что такое блочное оборудование

Блочное оборудование

В настоящее время нефте- и газодобывающая промышленности уделяют большое значение совершенствованию технологий добычи при существенной оптимизации затрат на обустройство месторождений. Популярны решением в таких условиях становится применение блочно-модульного оборудования для нефтегазовой отрасли. Оборудование в блочном исполнении — это экономия времени, трудовых и инвестиционных ресурсов, при высокой производительности и надежности.

Оборудование блочное нефтепромысловое

Блочное технологическое оборудование

Блок дозирования реагентов

Насосная станция

Блок регулирования газа

Операторный блок

Блок-боксы

Аппаратурный блок

Технологический блок — конструктивно законченная, максимального уровня заводской готовности самостоятельная единица установки, предназначенная для осуществления отдельной стадии технологического процесса (химического, теплообменного, гидродинамического, массообменного и пр.). Модуль — это часть блока, размещенная на единой раме-основании и не превышающая максимальный транспортный габарит.

При использовании блочно-модульного оборудования проектирование определяет в основном расположение межблочных трубопроводов, их подключение к блокам и подключение блоков к электросети.

Блочное нефтепромысловое оборудование от АО МНГИ

Команда конструкторов и технологов АО «МНГИ» много лет занимается техническими решениями в области проектирования и разработки блочного технологического оборудования. АО «МНГИ» оснащено самым современным программным обеспечением, которое позволяет проводить расчеты любой сложности при подборе и проектировании оборудования. В рамках производства блочно-модульного оборудования специалисты АО «МНГИ» могут разработать практически любой тип оборудования для нефтегазовой отрасли:

— блоки гребенки, блоки распределения воды, водораспределительные пункты;

— блоки дозирования химреагентов;

— хозяйственно-бытовые помещения и пр.

Модули могут включать следующее оборудование:

— опорные конструкции и площадки обслуживания;

— запорную, предохранительную и регулирующую арматуру;

Наши преимущества в производстве блочного оборудования

Основные принципы модульного исполнения, которые важны для нашей компании:

АО «МНГИ» осуществляет полный цикл работ от этапа расчета и проектирования, цеховых испытаний оборудования до шеф-монтажных и пусконаладочных работ, сервисного и гарантийного обслуживания.

Производство оборудования производится в строгом соответствии с ТЗ Заказчика, а также отвечает требованиям ОCТ 26.260.18-2004 «Блоки технологичеcкие для газовой и нефтяной промышленности».

Уточнить информацию или сформировать заказ можно по телефону 8 (347) 216-10-01 (доб. 104) или оставив заявку на сайте АО «МНГИ».

Насосные станции

Блоки учета газа и нефти

Блоки аппаратурные и операторные

Блоки дозирования реагентов БДР

Блок-боксы

Блок-боксы различного назначения, в том числе технологические.

Блоки регулирования газа

Источник

Основные принципы модульной стратегии обустройства месторождений в ПАО «Газпром нефть»

Д.А. Сугаипов, к.т.н., ПАО «Газпром нефть», ООО «Газпромнефть-Развитие», В.П. Батрашкин, ООО «Газпромнефть-Развитие», М.М. Хасанов, д.т.н., ПАО «Газпром нефть», ООО «Газпромнефть НТЦ» Р.Р. Исмагилов, Р.А. Панов,А.Р. Атнагулов ООО «Газпромнефть НТЦ»

Открываемые в настоящее время перспективные нефтяные месторождения характеризуются низкой рентабельностью, небольшими запасами и высокими геологическими рисками. Для эффективной разработки таких месторождений требуются новые технологии и организационные подходы. Одними из них являются модульные и мобильные технологии, позволяющие работать гибко и быстро вусловиях неопределенности.

Мобильные решения дают возможность заходить на участок месторождения, отрабатывать раннюю нефть, вслучае успеха дальше осваивать этот участок месторождения, а вслучае неуспеха – без серьезных потерь переходить на другой участок. При этом модульное решение должно иметь определенную гибкость. При разработке месторождения впроцессе бурения появляются новые данные, которые надо учитывать, увеличивая или сокращая мощность инфраструктуры, минимизируя затраты и потери [1].

