海底油氣管（guǎn）道是怎樣建成的（de）？有哪（nǎ）些鋪設海底管道（dào）的方法？

海底油氣（qì）管道是什麽樣的？

海管是鋪設在海底，連續輸送油、氣、水的（de）管道。打個（gè）比方：海上的油氣設施都是一（yī）個個（gè）有（yǒu）價值的“點”，隻有通過（guò）油氣管道（dào）這樣的（de）“線”將“點”連接，才能構成完整的係統，發揮（huī）生產係（xì）統的整體價值。海底管道（dào）主（zhǔ）要有平管、膨脹彎管、立管等（děng）種類。海底平（píng）管（guǎn）平鋪於海底，是海底油氣輸送的主力軍。膨（péng）脹彎管（guǎn）用於連接海底（dǐ）平管與立（lì）管。受海水溫差的影響，鋼管存在著熱脹冷縮的現象，膨（péng）脹（zhàng）彎管可以補償海管長度的變化。立管是海底處（chù）於垂直（zhí）狀（zhuàng）態的管道，連接海（hǎi）底（dǐ）平管與海上的生產設施。深水區立管通常（cháng）以自由狀態立（lì）於水中，例如頂部預張力（lì）立管（TTR）、鋼懸鏈立管（SCR）、柔性立管、塔（tǎ）式立管等。另外，跨接管也必不可少，它（tā）是連（lián）接采油樹與生產管匯的。根據油田產出（chū）物（油（yóu）、氣、水）和產量的不同，選擇相應管徑和結構的海（hǎi）管，理論上產量越大，管徑越粗。

為了防止深水低溫高壓形成的水合物堵塞海管，需要使（shǐ）用保溫管道；而海上稠油需在平台加熱後輸送，所以需要采（cǎi）用熱油輸送工藝（yì）和保溫管（guǎn）道結構。電伴熱海管就給海（hǎi）管加上（shàng）了“暖寶（bǎo）寶”。為了增加管道的穩定性，混凝土配重海管應運而（ér）生。

海管的材質不同決定了海管（guǎn）的生產成本、抗侵（qīn）蝕能力、重（chóng）力要求以及在焊接時的性能。目前一般采用碳鋼API 5L X56及以上。

有哪些鋪設海底管道的方法？

完成一條海底管道，設計（jì）考慮因素繁（fán）多，而安裝施工更是要克服千難萬（wàn）險。首先是作業環境處於海洋，不僅（jǐn）作（zuò）業（yè）空間嚴重受限，海（hǎi）況的複雜多變也會給正常施工帶來極大的挑戰。另（lìng）外，海底（dǐ）環境複雜，並（bìng）非一馬平川，它由各種地形地貌組成，例如高聳的海山、起伏的海丘、綿長的海嶺、深邃的海溝等等。我們並不能像在陸（lù）地上鋪設管道那樣改造海底的（de）地貌，所以無論在設計還是施工過程中，鋪設海底管道考慮的因素就非常複雜了。海底（dǐ）低溫、高壓、高鹽度、暗流湧動，水合物阻塞、管道（dào）腐蝕（shí）、衝擊損（sǔn）耗等難題會持（chí）續存在。這（zhè）些問題的同時存（cún）在使得鋪設海底油氣管道不僅是工程難題，同時（shí）又是科學（xué）難題。

那麽，海底管道是（shì）如何鋪成的呢？對於施工作業而言，水深是最大的影響（xiǎng）因素（sù），根據水深不同，鋪管作業（yè）迥異。

（1）離岸近、水淺的地方，可（kě）以用絞車直接將海管拉上陸地。

（2）淺海區、離岸遠的地方可以通過鋪管船一邊下放、一（yī）邊焊接的方式鋪管。主要采用S-Lay（S型鋪設法（fǎ））：海（hǎi）底管道通過船尾的托（tuō）管架入水，形成S形曲（qǔ）線鋪入海底。在鋪管（guǎn）作業過程中（zhōng），船上需要有3樣神器——張緊器、托管架和焊接作業線（xiàn）。張緊器用來固定（dìng）海管，像是一（yī）個大夾子夾住海（hǎi）管。托管架則用來控製海管（guǎn）的鋪設方向。此外，受海上作業空間限製，鋪設海管需要一支專業的（de）船隊相（xiàng）互（hù）配合完成施工，成本也要比（bǐ）同等情況下（xià）的陸（lù）地（dì）高出1～2倍。

