ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБУСТРОЙСТВА МЕСТОРОЖДЕНИЙ
658.516.622.276.8 © Коллектив авторов, 2015
Мониторинг качества проектных решений и оптимизации проектируемых сооружений объектов капитального строительства в нефтяной отрасли
Г.Г. Гилаев, д.т.н., О.В. Гладунов
(ОАО «Самаранефтегаз»), А.Ф. Исмагилов, к.э.н., А.В. Гришагин, А.Н. Гуров
(ООО «СамараНИПИнефть»)
Адрес для связи: GrishaginAV@samnipineft.ru
Ключевые слова: удельная металлоемкость, удельная энергоемкость, эталонные сооружения, стоимость объектов капитального строительства.
Monitoring the quality of design solutions and optimization of the designed structures of capital construction objects in the oil industry
G.G. Gilaev, O.V. Gladunov (Samaraneftegas JSC, RF, Samara), A.F. Ismagilov, A.V Grishagin, A.N.Gurov (SamaraNIPIneft LLC, RF, Samara)
E-mail: GrishaginAV@samnipineft.ru
Key words: specific metal intensity, specific energy intensity, reference structure, cost of capital construction objects.
The paper considers the statement of the problem of development of the tool for monitoring the quality of design solutions and optimization of the designed structures of objects of capital construction in the oil industry. The authors determined fundamental indicators for analysis of designed objects and checking of design solutions quality. There was suggested a method of step-by-step monitoring of the current design of oil field facilities and reference structures that have characteristic parameters tending to best industry specific ratios (CAPEX, OPEX, metal intensity, energy intensity and others).
Для принятия обоснованных и верных решений в процессе обеспечения объектов наземного обустройства проектной продукцией накопленные данные и знания должны быть систематизированы, что дает возможность формирования процедуры анализа и мониторинга изменений при проверке на соответствие накопленным данным по установленным критериям. Реализация такой проверки как конечных, так и промежуточных результатов предопределяет разработку инструментов и алгоритмов для тех или иных областей деятельности. При этом актуальным для анализа и проверки результатов является выбор основополагающих показателей.
Показатели металлоемкости (ГОСТ 27782-88) и энергоэффективности (ГОСТ Р 54195-2010) дают возможность отслеживать их изменение применительно к конкретной установке или технологическому процессу для того, чтобы видеть влияние мероприятий и проектов по минимизации металла и повышению энергоэффективности на технологические, энергетические и стоимостные характеристики установки или процесса при прочих равных условиях.
Удельные показатели
В дополнение к указанным выше показателям могут быть рассмотрены удельные показатели, характеризующие не только технологичность объекта, удельные материалоемкость, металлоемкость, энергоемкость как отношение объема, массы, количества электроэнергии, расходуемой на объект, к производительности, но и его экономическую составляющую: удельная трудоемкость (затраты на строительство объекта, отнесенные к массе, объему,
протяженности или производительности объекта); удельные операционные затраты (расходы на эксплуатацию объекта, отнесенные к массе, объему, протяженности или производительности объекта) и др.
По данным показателям может быть выполнен сопоставительный анализ объектов из одного и того же класса или типа для определения степени преимущества того или иного типового или текущего проектного решения (рис. 1, 2).
В связи с этим актуальным становится разработка (или выбор) эталона для каждого типизируемого или конкретно проектируемого объекта для дальнейшего сравнения с ним типовых или текущих проектных решений в рамках одного класса объектов или сооружений.
Эталонные сооружения
На практике в основном определяются непосредственно физические параметры различных объектов и сравниваются между собой, в то время как иногда требуется сначала определить оптимальные значения параметров этих объектов и затем уже сравнивать с ними текущие показатели.
Эталоном единицы проектной продукции будем называть средство измерений (или комплекс средств измерений - инструмент, алгоритм), обеспечивающее воспроизведение и хранение единицы (проектной продукции) с целью передачи ее характеристик нижестоящим (по поверочной схеме) средствам измерений (алгоритмам), выполненное по особой спецификации и официально утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.
11
IIIIIIIII
ЗД+4Н ВД+2Н ЭД+ЗН 8Д+8Н 1ЗД+4Н 1ОД+10Н1ЗД+5Н1ЗД+12Н Типы скважин и их число
Щ Удельная металлоемкость, кг/(м3сут) | Удельная энергоемкость, кВтДмЧуг)
Рис. 1. Сопоставление удельных показателей для обустройства кустовых площадок скважин (Д, Н - скважина соответственно добывающая и нагнетательная)
Рис. 2. Сравнение при прочих равных условиях различных компоновок установок предварительного сброса воды пяти производителей по относительной эффективности, базирующейся на удельных показателях
Сравнительный анализ объекта может быть выполнен как по каждому из рассматриваемых показателей (факторов) отдельно, так и по комплексу факторов путем оптимизации, например, по сумме занимаемых мест при ранжировании показателей для сравниваемых объектов.