Известны многочисленные примеры применения блочномодульных технологий в нефтяной и газовой промышленности. Самым масштабным и уникальным примером является обустройство Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения в 80-х годах XX века. Основным решением по ускорению строительства установки подготовки газа на месторождении было применение суперблоков. Наиболее широко блочные подходы к изготовлению оборудования и обустройству месторождений применяются за рубежом (например, подразделение компании SAMSUNGпо изготовлению технологических установок). Подход инженеров компании SAMSUNG к реализации проектов наиболее точно можно описать принципами бережливого производства иорганизации процесса [2], направленными на сокращение издержек изготовления оборудования и строительно-монтажных работ (СМР) на площадке строительства.

Опираясь на опыт предыдущего поколения советских нефтяников и мировых компаний, ПАО «Газпром нефть» определило основные принципы модульной стратегии:

– блочная поставка объектов инфраструктуры максимальной заводской готовности;

– унификация модульных решений;

– масштабируемость; адаптация технологии под изменяющиеся условия эксплуатации, что связано с ростом добычи и изменением физико-химических свойств продукции скважин;

– трансформация бизнес-процессов с применением модульных технологий.

Блочная поставка

В концепции блочной поставки площадочный объект представляет собой набор блочно-модульных единиц: технологическая линия подготовки нефти (БМУПН), насосная станция внешнего транспорта и закачки воды и др. (рис. 1). Оборудование блочно-модульной единицы состоит из транспортабельных сборочных единиц – модулей, габариты которых позволяют транспортировать их к объектам обустройства стандартным транспортом.

Рис. 1. Схема блочно-модульной единицы (СП – сепаратор-пробкоуловитель; НГС – нефтегазовый сепаратор; НГСВ – нефтегазовый сепаратор со сбросом воды; ЭДГ – электродегидратор; ОВК – отстойник воды; БЕ – буфер-дегазатор; КСУ – концевая сепарационная установка; ДЕ – дренажные емкости; СФ – факельный сепаратор; КТП с НКУ – комплектная трансформаторная подстанция с низковольтным комплектным устройством; БМА – блок местной автоматики)

Модули собираются в блоки, обеспечивающие полный технологический или иной функциональный цикл либо стадию технологического процесса. БМУПН представляет собой совокупность технологических блоков и модулей вспомогательных систем и инженерных сетей, устанавливаемых на строительные конструкции в виде единой площадки. Модули максимальной степени заводской готовности (ММСЗГ) являются унифицированной конструктивно законченной составной частью установки или блока. При сборке ММСЗГ в технологические блоки для приведения их в эксплуатационное состояние требуется минимальный объем работ на строительной площадке. ММСЗГ включают установленные и смонтированные в проектное положение в заводских условиях: технологическое, инженерное, вспомогательное оборудование; оборудование КИПиА; технологическую обвязку; электрические сети; сети КИПиА; оборудование антикоррозионной защиты, лакокрасочного покрытия; системы отопления, вентиляции; устройство пожаротушения; теплоизоляцию; электрообогрев и др.

Концепция блочно-модульного строительства БМУПН подразумевает:

– изготовление, полную сборку и комплектацию модулей на предприятии-изготовителе;

– контрольную сборку и соединение модулей в блоки или установку в целом на площадке предприятия-изготовителя;

– проведение заводских испытаний модулей; – транспортировку модулей на площадку строительства;

– размещение модулей строительных конструкций и их сборку в единую установку;

– шефмонтажные и пусконаладочные работы; – соединение с внешними коммуникациями и инженернымии сетями;

– пуск в эксплуатацию.

Блочно-модульная технологическая линия помимо основного технологического оборудования включает систему автоматизации с локальной системой управления, представленной блоком местной автоматики, и систему энергоснабжения – КТП с НКУ с модулем подпорной вентиляции. Реализация принципа блочно-модульных единиц позволяет выполнить поставку крупных компонентов объекта инфраструктуры в полном заводском исполнении.

Масштабируемость и унификация модульных решений

Гибкость блочных решений обеспечивается принципом масштабируемости – возможностью увеличивать мощность объекта путем установки дополнительных технологических модулей либо демонтировать невостребованные блоки с дальнейшим их перемещением на новый объект. Для реализации данного принципа принята открытая компоновка расположения модулей в блочно-модульной единице. Блоки и модули размещаются по обе стороны от центральной эстакады коммуникаций, при этом они должны быть унифицированными.

В качестве площадного объекта для унификации была определена установка подготовки нефти (УПН), которая включает полный набор технологического оборудования. Унификация решений выполнена в несколько этапов.

