油氣儲(chǔ)運(yùn)概論 第八章 1 海上油氣集輸

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海上油氣集輸系統(tǒng)海上生產(chǎn)集輸特點(diǎn)海底石油管道第八章 在陸地上采石油，離不開一個(gè)個(gè)鉆井架，在海上鉆井，也要有一個(gè)立腳點(diǎn)，這就是海上平臺(tái)。一個(gè)海上平臺(tái)的造價(jià)非常高，最便宜也要幾億元，所以，從經(jīng)濟(jì)效益考慮，一個(gè)大型油田最多只能建立幾個(gè)平臺(tái)。在一個(gè)平臺(tái)上向不同方向，同時(shí)打出多口井。 第一節(jié)海上油氣生產(chǎn)和集輸系統(tǒng) 集輸系統(tǒng)要適應(yīng)復(fù)雜的海洋條件，設(shè)備要做到百年一遇。遠(yuǎn)離陸地，維修、更換困難，設(shè)計(jì)時(shí)要增大安全系數(shù)。平臺(tái)生產(chǎn)，設(shè)備要高效、小型化。水下設(shè)備和管線對(duì)設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)要求高對(duì)自動(dòng)化程度要求高投資高、風(fēng)險(xiǎn)大、操作費(fèi)用高，開發(fā)原則是高速開采、高速回收。一、海上油氣生產(chǎn)和集輸?shù)奶攸c(diǎn) （一）半海半陸式氣田、油氣產(chǎn)量大的大型油田和離岸近的中型油田采用該類集輸模式。二、海上油氣生產(chǎn)和集輸系統(tǒng)模式 1、固定式導(dǎo)管架型平臺(tái)導(dǎo)管架鋼樁上部甲板平臺(tái)功能：鉆井、采油、儲(chǔ)存和生活上述功能可以布置在不同平臺(tái)上。3－8根腿的導(dǎo)管架平臺(tái)廣泛用于中淺水深海區(qū)。海上平臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式： 2、混凝土重力式平臺(tái)下部底座和支撐腿由鋼筋混凝土建造。重量大，穩(wěn)定坐落在海底，不需樁基固定。底座可以儲(chǔ)油，儲(chǔ)油容量可達(dá)15萬立方米?？梢砸苿?dòng) 3、張力腿平臺(tái)深海石油開采，最大水深2000米是數(shù)組張力管型桿（張力腿）或纜繩系泊于海底樁基上的半潛式船。只允許平臺(tái)上部有限度橫向運(yùn)動(dòng)，不允許上下運(yùn)動(dòng)。 比導(dǎo)管架平臺(tái)造價(jià)低。 4、順應(yīng)型平臺(tái)300米以上水深有一個(gè)很大柔性的底座式結(jié)構(gòu)，其柔性可以使作用其上的外力被平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的慣性力抵消。支撐方式上有：牽索塔型和順應(yīng)塔型。 二、國(guó)外采油平臺(tái)主要形式目前，國(guó)外采油平臺(tái)主要有以下幾種形式: 一座頂部安裝有甲板的導(dǎo)管架（由位于海底的樁基支持的由鋼管組成的垂直結(jié)構(gòu)），提供工作人員、鉆探設(shè)備和采油設(shè)備所需的空間。在水深小于1650ft.（503m）時(shí)是經(jīng)濟(jì)可行的。導(dǎo)管架平臺(tái)（FP） 包括一座狹窄的彈性金屬塔和樁基，它們可以支撐用于鉆孔和生產(chǎn)操作的傳統(tǒng)甲板。順應(yīng)式平臺(tái)通過支持一定的側(cè)向變位可以承受較大的側(cè)向力，通常使用深度為1500～3000ft.（457～914m）。順應(yīng)式平臺(tái)（CT） 包括上部的大型浮式結(jié)構(gòu)，細(xì)長(zhǎng)的張力腿和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。它通過充分利用浮力讓張力腿受到預(yù)張力，使平臺(tái)主要處于受拉狀態(tài)，從而有效地控制了平臺(tái)的垂直位移，并能使水平位移大大小于浮式生產(chǎn)系統(tǒng)，從而保證平臺(tái)在海洋環(huán)境中的安全，應(yīng)用水深可達(dá)7000ft.