海洋石油基地承载具标准化研究

文/高山 王锋 李小川 孟军涛

港口作为国内外贸易的桥梁，扮演了重要的角色，近年来随着中国经济的增长，无论是散货还是集装箱港口都获得了快速的发展，形成了一套成熟且高效的标准化装卸工艺。但是海洋石油基地作为件杂货港口因为货物的多样性，装卸工艺的进步较为缓慢。本文主要对海洋石油基地承载具标准化进行研究，希望对今后基地装卸效率和工艺的提升提供帮助。随着海洋石油勘探开采事业的不断发展与开拓布局，海洋石油基地作为海上平台重要的后勤保障，升级迫在眉睫。当今无论是散货码头还是集装箱码头的发展都离不开相应的硬件设施，有了相应的硬件基础才能满足港口升级和数字化转型的相关要求。海洋石油基地虽然具有其特殊性，但是身为件杂货码头它的升级也离不开相应的硬件设施。因为码头门机和新的码头建设成本较高，考虑到基地承载具的多样性和复杂性，减少承载具种类，使用一种或者几种通用的承载具简化作业流程、提高装卸、运输效率、实现基地的升级，是一种最有效的方式。

1.海洋石油基地现状。

海洋石油基地主要是为海上平台提供物资供应的港口基地。目前海洋石油基地的货物主要包括油套管、钻头、钻井工具、井口工具、完井材料和泥浆材料等。海洋石油工业在国家能源安全保障中扮演了重要的角色，随着近几年的增储上产，各基地的作业量都出现了明显的增长，但是因为承载具大小不一，装载货物有多有少，造成了较多的低效搬运，也降低了货物在基地的周转速度。以某基地的作业量增长情况为例，如下表所示：

表1 2017～2021年度某基地作业量增长情况

1.1 使用灰色预测模型对该基地后三年作业量增长情况预测。基于以上几年的数据本文使用灰色预测模型对2022～2024年的作业量增长情况进行了预测，具体预测数值和本次预测的相对残差Q如下表所示：

表2 2022～2024年作业量增长情况预测值

由以上预测数据可以看出，未来几年基地的作业量还将会持续增长，因此为提高基地的作业效率和货物周转速度，合理高效的利用现有资源，进行承载具标准化的研究是很有必要的。

2.海洋石油基地承载具设计原则。

承载具的设计，我们要考虑货物的具体大小和装卸运输的频繁情况来具体分析，目标是提高堆场和码头的作业效率，以及空间利用率，节约人力和物力成本。海洋石油基地的承载具设计应该考虑不同货物的实际情况，设计通用于多种不同货物的承载具。但是承载具的设计和制造要满足以下几个标准：（1）充分利用空间。承载具规格要标准，在港口或船上尽可能实现层叠摆放，节省空间。（2）货物装卸方便。可进行快速装载和卸载，途中转运不用移动承载具内货物就能够直接换装。（3）减少物品的破损。可以保证货运时完整无损，尽量消除物品的耗损量，减少货物损坏。（4）耐用性强，可靠性高。因为海洋石油工业的海况风浪较大，因此承载具的强度和选材等要满足要求，充分考虑暴力装卸和海水腐蚀对承载具的影响。（5）规格标准，便于统一管理。承载具的规格尺寸要标准，相同或者相近的货物要尽量使用一种规格承载具，充分利用码头和车辆的装卸能力，减少低效搬运。

3.海洋石油基地集装箱标准化研究。

本文主要以基地的集装箱为例进行承载具标准化研究，目前国际上通用的10英尺集装箱尺寸为2991MM*2438MM*2438MM，考虑到基地现有尺寸与10英尺标准箱尺寸较为接近，所以我们以该尺寸作为推进集装箱标准化的尺寸，添加了部分特色设计，通过跟踪使用效果研究该尺寸在海洋石油基地的适用性。

3.1 近海集装箱结构强度要求。近海集装箱因为要在顶部加装吊索具，需要在顶部设计吊耳，其中吊耳的结构强度比普通集装箱要高，在设计时要考虑绳索的末端在自由运动时不会缠绕在一起，并尽可能避免其他集装箱碰撞造成的损害。以DNV近海集装箱认证标准为例，吊耳的设计要满足如下要求：

其中：RE表示吊耳材料的最小屈服强度（N/MM2）；RSL=合成起吊载荷（N）；H=螺栓孔中心到吊耳边缘的最短距离（MM）；DH=螺栓孔直径（MM）；T=吊耳的厚度（MM）。此外，近海箱的主结构强度等至少要满足中国船级社的要求，并在监察下通过载重、提升、竖直冲击、结构强度、磁粉探伤、超声波探伤等测试，获得近海集装箱认证证书，满足近海出海要求。

3.2 近海集装箱选材要求。区别于普通海运集装箱，近海集装箱对于选材的要求较高，其中角柱和底梁等形成集装箱外部结构的部位，其材料厚度应≥6MM,对于毛重小于1吨的近海集装箱，其材料厚度至少为4MM。主机构的其他部位的材料厚度大于4MM，金属材质的次结构，其材料厚度至少为2MM。选材方面近海集装箱因出海环境相对恶劣，对选材也有较高要求，一般要选用强度较高的Q345D/Q345E低合金钢材。

3.3 设计符合海洋石油基地的近海集装箱。结合基地和海洋石油工业的使用场景和现状，本文研究了符合海洋石油工业的一些集装箱设计，希望能够提高承载具在堆场和码头的空间利用率和耐用性。

3.3.1 设置可堆叠的集装箱吊耳。为了充分利用基地有限的码头和堆场空间，缓解作业高峰期码头和堆场的周转压力。结合普通海运箱角件及近海箱吊耳两者的优点，近海集装箱可以设置多功能的吊耳，这样即可满足近海集装箱吊耳的要求，又可实现集装箱在堆场、码头、海上石油平台的堆叠，减少集装箱占用的空间。

3.3.2 设置四向插槽方便装卸。海洋石油工业中目前集装箱的装卸主要是使用叉车，因为码头和堆场空间的限制，往往不能总是从同一方向的插槽进行装卸，因此需要设置四向插槽，方便叉车的装车和卸车操作，使其更加符合现场作业要求。

3.3.3 抬高集装箱底部高度减少海水腐蚀。因为近海的海况普遍比较恶劣，风浪较大，船舶进行海上运输时常常会有海水进入船舶甲板，导致集装箱底板被海水浸泡遭受腐蚀，为了缓解这种情况，我们需要将底板高度进行适度抬高，尽可能缓解底板被腐蚀的程度，增强集装箱的耐用性。

4.总结和展望。

能源是一个国家重要的战略资源，海洋石油资源更是扮演着重要角色，海洋石油勘探与开采后勤保障基地是海洋石油开采的大后方。承载具标准化研究可以充分利用基地现有资源，减少低效搬运，提高码头和堆场空间的利用率，加快货物的周转速度，对于实现基地的升级拥有重要的意义，希望本文能通过对集装箱标准化的研究，为实现海洋石油基地的承载具标准化奠定基础。

引用出处

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