– линейка базовых производительностей УПН в капитальном исполнении 0,5, 1 и 1,5 млн т/год с учетом перспективных проектов по освоению месторождений ПАО «Газпром нефть» и возможностью увеличения мощности объекта за счет масштабируемости на 50 %;

– производительность мобильного комплекса до 0,5млнт/год;

• газовые факторы для модульных установок – 300, 400 и 800 м3/т, для мобильных – до 800, 800–1200, 1200–2000м3/т;

• температура нагрева для легкой нефти – 45 °С; для средней – 55 °С; для тяжелой – 70–80 °С;

• минерализация –35, до 100, более 100 г/л. С учетом указанного разработаны типовые технологические схемы для трех типов нефтей: легкой (плотность до 850 кг/м3), средней (850–890 кг/м3), тяжелой (более890кг/м3). На основе унифицированных решений сформированы типовые проектные решения и типовая конструкторская документация на блоки и модули, включающая разделы по технологии, автоматизации, энергоснабжению и типовые опросные листы.

Мобильность

Принцип мобильности в блочно-модульных единицах капитального исполнения реализован в виде ограничения – в качестве массогабаритного ориентира взят автомобильный транспортный габарит. Для мобильных установок приняты следующие основные решения.

• Мобильный комплекс используется как временный объект с возможностью быстрого монтажа/демонтажа и передислокации на другие объекты автомобильным (в том числе по промысловым автодорогам) и железнодорожным транспортом.

• Технологическое оборудование совместно с обвязкой размещается в одном блоке в виде стандартных транспортных контейнеров полной заводской готовности.

• Предусматривается возможность модернизации установки для работы в широком диапазоне физико-химических свойств продукции и при их изменении в процессе эксплуатации.

• Обеспечиваются минимальные требования к подготовке площадки, монтаж комплекса выполняется на основании из дорожных плит.

• Для подключения технологических блоков к наружным трубопроводам применяются фланцевые соединения. Для компенсации перемещений блоков предусмотрено подключение блоков к трубопроводам через гибкие соединения.

• Предусматриваются автономное энергообеспечение комплекса, распределенная структура сбора и обработки информации, открытая архитектура информационного взаимодействия.

Трансформация бизнес-процессов

Принципы и подходы, описанные выше, не дают эффекта без кардинальной трансформации бизнес-процессов компании.

Трансформация подходов к разработке месторождений. Ранняя нефть. Месторождения, характеризующиеся отсутствуем инфраструктуры, существенной удаленностью, требуют больших капитальных вложений в полноценное обустройство участка опытно-промышленных работ (ОПР). Для нефтяной компании это рисковые затраты, оправданность которых зависит от успешности подтверждения запасов нефти. Изменение подходов к обустройству участков ОПР с применением мобильных модульных решений позволяет:

– получить положительный или минимизировать отрицательный денежный поток – монетизация продукции скважин, включающая подготовку, транспортировку и реализацию;

– снизить рисковый капитал – возможность передислокации объектов обустройства на другие участки в случае неподтверждения геологических прогнозов;

– масштабировать решения при подтверждении геологических предпосылок.

Трансформация подходов к проектированию. Унификация блочно-модульных решений и типовая документация (типовые проектные решения, опросные листы, конструкторская документация) позволяют сократить сроки проектирования и поставки блочно-модульных единиц на площадку за счет следующих мероприятий.

1. Классическая схема проектирования площадных объектов включает разработку основных технологических решений (ОТР), проектной (ПД) и рабочей (РД) документации. На этапе разработки ОТР формируются и согласовываются с заказчиком основные решения по объекту – принципиальная схема подготовки нефти, перечень основного оборудования. Применение типовой проектной документации уже на данном этапе позволяет получить решения стадии ПД – технологические решения, чертежи размещения оборудования и сооружений, архитектурные решения и другие, набор опросных листов, необходимых для начала закупочных процедур по технологической линии. Часть результатов этапа ПД переходят на этап ОТР.

2. Наличие типовой конструкторской документации и решения, полученные на этапе разработки ОТР, позволяют выполнить ранний запуск закупочных процедур блочно-модульных единиц и параллельно выполнять этапы ПД и РД.

Для трансформации данных процессов в компании по результатам апробации пилотного проекта планируется скорректировать регламентную документацию на процессы проектирования и разработать шаблоны технических заданий на закупку блочно-модульных единиц.

Трансформация закупочных и контрактных процедур. При раннем запуске процесса изготовления оборудования с этапа разработки ОТР, а также при раннем выходе на месторождение в условиях недостаточности геологической информации существуют риски корректировки проектных решений в ходе реализации контракта по изготовлению блочно-модульных единиц. В таких условиях стандартные методы выполнения контракта неэффективны, поскольку не позволяют гибко и быстро реагировать на изменения. В связи с этим возникают риски срыва сроков поставки, поскольку требуется повторная инициация закупочных процедур суточненным объемом поставки.