（3）在深水區進行鋪管作業，水深（shēn）增加，導致（zhì）施工難度呈指數級增長。海管長度增加，導（dǎo）致重量增加，需要鋪管船承受更（gèng）大的張力，此時采用J-Lay方式施工。J-Lay（J型鋪設法）：海管以接近垂直的形態離開鋪管船，沿垂彎（wān）段向下，直至鋪入海底，管線整體呈“J”型，適用於（yú）幾百米至幾（jǐ）千米的深海區域。

（4）隨著新技術（shù）的不斷發展（zhǎn），海上（shàng）鋪管作業形式也再不斷（duàn）進步（bù）。對於管徑小、強度稍弱（ruò）的海管（guǎn），可以（yǐ）在陸地上製造好直接卷於滾筒上，使用鋪管（guǎn）船運至海上鋪設，這種作業方式稱（chēng）為Reel-Lay（卷管式鋪管作（zuò）業）。目前，卷管式鋪（pù）管船可以分為水平式和垂直式兩種。水平式卷管鋪管船，其（qí）轉動軸（zhóu）垂（chuí）直於鋪管船甲板，采用S型鋪設（常用於淺水），常用於鋪設臍帶纜；而垂直式卷管鋪（pù）管船，其轉動軸與鋪管船甲板保持水平，采用J型鋪設，常用於深水。當然最（zuì）終選擇哪（nǎ）種作業方式，不僅要考慮水深，還要結合作（zuò）業周（zhōu）期、作（zuò）業成本等綜合因素。

海管在海底的鋪設步驟

以最常見的（de）S型鋪管作業方（fāng）式為例，詳細介紹海底（dǐ）管（guǎn）道是如何建成的（de）。

（1）準備階段。準備階段包括鋪管船就位、安裝托管架、倒海管、海管起始連接以（yǐ）及安裝海管的起始封頭。淺水區一般將起始接頭固（gù）定在（zài）導管架上（shàng），然後開始鋪管，這種方法比較經濟。

（2）海管焊接作業。海管需要被一根一根焊接在一起，然後下放到海底。焊接工序至關重要：通過滾輪輸送至加工車間，然後進（jìn）行坡口加工、管端消磁、管段（duàn）預熱、焊口組對、各種焊接（封底（dǐ）焊、填充焊、內部焊、蓋帽焊）、無損探傷、噴砂、塗覆密封、發泡等十幾項工序。

（3）海管入水。鋪管船向前移船，海管入水。海管管端到達著泥點後，邊焊接邊鋪設（shè），進入正常鋪管（guǎn）作業階段。當（dāng）鋪管過（guò）程中遭遇惡劣天氣，或是突發其他意外情況影響到鋪設海管正常作業時，需要臨時棄管。棄管時要焊接臨時（shí）棄管頭，通過A/R絞車鋼絲連接。

（4）結束平（píng）鋪管段作業。在海底管線鋪設到立管安裝位置附近時，結束（shù）鋪（pù）設作業，與棄管（guǎn）作業步驟相同。

（5）立管、膨脹彎（wān）的連接。海管平鋪段作業結束（shù），此時需要水下測量平鋪段海管與立管之間的距離（lí），定製（zhì）膨脹彎管。膨脹彎管采用法（fǎ）蘭連接的方式。淺水區域可以（yǐ）人（rén）工潛水進行後續連接工作，水深（shēn）大於50米時，采用飽（bǎo）和（hé）潛水作業。

