1、双月刊/总第 302 期13海洋石油深水工程建设标准体系规划与建设研究中国海洋石油集团有限公司 董德龙 李健民 冯加果中国海油研究总院有限公司 李伟摘要：我国南海油气资源丰富，其中 55%的资源量在 300 m 水深以外的海域。随着中国海油对南海深水区油气资源的开发，逐渐形成了适应南海开发特点的典型开发模式，在开发深水的同时，围绕四种典型开发模式，对深水工程建设标准体系进行统筹规划和建设，实现深水工程标准体系的科学、合理、有序建设，提升深水工程建设能力，加快南海油气勘探开发步伐，对于降低我国能源对外依存度、保障国家能源安全具有至关重要的意义。关键词：深水工程 标准体系 标准规划 体系建设 典型
2、开发模式引言随着荔湾 3-1、流花 16-2、陵水 17-2、陆丰15-1 等深水油气田的成功开发，我国海洋石油工程建设逐步从浅水走向深水，但工程建设过程中仍严重依赖国外标准，亟需制定自主可控的深水工程建设标准体系，当前深水工程建设标准体系建设存在不系统、不规范、不完善等问题，不能满足我国海洋石油深水工程建设需求，为系统性建设海洋石油深水工程建设标准体系，需对海洋石油深水工程建设标准体系进行规划，对标准体系的建设进行梳理和指导，助力建设系统性深水工程建设标准体系，为我国海洋石油深水油气田开发提供坚实技术保障。1 规划与建设目标深水工程建设标准体系规划目标为：1）经验沉淀和知识传承。将深水工程建
3、设的经验和技术进行沉淀和传承，用于指导中国海油未来深水工程建设。2）打造全流程、系统性的工程建设解决方案。从设计、建造、安装、试验验证全流程解决“做什么、怎么做”的问题，实现对工程建设的全流程、系统性指导。3）实现标准体系科学、合理、有序建设。系统梳理标准体系图谱，科学、合理、有序地开展标准体系的规划和建设。2 体系规划与建设原则体系规划与建设原则主要有：1）覆盖全面，突出系统性。结合平台在设计、建造和安装等阶段的特点，覆盖工程建设全过程和全方位，突出技术体系的系统性。2）综合性和便捷性相结合。系统的综合性和便捷性相结合，便于制定、更新、宣贯和实施，以及对实施的监督管理。3）符合设计习惯。依照
4、海洋石油的设计习惯，以专业或系统为划分基础进行技术体系规划和建设。4）动态管理，保持相互协调。结合技术发展进行修订，实现动态管理，保持技术内容的先进性和协调统一，提高体系建设的可操作性。5）自下而上，逐步完善升级。标准体系建设以更高级别标准为目标，以公司级标准为基础，逐渐完善，升级更高级别标准。董德龙 李伟 李健民 冯加果 海洋石油深水工程建设标准体系规划与建设研究 工作与研究 船舶标准化与质量2022 年第 5 期146）承前启后，逐步修订。标准体系规划的文件在国家标准、行业标准、集团标准中已经存在的不再进行重复编制，仅根据编制内容和范围的要求，有序开展对上述级别已存在标准的修订。3 标准体
5、系总体规划3.1 基本分类海洋石油深水工程建设标准体系从领域上进行区分，主要包括基础类和单体设施类。其中基础类主要是环境条件。随着南海深水油气资源的开发，逐步形成符合中国南海特点的“半潜式生产平台+水下生产系统”“FPSO+水下生产系统”“深水导管架+FPSO”“常规导管架+水下生产系统”等四种典型的深水工程模式，围绕这四种典型的开发模式，单体设施类包括半潜式生产平台、浮式生产储油装置、系泊系统、水下生产系统、深水管缆和深水导管架等，以单体为核心，从设计、建造、安装、试验验证等四个方面开展标准体系规划、布局和建设。海洋石油深水工程建设标准从类别上进行区分，主要包括总体类、专项类和产品类，名称上
6、分为规范、规程、指南、分析方法，规范包含了设计、建造、安装、试验验证全流程的设计要求，指南是包含某一专业计算方法、参数选取，规程是包含某一专业各类相关计算的流程、计算方法和参数选取，分析方法是某一专业某一计算方法的细化，见图 1。3.2 总体思路围绕深水工程建设标准体系建设目标，分析目前技术体系建设存在问题，对标国内外成熟标准体系，构建具备科学性、合理性、体系性和符合公司特点的标准体系，并且实现标准体系的不断更新完善。具体为：1）以“问题、目标、结果”为导向，针对“标准体系内容重复，名称不规范，建设不系统”等问题提出建设方案；2）按照“科学统筹、系统全面、有序建设、层次分明、实用便捷、分步实施
