海底油氣管道是什麽樣的？
海管是鋪設在海底，連續輸送油、氣、水的管（guǎn）道。打個比方：海上的油氣設施都是一個個有價值的（de）“點”，隻有通過油氣管（guǎn）道這樣的“線”將“點”連接，才能構成完整的係統，發揮生產係統的整體價值。海底管道主要有平（píng）管、膨脹彎管、立管等種類。海底平管平（píng）鋪於海底，是海（hǎi）底油氣輸送的主（zhǔ）力軍。膨脹彎管用於連（lián）接海底平管與立管。受海水溫差的影響，鋼管存在著熱脹冷縮的現象，膨脹彎（wān）管可以補（bǔ）償海管長度的變化。立（lì）管是海底處於垂直狀態的管道，連接海底平管與海上的生產設施。深水區立管通常以自由狀態（tài）立於水中，例如頂部預（yù）張力立管（TTR）、鋼懸鏈立管（SCR）、柔性立管、塔式立（lì）管等（děng）。另外（wài），跨（kuà）接管也必不可少，它是連接采油樹與（yǔ）生（shēng）產管匯（huì）的。根（gēn）據油田產出物（油（yóu）、氣、水）和產量的不同（tóng），選擇相應管（guǎn）徑和結構的（de）海管，理論上產量越大，管徑越（yuè）粗。
為了防止（zhǐ）深水低溫高壓形成的（de）水合物堵塞海管，需要使用保溫管（guǎn）道；而（ér）海上稠油（yóu）需在平台加熱後（hòu）輸送，所以需要采用熱（rè）油（yóu）輸送工藝和保溫管道結構（gòu）。電伴熱海（hǎi）管就給海管加上了“暖寶寶”。為了（le）增加管道的穩定性，混凝土配重海管應運而生。
海（hǎi）管的（de）材質不同決定了海管的生產成本、抗侵蝕能力、重力要求以及在焊接時的性能。目前一般采用碳鋼（gāng）API 5L X56及以上。
有哪些鋪設海底管道的方（fāng）法？
完成一（yī）條海底管道，設計考慮（lǜ）因素繁多，而安裝施（shī）工更是要克服千難萬（wàn）險。首先是作業環境處（chù）於海洋，不僅作業空間嚴重受限，海況的複（fù）雜多變（biàn）也會給正常施工帶來極大的挑戰。另外，海底環（huán）境複雜，並非一（yī）馬平川，它由各種地形地貌（mào）組成，例如高聳（sǒng）的海山、起伏的海丘、綿（mián）長的海嶺、深邃的海（hǎi）溝等等。我們並不能像在陸地上鋪設管道那樣（yàng）改造海底的地貌，所以無論在設計還是施工過（guò）程中，鋪設海底管道考慮的因素（sù）就非常複雜了。海底低溫（wēn）、高壓、高鹽度、暗流（liú）湧（yǒng）動，水合物阻塞、管道腐蝕（shí）、衝擊損耗等（děng）難題會持續（xù）存在。這些問題的同時存在使得鋪設海底油氣管道不僅（jǐn）是（shì）工程難題，同時又是科學難題（tí）。
那麽，海底管道是如何（hé）鋪成的呢？對於施工（gōng）作業而言，水深是最大的影（yǐng）響（xiǎng）因素，根據水深不同，鋪（pù）管作業迥異。
（1）離岸近、水（shuǐ）淺的地方，可以用絞車直接將海管拉上陸地（dì）。
（2）淺海區、離岸遠的地方（fāng）可以通過鋪管船一邊下放、一（yī）邊焊接的方式鋪管（guǎn）。主要（yào）采用S-Lay（S型鋪設法）：海底（dǐ）管道（dào）通過船尾的托管架入水，形（xíng）成S形曲線鋪入海底。在鋪管作業過程中（zhōng），船上需要有3樣神（shén）器——張緊器、托管（guǎn）架（jià）和焊接作業線。張緊器用來（lái）固定海管，像是一個大夾子（zǐ）夾住海管。托管（guǎn）架則用來控製海管的鋪設方向。此外，受海上作業空間限（xiàn）製，鋪設海管需要一支專業的船隊相互配合完成（chéng）施工，成本也要比同等情況下（xià）的陸（lù）地高出1～2倍。
（3）在深水區進行鋪管作業，水深增加，導（dǎo）致施工難度呈指數級增長。海（hǎi）管長度增加，導致重量增加，需要鋪管船承受更大的張力，此時采用J-Lay方式施工。J-Lay（J型鋪設法）：海管以接（jiē）近垂直的形態離開鋪管船，沿垂彎段向（xiàng）下，直至鋪入（rù）海（hǎi）底，管（guǎn）線整體呈“J”型，適用於幾百米至幾千米的深（shēn）海區域。
（4）隨著新技術的不斷發展，海上鋪管作業形式也再不斷進步。對於管徑小、強度稍（shāo）弱（ruò）的海管，可以在陸地上製造好直接卷於滾筒（tǒng）上，使用鋪管船運至海上鋪設，這種作業方式稱為Reel-Lay（卷管式鋪管（guǎn）作（zuò）業）。目前，卷管式鋪管船可以分為水平（píng）式和垂直式兩種。水平式（shì）卷管鋪管船，其轉動軸垂直於鋪管船甲板，采用S型鋪設（常（cháng）用於淺水），常用於鋪設（shè）臍帶纜；而垂直式（shì）卷管鋪管船，其轉動軸與鋪管船甲板保持水平，采用J型鋪（pù）設，常用於深水。當然（rán）最終選擇哪種作業方式，不僅要（yào）考慮水深（shēn），還要結合作業周期、作業成本等綜合因素。
海管在海底的（de）鋪設（shè）步驟
以最常見的S型鋪管（guǎn）作業方式為例，詳細介紹海底管道是如何建（jiàn）成（chéng）的。
