣的開(kāi)采逐漸從陸地轉(zhuǎn)移向海洋，開(kāi)始由較為安全的溫帶轉(zhuǎn)向極寒、極熱等一些較為惡劣的區(qū)域。隨著所需要勘探的范圍不斷地?cái)U(kuò)大，對(duì)于環(huán)保和安全也提出了更高的要求。然而在此基礎(chǔ)之上，一些較為傳統(tǒng)的構(gòu)建式工程建設(shè)模式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足目前對(duì)于油氣開(kāi)采的需要，而模塊化便是應(yīng)對(duì)新的需要而開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種新模式。而在實(shí)施模塊化建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中，其設(shè)計(jì)是保證整個(gè)實(shí)施過(guò)程的重要標(biāo)準(zhǔn)，也是最為關(guān)鍵的部分。本文提出了關(guān)于模塊化設(shè)計(jì)的幾大要點(diǎn)，然后從具體的要點(diǎn)分析，來(lái)確保模塊化的順利實(shí)施，希望對(duì)相關(guān)人員有借鑒意義。關(guān)鍵詞：油氣田地面工程；模塊化建設(shè)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)引言模塊化建造技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的工程建設(shè)技術(shù)之一，在提高工程質(zhì)量、保證施工進(jìn)度、提高安全環(huán)保水平、節(jié)約建設(shè)成本、改善施工人員作業(yè)環(huán)境等方面，均較傳統(tǒng)以現(xiàn)場(chǎng)施工為主的建設(shè)方式表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)，是工程建設(shè)的一次技術(shù)“革命”。模塊化建造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)正日益凸顯，逐漸成為現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化建造技術(shù)的前沿和核心。油氣田地面工程領(lǐng)域的模塊化建設(shè)主要包含模塊化設(shè)計(jì)、工廠化建造、包裝運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)安裝四個(gè)主要環(huán)節(jié)。其中，模塊化設(shè)計(jì)是把廠站設(shè)施劃分成若干個(gè)模塊（包括現(xiàn)場(chǎng)建造的部分），并在計(jì)算機(jī)三維模型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行各種配管、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電儀等的模塊化集成和綜合設(shè)計(jì)；工廠化建造是指在預(yù)制工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制場(chǎng)地對(duì)設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行加工、預(yù)制和建造的過(guò)程；包裝運(yùn)輸是根據(jù)運(yùn)輸條件，對(duì)建造好的模塊進(jìn)行包裝、吊裝和運(yùn)輸；現(xiàn)場(chǎng)安裝是指在建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)將預(yù)制工廠生產(chǎn)的預(yù)制模塊進(jìn)行組裝，形成完整站場(chǎng)設(shè)施的過(guò)程。1.1工程設(shè)計(jì)方面模塊化設(shè)計(jì)過(guò)程中，大量應(yīng)用了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)成果，是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的落腳點(diǎn)和延伸。另外，在模塊化建設(shè)模式下，模塊的設(shè)計(jì)不僅要滿(mǎn)足工藝流程及操作的要求，還需要對(duì)模塊預(yù)制、組裝、拆分、包裝、裝卸、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)復(fù)裝等工作提前策劃和設(shè)計(jì)，為項(xiàng)目順利實(shí)施提供有力的技術(shù)保障。