В условиях высокой неопределенности и изменчивости технического решения наиболее подходящей является схема контрактования по принципу OpenBook. Преимущество данного инструмента заключается в возможности вхождения поставщика в обязательства до утверждения рабочей документации, изменения стоимости контракта в ходе его реализации. Условиями договора поставки по принципу OpenBook устанавливаются сметное ценообразование, условия контроля затрат со стороны заказчика, возможность иусловия изменения стоимости контракта.

Трансформация процессов изготовления блочно-модульных единиц и строительства. Блочная поставка максимальной заводской готовности предусматривает контрольную сборку блоков на площадке завода-изготовителя с проведением заводских испытаний. Это позволяет минимизировать число дефектов, выявленных на площадке строительства.

При строительстве любого объекта существуют риски срыва сроков вследствие значительных объемов работ на площадке и риски отклонения от проектных решений. Вусловиях автономии и труднодоступности месторождений эти риски становятся трудноуправляемыми. Применение модульных технологий направлено на снижение объема СМР на площадке и рисков, связанных с качеством выполнения работ.

В совокупности трансформация процессов позволит сократить сроки реализации проектов оценочно на 1 год (сроки СМР на 30 %); снизить стоимость СМР на 6 % за счет уменьшения объемов монтажа металлоконструкций, сетей, выполнения пусконаладочных работ; повысить качество поставляемого оборудования. Только совокупная реализация приведенных выше принципов обеспечит запуск проектов в короткие сроки; оптимизирует капитальные вложения и минимизирует рисковый капитал при высокой геологической неопределенности; обеспечит добычу ранней нефти; повысит NPV нерентабельных проектов. На рис. 2 приведены текущая схема проектирования и строительства УПН и схема с применением БМУПН.

Рис. 2. Схемы проектирования и строительства УПН (ИИ – инженерные изыскания; ОЛ – опросные листы; ИП – инженерная подготовка территории строительства; ПНР – пусконаладочные работы; МТО – материально-техническое обеспечение; ГГЭ – Главгосэкспертиза)

Внедрение модульных технологий в ПАО «Газпром нефть»

В ПАО «Газпром нефть» модульные технологии применяются с 2014 г. На первом этапе мобильные установки получили распространение на перспективных проектах п-ова Ямал и Восточной Сибири с целью получения геологической информации и добычи ранней нефти. Также технологии позволили параллельно вести проектирование объектов капитального строительства и обеспечить добычу нефти до ввода основных технологических площадных объектов. Данный подход к изучению и освоению месторождений принят в компании в качестве стандарта для опытнопромышленной эксплуатации новых месторождений.

На первом этапе каждый проектный офис индивидуально подходил к принятию решений о применении мобильных установок (либо по контракту покупки оборудования, либо по контракту услуг) в зависимости от требуемого периода эксплуатации и комплектации установки. Отсутствовали единые технические требования к комплектации установок и качеству поставляемых услуг. Первые мобильные установки, использовавшиеся на ряде месторождений, не отвечали принципам блочной поставки и мобильности, приведенным выше. Не вся поставка оборудования была в блочном исполнении, что накладывало определенные ограничения на быстрый монтаж-демонтаж оборудования и мобильность. На ряд месторождений оборудование поставлялось в блочном исполнении, при этом размещение модулей осуществлялось на автомобильном шасси. Данное решение оказалось неэффективным, поскольку установки применялись на месторождениях с неразвитой инфраструктурой (отсутствие круглогодичных дорог), что приводило к быстрому выходу шасси из строя. Поставки на все месторождения осуществлялись различными заводами-изготовителями. Установки изготавливались индивидуально под каждый проект, что обусловило невозможность совмещения их между собой.

Вторым этапом развития модульной стратегии стало принятие решения о распространении модульных принципов на объекты капитального строительства – блочно-модульные объекты подготовки. Первый опыт был получен в ООО «Газпромнефть-Оренбург» при поставке оборудования УПН для технологической линии №4 УПНГ Восточного участка Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения в модульном исполнении. При реализации контракта были выявлены следующие проблемы и пути их решения.

