油气田地面工程建设冬季施工管理措施

王力达

大庆油田有限责任公司工程项目管理有限公司

冬季寒风凛冽的天气条件对油气田地面工程建设造成极大困扰，不仅延缓施工进度、降低施工效率，还会影响到施工质量和安全。

东北地区有着相对较长的冬季，一般从每年的11月到第二年的4月，冬季施工周期非常长，因此在东北地区的油气田地面工程建设中，一定要格外关注冬季施工管理问题[1]。在东北地区油气田地面工程建设项目的工作经验的基础上，通过对地面工程建设中的冬季施工管理措施展开分析，为今后提高油气田地面工程建设冬季施工水平打下基础。

1 冬季施工现状

1.1 施工周期长

我国北方地区的冬季持续时间比南方更长，并且进入冬季时间更早，以大庆油田为例，每年11月份左右进入冬季，第二年4月才结束，冬季持续时间有5个月之久，冬季平均温度基本≤5 ℃，夜间最低温度甚至会达到-30 ℃。在这种低温环境下，开展油气田的地面工程建设工作有诸多困难，严重影响施工进度及施工质量。

1.2 施工环境差

冬季低温寒冷，时常出现暴风雪、霜冻、冻雨等恶劣天气，严重影响正常施工，还有可能对机械、已建工程造成破坏，影响人身安全。比如，出现暴雪天气时，车辆、机械、人员的正常活动受阻，如果施工现场出现冰冻，则需花费大量人力、物力进行除冰，增加安全风险等级。

1.3 施工效率低

冬季的白昼时间要比其他季节更短，而且施工准备时间更长，加之施工人员穿戴厚重的防寒保暖衣物与劳动防护用品，会影响操作人员的肢体灵活性，导致部分工序施工时间增加。

1.4 施工风险多

北方地区的冬季气温非常低，施工现场地面容易结冰，稍有不慎，便会出现施工人员滑倒的情况，加之施工人员冬季穿戴衣物比较厚，行动不太方便，在高空作业时容易发生坠落、摔伤等事故，车辆在结冰路面行驶也容易因为制动性差而出现事故。冬季施工时还会用电器取暖抵御严寒，存在火灾风险，比如用大功率电器、材料管理疏忽等，都可能导致火灾的发生[2]。风雪、大雾等天气环境中，车辆驾驶视线较差，可能导致交通事故、车辆伤害等事故发生。此外，低温环境下还会导致机械设备、车辆等发生故障，如机械设备、车辆无法启动等。

2 冬季施工管理措施

2.1 施工质量管理

2.1.1 混凝土施工质量管理

冬季低温环境会导致水泥水化反应迟缓，影响混凝土施工效果，如果不做好施工质量管理，会造成混凝土强度不达标[3]。具体来讲，要从如下两方面做起：①合理确定并优化配比：结合地面工程所处环境的现实情况，依据相关建筑标准和设计图纸方案，明确混凝土的强度要求，并适当增加抗冻剂、早强剂等，将原材送往检测中心进行检验，得出最佳配比，交给施工人员进行适配，检验合格之后再大范围使用；②提高混凝土搅拌环境温度：搭设暖棚，暖棚骨架均采用焊接钢管搭设，外围采用双排柱，控制好纵向（横向）间距及水平杆双向间距，暖棚顶部采用坡屋面，屋面顶部覆毛毡，钢架均采用焊接钢管，主横杆间距及次杆（檩条）间距适当，暖棚四周也采用毛毡覆盖，为防止毛毡下坠，毛毡外用采用铁丝捆绑。每个暖棚内配备一定数量的温控电加热器并设置配电箱，暖棚内温度控制在5 ℃～10 ℃之间。为保证安全，暖棚内配备灭火器，暖棚设置专人监护，每隔一小时定期监测温度，检查临时用电安全，发现安全隐患立即整改处理[4]。设专人详细记录施工日志，内容包含当天施工范围、施工人员、材料消耗量、设备运行等信息。针对低温下进行混凝土浇筑的情况，要先开展承压检测，如果发现安全隐患，要及时补救。在混凝土浇筑过程中，应当提前预热原材料，入模前进行测温，保证温度＞5 ℃[5]。此外，后期养护要格外关注，对浇筑成品进行保温，关注温度变化，避免由于混凝土受冻而影响质量[6]。