（2134m）。張力腿平臺(tái)（TLP） 是為了以低成本開發(fā)小型深水油藏而研制的浮動(dòng)小型張力腿平臺(tái)，采用傳統(tǒng)的深水生產(chǎn)系統(tǒng)開采這種油藏會(huì)很不經(jīng)濟(jì)。Mini-TLP也可作為多用途平臺(tái)、衛(wèi)星井平臺(tái)、或前期采油平臺(tái)為大型深水勘探服務(wù)，使用水深為1600～3500ft.（488～1067m）。世界上第一座Mini-TLP在1998年安裝在墨西哥灣。簡(jiǎn)易張力腿平臺(tái)（Mini-TLP） 其結(jié)構(gòu)是一個(gè)頂部具有甲板的大直徑、單個(gè)垂直的圓筒。它有一個(gè)典型的導(dǎo)管架平臺(tái)頂部（表面甲板上裝備有鉆探和采油設(shè)備），三種類型的連接管（采油、鉆探和輸出），還有由6～20根連接到海底的用錨鏈拉緊的固定的外殼，應(yīng)用深度可達(dá)10000ft.（3048m）。SPAR平臺(tái)（SPAR） 包括一座裝備有鉆探和采油設(shè)備的半潛式平臺(tái)（semi-submersibles），它由鋼纜和鏈條錨固，或者使用旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器動(dòng)態(tài)固定。通過可以承受平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的采油提升管將石油從海底油井輸送到水面甲板。FPS可用于水深600～7500ft.（183～2286m）。浮式采油系統(tǒng)（FPS） 三、國(guó)外深海采油平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀目前，深海采油平臺(tái)大部分位于北美的墨西哥灣地區(qū)，下面簡(jiǎn)要介紹一些已經(jīng)建成的深海采油平臺(tái)：1．導(dǎo)管架平臺(tái)導(dǎo)管架平臺(tái)是大陸架海域使用最廣泛的平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式之一，但該類平臺(tái)的建造成本隨水深增加而急劇增長(zhǎng)，因此一般不用于較大水深海域。典型的導(dǎo)管架平臺(tái)如： 位于墨西哥灣MississippiCanyonBlock194，水深312m。平臺(tái)高386m，初期開發(fā)成本約8億美元。擁有61口油井，1979年開始油氣開采，平均日生產(chǎn)能力為72000桶原油和1億立方英尺天然氣，輸油管線直徑12in，輸氣管線直徑16in。在1989-1991的擴(kuò)展工程中，又增加了20口油井。Cognac導(dǎo)管架平臺(tái) 1988年建成，位于墨西哥灣GreenCanyonBlock65，水深412m。初期開發(fā)成本約5億美元，平臺(tái)高529m（從海底到火焰燃燒臂），總重超過77000t。平臺(tái)擁有60口油井，1989年開始油氣生產(chǎn)，初期生產(chǎn)能力為日產(chǎn)59000桶原油和1億立方英尺天然氣，管線直徑12in，1996年實(shí)施擴(kuò)展工程后，處理能力增加到日產(chǎn)20萬桶原油和3.06億立方英尺天然氣。Bullwinkle導(dǎo)管架平臺(tái) 2．順應(yīng)式平臺(tái)與導(dǎo)管架平臺(tái)相比，順應(yīng)式平臺(tái)可適用于更深的海域，國(guó)外20世紀(jì)60～80年代曾出現(xiàn)順應(yīng)式平臺(tái)的研究高潮，但由于TLP，SPAR等其它優(yōu)秀平臺(tái)形式的迅速發(fā)展，順應(yīng)式平臺(tái)在深海中的實(shí)際應(yīng)用很少。 1998年6月建成，位于墨西哥灣GardenBanks260，水深503m。設(shè)計(jì)油井?dāng)?shù)量18口。