• Часть рабочей конструкторской документации (РКД) выполняли субподрядные организации, что привело к затягиванию сроков согласования. Для решения проблемы согласно принципу унификации с учетом полученного опыта в компании внедряются типовые конструктивные требования к исполнению модулей. На первом этапе реализации контракта поставки оборудования исполнитель выполняет анализ типовых решений применительно к условиям контракта и согласовывает с заказчиком внесение изменений в РКД. Также для обеспечения преемственности решений заказчик передает исполнителю 3D модель модулей, на основе которой вносятся изменения в конструкцию.

• Изменение схемы опорных поверхностей под технологические трубопроводы, площадки обслуживания и запорно-регулирующей арматуры после передачи ее в производство работ. В соответствии с принципом блочной поставки оборудование и элементы обвязки размещаются на несущей раме модуля, что позволяет исключить данную проблему.

• Часть оборудования поставляется «россыпью», что требует дальнейших монтажных работ на площадке. Принцип блочной поставки в совокупности с заводскими испытаниями позволяет устранить подобную проблему.

С 2017 г. в ПАО «Газпром нефть» реализуется технологический проект разработки типовых блочно-модульных решений по модульным УПН производительностью 0,5, 1 и 1,5 млн т/год и мобильной установки для этапа ОПР, включающей типовые проектные решения и типовую конструкторскую документацию. Для реализации проекта собрана мультидисциплинарная команда: расширенная рабочая группа заказчика, проектный институт «Гипровостокнефть» для разработки проектных решений по блочно-модульным объектам капитального исполнения, инжиниринговые компании «ОЗНА-Инжиниринг», «ОЙЛТИМ-Инжиниринг» для разработки типовых конструктивных решений. Апробация конструктивных решений по мобильной установке выполняется в рамках проекта «Ямбург». В настоящее время одновременно визготовлении находятся две установки у разных заводовизготовителей. Также в рамках данных контрактов Блоком Закупок компании отрабатываются механизмы выполнения контракта по принципу OpenBook, что позволит определить преимущества и недостатки данного инструмента. Апробация принципов проектирования, изготовления и строительства блочно-модульного УПН капитального исполнения осуществляется в рамках проекта «Тазовский» с его реализацией в 2019–2020 гг.

В компании также имеется опыт применения суперблока– морского терминала по отгрузке нефти «Ворота Арктики», введенного в эксплуатацию в 2016 г. Терминал является полностью законченной установкой со всем технологическим оборудованием и системой автоматизации, собранной на заводе-изготовителе и доставленной морским транспортом до места применения. Данный проект является уникальным и больше исключением, чем правилом, применительно кблочным технологиям.

Основой модульной стратегии компании является применение модулей в транспортном габарите свозможностью доставки всеми видами транспорта до места строительства и сборки на площадке.

Источник

Блочно-модульный метод строительства нефтегазовых объектов

Возрастающие темпы освоения капитальных вложений требуют обобщения накопленного опыта, исследований и совершенствования методов строительства объектов с учетом специфических особенностей районов обустройства. Объем работ на строительной площадке при сооружении нефтепромыслового объекта остается весьма значительным. Эти объекты характеризуются многочисленными функциональными связями, сложностью технологического и энергосилового оборудования, большим количеством средств автоматики. Сооружение объектов в полевых условиях требует высокой квалификации специалистов, качественного исполнения работ по сооружению и подготовке объекта к сдаче в эксплуатацию. При этом расходуются крупные капитальные вложения и используются значительные трудовые ресурсы. С выходом в северные районы строительство объектов еще более осложнится, в связи с чем все большее значение приобретают мероприятия по уменьшению объемов строительномонтажных работ (СМР) и ускорению сроков ввода объектов в эксплуатацию. Учет этих особенностей вызывает необходимость поиска новых технических, экономически эффективных решений по строительству объектов нефтегазовой отрасли [1].
В зарубежной практике при освоении нефтяных и газовых месторождений Севера Канады, Аляски и морского шельфа достижение высоких темпов строительства объектов обеспечивается применением блочно-модульного оборудования и крупноблочных устройств, называемых модулями [1]. Высокая производительность, экономия времени и трудовых ресурсов, качество возводимых объектов – это малая часть преимуществ комплектно-блочного метода организации строительства [2]. В настоящее время данный метод достаточно распространен, а производители блочно-комплектных устройств (БКУ) осваивают востребованную продукцию и выдвигают ее на рынок.
Суть метода заключается в изготовлении в заводских условиях БКУ, укрупненных монтажных узлов и заготовок инженерных коммуникаций (В.А. Титов, 1979 г.). Оборудование поставляется на строительные площадки как законченная единица или практически готовые установки либо их части – модули СКИД.