1.2資源整合方面模塊化建設(shè)模式下，在項(xiàng)目實(shí)施的不同階段，可充分利用各種社會(huì)資源為項(xiàng)目的順利實(shí)施提供保障。首先，集團(tuán)公司在設(shè)計(jì)方面擁有成熟的技術(shù)，豐富的模塊化設(shè)計(jì)和制造管理經(jīng)驗(yàn)，是可靠的技術(shù)保障，為項(xiàng)目的順利實(shí)施打好基礎(chǔ)。其次，國(guó)內(nèi)多家制造廠商在近十年來(lái)參與了大量的國(guó)內(nèi)外海洋工程及陸上油氣、化工類(lèi)工程模塊化建造，掌握了模塊制造、組裝的關(guān)鍵技術(shù)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，建立了完善的生產(chǎn)管理體系，完全有能力承擔(dān)陸上油氣田地面工程模塊化建設(shè)工作。通過(guò)整合這兩方面的社會(huì)資源，可為工程的順利實(shí)施提供有力的保障。2油氣田地面工程模塊化建設(shè)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.1三維設(shè)計(jì)與審查在模塊化設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以采取三維的設(shè)計(jì)，這樣使整體的模型能夠有更加形象化的表達(dá)。而在模型建立完成之后，相應(yīng)的圖紙和設(shè)備直接會(huì)從模型當(dāng)中進(jìn)行生成，這樣對(duì)于原材料的采購(gòu)以及現(xiàn)場(chǎng)施工就可以有相當(dāng)大的便利。并且通過(guò)對(duì)于實(shí)景的模擬，可以在三維模型當(dāng)中進(jìn)行碰撞、安全逃生、可操作性等方面的設(shè)計(jì)，并且為整體模塊的預(yù)裝、吊裝、運(yùn)輸?shù)鹊忍峁┫鄳?yīng)的幫助。而在審查方面，需要按照技術(shù)的階段來(lái)進(jìn)行劃分，一般會(huì)按照30%、60%、90%個(gè)不同的階段來(lái)進(jìn)行審查，其中需要檢查各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間的碰撞以及操作的合理，避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)的問(wèn)題而導(dǎo)致返工的現(xiàn)象。2.2模塊包裝及防護(hù)模塊到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)前需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離運(yùn)輸、多次吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)，因而出廠前需要對(duì)其進(jìn)行有效包裝防護(hù)。包裝防護(hù)應(yīng)當(dāng)牢固、美觀，模塊包裝的具體要求如下：1）選擇包裝方式首先根據(jù)項(xiàng)目所在地的自然條件和模塊類(lèi)型，選用適合的包裝方式。不同項(xiàng)目實(shí)施地到模塊化工廠的距離不同，所采用的包裝方式也不同。單體模塊常見(jiàn)的包裝防護(hù)方式有裸裝、木箱、雨布、鐵皮和熱收縮膜等。2）適應(yīng)運(yùn)輸條件及天氣模塊的包裝應(yīng)當(dāng)適應(yīng)運(yùn)輸條件和天氣條件。運(yùn)輸條件主要是指運(yùn)輸工具和路線對(duì)模塊的重量和尺寸的限定，模塊的包裝需要滿(mǎn)足運(yùn)輸條件的限制；天氣條件會(huì)對(duì)路況產(chǎn)生影響，雨雪等天氣會(huì)對(duì)模塊中的設(shè)備和儀器儀表產(chǎn)生腐蝕、進(jìn)水等危害，模塊包裝應(yīng)當(dāng)能夠防護(hù)惡劣天氣帶來(lái)的危害。3）滿(mǎn)足倉(cāng)儲(chǔ)要求模塊到達(dá)目的地后有可能存放一段時(shí)間，因此，其外包裝應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足倉(cāng)儲(chǔ)要求。2.3模塊化的三維設(shè)計(jì)技術(shù)1）油氣田地面工程模塊是設(shè)備、管道、電儀、鋼結(jié)構(gòu)等組成的高度集成實(shí)體，模塊內(nèi)集成度高、物資布置集中、空間狹小，需要各專(zhuān)業(yè)開(kāi)展三維協(xié)同設(shè)計(jì)，才能保證準(zhǔn)確設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)預(yù)制及施工。2）三維模型的實(shí)景模擬，可有效地指導(dǎo)碰撞檢查、人體工學(xué)、檢維修、安全逃生等方面的設(shè)計(jì)，為開(kāi)展預(yù)制、拆分、包裝、運(yùn)輸、裝卸和現(xiàn)場(chǎng)吊裝、組裝的方案設(shè)計(jì)與分析提供了便利。