擁有深水底部基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和將其在近海任何位置豎立起來的先進(jìn)技術(shù)，它是第一座沒有鋼索、鉸接安裝在接近海床的兩個(gè)截面上的順應(yīng)式平臺(tái)。Baldpate順應(yīng)式平臺(tái) 位于墨西哥灣VioscaKnollBlock786，水深535m，開發(fā)成本為5.75億美元。2000年投入生產(chǎn)，日生產(chǎn)能力為6萬桶原油和1億立方英尺天然氣。Petronius順應(yīng)式平臺(tái) 世界上第一座張力腿平臺(tái)HuttonTLP1984年安裝在北海147m水深處，張力腿平臺(tái)具有優(yōu)越的整體性能和較高的商業(yè)價(jià)值。Jolliet張力腿平臺(tái)1989年建成，位于墨西哥灣GreenCanyonBlock184，水深524m。平臺(tái)基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)形式，首次將張力腿錨固在平臺(tái)立柱外側(cè)，使張力腿的安裝過程大大簡(jiǎn)化。3．張力腿平臺(tái) 1992年建成，水深335m。位于挪威大陸架Block34/4，擁有22口油井，日生產(chǎn)能力可達(dá)20.5萬桶原油。張力腿連接方式與Hutton相同，都是張力腿上端與平臺(tái)連接，底端與樁基連接，這種方式造價(jià)昂貴，安裝困難，因此后來的張力腿設(shè)計(jì)都在柱外錨固。平臺(tái)采用裙式重力基礎(chǔ)，第一次將混凝土基礎(chǔ)作為大型的吸力錨，比較適合軟粘土海底地基。Snorre張力腿平臺(tái) 1993年建成，位于墨西哥灣GardenBanksBlock426，水深872m，是該地區(qū)第一座同時(shí)支持鉆機(jī)和全部采油設(shè)備的平臺(tái)。整個(gè)工程耗資約11億美元，平臺(tái)高1000m（從海底到鉆探設(shè)備的定滑輪），鋼鐵部分重量39000t，可以同時(shí)承受速度為225km/h的颶風(fēng)和其引起的22m高的巨浪的沖擊。平臺(tái)擁有32口油井，鉆探深度可達(dá)7620m，1994年4月投入生產(chǎn)，日產(chǎn)量可達(dá)10萬桶原油和3億立方英尺天然氣，初始管線直徑為12in，經(jīng)擴(kuò)展后輸油管線直徑增加為16in。Auger張力腿平臺(tái) 1995年建成，是世界上第一座混凝土張力腿平臺(tái)，位于挪威海域，水深350m。甲板尺寸為150×80m，可容納350人。頂部重63000t，日生產(chǎn)能力為22萬桶原油和500萬立方米天然氣。平臺(tái)地質(zhì)為軟粘土，所以采用重力式吸力基礎(chǔ)。Heidrun張力腿平臺(tái) 1996年建成，位于墨西哥灣MississippiCanyonBlock807，水深896m。初期開發(fā)成本約10億美元，擁有24口油井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為日產(chǎn)約22萬桶原油和2.2億立方英尺天然氣，隨著以后該地區(qū)海底開發(fā)的進(jìn)展還會(huì)增長(zhǎng)，輸油管線直徑18/24in，輸氣管線直徑14in。平臺(tái)高991m（從海底到鉆探設(shè)備的定滑輪），鋼鐵部分重量約36500t，可以同時(shí)承受速度為225km/h的颶風(fēng)和其引起的波高22m的巨浪的沖擊。Mars張力腿平臺(tái) 1997年建成，位于墨西哥灣VioscaKnollBlock956，水深980m，工程總投資約10億美元，擁有20口油井，生產(chǎn)能力為日產(chǎn)7萬桶原油和2.6億立方英尺天然氣，輸油管線直徑12in，輸氣管線直徑14in。平臺(tái)高1088m，鋼鐵部分重約41000t，可以同時(shí)承受颶風(fēng)及其引起的巨浪。鉆機(jī)鉆井深度可達(dá)海底之下5791m，平臺(tái)底部位于海底的設(shè)備承受壓力約100個(gè)大氣壓。