海洋平台建造中模块化建造技术应用研究

海洋平台建造中模块化建造技术应用研究

率鹏 ,曹一然 ,孙超 ,张艺伟 ,李岩 ,汤永霞

海洋石油工程股份有限公司  天津市  300450

摘要：现代科技的发展，促进着海洋平台建造中的技术优化。模块化建造技术是今后海洋平台建设的主要发展方向。一方面是建造业的挑战；另一方面也是建造业的机遇。要求进一步做好海洋平台模块化建造技术总结，积累建造方法和经验，以充足的智力支持获得更好的建造水平。因此，本文立足问题，提出几点建议，以备后续参考。

关键词：海洋平台；模块化建造技术；应用研究

引言

模块化建造技术应用中，可以对海洋平台按照多种独立性子模块的方式进行划分。首先对各个子模块进行施工，在完成子模块施工后，对项目总体进行预制和集成处理，待完成操作后，方可运输到海洋中，进行现场装置。在模块化建造技术应用的过程中，切实降低了工程项目的经济成本支出，缩短了工期，也具有更好的抵抗风险能力。目前，在国家的大力支持下，模块化建造技术也到了更多人的关注，具有良好的发展前景。

一、模块化建造技术的概念

模块加技术最初应用在计算机领域，随着模块化建造技术的发展，技术中的很多细节得到了补足，开始投入到其他领域中，可以针对复杂的施工流程进行分解，在自上而下的顺序基础上形成多个子模块。其中，不同的子模块都有着自身的功能。同时，这些模块之间也是一种相互独立的状态，需要通过系统来对其进行联系，方可开展共同作业，最终实现工程建设的总体性目标。在海洋平台建造中，一般需要工作人员先在陆地上进行初步加工，组装和预制，之后将作业成果运输到的海上规划的施工地点。如此一来，就减少了海洋上施工的作业量。在传统海洋平台建造中，一般会选择现场建造技术，其效果并不如模块化建造技术理想。

模块化建造技术的优势首先是可以减少海洋平台建造中的时间成本和运输成本，保证工程建设的安全性和质量。由于各个子模块是相互独立的，施工人员可以选择在不同的场地来进行子模块操作，以此来避免因为施工场地不同而造成的影响，优化了施工效率。同时，在模块化建造技术应用中，也有着更高的资源利用效率。与传统现场建造技术相对比，模块化建造技术的速度要更快，能够针对工程现场的资源进行更加充分地利用，并针对具有相同性质和重复性的工作，进行规范化和模块化演变。

二、模块化建造技术在海洋平台建造中的应用

在应用模块化建造技术进行海洋平台建造中，需要工作人员对具体的模块进行设计。同时，在后期应用模块化建造技术时，工作人员要在模块化设计中对力学模型进行分析，使力学模型可以契合工程施工的实际情况，保证施工的顺畅、稳定程度。但是，考虑到施工现场环境比较复杂，使用的器具种类较多，要求施工人员应该在项目标准规范的基础上确定安全系数，对工程施工的步骤进行分步模拟，同时对不同施工步骤的受力情况进行计算，具有操作如下。

（一）模块设计技术的应用

在进行模块设计时，需要遵循标准规范来操作，既保证设计环节的合理性，也保障后期施工的平稳。具体而言，模块设计有别于传统的整体性设计。在进行模块设计时，一方面需要考虑到各个模块的独立性；另一方面要关注整体与各个子模块的关系，做好项目模块划分。其中，在项目对象中会存在多种工艺流程和系统设备管道。为了使模块化达到预期效果，需要保证模块的动能能够被实现以及保证各个工艺的规范，对模块进行科学规划。但是，在模块划分时，也会受到很多因素的影响，具体表现为以下两个方面：第一，为了能够实现建造项目的功能，在对模块进行划分时，就需要做好这个功能的保障。模块的划分，不能建立在抹杀这个功能的基础上。同时，要强调项目的安全性，模块的划分和设计同样不能够建立在会产生安全因素的基础上；第二，模块设计要具有可能性，要保证模块在项目建造，运输安装时，能够被实施。例如，需要模块具有较好的承载能力，场地建造能力等。

（二）模块建造实际工作

目前，模块化建造技术十分广泛地应用到了海洋石油平台中，在包括大型矿业冶炼集成化工程项目和LNC模块化工厂中，都有着显著的价值。模块化建造技术正在以一种技术领导者的身份，改变着传统海洋平台建造的格局。而具体应用中，模块化建造技术也同时兼具着挑战和机遇。其中，在对国外模块化建造技术应用经验进行分析和总结后，逐渐发展为一套集设计，建造和安装为一体的模块化建造技术应用规范，客观上提高了我国海洋平台建造的能力，加速着我国海洋工业的发展。但是，实际发展中一些问题仍然存在。例如行业标准不健全，设计不规范，技术人员短缺等。这就需要政府部门能够连同企业与科研机构，能够进一步投入到模块化建造技术的创新中，建立起符合我国实际国情的模块化建造技术应用规范。在具体应用模块化建造技术的过程中，需要工作人员重点关注以下几个方面。

第一，要明确建造方式，科学选择模块支持。在模块设计前，工作人员需要先对项目的建造方式进行确定，在项目建造方式的指导下详细编制项目计划。其中，会使用到3D技术来对项目的模拟图进行制作，实际模拟工程项目的真实施工情况，并针对工程施工中遇到的问题进行总结。之后，需要确定工程的支持性结构，并针对工程中的施工便捷性问题和潮水问题进行分析。一般情况下，支撑的高度需要设置在600-800mm之间，避免高度过大影响施工作业。在进行功能化模块施工时，需要进行临时性的钢结构垫墩。其中，垫墩高度需要设置在1500-1800mm之间，为之后的辅助性结构设置创造有利条件。例如，在安装电缆马脚时，人员需要修整模拟模型，并进行动态监测。但是，考虑到施工过程中，难以对设计信息和力学模拟进行同步，这就需要在实际施工中同步采集数据信息，促进信息交互，能够在项目施工中实现三个的充分融合。

第二，预制模块结构。在预制海洋平台时，一般会包括很多功能性结构。例如，风机支架、穿仓件、设备底座等。工作人员需要在建造时，重点关注以上几个方面。之后，在建造安装作业期间，可以在模块上先行装置少量成品件，这是因为后期施工时，完成建造的成品件很容易受到喷砂施工的影响，需要提前做好预防。另外，对海洋环境进行分析，如果海洋环境存在腐蚀性，应当进行涂装作业或者镀锌作业，进行防腐处理，并先行进行热浸锌，然后再进行镀锌支架焊接。在喷砂甲板前，需要先保护镀锌支架，防止喷砂颗粒破坏结构表面，损坏镀锌层。期间，可以选择塑料材料和棉布进行结构表层覆盖。此外，在项目建造时，会出现资源限制性问题，或者是资源稳定性较差问题。因此，这就要求人员需要在设计中保证设计的可行性，规划设计内容和标准。同时，做好人员配置和原材料配置，明确施工程序，有序指导施工展开。可以建立岗位责任机制和材料管控机制，强化约束管理的效果。

结束语

综上所述，在海洋平台建造应用模块化建造技术的过程中，需要把握正确的理念，并针对工程设计，施工等关键环节来做好科学指导，加速经验积累和方法完善，切实构建起具有指导性意义的执行方案。通过模块化建造技术的应用，能够有效缩短工程的周期，降低海洋平台建造的成本，并具有更好的安全性和抗风险能力。目前，模块化建造技术仍然在发展中，各项技术细节日益成熟，相信在未来海洋平台建设中会发挥出更大的作用。

参考文献：

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