3）三維設(shè)計(jì)可從源頭上規(guī)范物資編碼，依托材料管理系統(tǒng)，有效地串聯(lián)設(shè)計(jì)、采購(gòu)、預(yù)制、施工全過(guò)程的材料控制與管理。4）三維設(shè)計(jì)為工廠建造提供了數(shù)字化管理的基礎(chǔ)，發(fā)揮了設(shè)計(jì)與建造的整體效能，為運(yùn)營(yíng)單位建立工廠全生命周期數(shù)字化管理平臺(tái)提供了基礎(chǔ)條件。如中國(guó)石油集團(tuán)四川省遂寧市磨溪區(qū)塊龍王廟組氣藏60X108m3/a開(kāi)發(fā)地面工程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)磨溪60X108m3/a項(xiàng)目），以及威遠(yuǎn)/長(zhǎng)寧頁(yè)巖氣示范區(qū)塊等眾多項(xiàng)目均采用模塊化技術(shù)和全專(zhuān)業(yè)三維協(xié)同設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)變更減少80%以上，設(shè)計(jì)質(zhì)量大幅提高，項(xiàng)目建設(shè)周期縮短約35%。成功將三維模型向后續(xù)工序無(wú)縫傳送，為工廠化預(yù)制、機(jī)械化施工、模塊化安裝、數(shù)字化管理奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、施工、材料、無(wú)損檢測(cè)等多環(huán)節(jié)的高效協(xié)同運(yùn)行。2.4模塊安全穩(wěn)定性評(píng)估及設(shè)計(jì)技術(shù)1）在進(jìn)行模塊化方案策劃和設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要按照HAZOP分析結(jié)果、安全及防火規(guī)范、管道布置規(guī)范等要求，做好模塊化裝置的安全布局設(shè)計(jì)。2）對(duì)多層結(jié)構(gòu)的模塊化裝置，由于裝置集成度高、設(shè)備及管道布置密集；模塊設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足生產(chǎn)和操作需求的空間的基礎(chǔ)上，還應(yīng)保證安全通道的設(shè)置空間和安全撤離路線的暢通。3)在結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性分析方面，在滿(mǎn)足構(gòu)筑物的強(qiáng)度、剛度、抗震等要求外，還需要保證模塊結(jié)構(gòu)在經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸及多次吊裝后的強(qiáng)度、剛度依然能滿(mǎn)足安全規(guī)范的要求。4)對(duì)于管路系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性分析方面，在設(shè)計(jì)過(guò)程中除了需要進(jìn)行應(yīng)力、抗振、降噪設(shè)計(jì)以外，還應(yīng)對(duì)運(yùn)輸過(guò)程的臨時(shí)加固及防松脫進(jìn)行設(shè)計(jì)。5)對(duì)于模塊運(yùn)輸安全穩(wěn)定性方面，需對(duì)模塊進(jìn)行吊裝分析、包裝設(shè)計(jì)及運(yùn)輸方案設(shè)計(jì)，包括不同路況允許的最大行駛速度，以保證模塊的吊裝及運(yùn)輸?shù)陌踩?。結(jié)語(yǔ)目前許多大型油氣田工程建設(shè)當(dāng)中已經(jīng)使用了模塊化技術(shù)，其運(yùn)用對(duì)于整體的推進(jìn)工作有著巨大的效果。而在模塊化設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，需要從劃分、設(shè)備布置等等各種方面來(lái)進(jìn)行多方面的考慮，確保相互之間的協(xié)調(diào)性，才可以保證實(shí)施的順利，以及解決可能出現(xiàn)的一些問(wèn)題。參考文獻(xiàn)魏濤，董姝妙,全本軍.油氣田地面工程模塊化建設(shè)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì),2019,30(06):22-25+49.艾國(guó)生，孟波，夏曉紅，等.油氣田地面工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息管理平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用