Ram-Powell張力腿平臺(tái) 1998年建成，位于墨西哥灣MississippiCanyonBlock809，水深1158m。工程總成本約14.5億美元，擁有12口油井，1999年開始油氣生產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為日產(chǎn)15萬桶原油和4億立方英尺天然氣，輸油管線直徑為18in，輸氣管線直徑為20in。平臺(tái)總排水量約97500t，鋼鐵部分總重約63300t，高1306m（從海底到鉆探設(shè)備的定滑輪），可以同時(shí)承受颶風(fēng)及其引起的巨浪。Ursa張力腿平臺(tái) 2001年建成，位于墨西哥灣GreenCanyonBlock158，水深910m。平臺(tái)高991m（從海底到鉆探設(shè)備的定滑輪），可承受洋流、颶風(fēng)及其引起的巨浪。工程耗資預(yù)期低于7.5億美元，擁有8口油井，設(shè)計(jì)最大產(chǎn)量約為日產(chǎn)10萬桶原油和1.5億立方英尺天然氣，管線直徑為20in。Brutus張力腿平臺(tái) 2001年建成，位于墨西哥灣VioscaKnollBlock915，水深988m。工程耗資5億美元，日生產(chǎn)能力為4萬桶原油和2.5億立方英尺天然氣。輸油管線直徑10in，輸氣管線直徑14in。Marlin張力腿平臺(tái) SPAR平臺(tái)分為兩種：傳統(tǒng)SPAR（ClassicSPAR）和桁架式SPAR（TrussSPAR）。兩者之間的不同在于桁架式SPAR不具有傳統(tǒng)SPAR所具有的儲(chǔ)存功能，傳統(tǒng)SPAR的殼體是一個(gè)吃水深的、中空的垂直圓筒，而桁架式SPAR的殼體是一個(gè)吃水淺的、中空的圓筒與向下擴(kuò)展的桁架結(jié)構(gòu)的組合體。因此桁架式SPAR更輕，更節(jié)約成本，兩者的運(yùn)動(dòng)性能基本一致。4．SPAR平臺(tái) 墨西哥灣地區(qū)第一座傳統(tǒng)SPAR平臺(tái)，1996年12月建成。位于墨西哥灣VioscaKnoll826，水深588m。擁有16口采油井，日生產(chǎn)能力為25000桶原油和0.3億立方英尺天然氣，儲(chǔ)量折合約5000-7500萬桶原油。SPAR直徑22m，頂端有效載荷6600t。NeptuneSPAR平臺(tái) 傳統(tǒng)SPAR平臺(tái)，1998年8月建成，位于墨西哥灣GreenCanyon205A，水深789m。日生產(chǎn)能力為55000桶原油和0.72億立方英尺天然氣。墨西哥灣地區(qū)第一座鉆探、采油SPAR平臺(tái)。SPAR直徑37m，有效載荷19000t。改革與創(chuàng)新技術(shù)：SPAR就位后固定壓載的安裝；提升管－殼體接點(diǎn)設(shè)計(jì)；浮式張力提升管設(shè)計(jì)（1根鉆探提升管，2根輸出提升管，16根采油提升管）；水下樁錘；深水沉降系統(tǒng)；球形運(yùn)動(dòng)計(jì)算。GenesisSPAR平臺(tái) 第一座擁有外殼部分和桁架部分（與傳統(tǒng)外殼結(jié)構(gòu)相似）的組合式SPAR平臺(tái)（TrussSPAR），2001年4月建成，位于墨西哥灣MississippiCanyon85，水深1646m。日生產(chǎn)能力為5萬桶原油和2.5億立方英尺天然氣。創(chuàng)新和先進(jìn)技術(shù)：桁架式SPAR（SPAR技術(shù)與固定外殼技術(shù)的結(jié)合）和最深生產(chǎn)計(jì)劃（最深2073m）；采用管中管技術(shù)的鋼鐵懸鏈線提升管；海底油井和生產(chǎn)多樣化；甲醇回收。KingSPAR平臺(tái) 桁架式SPAR平臺(tái)，2002年5月建成，油田位于墨西哥灣EastBreaks112和643，平臺(tái)處水深1100m。日生產(chǎn)能力為4萬桶原油。