Проверка блочно-модульного оборудования осуществляется на предприятиях.
В настоящее время в компании «Газпром нефть» используется следующая терминология блочно-модульного оборудования.
Блок – конструктивно самостоятельная функциональная установка, включающая необходимое оборудование, приборы, сети и конструкции, состоящая из одного и более модулей, обеспечивающая отдельную стадию технологического процесса или другой функциональный цикл.
Модуль – конструктивно законченная функциональная составная часть блока с унифицированными конструкциями и интерфейсами подключения, размещенная на едином самонесущем основании в транспортных и погрузочных габаритах.
Суперблок – транспортабельное устройство (сооружение) или установка с законченным технологическим циклом полной заводской готовности, его размеры значительно больше габаритов погрузки традиционными видами транспорта. Масса суперблока составляет 200–1000 т.
В табл. 1 представлены преимущества и недостатки применения блочно-модульного оборудования.
В настоящее время на российском рынке имеется оборудование в блочно-комплектом (блочно-модульном) исполнении всех типов: насосные станции; установки пожаротушения; канализационные насосные станции; объекты теплоснабжения; объекты электроснабжения; установки редуцирования и подготовки газа; узлы учета нефти и газа; УПН, ДНС, установки предварительного сброса воды (УПСВ), КНС, газотурбинные электростанции; служебно-эксплуатационные ремонтные и складские блоки; операторные; блоки водоподготовки газа; сепарационное оборудование в модуле СКИД и др.
Развитость рынка и большое число поставщиков блочно-модульного оборудования позволяют исключить решение уже рассмотренных проблем, связанных с проектированием объектов обустройства, выбором и размещением технологического и другого оборудования. Проекты сводятся к оптимальной трубопроводной обвязке на территории строительной площадки, подключению трубопроводов и электросети к блочно-модульной установке. Для монтажа предельно компактного и мобильного блока-модуля не требуется капитального строительства. Необходима лишь подготовка фундамента, способного выдерживать статические нагрузки от конструкции. В результате значительно экономятся время, ресурсы и бюджет, качество и надежность проектных решений возрастают. Для компании «Газпром нефть» преимущество использования технологического оборудования в блочно-модульном исполнении проявляется прежде всего при строительстве новых кустовых площадок, УПН, ДНС, дожимной компрессорной станции (ДКС) УКПГ и др. В этом случае все функции, связанные с безопасностью и качеством продукции, берет на себя поставщик блочно-модульного оборудования. Здесь процесс изготовления и цеховых испытаний этого оборудования полностью оптимизирован и наиболее эффективен по затратам времени, качеству, специализации и квалификации инженерного персонала. Специалисты компании в свою очередь устанавливают правило контрольной сборки оборудования на площадке завода-изготовителя. Отгрузка оборудования осуществляется в присутствии аудиторов компании. Данные решения позволяют исключать проблемы, связанные с некомплектностью оборудования и его работоспособностью. Применение блочно-модульного метода строительства обеспечило успешное освоение Тюменского нефтегазодобывающего региона. Гипротюменнефтегаз одним из первых применил, а затем развил эффективные методы обустройства нефтяных месторождений с использованием блоков и блочного оборудования, документация на которые в основном была разработана специалистами института [2].
Внедрение блочно-модульного метода строительства на промыслах началось в 1967 г., уже тогда о его перспективности свидетельствовал тот факт, что, например, весь период от проектирования до ввода в эксплуатацию КНС составил всего 7 мес вместо предусмотренных СНиП 16 мес, отведенных только на строительство. Многолетняя практика подтвердила отмеченное. В 1971–1975 гг. тюменские нефтяники в Среднем Приобье с применением более 500 блокпонтонов, имеющих относительно небольшую массу (до 65 т), построили необходимое число мощных насосных станций и получили годовой экономический