2.1.2 管线施工质量管理

（1）管线焊接管理。为保证冬季施工焊接质量，室外管道焊接需设置防风雪保温棚。冬季施工焊接前，必须先对参加冬季施工的电焊工进行冬季焊接技术培训，并经低温焊接考试合格后，才能持操作合格证上岗，且应坚持五不焊制度，即：①防风雪保温棚没搭、没有保温措施不焊；②焊条未烘干、没有焊条保温筒不焊；③焊条性能不清、焊件与焊条材质不符不焊；④焊件组装后，自检不合格不焊；⑤焊口的对接处有油污、冰雪、潮湿不焊。管道焊接前必须检查焊件的坡口、间隙、钝边、错口等，如果超标准应处理合格后方可施焊。冬季施工管道焊接时，应堵严管端，防止穿管风通过。焊道成型后，不能立即清渣，待冷却后方可清渣检查，焊口焊完后，不得用大锤敲击矫正管道，并应及时清除飞溅药皮和进行质量自检。冬季施工管道时，主要依据GB 50236—2011《现场设备，工业管道焊接工程施工规范》，“当焊件温度≤0 ℃时，所有钢材的焊缝应在施焊处100 mm范围内预热至≥15 ℃。”焊前预热温度及焊后处理要求应按照焊接工艺评定执行[7]。

（2）管线安装。当管道采用连续下沟时，吊管所产生的应力≤管材的屈服强度，为防止管道变形。吊装防腐保温管道必须采用吊带吊装。严禁在雪、雾、大风、气温＜-15 ℃及相对湿度＞85%时，在露天进行管道补口、补伤作业。

（3）室内防腐保温。防腐保温材料存放在环境温度为10 ℃左右的室内库房；由于室内有采暖系统，温度较高，可正常施工。在室内进行管道涂漆施工中，由于室内密闭，所以要适当开窗进行通风，以减少漆料对人体伤害，但定时检查室内温度保持在≥10 ℃为宜。

（4）室外防腐保温。严禁在雾、大风、气温＜-15 ℃及相对湿度＞85%时在露天进行防腐、补口、补伤作业。室外管道补口补伤时，先在室内预制好补口材料，然后在帆布钢筋制作的防风雪保温棚内，用酒精喷灯先将管口预热，再刷底漆，缠沥青胶带或热收缩带，最后用喷灯均匀加热胶带，使胶带缠绕紧密，粘贴牢固[8]。

2.1.3 钢结构焊接施工质量管理

为了保证地面工程建设冬季施工中钢结构的焊接施工质量，需要按照科学工序进行施工。首先，提前设置预制车间，配备供暖设施，在车间中搭建预制平台，对所有需用到的原材料进行检验，确定合格再放样和进行下料处理，做好构件的预制工作；然后，开展组装焊接和除锈工作，底漆涂刷完毕且干透后，再转移至施工现场进行焊接安装。在开展钢结构焊接施工之前，要对所有原材料的出厂合格证明、质量检验文件等进行检查，还要开展材料性能试验，保证施工所用材料有着良好性能。