創(chuàng)新技術(shù)：?jiǎn)蝹€(gè)多腔浮力筒；節(jié)省空間的水面井口裝置；3m寬距調(diào)節(jié)器；海底井口應(yīng)力接合點(diǎn)的內(nèi)部鏈索接合器（為107m額定鉆探偏移誤差設(shè)計(jì)）；所有頂端拉緊的提升管的張力監(jiān)測(cè)；為將來輸入或輸出管線直徑可增加到12in預(yù)留的通過殼體的接頭；在1128m水深處打樁；在水深1128m處停泊兩艘起重駁船通過兩個(gè)吊鉤吊起甲板。Boomvang-NansenSPAR平臺(tái) 傳統(tǒng)SPAR平臺(tái)，油田位于墨西哥灣EastBreaks(EB)blocks945and989，平臺(tái)處水深1311m。擁有8口采油井，一口鉆探井，9根鋼鐵懸鏈線提升管（SCR），日生產(chǎn)能力為11萬桶原油和3.25億立方英尺天然氣，SPAR直徑37m，長(zhǎng)215m，有效載荷為29500t。Diana-HooverSPAR平臺(tái) 5．簡(jiǎn)易張力腿平臺(tái)簡(jiǎn)易張力腿平臺(tái)具有張力腿平臺(tái)同樣的性質(zhì)和功能，但比張力腿平臺(tái)更簡(jiǎn)便，更靈活。Morpeth簡(jiǎn)易張力腿平臺(tái)1998年9月建成，位于墨西哥灣EwingBanks965，水深515m。日生產(chǎn)能力為35000桶原油和0.4億立方英尺天然氣，儲(chǔ)量約為7000萬桶原油。 從概念設(shè)計(jì)到開始采油僅相隔兩年時(shí)間；AtlantiaSeaStar*Mini-TLP技術(shù)首次使用；JRM首次設(shè)計(jì)和安裝鋼懸鏈線提升管；JRM首次在墨西哥灣設(shè)計(jì)、采購和安裝海底系統(tǒng)；墨西哥灣地區(qū)首次使用深水非潛水管線旋塞；墨西哥灣地區(qū)首次使用絕緣彈性流線；首次在海底生產(chǎn)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)從水面TLP移植來的盤繞管路系統(tǒng)訪問技術(shù)。創(chuàng)新技術(shù) 1999年8月建成，油田位于墨西哥灣GreenCanyon254,297&298，平臺(tái)處水深1009m。擁有5口油井，日生產(chǎn)能力為25000桶原油和0.45億立方英尺天然氣。創(chuàng)新技術(shù)有：在Mini-TLP中使用錐形的鈦壓力接頭懸置鋼懸鏈線提升管（SCR）；直線型水力/電動(dòng)控制管纜中的高抗倒塌（HCR）軟管技術(shù)；Allegheny簡(jiǎn)易張力腿平臺(tái) 從概念設(shè)計(jì)到開始采油僅用兩年時(shí)間；絕緣高壓4in流線鋼懸鏈線提升管（SCR）；提升管末端多樣化（REM）；可替換管網(wǎng)；隔離提升管負(fù)荷到采油樹和井口裝置；全油田關(guān)閉從平臺(tái)清管；允許提升管將來用作衛(wèi)星井生產(chǎn)；可拆卸式流線盤繞管路系統(tǒng)。 2001年建成，油田位于墨西哥灣GreenCanyonblocks236and237，平臺(tái)處水深640m。生產(chǎn)能力為日產(chǎn)4萬桶原油和0.6億立方英尺天然氣。Typhoon創(chuàng)造了墨西哥灣地區(qū)快速開發(fā)工程的標(biāo)準(zhǔn)，從油田發(fā)現(xiàn)到平臺(tái)建成僅隔3年時(shí)間，從工程批準(zhǔn)到試運(yùn)行歷時(shí)約18個(gè)月。工程預(yù)算1.28億美元。Typhoon簡(jiǎn)易張力腿平臺(tái) 位于墨西哥灣EwingBankBlock1003，水深442m。2001年9月投入生產(chǎn)，生產(chǎn)能力為日產(chǎn)5萬桶原油和0.8億立方英尺天然氣。海底錨鏈系統(tǒng)：24in預(yù)應(yīng)力筋腱提供重定位多功能特性和優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)特性。甲板：三層，5萬平方英尺，可容納一臺(tái)1200馬力鉆機(jī)。海底連接：4座干式采油樹；到幾口待鉆探油井的連接。