杨凡1 夏辉2 游天行3 乔士航2
1.中国石油工程建设有限公司西南分公司，四川成都 610041
2.浙江油田公司天然气勘探开发事业部，四川宜宾 64400
.3.西南油气田分公司川中油气矿，四川遂宁 629100
摘要:模块化建造模式作为工程建设新型的建设模式，因其独特的优势已广泛应用于石油天然气地面工程建设中。本文对模块化理论和定义、优势、模块化设计等多方面进行介绍与论述，这对推动模块化建造模式在石油天然气地面工程建设的发展有理论意义和现实意义，尤其对于探索新时期新要求下石油天然气地面工程建设新模式和落实提质增效要求具有重要意义。
[关键词]：模块化,石油天然气,优势
0前言
在石油天然气地面工程建设领域，传统建设模式是在项目建设地完成所有构件的建造任务，其项目工期长，人力物力投入量大，现场存在大量的交叉作业，导致项目管理难度大。模块化建造模式是根据工程的工艺特点和功能要求，将整个工程分割成若干个模块进行设计，并将模块在制造厂内进行建造及调试，再通过海运或陆路运输，将模块运送到项目现场进行安装、调试并投产运行，从而达到缩短工期、降低成本、提高质量的目的。随着石油天然气地面工程建设的发展,采用模块化建设模式的工程逐渐增多,研究模块化建设模式应用优势对于模块化建设模式的推广具有重要意义。
1模块化理论和定义
1.1模块化理论
模块化理论是产业组织领域的最新研究课题，1997年哈佛大学商学院的鲍德温教授和克拉克院长在《哈佛商业评论》上发表了《模块化时代的管理》，指出了模块化现象在信息产业、汽车等几个产业领域里从生产过程扩展到了设计过程，同时指出了模块化对产业组织结构所具有的革命性意义。两位学者2000年出版的《设计规则：模块化的力量》是有关模块化理论的第一本书。
近年来，随着产业转移、模块运输装备和技术的发展，模块化建造模式被广泛应用到陆地油气、化工和矿业等项目。因此，逐渐被业界重视和研究应用。模块化改变了传统的设计、采购、建设模式和方法，项目管理和产业链的组织结构也发生了变化。
1.2模块化定义
模块：是指根据工艺的功能或区域，考虑运输条件的限制，采用模块化的工程设计，在模块化工厂将成套设备、模块、容器、机泵、管道、阀门、仪表、电气等建造安装在同一结构框架内，结合运输限制，整体或拆分运输到现场进行安装的装置。
2模块化建造模式应用优势
2.1采用三维协同先进设计理念
模块化建造模式设计采用目前使用较多、先进的设计理念——三维协同设计。与传统的设计方法相比，可以实现多站点协同设计、数据共享和数字化移交，利用实时可视功能效果直观，有效指导模块化建造的预制、组装、拆分、包装、运输及现场的安装；与传统的设计方法相比，全专业三维协同设计，可以实现自动抽图和材料统计，提高模块化建造设计质量；与传统的设计方法相比，ERM材料管理系统，可以实现设计、采购和模块化建造的联动材料管理，降低模块化建造成本。
2.2安全风险低
传统的天然气地面工程建设模式现场施工社会风险大，易受天气影响，安全管理的风险高，同时项目现场物资匮乏，社会依托能力差。模块化建造模式可以通过工厂预制最大化，现场安装最小化，减少现场的施工交叉作业；可以通过地面预制最大化，高空作业最少化，减少高空作业潜在危险；可以通过标准化、模块化施工及安装，简化现场施工界面，降低天然气地面工程建设安全风险，同时模块化建造工厂更靠近安全急救中心，出现安全事故，也能及时施救。
2.3工程质量高
模块化建造模式建造过程中可以利用建造工厂完善的质量管理体系，完备的施工机具，完善的仓储和吊装转运设施等，实现自动化设备应用，提高焊缝成形质量；实现程序化作业，精细化管理，提高质量管理水平。
2.4 建造效率高
与传统的天然气地面工程建设模式相比，模块化建造不受严寒、酷暑、雨雪、沙尘暴等天气环境影响，实现全年、全天候建造；模块化建造和现场土建施工同步进行，同时设备、管线、结构等可以分场地同时建造，多专业施工，不存在交叉作业，相互干扰问题，缩短模块化建造周期；工厂建造组织方便，后勤保障充分，轮班建造，流水化的作业方式，自动化程度高，提高模块化建造效率。
2.5工程投资低
模块化建造模式依托国内建造工厂制造能力强，设备设施齐全，经验丰富，人力资源充足等优势，依托驻厂监理和模块化建造工厂质检人员的建造监管队伍，可以减少现场安全管理成本、减少项目管理成本、减少大量机具的动复员费用、减少大量的人员差旅费用，从而降低建设投资成本。尤其是在海外工程建设项目中，劳务签证困难、物资匮乏、供应困难、报关繁琐、现场安全风险较大等劣势。
3 模块化设计综合考虑
模块化建造模式是一个全专业的协同工作，只有充分和有效地组织和调动各专业的优势并综合利用这些优势才能建造出最优的模块。模块化建造模式的核心是设计，设计的核心就是需要解决模块从建造、运输、安装、复装、调试到开车的整个过程中做到质量高、工期短、投资少、风险小，并充分利用现有资源。
整体设计上，从优化工艺流程，减少设备设施；尽量采用轻型化小型化的设备；减少面积，减少接口，缩短连接，均衡布置；合理布置管道线路，减轻管道重量；优化配电系统框架；优化结构布置，有效利用钢材等综合考虑。资源上，从建造资源和方法；运输资源；安装资源及条件；缩短复装时间，模块尽可能完整，自成体系；缩短调试时间，尽可能在建造场地调试完毕等综合考虑。
模块化设计过程就是各专业和资源上综合考虑，尽可能的减轻重量，方便建造和安装，找到最佳平衡从而使模块化建造质量高、工期短、投资少、风险小。
4 结束语
模块化建造模式因其独特的优势已广泛应用于石油天然气地面工程建设中，随着石油天然气行业的迅猛发展，模块化建造模式作为一种先进的工程建设模式会得到更深入的发展，同时针对当前日益激烈的市场环境以及国家提质增效的要求，大力提高我国模块化设计能力和模块化建造管理能力，是石油天然气行业高质量发展需要，且模块化建造模式的应用对于探索新时期新要求下石油天然气地面工程建设新模式和落实提质增效要求具有重要意义。
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[作者简介] ： 杨凡（1987-），男，江西吉安人，大学本科，工程师，主要从事天然气油气集输工艺、模块化/橇装化装置等方面的研究。