海洋平臺組合式生活模塊設計

鐘良省，黃向榮

（招商局重工（深圳）有限公司，深圳 518000）

1 前言

石油作為目前世界最重要的能源之一，為世界經濟的發展作出了不可磨滅的貢獻。隨著陸地石油資源的逐步枯竭，60 年代后期以來海上石油的勘探和開采獲得突飛猛進的發展。世界海洋石油資源量占全球石油資源總量的34%，其中已探明的儲量約為380 億噸，成為世界油氣產量增長的源泉。目前海洋油氣勘探、開采和處理的主要設備有半潛式鉆井平臺、自升式鉆井平臺以及一些坐底式生產儲油平臺。而部分海洋作業平臺由于各種原因，沒有生活自持能力或生活自持能力不足，需要其他生活輔助平臺提供生活支持。

本文介紹的生活及工程支持平臺，自身擁有可供100 人居住的固定生活樓。為滿足對外生活支持功能，需要另外配備可供200 人居住的組合式生活模塊。該組合式生活模塊采用定制型集裝箱拼裝形式，固定在母平臺懸臂梁的鉆桿堆場上；2 艘107 人平臺式全封閉耐火救生艇，安裝在懸臂梁尾部左右兩側。該生活模塊及底座的設計符合母平臺自身吊機的吊裝能力，無需借助外部吊裝設備，整個生活模塊的拆卸、調運和安裝簡易方便。

該組合式生活模塊的設計滿足中國船級社《鋼質海船入級和建造規范》、《船舶與海上設施法定檢驗技術規則(2004)》、《海上移動式平臺安全規則(2002)》以及《國際海上人命安全公約》等規范的要求。

該生活模塊采用非標準40 ft 定制集裝箱生活組塊拼裝結構如圖1、圖2 所示。為滿足強度、剛性和焊接要求，集裝箱四周鋼圍壁采用3 mm 厚瓦楞板、底部采用6 mm 鋼板；同時，超寬超高的箱體能滿足室內裝修的空間要求，為船員提供舒適的居住環境；整個生活模塊由25 個獨立的集裝箱型單元組成，分成五層，每層五個獨立的集裝箱單元，中間通道作為生活通道；單個集裝箱尺度為：長x 寬x 高=12 192 x 3 000 x 2 800 mm，25 個集裝箱整體組合后的尺寸為：長x 寬x 高=15 100 x 12 192 x 14 100 mm。

2 艙室布置

海洋作業平臺具有人員密集、空間緊湊、工作強度高、心里壓力大、環境嘈雜等特點，人員工作結束后回到生活區休息需要一個舒適、安靜、整潔的環境來調整生理和心理狀態。但是，海洋作業平臺的主要功能是海洋油氣的勘探、鉆采及處理，保證其作業安全和效率是設計的首要目的，所以在艙室設計中既不可過分奢華造成建造成本陡增，又必須考慮適用性、安全性、舒適性和經濟性等因素，還要考慮施工工藝要求，提高施工效率，合理控制建造成本。

該生活模塊尾部外側為樓梯間及衛生間，梯道間配置有水密門，并設有電纜通道，；其余房間分別為會議室、娛樂室、洗衣房、儲藏室，以及2～8 人的居住房間等。

集裝箱位置可以相互調換，也可以根據需要增加或減少部分房間，最多可供200 人居住；為了減輕模塊整體重量，室內裝修所用的圍壁板及天花板全部采用輕質鋁蜂窩板，衛生間和淋浴間采用現場拼裝式而非整體預制式；另外，為了滿足寒帶低溫作業要求，各艙室頂部及四周艙壁均鋪設有保溫棉，地板則鋪設電伴熱地熱系統和輕質甲板敷料。

3 消防、救生系統設計

海洋作業平臺最大的問題之一是其特殊工作環境帶來的安全隱患：原油或天然氣無法預料的意外泄漏或更嚴重的井噴，只要一個小火星就會引發災難性爆炸或沖天大火，惡性事故發生時幾乎無處可以避險；而并非罕見的強臺風、颶風及其引發的巨浪等，對無法隨時可以撤離的海洋平臺形成另一個致命威脅。因此，海洋平臺在安全設計方面對人員居住區域是重中之重。

本生活模塊在懸臂梁尾部左右兩側安裝有2 艘107人平臺式全封閉耐火救生艇，并在懸臂梁表面鋪設玻璃鋼格柵走道，以便人員能迅速到達救生艇撤離；在其他區域均按要求配備相應的救生衣、防寒服、滅火器、消防箱、呼吸裝置等救生設備和消防器材；同時，配合母平臺原有配置的4 艘55 人全封閉耐火救生艇、12套25 人可吊式自扶正氣脹救生筏等，共同組成一個完整的消防、救生系統。