（1）準備階段。準備（bèi）階（jiē）段包括鋪管船就位、安裝托管架、倒海管、海（hǎi）管起始連接以及安裝海管的起始（shǐ）封頭。淺水區一般將起始接頭固定在導管架上，然後開始（shǐ）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（fàng）到海底。焊接工序至關重要（yào）：通過滾輪（lún）輸送至加工車間（jiān），然（rán）後（hòu）進行坡口加工、管端消磁（cí）、管段預熱、焊口組對、各種焊接（封（fēng）底焊、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，進入正常鋪管作業階段。當鋪管過程中遭遇惡劣天氣，或是突發其他意外（wài）情（qíng）況影響到（dào）鋪（pù）設海管正常作業時，需要臨時（shí）棄管。棄管（guǎn）時要焊接臨時棄管頭，通過A/R絞車鋼絲連接。
（4）結束平鋪管段作業。在（zài）海底管線鋪設到立管安裝位置附近時，結（jié）束鋪設（shè）作業，與棄管作業步（bù）驟相同。
（5）立管、膨脹彎的（de）連（lián）接。海管平鋪段（duàn）作業結束，此（cǐ）時需要水下測量平鋪段海管與立管之（zhī）間的距離，定製膨脹彎管。膨脹彎管采（cǎi）用法蘭連（lián）接的方式。淺水區域可以人工潛水（shuǐ）進行後續連接工作，水深大於50米時，采用飽和（hé）潛水作業。
（6）海管清管試壓、排水（shuǐ）。完成所有管線連接後，需要進行清管試壓的工作。清管作業是為了清洗管內壁、測量管線是否有屈曲變形。常用的儀（yí）器（qì）是清管器。試驗壓力一般需要超過設計壓（yā）力，以測試水下連接點是否泄漏，之後對海管進行排水或幹燥作業。
（7）海管保護和固定。海管沉放到海底後（hòu），波浪、海流以（yǐ）及（jí）附近船舶拋錨都會危及到海管的安全，影響最為嚴重的（de）是漁業活動（dòng），漁船拋錨、漁網破壞法蘭連接點等等（děng），所以需要采取一定的保護措（cuò）施：①針對平管段，可以采用（yòng）挖溝機挖溝（gōu）掩埋。方法是挖溝機下放至海底，騎放在海管（guǎn）上，抬起海管，開始挖溝，像是耕田用的犁，深度為1～2米（mǐ），然後掩埋回填。②采用水泥墊塊、固定壓塊等保護措施。水泥（ní）墊（diàn）塊、固定壓塊等製造、鋪設成本高，因此隻在立管、膨脹彎管等連（lián）接處使用。
（8）管道修複。即使保護再（zài）周全，也難以完全杜絕海管發生（shēng）堵塞、泄露，失（shī）效的情況。一旦發生海管堵塞，可以先使用（yòng）清管球進行清管（guǎn）作業。對於海管發生腐蝕（shí）、泄漏或清管（guǎn）球不能疏通的管段，采取切斷破（pò）損海管，重新更換連接。水（shuǐ）深較淺（qiǎn）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，切斷海管，使用法蘭、卡箍等機械（xiè）方式連接。至此（cǐ），一條完整的海管鋪設作業（yè）順利結束。
我國（guó）海底（dǐ）管（guǎn）道（dào）產業起步較晚（wǎn），但經過20餘年的發展，我國海底管道（dào）鋪設能力取（qǔ）得了長足的（de）進步。據統計，我國海洋石油已經建成了81個油氣田（tián），鋪設（shè）的海洋管道長度超（chāo）過6000公裏。
鋪管船
鋪管船是海底（dǐ）管道施工的重要工具（jù），在海洋設施建造（zào）方麵起著舉足輕重的作用。鋪管船的形式較為（wéi）多樣（yàng），既有純粹的鋪管船，也有（yǒu）起（qǐ）重能力超強的起重鋪管船（chuán）；從船體上看（kàn），有駁船式、普通船型式（shì）和半潛式。
目前CNOOC已經具備7艘專業鋪管船，分別是HYSY201、HYSY 202、藍疆、濱海109、HYSY286、HYSY289和HYSY291。HYSY201是我國首條深水鋪管起重船（chuán），具有三條作（zuò）業線，一（yī）條主（zhǔ）線兩條輔線。其餘鋪（pù）管船均為單作業線（xiàn），並且作業線均在（zài）右舷。我（wǒ）國現有的鋪管船均（jun1）采用S型鋪管法（fǎ）。
目前國內淺水區域開發日趨飽和，未來趨勢是向南海深水發展。相比而言，美國墨西哥灣、北非和巴西水域水深較深，相（xiàng）關企業很早就開展了深水技術的研究，這些國家深水鋪管技術（shù）已經較為成熟。而中國海洋油氣事業一直（zhí）集中（zhōng）於淺水，作業階段S-Lay鋪管技術應用（yòng）較多。隨著近幾年張緊器扭矩能力的提升，S-Lay鋪管水深作（zuò）業能力在（zài）不斷進步，但Reel-Lay和J-Lay施工技術才是開發深水重點研究的方向（xiàng）。（文：孟偉 來（lái）源：《石（shí）油知識》）
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