При разработке проектной документации, как типовой, так и текущей, используемой в качестве базы данных эталонных сооружений, необходимо ориентироваться на достижение лучших отраслевых удельных коэффициентов: капитальные вложения, операционные затраты, металлоемкость, энергоемкость. При этом показатели могут быть относительными (безразмерными), удельными и абсолютными, имеющими размерность.
Опытная база данных эталонных сооружений
За счет оптимизации обустройства одиночных скважин нефтепромысловых объектов Самарской области, проведенной ООО «СамараНИПИнефть» совместно с ОАО «Са-маранефтегаз», была составлена опытная база данных типовых, оптимизированных эталонных сооружений. В результате классификации вариантов обустройства и систематизации полученных данных определен ряд критических параметров, характеризующих обустройство приустьевой площадки скважины (см. таблицу), и ряда других основных сооружений.
Удельные показатели для этих сооружений рассчитываются по формуле
Р = Р ■ + К(Р - Р ■ ),
э min V тах min/'
где Рэ - эталонный удельный показатель; Pmin, Ртах - соответственно минимальный и максимальный показатель из выборки идентичных сооружений; К - степень допустимого отклонения, равенство коэффициента К, например, значению 0,1 означает, что при сравнении проектируемых сооружений допускается отклонение лишь на 10 % относительно эталонного (отклонение более чем на 10 % требует детального анализа и проверки ситуации).
В отличие от эталонов физических величин эталоны проектных сооружений скорее всего будут постоянно изменяться, что зависит от развития науки, техники, технологии и приборостроения.
В связи с этим необходимо предусмотреть правила актуализации базы проектных эталонов. Для актуализации и пополнения базы, кроме ее обязательной структуризации, требуется обеспечить сбор необходимых параметров, характеризующих составляющие удельных показателей с разбивкой по маркам рабочей документации.
Рассмотренные в статье удельные показатели базируются на следующих характеристиках:
- металлоемкость, кг, т: марки технологического производства (ТХ), наружное водоснабжение и канализация (НВК);
- протяженность кабельной продукции, м, км, энергоемкость, кВт: силовое электрооборудование (ЭО), автоматизация комплексная (АК);
- металлоемкость, кг, т, материалоемкость, кг, т, м3, шт: архитектура, строительство (АС);
- стоимость, руб., а также перечисленные выше показатели: сметная документация (СМ).
Кроме того, могут быть задействованы параметры, характеризующие площадь обустройства, или показатели единичной стоимости, используемые в объектных сметах с указанием измерителя единичной стоимости.
Технологические характеристики варианта Характеристики выкидного трубопровода Характеристические параметры относительно максимального значения
Ввод реагента Подогрев Диаметр, мм Толщина стенки, мм Материал исполнения Стоимость Металлоемкость
1 Нет 80 5 13ХФА « 0,568 « 0,882
1,3 Нет 80 6 13ХФА 0,568-0,606 0,776-0,895
1,4 Нет 80 7 13ХФА 0,606-0,660 0,803-0,908
3 Нет 100 6 13ХФА « 0,744 « 0,947
1,3 Нет 100 7 13ХФА 0,744-0,815 0,947-0,973
4 Нет 100 7 13ХФА 0,815-1,000 0,973-1,000
Варианты: 1 - без ввода; 3 - с вводом в трубопровод; 4 - с вводом в трубопровод и затрубное пространство скважины (вариант 2 с вводом только в затрубное пространство не рассматривается).
Нет
Рассматриваемое сооружение унифицировано, типизировано, оптимально
Рис. 3. Блок-схема процесса мониторинга и оптимизации характеристических параметров проектируемых сооружений
Сложность заключается в том, что выбор и агрегация информации по данным характеристикам могут быть проведены только при специальной разработке принципов идентификации и группировки нужных таксонов, а возможно, только при разработке дополнительных принципов маркировки анализируемой продукции и материалов.
Введение понятия и использование эталонных сооружений подразумевают проведение сравнения параметров объекта текущего проектирования с критическими эталонными параметрами (рис. 3). За счет разработки эталонов (критериев) для каждого типизируемого или конкретного проектируемого объекта в дальнейшем обеспечивается сравнение с ними типовых или текущих проектных решений в рамках одного класса объектов или сооружений, что позволит определить степень оптимальности предлагаемых решений в части металлоемкости, энергоемкости, стоимости.
Одновременно с этим решаются вопросы устранения возможных ошибок, приводящих к неоптимальным решениям, либо раскрываются объективные причины отклонения, обусловленного индивидуальными особенностями рассматриваемого объекта и окружающей его инфраструктуры.
При выходе значений указанных показателей текущего проекта за верхнюю границу эталонного диапазона следует выявить причины несоответствий (ошибка производственных отделов, нерациональность или, наоборот, уникальность технических и проектны
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.