эффект 564 тыс. руб. (1974 г.), в сжатые сроки создали систему поддержания пластового давления [3].
С 1978 г. блок-понтоны стали успешно использовать газовики, при этом увеличили их массу до 300 и даже до 450 т. Миннефтегазстрой, Мингазпром, Миннефтепром оперативно сначала создали временные предприятия по строительству блок-понтонов, затем построили крупную судоверфь с большим крытым эллингом в деревне Копытово под Тюменью [3]. С 1978 по 2008 г. ОАО «Сибкомплектмонтаж» совместно с ОАО «Гипротюменнефтегаз», Тюменским судостроительным заводом, НИПИКБС, СибНИПИгазстроем и другими организациями выполнил ряд разработок в области крупноблочного сооружения объектов обустройства газоконденсатных месторождений п-ова Ямал, в первую очередь Ямбургского нефтегазоконденсатного и Баваненковского газоконденсатного месторождений. Примером обустройства служит Ямбургское месторождение, на которое было доставлено 230 блок-понтонов средней массой 233 т, максимальной – 433 т. Из них были сооружены основные производственные объекты УКПГ. Блок-понтоны позволили доставить объекты на площадку строительства в 90–95%-ной готовности. УКПГ вводились за 7–9 мес при нормативных сроках СНиП 1.04.03-85 – 38 мес. На месторождении за 5 лет были созданы мощности по добыче 200 млрд м3 газа в год (рис. 1, 2).
Для реализации стратегии развития компании приоритетным является участие в проектах разработки в новых поисковых зонах на п-овах Ямал, Таймыр и в Восточной Сибири. Месторождения в данных регионах характеризуются отсутствием дорог, сложной логистической схемой, суровыми климатическими условиями. Необходима также частичная реконструкция действующих объектов вследствие износа оборудования, ухудшения свойств нефти. Применение классического подхода к обустройству и реконструкции месторождений с поставкой только части оборудования (около 30–40 %) в блочно-модульном исполнении требует значительных временных затрат на строительной площадке и в условиях автономии связано со значительными рисками срыва сроков ввода объектов в эксплуатацию.

С целью решения стоящих перед компанией «Газпром нефть» технологических задач был запущен технологический проект «Поиск и внедрение объектов и сооружений блочного строительства». Главной задачей технологического проекта является разработка интегрированной технологии проектирования, комплектации и доставки оборудования на строительную площадку. Такая технология повысит уровень модульности оборудования, снизит время на проведение СМР и пусконаладочных работ, а также повысит качество оборудования и безопасность.
В настоящее время разрабатываются внутренние нормативно-методические документы компании, определяющие порядок взаимодействия всех участников процесса с учетом этапов реализации проекта, его типа и логистических ограничений, а также вносятся изменения в существующие нормативно-методические документы компании, в частности, типовые технические требования на блочное оборудование. В планах проекта намечена разработка программного комплекса по подбору оптимального блочно-модульного оборудования и его компоновки на основе классификаторов оборудования. На практике осуществляется реализация проекта с применением крупноблочного изделия максимальной заводской готовности (модуль суперблока) [4]. Модуль газоперекачивающего агрегата (ГПА) для ДКС будет представлять собой крупноблочное изделие на общей основе (раме) полной заводской готовности, состоящее из газоперекачивающего агрегата, аппарата воздушного охлаждения газа, сепараторов, системы автоматического управления ГПА. При этом будут учтены ограничения массогабаритных характеристик модуля по длине (25 м), ширине (18 м), высоте (18 м) и массе (450 т). По результатам оценки потенциальной возможности и граничных условий применения данного модуля в рамках реализации крупного проекта компании «Газпром нефть», а также ожидаемого экономического эффекта будет рассмотрен вопрос о дальнейшем тиражировании данного метода строительства на все крупные проекты компании.
В процессе изучения блочно-модульного метода строительства в 2015–2017 гг. был проведен анализ применения блочно-модульного оборудования при обустройстве месторождений в компании, который выявил следующие основные проблемные вопросы:
– изготовление оборудования в различном исполнении;
– поставка оборудования различной заводской готовности;
– изготовление несущих металлоконструкций на строительной площадке;
– недостаточная проработка договора поставки;
Тем не менее по результатам анализа было установлено, что на всех крупных стройках компании доля использования блочно-модульного оборудования составляет около 60 % относительно всего оборудования, которое можно поставлять в блочно-модульном исполнении. Более детальное изучение проблемных вопросов позволило сформулировать и подготовить пути решения для максимального использования блочно-модульного строительства.
В рамках технологического проекта было предложено сосредоточить внимание на более тщательном формировании задания на проектирование с использованием утвержденной терминологии, экспертизе проектных решений, разработке базы типовых технических требований на блочно-модульное оборудование, предложения по раннему отбору изготовителей оборудования, корректном формировании договора поставки оборудования и обеспечения контроля его изготовления и приемки.
Исследования результатов применения блочно-модульного оборудования за 2017–2019 гг. показали положительную динамику. В настоящее время доля использования такого оборудования составляет более 76 % всего оборудования, которое можно поставлять в блочно-модульном исполнении (табл. 2). Пример строительства объекта месторождения способом максимальной модульности и блочности, компактности с экономической эффективностью приведен на рис. 3.
Учитывая необходимость реализовывать сложнейшие проекты в минимальные сроки, проектные офисы компании применяют технологии с использованием модульных блоков полной заводской готовности, успешно решающие подобные проблемы. Обобщая имеющийся российский и зарубежный опыт блочно-модульного строительства, можно выделить преимущества и недостатки данной технологии. К преимуществам относятся:
– высококачественное производство в оптимальных заводских условиях, минимизация неблагоприятных воздействий стройплощадки;
– рациональное объединение всех видов работ, организованные команды специалистов на производстве и стандартизированные рабочие процессы;
– сокращение трудоемкости работ на строительной площадке за счет максимальной механизации всех работ в заводских условиях (на заводские условия приходится до 90 % трудозатрат на создание оборудования);
– снижение общей трудоемкости и себестоимости работ;
– сокращение продолжительности возведения зданий, следовательно, более быстрые сроки окупаемости проекта;

