高含硫化氢集气站施工管理探索

陈登祥 （荆州职业技术学院，湖北 荆州434020）

范毅 （长江大学文理学院，湖北 荆州434020）

杨军 （江汉石油管理局油田建设工程公司，湖北 潜江433124）

某气田地处山区，以高山和丘陵为主，常年多雨多雾，自然环境较差。气田地面开发集输工程共计18座集气站。集气站采用加热、节流、保温混输的湿气集输的输送工艺，具有集气、加热、节流、单井计量、放空和智能清管发送的功能。站场集气工艺系统包括酸气系统、涉酸放空系统及辅助生产系统（注醇系统、缓蚀剂注入系统、燃料气及仪表风系统），管材采用镍基合金825、L360CS、A333.Gr6、L245、L316等特种钢材，管道输送介质为高压、高含H2S的天然气气体。

笔者通过调研了解到，该气田开发时间紧、工程量大，集输工程施工在国内没有先例和施工经验可以借鉴；地面施工条件十分复杂，场站工作面无法全面展开；焊材种类多、焊接工艺复杂 （国内首次使用）、焊接质量要求非常高，且主要的设备、材料为国外进口，采购周期长、缺口量大。具有设计、采购、施工深度交叉、安全环保风险较大等特点。为此，开展了高含H2S集气站施工管理的探索。

1 分析工程施工难点

施工进度要求受进口设备、主要材料不能及时到位，施工材料、人力资源紧张、物价上涨，焊接工艺复杂、工序多、质量要求高，各工序施工深度交叉、组织困难、安全风险较大，参战队伍多、协调难度大，气候异常等因素的影响，给正常施工造成极大困难。这些困难是工程施工的难点，也是重点要解决的问题。

2 确定施工组织方式

为保证川气东送主体工程总体进度，结合工程特点和工期要求，在保证会战总体进度目标的前提下，正确处理好施工进度与安全、质量和效益的关系，打破施工常规，确定了 “统筹规划、宏观调控，倒排工期、科学管理”的十六字方针，采用 “连续施工、流水作业、分段组焊、整体预装”的施工方式和 “抓布局、盯现场、抓落实”的施工管理方法，确保了工程施工工期、施工安全、施工质量和施工成本最小化。

3 落实施工进度措施

3.1 解决好施工进度与人力物力资源紧张的矛盾

根据工程工期紧、施工任务重的特点，尤其是前20亿产能建设地面集输工程边设计、边采购、边施工，还边摸索施工组织、管理方法和施工技术、施工工艺，严重制约了工程施工进度，如何在短时间内达到工程项目的建设目标，合理组织、减少人力、设备资源的大量浪费，对施工组织管理提出了较高要求。依据施工蓝图的工作量和川气东送指挥部施工进度节点的部暑，打破施工常规、超常思维，倒排工期、细化施工进度计划，按照施工节点计划编制施工劳动力计划，指导施工。

在工程开工前，根据设计蓝图工程量，编制管线焊接单线图，细化焊接工程量到每一道焊口，每一个吋径；结合业主物资采购部门提供的设备、材料到货周期，倒排工程施工进度，计划到每一天、每一周、每一旬；根据施工进度节点计划编制施工劳动力、设备需求作业计划，合理调配劳动力、设备资源。

施工过程中，施工进度受设备、材料及天气等诸多外部因素影响较大，积极主动地与工程管理、设计、监理、检测及物资采购部门沟通对接，及时掌握设备材料到货、施工方案的确定情况；根据设计方案、材料到货及时调整施工进度计划和人力、设备资源；将集气站工艺部分分成井口放空区、加热炉汇管区、管廊设备区、火炬区4个区块，每一区块设置一个施工机组；根据施工进度计划，以日工作卡形式将每一天工程量细化到每一个施工班组、每一台设备、每一道焊缝，保证施工进度计划的严密性和可操作性，能够切实得到落实，并配套建立内部考核运行机制；同时，建立日生产例会制度，落实考核日生产运行情况，针对日生产运行中不能按时完成施工任务的机组进行施工计划调整，制定赶工措施。随着工程的进展，施工机具、设备配置不足的矛盾突出，采取措施，紧急购置，空运和公路运输相结合，以最快速度运达施工现场，确保总体计划任务的完成。