7、、阶段考核、滚动更新、不断完善、能力提升”总体思路推动工作；3）制定标准体系的顶层总体规划，统筹开展标准体系建设，根据技术成熟度和应用情况，逐年制定技术体系建设计划，逐年更新，逐步建设。3.3 标准规划实操在装备整体层面设置包含全流程规范一本，融合设计、建造、安装、试验验证等相关要求，统一不同阶段要求。在技术图谱的专业层设置指南或者规程，用以指导具体某个专业的设计。在专业层中建设分析方法标准，对具体的计算分析进行详细指导。4 标准体系规划4.1 环境条件标准体系按照标准体系构建的原则，框架建立的总体思路是围绕环境条件工程参数设计过程中所涉及的各类环境要素为研究对象，既要反映海洋工程的特色，又要
8、体现标准综合性的相关内容。体系结构层次设计应合理、完整，标准体系表内的子体系或类别的划分，主要按专业或门类等标准化活动性质的同一性。基于这样的原则，形成了环境条件工程标准体系框架，它覆盖了环境参数研究的全过程。从标准体系框架的层次划分来讲，分为环境条件、工程勘察、现场观测三个大类，环境条件类分为 9 中类，工程勘察类分为 6 中类，现场观测分为 5 中类。标准体系技术图谱见图 2。4.2 半潜式生产平台标准体系基础类单体设施类工程总体类海洋石油深水工程建设标准体系设计、建造、安装、试验验证等专项类产品类环境条件工程半潜式生产平台浮式生产储油装置系泊系统水下生产系统深水管缆深水导管架图 1 海洋
9、石油深水工程工程标准体系分类双月刊/总第 302 期15半潜式生产平台标准体系主要围绕设计、建造、安装、试验验证等四个方面进行体系规划和建设。设计阶段以专业进行划分，包括总体设计、船体结构、工艺系统、水处理系统、组块总体布置、轮机系统、电气系统、通信系统、仪表控制系统、消防安全逃生系统、暖通系统、机械系统、组块结构系统、防腐系统、内舾装系统、外舾装系统、监测系统。建造阶段以建造的主要方面进行划分，包括加工设计、建造技术、焊接、检验、调试。安装阶段以施工环节进行划分，包括装船、拖航、卸船和海上安装。试验验证主要是针对半潜式生产平台模型试验进行规范。标准体系图谱见图 3。4.3 浮式生产储油装置标
10、准体系浮式生产储油装置标准体系主要围绕设计、建造、安装、试验验证等四个方面进行体系规划和建设。设计阶段以专业进行划分，包括总体设计、船体结构、工艺系统、水处理系统、组块总体布置、轮机系统、电气系统、通信及仪表控制系统、消防安全逃生系统、暖通系统、机械系统、组块结构系统、防腐系统、内舾装系统、外舾装系统、监测系统。建造阶段以建造的主要方面进行划分，包括加工设计、建造技术、焊接、检验、调试。安装阶段以施工环节进行划分，包括拖航和海上安装。试验验证主要是针对浮式生产储油装置关键试验验证环节进行规范。浮式生产储油装置标准体系图谱见图 4。图 2 环境条件标准体系图谱水文气象参数内波设计参数海生物参数海
11、冰参数长重现期参数参数区划地震动参数地质勘察物探勘察后向散射反演内波监测海冰监测船舶水文气象监测海洋环境监测泥温及海流监测灾害地质调查路由桌面研究区域地形分析建造现场环境地震参数环境条件工程勘察现场观测环境条件工程标准体系图 3 半潜式生产平台标准体系图谱工程设计半潜式生产平台标准体系试验验证监测系统试验验证外舾装内舾装防腐组块结构组块机械暖通消防安全逃生仪控系统通信系统电气系统轮机系统组块布置水处理系统工艺系统船体结构设计总体设计工程安装海上安装拖航装船卸船工程建造加工技术调试技术检验技术焊接技术建造技术董德龙 李伟 李健民 冯加果 海洋石油深水工程建设标准体系规划与建设研究 工作与研究 船