– возможность разделения строительства здания и отдельных видов работ по независимым эксплуатационным блокам;
– снижение загрязнения окружающей среды в районе строительства [5].
Среди недостатков можно выделить следующие:
– значительное увеличение грузоподъемности используемых механизмов и транспорта;
– основные вложения необходимы задолго до начала проведения строительных работ на площадке, особенно при закупке импортных модулей;
– отсутствие необходимого оборудования, обученного персонала, специального программного обеспечения для производства модулей с точным соблюдением проектных решений и высокого качества, что приводит к значительным дополнительным объемам работ на строительной площадке и, следовательно, к увеличению продолжительности строительства;
– пробелы в техническом нормировании как по производству модульных блоков в заводских условиях, так и по возведению модульных зданий в целом (В.А. Титов, 1979 г.);
– сложность транспортировки модульных блоков, особенно крупнообъемных (суперблоков).
– повышенные требования к подъездным путям на строительную площадку, так как масса одного модульного блока может достигать 450 т.
Перечисленные факторы могут повысить стоимость строительства методом объемных элементов по сравнению с другими технологиями. Однако с учетом того, что модули транспортируются с завода полностью оснащенными всем оборудованием, включая инженерные коммуникации, насосное и сепарационное оборудование, внутреннюю отделку, освещение, транспортировка модулей даже в самые отдаленные регионы является экономически выгодной [4].

Выводы

1. Блочно-модульное строительство может применяться при сооружении нефтегазопромысловых объектов, зданий общественного назначения независимо от исходных параметров и заданных технических условий.
2. Требуется совершенствование нормативно-технической базы по проектированию и производству СМР блочно-модульного строительства, изготовлению и контролю качества модульных блоков на заводах-изготовителях.
3. С целью оптимизации и минимизации необходимых ресурсов, соблюдения установленных сроков строительства (в том числе и производства модулей) и, как следствие, сроков окупаемости строительного проекта в целом необходима разработка методов поэтапного планирования строительного цикла возведения модульных зданий.
4. В сложившейся ситуации в нефтегазовой отрасли, когда традиционные запасы уже выработаны, появляется необходимость реализовывать сложнейшие проекты в минимальные сроки. Уже сейчас имеется отработанный инструмент инфраструктуризации месторождений – технология комплектно-блочного строительства с применением модульных блоков полной заводской готовности, включая суперблоки [6].

Список литературы

1. Бячков А.И. Разработка конструктивно-технических решений объектов в суперблоках для нефтепромыслового и магистрального трубопроводного транспорта в Западной Сибири: дис. … на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. – Гипротюменнефтегаз, 1984. – 221 с.
2. Огудов А.Г., Андрианова Л.И., Пнёва А.П. Внедрение индустриального метода строительства с использованием узлов максимальной заводской готовности // Нефть и газ Западной Сибири. – 2013. – Ч. 1. – С. 121–123.
3. Соколов С.М., Стрекопытов С.К., Тукаев Ш.Г. Проблемы строительства нефтегазовых объектов крупными блоками // Нефтяное хозяйство. – 2008. – № 3. – С. 94–95.
4. Кожушков И.П., Смирнов А.П., Колонских К.В. Перспективные методы блочно-модульного строительства нефтегазовых объектов с применением суперблоков // PROНефть. – 2019. – № 2. – С. 71–75.
5. Захарова М.В., Пономарев А.Б. Опыт строительства зданий и сооружений по модульной технологии // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2017. –Т. 8. – № 1. – С. 148–155.

Источник