3.2 消除专业交叉作业的相互影响

集气站工程涉及土建、设备、工艺管道安装及电控信仪等专业。为了更快更好地完成工程任务，必需以土建专业为先导，土建专业服务于工艺专业，同时又制约设备、工艺安装的进度；受天气及分包队伍素质的影响，土建施工管理和协调成为影响工程进度的重要因素。项目部成立土建专业管理机构，每天召开土建专业协调会，强化工序交叉协调，实现全局一盘棋。

在土建制约工艺施工进度节点时，及时调整土建施工计划，抢睛天战雨天、加班加点，先集中力量抢建设备、管廊基础，以最大限度减少土建对工艺施工的影响。工艺安装在土建专业制约的时候积极主动安排生产，一方面督促土建专业加快施工进度，另一方面工艺专业加强工艺管道的深度预制，编制深度预制方案，制定赶工措施。工艺安装各工序间衔接的好坏是保证工程进度的关键，设备、管材、焊材进场检验、设备安装、管材下料、坡口加工、管口组对、焊缝层间及外观检查、焊前预热、层间温控、消氢及焊后热处理、无损检测等工序繁多、工艺复杂、标准要求高，不同材质、不同规格材料的焊接工艺差别较大，同种材料不同规格的处理方式也不尽相同，所用时间不同，焊前预热、层间温控、消氢及焊后热处理，工序间衔接不上、处理不当时极易造成过烧或欠加热，或遗漏或二次加热的现象，造成返工或报废，严重影响工程施工进度。在工序安排上分门别类、分区域，科学布署，对材质、规格一致、工艺参数相同的管口，虽然可能所处位置不同，也要尽可能统一组织施工，以便合理配置设备 （尤其是热处理设备，加热和温控线路复杂，星罗棋布），充分利用有限的施工空间，最大限度的开辟作业面和提高施工效率。

3.3 开展技术攻关和技术创新活动

镍基合金管道在酸性气田中的焊接应用在国内尚无成熟施工经验借鉴，虽然施工前业主组织了专门的焊工培训，但固定式的培训和实际的焊接作业毕竟不同，管线的焊接质量，受到人员、焊接设备、焊材、焊接方法以及施焊环境等多方面因素的影响。

针对现场施工条件，组织技术人员和部分焊工，开展技术攻关活动，分析管材焊接工艺特点。发现了造成镍基合金管道焊接合格率低的主要原因有5个：①现场镍基合金管道清洁度达不到要求；②焊接过程中充氩保护不充分；③弯头与管材壁厚不一致容易造成出现根部局部未熔合的缺陷；④原有的焊接操作手法也容易造成根部局部未熔合的缺陷；⑤手工电弧焊焊接厚度过厚容易造成出现夹渣的缺陷。为此提出了以下改进措施。

1）铺设镍基管材施工专用场地。在镍基管道施工场地铺设方木、木板等，保证镍基管道清洁度，在焊前采用丙酮认真清理焊丝及焊接区域，防止油污等杂质进入到焊缝中。

2）管内充氩保护的控制。制作了管内封堵的简易工装，焊接过程中管内不间断充氩保护；经过反复试验，确定了充氩时间为5～8min/10m管道、氩气流量为15L/min，保证了管内充氩保护的可靠性。

3）坡口角度及钝边量的改进。由于弯头和直管壁厚存在偏差，前期施工中根部局部未熔合的缺陷也多出现在弯头与直管对接焊缝中。对所发现的缺陷进行分析后，改变原规程要求的坡口角度，将坡口钝边控制在0～0.5mm或不留钝边，对弯头管壁较厚部位进行削薄处理，从而避免了由于壁厚偏差造成的根部局部未熔合。