穩(wěn)定性外型：抵擋215km/h颶風(fēng)和12m高巨浪。Prince簡(jiǎn)易張力腿平臺(tái) 6．其它類型平臺(tái)包括重力式平臺(tái)和浮式采油系統(tǒng)中的半潛式平臺(tái)等，隨著水深的增加，重力式平臺(tái)極少應(yīng)用，半潛式平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能和定位將難以滿足作業(yè)要求，故在此不作詳細(xì)介紹。 位于北海，是世界上最高的重力式平臺(tái)，高472m，總重105萬噸，在水深303m和波浪最高達(dá)30m的條件下可持續(xù)工作70年。平臺(tái)電力由陸上供應(yīng)，擁有世界上第一套全自動(dòng)鉆探設(shè)備，陸上－海洋綜合控制系統(tǒng)通過光纜將平臺(tái)與陸上設(shè)備連接起來，是挪威地區(qū)該類型平臺(tái)中第一座可遠(yuǎn)程操作的平臺(tái)。歐洲最大的氣田，擁有40口氣井，天然氣儲(chǔ)量約1.4萬億m3，占世界天然氣探明儲(chǔ)量的1%，輸氣管線直徑36in。TrollA平臺(tái) 生產(chǎn)、集輸、處理、儲(chǔ)存全在海上進(jìn)行，處理后的原油在海上裝船外運(yùn)。數(shù)量大的伴生氣一般回注油層，小量的則燃燒放空。(二)全海式生產(chǎn)集輸系統(tǒng) 1、生產(chǎn)平臺(tái)、儲(chǔ)油平臺(tái)和原油外運(yùn)裝船設(shè)施 僅適用于淺水油田。需在海上建甲板面積大的儲(chǔ)油罐平臺(tái)或水下儲(chǔ)油沉箱。處理后的原油在海上直接裝船外銷。我國(guó)渤海灣的埕北油田和錦州9－3油田采用該系統(tǒng)。 （二）全海式2、浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存外輸系統(tǒng)FPSO 系統(tǒng)組成：井口平臺(tái)（或水下井口裝置）、單點(diǎn)系泊、浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存外輸船。建造期短，造價(jià)低，是邊際油田和深水油田首選的油氣生產(chǎn)集輸方案。1998年底，世界上已建成使用82艘，中國(guó)海域9艘。FPSO的適應(yīng)水深可達(dá)2500米。 浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪150000dwt 2006年我國(guó)建造的30萬噸級(jí)超大型油船總長(zhǎng)約330米，型寬60米，型深29.8米，吃水22.0米，載重量為30.8萬噸。運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算液體力學(xué)技術(shù)對(duì)船舶水動(dòng)力進(jìn)行優(yōu)化，并優(yōu)化配置船舶的主要系統(tǒng)和設(shè)備，因此大大提高了VLCC的快速性和經(jīng)濟(jì)性。為了保障船舶的安全性，提出了船舶全壽命的設(shè)計(jì)理念，即根據(jù)VLCC的使用最大年限來考慮船舶的整體安全性。自主設(shè)計(jì)的VLCC在包括油耗、航速、載重量、成本等在內(nèi)的綜合指數(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。 （二）全海式3、浮式生產(chǎn)系統(tǒng)（FPS）適用于深水油田的一種集輸系統(tǒng)。 生產(chǎn)處理、動(dòng)力、所有輔助設(shè)施均安裝在半潛式船上（由懸鏈或索纜錨固在海床上）。立管能夠擺動(dòng)，以適應(yīng)風(fēng)浪引起的橫向運(yùn)動(dòng)。半潛式船的優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)量小。缺點(diǎn)：無儲(chǔ)油能力。需在附近設(shè)置永久系泊的浮式儲(chǔ)油輪（FSO）儲(chǔ)存凈化原油。 