钢结构制作和安装严格依据有关钢结构冬季施工规定执行。钢构件正温制作、负温安装时，应根据环境温度的差异考虑构件收缩量，并在施工中采取调整偏差的技术措施；参加负温钢结构施工的电焊工应经过负温度焊接工艺培训，考试合格并取得相应的合格证；负温下使用的钢材及有关连接材料须附有质量证明书，且性能符合设计和产品标准的要求；负温下使用的焊条外露不得超过2 h，超过2 h重新烘焙，焊条烘焙次数应＜3次；焊剂在使用前按规定进行烘烤，使其含水量≤0.1%；负温下使用的高强螺栓须有产品合格证，并在负温下进行扭矩系数、轴力的复验工作；负温下钢结构所用的涂料不得使用水基涂料；构件下料时，应预留收缩余量；焊接收缩量和压缩变形量应与钢材在负温度下产生的收缩变形量相协调；构件组装时，按工艺规定的顺序由里往外扩展组拼，在负温组拼时，做试验确定需要预留的焊缝收缩值；构件组装时，清除接缝50 mm内存留的铁锈、毛刺、泥土、油污、冰雪等杂物，保持接缝干燥、无残留水分；负温下对9 mm 以上钢板焊接时，应采用多层焊接，焊缝由下向上逐层堆焊，每条焊缝一次焊完，如焊接中断，在再次施焊之前，先清除焊接缺陷。

2.2 施工机械管理

油气田开发中需要用到大量机械设备，为了保证后续油气田开采工作的顺利进行，在冬季地面工程建设施工中，还要做好对抽油机械设备的管理工作，确保机械设备工作效率能最大程度提高。

2.2.1 抽油机井管理

对抽油机井的管理需要关注地面设备、井下设备和井下设施等多部分的管控工作，还要对抽油机井口的配电箱、管线等进行全面检查，保证相关设备能够稳定运行，确保后续原油输出工序不会影响整体作业进度，才能提高抽油机井的工作效率。首先明确抽油机井的管理内容。合理管控生产压差、保证泵径、冲程等参数能协调配合，提升抽油泵工作效率；对抽油泵设备进行定期维护保养，结合现场施工生产的周期和工作环境，对抽油设备进行加固、润滑、防腐等防御性保养，保证机械设备工作效率[9]。其次，对电路控制系统进行全面检查。作为保证抽油机井设备正常运转的基础，电路控制系统能够实现抽油设备的稳定供电和启动停机等操作，做好检查工作，保证电压稳定性。最后，依据相关要求对施工方案及动液面进行测试，得出精准可靠的测试结果。

2.2.2 潜油电泵井管理

作为保障井下多级离心泵稳定工作的关键机械，潜油电泵必须保证排量足够大，才能满足实际工作需求，提高油气田生产效率。所以，潜油电泵井需要采用相应的优化措施，同时要加强对其的管理工作。为了防止出现躺井事故，必须做好电缆保护工作，从根源上防止电能泄漏与损耗过大的现象。此外，还要采取防砂、防污垢、防腐蚀等技术手段，合理增加检查潜油电泵的检查周期[10]。同时，做好施工操作方面的管控，严格规范施工操作，加强对潜油电泵井的施工监督管理。

2.2.3 螺杆泵井管理

螺杆泵井功能主要表现在对黏度和浓度较高的石油进行有效输送，因此为了能充分发挥出螺杆泵井在油气田生产中的作用，在地面工程建设中要做好对螺杆泵井的施工管理，主要采取注入聚合物的手段提升石油黏度，进而提高螺杆泵井的开采效率。一方面，螺杆泵井有着能耗较低、成本投入少等优势，相较于其他油气开采机械来讲，能够节省大量资金支出和提高采油工作效率；在重点管理螺杆迸溅的过程中，需要对螺杆泵井的工作电压、电流、油压、套压、原油含水量等展开调研分析，同时结合螺杆扭矩，确定标准化生产参数。另一方面，严格检测螺杆泵井的扭矩、轴向力等参数，同时结合相关参数与其他泵井进行对比，以此判断螺杆泵井的采油工作状态，倘若察觉螺杆泵井发生故障，要提前进行整改[11]。