4）应用手工氩弧焊大摇摆操作工艺。靠较大摇摆幅度、一定摇摆节奏和电弧坡口两侧的停顿来熔化焊丝和根部的焊缝，达到一定的熔孔效应或熔池效应，增加了熔透性。

5）严格控制手工电弧焊焊接层数和焊接厚度，控制每层焊道厚度不超过3mm，并且每层焊道都必须采用碳化硅砂轮片和不锈钢丝刷进行打磨，把焊接时产生的氧化膜清除干净，直至焊缝露出银白色光泽方可进行下一层焊道的焊接。增加焊条的摆动频率，加强熔池中气体及熔渣的排出，避免层间夹渣或气孔的产生。

通过采取以上具体措施，提高了镍基合金管道焊接一次合格率，所承建的6座集气站镍基合金管道焊接平均一次合格率达到了98.23%。

3.4 确保工程施工安全和施工质量

依托ISO9002质量体系标准和公司的质量管理手册、程序文件，建立健全了项目部组织机构、技术质量管理体系；严格考核机制，细化考核指标，把质量责任层层分解，落实到全体参建职工。针对专业性强的特点，为保证技术、质量管理工作落实到实处，每个专业都指定技术和质量负责人，明确责任。施工现场质量管理领导小组切实贯彻质量责任制，加强全体员工的质量意识教育和技能培训。按业主和监理审批的项目施工组织设计、项目质量计划和质量检验计划及各专项施工技术方案，组织施工。在施工过程中由技术人员认真编制施工作业指导书进行书面技术交底，使施工人员明确技术和质量要求，严格按图纸、按标准、规范和技术交底的要求进行施工。加强施工过程控制，严格执行 “三检制”和工序报验手续，施工过程中技术质量人员跟班作业，解决施工过程中的具体问题，实施实时监控，随时抽检质量，遇有不符合要求者，责令及时整改，使工程质量随时处在有效监控之中。每道关键工序完后，及时整理资料，报监理审核通过，进行下道工序的施工，有效的保证了工程施工质量。建立、健全HSE管理网络和各级安全管理责任制，抓好HSE培训教育，强化安全意识和现场作业环节的安全管理，确保施工安全。

3.5 加强工程施工各方的沟通与协作

针对气田会战形势的需要，为便于协调各方关系，指挥部和业主抽调力量在每个集气站或施工单位成立了由指挥部领导、业主领导和施工单位项目经理参加的三人领导小组，协调、督办施工过程中的各项工作，确保会战目标的完成。

积极主动与业主各部保持沟通，为工程顺利进行创造条件。在施工初期，在工程部的指导下，尽快办理了开工所需的各种报验手续 （这部分通过监理传达）；开工后，施工方面的各种事项较多，积极与集输部保持联系，每个站场均指定专人与集输部负责人一对一联络，施工现场有专业技术人员与业主代表密切联系，将施工中的问题及需求反映给业主上级主管领导，尽可能在生产例会前解决现场发生的各种问题，同时办理好各种签证，作好资料收集工作，大大提高了施工进度。对于重大问题或施工中的实际困难，在川指组织、各职能部门参加的生产例会上，进行协调解决，并在下次例会上继续给与关注。

该气田是国内首个高含硫气田，设计借鉴了加拿大类似气田的生产工艺，主要的流程有井口高压流程、井口放空流程、汇管放空流程、汇管流程、加热炉流程、加注流程、放空流程 （包括高压放空火炬）、燃料气流程、收发球筒流程等几个部分。此类集气站施工工艺为国内首次使用，许多设备、阀门及相关配件均为进口或首次采用，在施工中存在着到货样式与功能不符的情况；同时部分流程与国内操作规程或习惯不一致，导至发生了部分变更。现场施工技术人员随时与现场设计代表保持联系，及时通知设计单位、业主代表、监理及施工单位四方面同时在现场确定解决方式，及时办理设计变更或工程变更手续。同时，利用与现场监理共同起居的条件，每天按时整理工程施工资料、工程联络单上报监理，对施工中遇到的问题，协助监理联络业主、设计及计财等部门约定时间共同现场解决问题。

