海洋石油基地承載具標準化研究

文/高山 王鋒 李小川 孟軍濤

港口作為國內外貿易的橋梁，扮演了重要的角色，近年來隨著中國經濟的增長，無論是散貨還是集裝箱港口都獲得了快速的發展，形成了一套成熟且高效的標準化裝卸工藝。但是海洋石油基地作為件雜貨港口因為貨物的多樣性，裝卸工藝的進步較為緩慢。本文主要對海洋石油基地承載具標準化進行研究，希望對今后基地裝卸效率和工藝的提升提供幫助。隨著海洋石油勘探開采事業的不斷發展與開拓布局，海洋石油基地作為海上平臺重要的后勤保障，升級迫在眉睫。當今無論是散貨碼頭還是集裝箱碼頭的發展都離不開相應的硬件設施，有了相應的硬件基礎才能滿足港口升級和數字化轉型的相關要求。海洋石油基地雖然具有其特殊性，但是身為件雜貨碼頭它的升級也離不開相應的硬件設施。因為碼頭門機和新的碼頭建設成本較高，考慮到基地承載具的多樣性和復雜性，減少承載具種類，使用一種或者幾種通用的承載具簡化作業流程、提高裝卸、運輸效率、實現基地的升級，是一種最有效的方式。

1.海洋石油基地現狀。

海洋石油基地主要是為海上平臺提供物資供應的港口基地。目前海洋石油基地的貨物主要包括油套管、鉆頭、鉆井工具、井口工具、完井材料和泥漿材料等。海洋石油工業在國家能源安全保障中扮演了重要的角色，隨著近幾年的增儲上產，各基地的作業量都出現了明顯的增長，但是因為承載具大小不一，裝載貨物有多有少，造成了較多的低效搬運，也降低了貨物在基地的周轉速度。以某基地的作業量增長情況為例，如下表所示：

表1 2017～2021年度某基地作業量增長情況

1.1 使用灰色預測模型對該基地后三年作業量增長情況預測。基于以上幾年的數據本文使用灰色預測模型對2022～2024年的作業量增長情況進行了預測，具體預測數值和本次預測的相對殘差Q如下表所示：

表2 2022～2024年作業量增長情況預測值

由以上預測數據可以看出，未來幾年基地的作業量還將會持續增長，因此為提高基地的作業效率和貨物周轉速度，合理高效的利用現有資源，進行承載具標準化的研究是很有必要的。

2.海洋石油基地承載具設計原則。

承載具的設計，我們要考慮貨物的具體大小和裝卸運輸的頻繁情況來具體分析，目標是提高堆場和碼頭的作業效率，以及空間利用率，節約人力和物力成本。海洋石油基地的承載具設計應該考慮不同貨物的實際情況，設計通用于多種不同貨物的承載具。但是承載具的設計和制造要滿足以下幾個標準：（1）充分利用空間。承載具規格要標準，在港口或船上盡可能實現層疊擺放，節省空間。（2）貨物裝卸方便。可進行快速裝載和卸載，途中轉運不用移動承載具內貨物就能夠直接換裝。（3）減少物品的破損。可以保證貨運時完整無損，盡量消除物品的耗損量，減少貨物損壞。（4）耐用性強，可靠性高。因為海洋石油工業的海況風浪較大，因此承載具的強度和選材等要滿足要求，充分考慮暴力裝卸和海水腐蝕對承載具的影響。（5）規格標準，便于統一管理。承載具的規格尺寸要標準，相同或者相近的貨物要盡量使用一種規格承載具，充分利用碼頭和車輛的裝卸能力，減少低效搬運。

3.海洋石油基地集裝箱標準化研究。

本文主要以基地的集裝箱為例進行承載具標準化研究，目前國際上通用的10英尺集裝箱尺寸為2991MM*2438MM*2438MM，考慮到基地現有尺寸與10英尺標準箱尺寸較為接近，所以我們以該尺寸作為推進集裝箱標準化的尺寸，添加了部分特色設計，通過跟蹤使用效果研究該尺寸在海洋石油基地的適用性。

3.1 近海集裝箱結構強度要求。近海集裝箱因為要在頂部加裝吊索具，需要在頂部設計吊耳，其中吊耳的結構強度比普通集裝箱要高，在設計時要考慮繩索的末端在自由運動時不會纏繞在一起，并盡可能避免其他集裝箱碰撞造成的損害。以DNV近海集裝箱認證標準為例，吊耳的設計要滿足如下要求：

其中：RE表示吊耳材料的最小屈服強度（N/MM2）；RSL=合成起吊載荷（N）；H=螺栓孔中心到吊耳邊緣的最短距離（MM）；DH=螺栓孔直徑（MM）；T=吊耳的厚度（MM）。此外，近海箱的主結構強度等至少要滿足中國船級社的要求，并在監察下通過載重、提升、豎直沖擊、結構強度、磁粉探傷、超聲波探傷等測試，獲得近海集裝箱認證證書，滿足近海出海要求。

3.2 近海集裝箱選材要求。區別于普通海運集裝箱，近海集裝箱對于選材的要求較高，其中角柱和底梁等形成集裝箱外部結構的部位，其材料厚度應≥6MM,對于毛重小于1噸的近海集裝箱，其材料厚度至少為4MM。主機構的其他部位的材料厚度大于4MM，金屬材質的次結構，其材料厚度至少為2MM。選材方面近海集裝箱因出海環境相對惡劣，對選材也有較高要求，一般要選用強度較高的Q345D/Q345E低合金鋼材。

3.3 設計符合海洋石油基地的近海集裝箱。結合基地和海洋石油工業的使用場景和現狀，本文研究了符合海洋石油工業的一些集裝箱設計，希望能夠提高承載具在堆場和碼頭的空間利用率和耐用性。

3.3.1 設置可堆疊的集裝箱吊耳。為了充分利用基地有限的碼頭和堆場空間，緩解作業高峰期碼頭和堆場的周轉壓力。結合普通海運箱角件及近海箱吊耳兩者的優點，近海集裝箱可以設置多功能的吊耳，這樣即可滿足近海集裝箱吊耳的要求，又可實現集裝箱在堆場、碼頭、海上石油平臺的堆疊，減少集裝箱占用的空間。

3.3.2 設置四向插槽方便裝卸。海洋石油工業中目前集裝箱的裝卸主要是使用叉車，因為碼頭和堆場空間的限制，往往不能總是從同一方向的插槽進行裝卸，因此需要設置四向插槽，方便叉車的裝車和卸車操作，使其更加符合現場作業要求。

3.3.3 抬高集裝箱底部高度減少海水腐蝕。因為近海的海況普遍比較惡劣，風浪較大，船舶進行海上運輸時常常會有海水進入船舶甲板，導致集裝箱底板被海水浸泡遭受腐蝕，為了緩解這種情況，我們需要將底板高度進行適度抬高，盡可能緩解底板被腐蝕的程度，增強集裝箱的耐用性。

4.總結和展望。

能源是一個國家重要的戰略資源，海洋石油資源更是扮演著重要角色，海洋石油勘探與開采后勤保障基地是海洋石油開采的大后方。承載具標準化研究可以充分利用基地現有資源，減少低效搬運，提高碼頭和堆場空間的利用率，加快貨物的周轉速度，對于實現基地的升級擁有重要的意義，希望本文能通過對集裝箱標準化的研究，為實現海洋石油基地的承載具標準化奠定基礎。

引用出處

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