韩延波(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

0 引言

在国际低油价背景下，海洋石油工程业面临着巨大的挑战，国际海工市场竞争非常的残酷，对于一条铺管船的海管铺设效率就能决定她得命运，海管铺设效率提高不上去，在国际海工市场就没有竞争力，就会被市场淘汰。

深水铺管起重船海洋石油201是我国自主设计和建造的第一个深水海洋石油开发设备，总体技术水平和作业能力在国际同类工程船舶中处于领先地位，同时标志着我国海洋石油深水开发战略的实质性启动，也是中国海洋石油实施海洋深水战略，建造深水勘探装备的重要项目之一，她的设计海管铺设速度为10 公里/天(钢管外径6”～22”)和5 公里/天(钢管外径24”～48”)，但是这个铺设速度只是理论上的，没有考虑天气、设备故障、返修、人员操作水平、海管制造公差等因素，在实际铺设过程中远远达不到这个效率。

1 海管铺设方式对比

海底管线铺设方式有多种，常规的有S-LAY、J-LAY、ROLL-LAY、底拖法、浮拖法等，其中最为常见的为S-LAY和J-LAY两种，S-LAY为所有工作站在铺管船上沿船长方向水平布置，海管在作业线上经过接长，最终通过船尾托管架下水，管线在船上到海底保持S型曲线，因此被称为S-LAY，它的特点是铺设速度快，缺点是为了保持海管的S型曲线形态需提供足够大的张力，对铺管船的推力及张紧器能力要求比较高，而且管线的上弯段应力比较大，对海管在铺设过程中的疲劳损失影响较大，一旦船舶失位容易导致断管；J-LAY是作业线在J-LAY塔上竖直方向布置，他的优点是由于海管竖直铺设，避免了上弯段的高应力区，而且海管在水平方向分力很小，对船舶推力要求较低，缺点是铺设效率较低。

2 S-LAY铺设工序构成

海底管线的规格及形式多种多样，较常见的管径从6＂到36＂不等，还有水泥配重层管、CRA复合管、双层保温管、子母管等多种形式，其中最为常见的为单层水泥配重层管。现就以此种规格海管为例剖析他的铺设工序构成(示意图如图1所示)，每一根海管在经历作业线接长至入水所经历的工序包括：1、作业线上管；2、拉对中器；3、焊口组对；4、焊接；5、焊口检验；6、节点防腐。

图1 S-LAY海管铺设示意图

加上其他影响铺设效率的因素，设备故障和返修因素(暂不考虑天气因素，因每个项目海域不同季节不同天气影响所占比例差别非常大)，海管铺设效率构成如表1所示。

表1 平管施工各工序时间

HYSY202在东海海域两条海管施工的效率统计表(如表2所示)。

表2 海洋石油202船铺设东海某项目两条海管效率

残雪海管铺管耗时及工作量效率统计如图2所示。

图2 残雪海管铺管耗时及工作量效率统计

黄岩14-1海管铺管耗时及工作量效率统计如表3所示。

图3 黄岩14-1海管铺管耗时及工作量效率统计

3 影响效率因素及原因分析

综合以上几个项目海管铺设的时间构成，返修时间、设备故障时间以及其他因素造成的待机时间所占比例都较小，但是实际铺设效率远远达不到HYSY201船设计时的理论效率，因此人员因素是主要影响效率的因素[1]。

3.1 返修率因素

返修率的高低取决于几个方面的原因，第一是焊接参数的设置是否合适；第二是对焊接质量要求的严格程度；第三是海管制管时管端公差尺寸的控制。焊接参数是一个经验数据，如果全部靠在实际铺设中摸索经验，经验积累太慢，也浪费海上宝贵的船天，建议在陆地使用一台自动焊机反复做实验，调整好焊接参数，长期受益。焊接质量的严格程度取决于规格书要求，在海上施工前，要对施工作业人员进行技术交底，要让每位参与施工的人员对焊接操作的电流、电压、焊接速度、焊材了然于心，通过严格管理焊接过程来减少焊接返修比例。海管管端的尺寸公差需在制管过程中，要求制管厂家严格按照规格书要求控制精度[2]。在海管到货后，安排检验人员对所有的海管壁厚及椭圆度进行测量，将壁厚相近的管线在装船时同时装船，通过这个管理动作减少海管的打磨、焊接工作量，从而提高焊接效率。

3.2 设备故障因素

铺管设备故障率影响最大的为对中器和坡口机，目前公司用的较多的对中器为serimax和洛阳德平，对于故障率较高的设备应在项目前期准备好充足的备件及备用设备，并在平时多进行设备的维修保养，使其在铺管过程中具备良好的状态。

3.3 人员因素

人员因素包括人员的技术水平、熟练程度以及积极性[3]。人员的技术水平可以通过培训来提高，熟练程度则因人而异，可以建立有效的人员筛选机制，进行优胜劣汰，关键是施工人员的积极性，因为到目前为止公司每条铺管船的最高铺设记录都是在有积极有效的激励机制前提下创造的，海洋石油201于在2013年在南海深水(约190米水深)某项目创造了每天3.5公里铺设记录，2014年在东海某项目创造了每天6公里的最高铺设记录。其次，如果能将铺管船上施工的焊接人员固定化、定员化，这样施工人员对施工环境、船舶特点、设备性能等了解更深，对施工效率是由极大提高的；同时经常在船上进行焊接作业，能让焊接人员保持较好的焊接手感，从而提高工人的熟练度。

3.4 天气因素

天气因素影响主要包括大雾、大风、涌浪等。风、浪、涌等影响船舶稳性并对海管安全性产生极大破坏，增加管线焊接难度，恶劣的天气甚至造成船舶天气待机，使施工处于完全停滞状态。同时，恶劣的天气会让施工人员晕船，不易保持一种良好的状态。

综上所述影响一条铺管船铺设效率的因素是多方面的，有铺管船自身性能的因素、铺管设备(包括传输设备、焊接设备、检验设备、防腐设备等)性能及故障率因素、海管管端精度因素、天气因素、以及人员水平与积极性等因素。

4 结语

本次铺管船铺设效率分析，是经过多个项目的效率分析以及实践经验总结，并且针对影响效率因素采取对应应对措施后，在后续的一些项目中铺设效率得到明显提升，大大降低了项目开发成本。