对质量监督站提供的监督计划，明确执行标准和规范，施工进展到停检点时，做好准备工作及时报检，为施工赢得时间。

高含硫气田集输工程的设备材料特殊，种类繁多，材质多样，大部分为国外进口或是国外进口原材料国内加工，物资需求紧急、进货周期不确定性较大，配送难度大，到货量大、场地紧张。领料前，尽可能在第一时间从物资保障部获得最新的到货清单，从中筛选出集气站所需设备、材料，由于物资采购的特殊性和到货时间的不确定性，工程开工后，人员、机械不能连续施工，施工程序不能正常进行，常常因为缺少部分材料而改变施工计划，给施工质量留下引患，同时也延长了施工工期；其中一个集气站，因材料到货时间的不确定的原因，造成进出场5次之多。因此，在材料领取过程中，积极与物资保障部人员配合，配备专职材料人员、辅助人员和专用车辆，从庞大的料场和众多的集装箱中仔细地查找所需设备、材料，装车拉运至施工现场或试压站，为加快施工进度提供物质保障。

该气田集输工程共有3家检测单位，在集输施工中，工程量相当之重。以P302集气站为例，一个集气站从DN25－DN500各类型、各壁厚的焊口4000余道，检测单位在初期使用两台仪器同时检测，到了中后期由于焊口都在管廊上或设备进出口上，采用了放射源进行照相，而普光气田最多时同时开设十余个集气站及站间管道的施工。

4 工程施工管理体会

1）施工初期，对于各种施工机具、设备的准备至关重要，需要根据施工人员的力量及施工工程量的大小和施工工期进行配备。在场地条件较好的集气站，土建进场时间比安装进场时间要提前60d左右，完成除站控室之外的主要土建场平及设备基础的施工，在场地条件较差，回填或爆破工作量较大的集气站，土建进场时间还要相应提前。

2）加大安装工程的深度预制，对于提高整个集气站的进度较为关键。合理安排站场外围工作量 （进出站管线连头、放空火炬及管线的施工）的施工时间，对于站场的整体试运有着重要的意义。土建后期与工艺安装、电仪安装的配合工作好坏，直接影响工程进度，大量支墩、管墩零散地分布在施工场地上，需要土建施工队伍积极配合、精确定位、及时施工。对于与试气作业的交叉工序，需要合理安排施工区域的先后顺序，更需要业主对于两家施工单位的施工面进行协调，否则无法展开。土建、安装、电控信仪专业的相互协调、相互提醒能减少许多重复劳动，降低施工成本，提高施工效率。抢工期间，容易忽视现场安全和施工质量工作，要加大现场监管力度，及时进行纠正和处理，把事故苗头扼杀在揺蓝中。

3）指挥部和业主的领导和组织对于提高施工进度起着决定性作用。业主在每个施工单位安排一名处级领导挂点，与施工单位一同考核，对于施工单位在施工中遇到的一些非施工单位自身原因造成的问题能够更快的得以解决，全面保证了施工进度。

4）集气站前期钻前工程应综合考虑后期站场安装工程。在站场施工前期，土建工程施工时，因场地不足，而将泥浆池回填的情况、深挖打桩的情况较为普遍，部分集气站站控室也无合格位置建设，临时选址，这些都对施工工期、施工质量和安全带来影响。

5）施工现场 “三通一平”的条件，对于工程顺利进行影响较大。高含H2S气田建设的用电量相当之大，现场最小需400kV外部电源供应，进场道路也必须在施工前完成，否则无法满足站内设备、施工设备进场要求。如果在场站工程开工前，公用工程、道路工程部分提前完成，那么将为后期施工的顺利展开创造条件，减少许多不必要的投入和少走弯路。