第二節(jié)海底管道的設(shè)計(jì)和建造 海底管道是海上油氣生產(chǎn)設(shè)施中不可缺少的組成部分。世界上第一條海底管道：1951年美國(guó)在墨西哥灣Cameron氣田鋪設(shè)的16公里的海底管道。世界累計(jì)鋪設(shè)海底管道約100000公里，水深已達(dá)1463米，海管徑42英寸（1英寸＝25.4mm）。我國(guó)到1998年底，累計(jì)鋪設(shè)海管約2000公里。南海的崖城13－1氣田到香港的28英寸、778公里高壓輸氣管道是世界第二長(zhǎng)的海底管道。一、海底管道的設(shè)計(jì) 二、防腐涂層和加重層1、外涂層：在實(shí)際的海水環(huán)境中，提供有效的腐蝕保護(hù)。煤焦油瓷漆、瀝青瓷漆、環(huán)氧樹脂、聚乙烯樹脂、聚丁橡膠。確保海管在壽命期內(nèi)能安全運(yùn)行，管道系統(tǒng)應(yīng)防止輸送介質(zhì)和海水引起的內(nèi)外腐蝕。 2、陰極保護(hù)作為外涂層的補(bǔ)充和加強(qiáng)。以犧牲陽極為基礎(chǔ)，材料可以是鋁或鋅的合金。有涂層的海管上，兩個(gè)陽極之間的間距一般不超過150米。 3、內(nèi)腐蝕控制緩蝕劑、加腐蝕余量、內(nèi)涂層、采用耐腐蝕管材或內(nèi)襯、保持輸送介質(zhì)無水。 4、混凝土加重層確保管道在海床上的穩(wěn)定性，保護(hù)防腐涂層和管道本身安裝、運(yùn)行期免受機(jī)械損壞。 5、管中管輸送高粘度、高含蠟、高凝點(diǎn)原油的海底管道—雙層結(jié)構(gòu)的管中管：兩層管之間填充絕熱保溫材料，減少輸送中的熱損失，確保原油的流動(dòng)性能。外鋼管具有隔水、保護(hù)保溫層作用，加大管道的負(fù)浮力，可取代混凝土加重層。 為了早產(chǎn)油、早見到經(jīng)濟(jì)效益，海上許多臨時(shí)和早期生產(chǎn)裝置上的集油氣管道常使用柔性管。柔性管：鋼絲加強(qiáng)筋、多層熱塑材料組合而成，具有非常好的耐腐蝕和保溫性能，使用壽命長(zhǎng)，易回收可重復(fù)使用。目前生產(chǎn)的柔性管直徑已達(dá)16英寸，破裂應(yīng)力可達(dá)280MPa，可承受2100米水深的水柱壓力。6、柔性管 三、海底管道的鋪設(shè)方法（一）鋪管船法鋪管能力：可鋪設(shè)60英寸、水深2000米。 1、S型鋪管法預(yù)制管段在船上進(jìn)行組對(duì)、焊接、涂防腐層和無損探傷從托管架下到海床管道為S型水深一般不超過300米。 2、J型鋪管法托管架垂直向下在立式塔架上進(jìn)行組對(duì)、焊接適于深水海域 3、卷筒法用于小口徑管道日鋪管速度快，大大降低鋪設(shè)費(fèi)用。 （二）拖管法用于平臺(tái)間比較短的集油氣管道、注水管道、裝有控制電纜的管束鋪設(shè)。好處：管串的預(yù)制、試壓、檢驗(yàn)工作可在陸上進(jìn)行，減少海上工作量，降低費(fèi)用；無需動(dòng)用費(fèi)用昂貴的拖管船。四種托管施工方式：沿海水平面拖管、海水平面下拖管、海平面以上、沿海床面拖管。 2、在海水平面下拖管極大減小了表面風(fēng)浪流的影響。1、沿海水平面拖管施工費(fèi)用低 3、在海床面以上拖管通過鐵鏈懸掛在水中長(zhǎng)度的變化，避免管線與海床接觸。 優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)時(shí)管串不受氣候條件的影響；氣候條件超出拖船的能力，可安全停放在海底；不需要后拉船。缺點(diǎn)：拖船馬力要大；易損壞外涂層；費(fèi)用相對(duì)高4、沿海床面拖管（底拖法） 四、海底管道的挖溝方法水力噴射液化機(jī)械切割挖溝犁 五、海底管道的立管1、預(yù)先安裝在平臺(tái)上的立管和管道連接方法：法蘭連接高壓艙焊接機(jī)械接頭2、現(xiàn)場(chǎng)安裝的立管和管道的連接方法：鋪管船上焊接J型導(dǎo)管內(nèi)拉管J型導(dǎo)管內(nèi)反向拉管通過平臺(tái)底部的彎管滑軌彎管法。 ThankYou!2004年11月課程結(jié)束