2.3 施工安全管理

2.3.1 做好施工前期准备

油气田地面工程建设的冬季施工计划一定要提前制定，考虑所有可能发生的风险及相应的预防措施，检查施工方案中各资源配置情况。在冬季施工前，需要组织相关人员对施工计划的制定予以协商，依据进度计划，材料部门需要在施工前安排需要用到的材料有序进场，比如保温设备、施工材料、配套机械等。针对高温、高压的相关设备，要提前展开安全检查工作，保证设备性能满足施工要求。此外，还要提前对施工现场展开全方位检查，检查临时设施、用电设备、取暖保暖设施等，还要对施工现场、员工生活区保暖措施进行检查，保证给排水通畅，拥有良好的保暖效果，为冬季施工做好准备[12]。施工材料进场之后，要分门别类进行摆放，便于后续施工，提前规划出垃圾运送路线，路线通道不得随意堆放材料和垃圾。施工材料堆放区域要设置材料堆放雨棚，主要用来堆放水泥、砂石等材料。在雨雪天气来临前，还要用塑料膜等物品盖住施工材料，防止材料损坏[13]。

2.3.2 配备专职冬施安管人员

进入现场前安全管理人员应对全体作业人员进行安全培训并考核，考核合格的作业人员方可进入施工现场，施工前由技术人员及安管人员对各专业作业人员进行施工及安全技术交底，并在交底上签字。施工过程中安管人员应做到如下几点：第一，对施工现场开展每周一次的安全检查，在检查中关注重点环节是否存在安全隐患，一旦查出安全问题则要督促整改，同时在后面检查中要对整改完成度进行密切关注，尽最大可能降低安全风险。第二，开展冬季施工安全技术交底工作，针对冬季施工中一切可能出现的安全隐患进行排查，同时要求各班组记录好每日安全施工信息。第三，对施工现场安全情况详细把握，应对冬季施工中可能出现的安全事故提前制定预防措施，组织相关人员开展安全活动，定期组织安全教育，强化施工人员的安全意识[14]。第四，重点检查施工人员劳动防护用品，检验此类用品的质量、性能是否达标，并检查施工人员对保护用品的佩戴是否规范，不规范者要督促其严加整改。

2.3.3 开展施工安全教育工作

北方地区的冬季气候严寒且干燥，往往会出现暴风雪天气，受到气候因素的影响，地面工程建设施工现场及道路经常会出现结冰、打滑等情况，严重影响施工安全性，也加大了人员和设备的安全风险。此外，在冬季施工中还会涉及动火作业，气候干燥会导致火灾风险提升[15]。所以，结合油气田地面工程建设冬季施工的这些特点，需要在施工正式开展前和施工过程中，对所有参建人员展开冬季施工安全教育工作。安全教育内容要重点放在防火安全知识普及方面，让每一位施工人员掌握火灾易发生点，如何在日常施工中防范火灾，火灾发生后如何正确处理和做好个人人身安全保护，学会如何使用灭火器材。同时，要为项目购置足够数量的消防器材，发放给各个岗位，所有新进场的施工人员一定要提前培训，培训合格后才能进场施工。

2.3.4 做好防滑措施

油气田地面工程建设冬季施工过程中，容易因为结冰而出现地面打滑的情况，所以要做好相应的防滑措施。第一，通行道路要增设防滑条，而且要对损坏的防滑条及时修复。施工现场的所有斜道、爬梯等场所，都要先将冰雪清理干净，才能开展后续施工。第二，高空作业要配备完善的防护措施及作业人员保暖措施，防止出现安全事故。第三，所有施工人员必须穿戴防滑鞋套，如果是暴风雪天气施工，还要提前安排专人进行扫雪，降低人员摔伤概率。

3 结束语

在冬季开展油气田地面工程建设工作，有施工周期长、施工条件差、施工效率低等特点，并且具有一定的危害性。而地面工程作为油气田开发的关键基础工程，会直接影响油气田的开发效果，因此一定要重视冬季施工管理工作。从工艺管道安装、混凝土浇筑、保温绝热、抽油机安装等角度出发，在施工质量、施工机械以及施工安全三个方面提出了在油气田地面工程建设中冬季施工管理措施，全方位保障了冬季施工顺利进行，为后续油气田开发工作夯实了基础。