（6）海管清（qīng）管試壓、排（pái）水。完成所有管線連接後（hòu），需要進行清管試壓的工作。清管作業是為了清洗管內壁、測量管線是否（fǒu）有屈曲變形。常用的儀器是清管器。試驗壓力一般（bān）需（xū）要超過設計壓力，以測試水下連接（jiē）點（diǎn）是否泄漏，之後對（duì）海管進行排水或幹燥（zào）作（zuò）業。

（7）海管保護和固定。海管（guǎn）沉放到海底後，波浪、海流以及附近船舶拋（pāo）錨都會危及到海（hǎi）管的安全，影響（xiǎng）最為嚴重的是漁業活動，漁船拋錨、漁網破壞法蘭連（lián）接點等等，所以需要采（cǎi）取一定的保護措施（shī）：①針對平管段，可以采用挖溝（gōu）機挖溝掩埋。方法（fǎ）是（shì）挖溝機下放至海底，騎放在海管上，抬起海管（guǎn），開始挖溝，像是耕田用的犁，深度為1～2米，然後掩埋回（huí）填。②采用水泥墊塊、固（gù）定壓塊等保護措施。水泥墊塊（kuài）、固定壓塊（kuài）等製造、鋪設成本高，因此隻在立管、膨脹彎管等連接處使用。

（8）管道修複。即使保護再周（zhōu）全，也難以完全杜絕海管發生堵塞、泄（xiè）露，失效的情況。一旦發生海管堵塞，可以先使用清（qīng）管（guǎn）球進行清管作業。對於海管發生腐蝕、泄漏或清管球不能疏通的管段，采取切斷破損海管，重新更換連接。水深較淺區域，可以打撈上來重新焊接。海水較深區域，采用ROV水下作業，切斷（duàn）海管，使用法蘭、卡箍等機械方式連接。至此，一（yī）條完整的（de）海管鋪設作業順利結束。

我國海底管道產業起（qǐ）步較（jiào）晚（wǎn），但經過20餘年的發展，我國海底（dǐ）管道鋪設能力取（qǔ）得（dé）了長足的進步。據（jù）統計，我國海洋石油已經建成（chéng）了81個油氣田，鋪設的海洋管道長度超（chāo）過6000公裏。

鋪管（guǎn）船

鋪管船是海底管道施工的重要工具（jù），在海洋設施建造方麵起著舉足輕重的作用。鋪管船的形（xíng）式較為多（duō）樣（yàng），既有純粹（cuì）的鋪管船（chuán），也有起重能力超強的起重鋪管船（chuán）；從船體上看，有駁船式、普通（tōng）船型式和半（bàn）潛式。

目前CNOOC已（yǐ）經具備7艘專業鋪管船，分別是HYSY201、HYSY 202、藍疆（jiāng）、濱海109、HYSY286、HYSY289和HYSY291。HYSY201是我國首條深水鋪管（guǎn）起重船，具有三條作業線，一條主線兩條輔線。其餘鋪管船均為單（dān）作業線，並且（qiě）作業（yè）線均在右舷。我（wǒ）國現有的鋪管船均采用S型鋪管（guǎn）法。

目前國內淺水區域開發日趨飽和，未來趨勢是（shì）向南海深水發展。相比而言，美國（guó）墨西（xī）哥灣、北非和巴西水域水深較深，相關企業很早就開展了深水技（jì）術的研究，這些國家深（shēn）水鋪（pù）管技術已（yǐ）經較為成熟。而中國海洋油氣事業一直（zhí）集（jí）中於淺水，作業階段S-Lay鋪管技術應用較多。隨著近幾（jǐ）年張緊器扭矩能（néng）力的提升，S-Lay鋪管水深作業（yè）能力在不斷進步，但Reel-Lay和J-Lay施（shī）工技術才是開發深水重點研究的方向。（文：孟（mèng）偉 來源：《石油知識》）

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