4 電氣系統設計

生活模塊電氣系統分為：電力系統、廣播系統、程控電話系統、火災報警系統、局域網系統和衛星娛樂電視系統等6 大系統，各系統線纜均布置在生活模塊各層中間走道上方。

（1）電力系統

生活模塊一樓設置有配電箱，該配電箱通過航空用快速接頭與母平臺動力電源連接，然后通過電纜通道將電源輸送到2-5 層的分電箱，每層分電箱再通過快速拔插接頭將電源輸送至各個房間；

（2）廣播系統

主分線箱設在一樓配電間，每層設一個廣播系統分線箱，一樓主分線箱與各層分線箱之間分別由穿過各層電纜通道的電纜連接；

（3）程控電話系統

從母平臺預留的接線箱內鋪設相應數量的電纜到生活模塊一樓配電間的電話主分線箱，再由通過各層電纜通道的電纜將主分線箱分到各層生活樓艙室內；

（4）火災報警系統

配置獨立的火災報警系統，此火災報警系統與母平臺中控系統通過Modbus Rs485 接口進行連接；

（5）局域網系統

從母平臺報房內鋪設1 根網線到生活模塊一樓配電間，在配電間加裝1 套24 口網絡交換機，在2～4 層各配備一個8 口的網絡交換機，將每個房間內的網絡終端線都鋪設到網絡交換機上；

（6）衛星娛樂電視系統(CATV)

從母平臺CATV 系統接線箱鋪設視頻同軸電纜到生活模塊，每一層的每個房間內電纜之間安裝串接分支器。

5 通風及管系設計

生活模塊輪機設備及管系安裝均采用快速接頭，各管系接口均滿足母平臺提供的接口標準、形式和尺寸要求。

（1）通風系統

生活艙室均配置獨立的通風系統，采用管道式風機并置于艙室裝飾板內；

（2）進水、排水管系

進水管系通過軟管與母平臺外輸管系連接；排水管系通過軟管與母平臺主甲板處的污水處理裝置連接：

① 水消防系統：由母平臺水消防系統提供，消防栓設在生活模塊每層梯道間外側壁；

② 生活用海水、淡水系統：生活用海水、淡水、熱水均由母平臺生活用海水、淡水系統提供，經管線接至生活模塊的衛生間和洗衣間；

③ 疏水、污水系統：衛生間、洗衣間的污水、疏水排至母平臺甲板上懸臂梁內側的生活污水處理裝置，經處理后排至母平臺生活污水艙和舷外。

6 緊固連接、密封及整體綁扎設計

由于海上石油作業平臺工作環境惡劣，經常伴有風暴及巨浪，對集裝箱的緊固與綁扎要求極高。該生活模塊為組合式非標集裝箱，單箱重量約10 t，采用集裝箱綁扎標準進行綁扎能滿足強度要求。

最底層的集裝箱安裝在母平臺懸臂梁上預先安好的四個立式底座上，并用集裝箱專用旋轉鎖進行連接固定；其余上下左右各箱體之間使用單聯或雙聯旋轉鎖相互緊固連接；最頂層各箱體之間則使用橋型連接器連接固定。當母平臺處于遠洋拖航或油田內拖航狀態時，則在生活模塊左右兩側采用垂直拉桿和斜向拉桿進行綁扎固定。

生活模塊整體拼裝組合好后，為解決箱體之間的間隙影響中間走道及梯道的水密問題，需要鑲嵌特制的水密膠條進行密封：（1）最頂層的頂面縫隙，采用特制的水密膠條從外面進行密封；（2）同層左右箱體之間走道門框架處，采用特制的水密膠條從內面進行密封；（3）上下層梯道箱體開孔處，采用特制的水密膠條從內面進行密封。該特制水密膠條廉價耐用，可以隨模塊的拆裝多次重復使用。

7 結束語

本文介紹的組合式生活模塊采用五層并行排列、體積相同的集裝箱拼裝結構，整個生活模塊的拆卸和吊裝簡易方便，用戶可利用母平臺自身吊機進行吊裝，不需要租借大型浮吊設備，既節省了作業時間，又減少了運營成本。該生活模塊中間位置的集裝箱均可相互調換，用戶可以根據實際需要增加或減少部分房間，靈活多變。希望本文對其他類似生活模塊的設計具有參考借鑒意義。