12、舶标准化与质量2022 年第 5 期164.4 系泊系统标准体系系泊系统主要分为单点系泊系统、多点系泊系统和系泊基础。单点系泊系统包括内转塔单点系泊系统和软钢臂单点系泊系统，单点系泊系统从设计、建造和安装三个方面进行规划和建设。多点系泊系统技术体系主要围绕设计和安装两个方面进行规划和建设。系泊基础技术体系主要针对桩锚、吸力锚和抓力锚，围绕设计、建造和安装三个方面进行规划和建设。系泊系统标准体系图谱见图 5。4.5 水下生产系统标准体系水下生产系统标准体系从水下生产系统设计、安装、试验测试认证等方面进行规划。设计阶段以系统和专业进行划分，包括水下生产系统总体、水下采油树、水下控制系统、水下管汇和
13、结构、水下连接系统、脐带缆、水下分离处理系统、水下增压系统、水下供配电系统、流动安全保障和防腐防污等。安装阶段以主要单体施工、预调试和调试进行划分，单体施工包括水下采油树、水下管汇、水下跨接管（钢管和软管）、脐带缆、飞线等。试验验证主要是针对水下生产系统关键试验验证环节进行规范。标准体系图谱见图 6。4.6 深水管缆工程标准体系深水管缆包括海底管道、立管和海缆，其中立管包括钢悬链立管和挠性立管。海底管道（钢管、挠性管）技术标准体系主要围绕设计、制造、安装三方面进行规划和建设，设计上包括结构、流动安全保障和防腐。安装包括海底管道铺设及管道终端结构物安装，其中海底管道铺设安装包括 S 型安装、J
14、型安装、卷管安装。钢悬链立管系统包括设计、制造和安装三个方面。安装包括 S 型安装、J 型安装、reel 卷管安装和立管回接。挠性立管系统包括设计、制造和安装三个方面。安装包括水平铺设、垂直铺设和立管回接。海缆系统包括设计、制造和安装三个方面。图 4 浮式生产储油装置标准体系图谱图 5 系泊系统标准体系图谱系泊系统标准体系单点系统检维修多点系统系泊系统基础内转塔单点系泊系统工程设计工程设计工程建造工程建造工程安装工程安装软臂单点系泊系统聚酯缆多点系泊设计系泊基础设计聚酯缆多点系泊安装系泊基础建造系泊基础安装系泊系统检维修总体设计船体结构设计工艺系统水处理系统组块布置轮机系统电气系统通信系统仪控
15、系统消防安全逃生暖通组块机械组块结构防腐内舾装外舾装监测系统加工设计建造技术焊接技术检验技术调试技术试验验证海上安装拖航装航工程设计工程建造工程安装试验验证浮式生产储油装置标准体系双月刊/总第 302 期17调试、运维和评估主要是针对海底管道、立管和海缆的调试、运维和评估进行规划。试验验证主要是针对深水管缆关键试验验证环节进行规范。从标准体系框架的层次划分来讲，分为设计、建造、安装、调试运维评估、试验验证五个大类。标准体系技术图谱见图 7。4.7 深水导管架标准体系深水导管架标准体系标准体系主要围绕设计、建造、安装、试验验证等四个方面进行体系规划和建设。设计阶段以专业进行划分，包括结构设计和防
16、腐设计。建造阶段以建造的主要方面进行规划，包括加工设计、建造技术、焊接、检验。安装阶段以施工环节进行规划，包括装船、运输和海上安装。试验验证主要是针对深水导管架关键试验验证环节进行规范，标准体系图谱见图 8。图 6 水下生产系统工程建设标准体系图谱水下生产系统标准体系水下生产系统设计安装与调试试验测试认证试验测试认证水下供配电水下增压水下分离处理脐带缆水下总体水下控制系统水下采油树水下采油树安装水下管汇安装水下跨接管安装脐带缆安装飞线安装水下结构水下基础水下计量安全完整性级别分析水下控制系统液压电力通信分析水下管汇水下结构和基础水下连接系统流动安全保障防腐和防污水下生产系统调试水下生产系统安装图 7 深水管缆工程建设标准体系图谱深水管缆标准体系深水钢悬链立管深水挠性立管海底管道深水海缆其他路由选择与保护分析钢悬链立管结构挠性管结构海底管道结构海底管道工艺钢悬链立管工艺挠性管工艺海底管道防腐钢悬链立管防腐挠性管防腐材料预制材料预制材料预制焊接检验焊接检验焊接检验S型铺设S型铺设J型铺设S型铺设J型铺设J型铺设路由选择与保护分析电缆结构输电设计电缆安装管缆调试运维管缆试验验证管缆弃置终端铺