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、水的管道。打個比方：海（hǎi）上的油氣設施都是一個個有價值的“點”，隻有通過油氣管道這樣的“線（xiàn）”將“點”連接，才能構成完整的係統，發揮生產係（xì）統的整體（tǐ）價值。海底管道主要有平管、膨脹彎管、立管等（děng）種（zhǒng）類。海底平管平鋪於海底，是海底油（yóu）氣輸送（sòng）的主力軍。膨脹彎管用於連接海底平管與立管。受海（hǎi）水溫差的影（yǐng）響，鋼管存在著熱脹冷縮的（de）現象，膨脹彎管可以補償海管長度的變化。立管是海（hǎi）底處於垂直狀態（tài）的管道，連接海底平管與海上的生產設施。深（shēn）水區立管通常以自由狀態立於水中，例如（rú）頂部預張力立管（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（kě）少，它是連接采油樹與生（shēng）產管匯的。根據（jù）油（yóu）田產出物（油、氣、水）和（hé）產量的不同，選擇相（xiàng）應管（guǎn）徑和結構的海管，理論上產量（liàng）越（yuè）大，管徑越粗。
為了防（fáng）止深水低溫高壓形（xíng）成的水合物堵塞海管，需要使用保溫管（guǎn）道；而海上稠油需在平（píng）台加熱後輸送（sòng），所以需要采用熱油輸送工藝（yì）和保溫管道結構。電伴熱海管就給海管加上了“暖（nuǎn）寶寶”。為了增加管道的穩（wěn）定性，混凝土配（pèi）重海管應運（yùn）而生。
海管的材質（zhì）不同（tóng）決定了（le）海管的生產成本、抗侵蝕（shí）能力、重力要（yào）求以及在焊接時的性能。目（mù）前一般采用碳（tàn）鋼API 5L X56及以（yǐ）上。
有哪些鋪設海底管道的方法？
完（wán）成一條海底管道，設計考慮因素繁多，而安裝施工更是要克服（fú）千難萬險（xiǎn）。首先是作業環境處於海洋，不僅（jǐn）作業空間嚴重受限，海況的複雜多（duō）變也會給正常施工帶來（lái）極大的挑（tiāo）戰。另外（wài），海（hǎi）底環（huán）境複雜，並非一馬平川（chuān），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（hǎi）溝等等。我（wǒ）們並不能像在陸地上鋪（pù）設管道那樣改造海底的地貌，所（suǒ）以無（wú）論在（zài）設計還是施工（gōng）過（guò）程中（zhōng），鋪設海底管道（dào）考慮的因（yīn）素就非常複雜了。海底低溫、高壓（yā）、高鹽度、暗流湧動，水合物阻塞、管道（dào）腐蝕、衝擊損耗等難題會持續存在。這些問題的同時存在使得（dé）鋪（pù）設海底油氣管道不僅是工程難題，同（tóng）時（shí）又是科學難題（tí）。
那麽，海底管道是如何鋪成（chéng）的呢？對於施工作業（yè）而言，水深是最大的影響因素，根據水深不同，鋪管作業迥異。
（1）離岸近、水淺的地方，可以用絞（jiǎo）車直接將海管拉上陸地（dì）。
（2）淺海區、離岸遠的地方可（kě）以通過（guò）鋪管船一邊下放、一（yī）邊焊接（jiē）的方式鋪管（guǎn）。主要采用S-Lay（S型鋪設法）：海底管（guǎn）道通過船尾的托管架入水（shuǐ），形成S形曲線鋪入海底。在鋪（pù）管作業過程中，船上需要有3樣神器——張緊器、托管架和焊接（jiē）作業線（xiàn）。張緊器用來固定海管，像是一個大夾子夾住海管。托管架則用來控製（zhì）海管的鋪設方向。此外，受海上作業空間限製，鋪設海管需要一支專業的船隊相互配合完成施（shī）工，成本也要比同等情況下的陸地高出（chū）1～2倍。
（3）在（zài）深水區進行鋪管作業，水深增加，導致施工難度呈指數級增長。海管長度增加，導致重量增加，需要鋪管船承受更（gèng）大的張力，此時采用J-Lay方（fāng）式施工。J-Lay（J型鋪設法）：海管以（yǐ）接近垂直的（de）形態離開鋪管船，沿垂彎段向下，直至鋪入海底，管線整體呈“J”型，適用於幾（jǐ）百米至幾千米的深海區域。
（4）隨著新技術的不斷（duàn）發展，海上鋪管作業（yè）形式也再不斷進步。對於管徑小、強度稍弱的海管，可以在陸地上製造好直（zhí）接卷（juàn）於滾筒上，使用鋪管船運至海上鋪設，這種（zhǒng）作業方式稱為Reel-Lay（卷管式（shì）鋪管作業）。目前，卷管式鋪管船可以分（fèn）為水平式（shì）和垂直式兩種。水平式卷管鋪管船，其轉動軸垂直於鋪管船甲板，采用S型鋪設（常用於淺水），常用於鋪設臍帶纜；而垂直式卷管鋪管船（chuán），其轉動軸與（yǔ）鋪（pù）管船甲板保持水平，采用J型鋪設，常用於深水。當然最終選擇哪種作業方式（shì），不僅（jǐn）要考慮水深，還要結合作業周期、作業成本等綜合因（yīn）素。
海（hǎi）管在海底（dǐ）的鋪設步驟
以最常見的S型（xíng）鋪管作（zuò）業方式為例，詳細介紹海底管道是如（rú）何建成的。
（1）準備階段。準備階段包括鋪管船就位、安裝托管架、倒（dǎo）海管、海（hǎi）管起始（shǐ）連接以及安裝海管的起始（shǐ）封頭。淺水區一般將起始接（jiē）頭固（gù）定在導管架（jià）上，然後開始鋪管（guǎn），這種方法比較經濟。
（2）海管（guǎn）焊（hàn）接作業。海管需要被一根一根焊接在一起，然（rán）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，然後進行坡口加工、管端消（xiāo）磁、管段（duàn）預熱、焊口（kǒu）組對、各種（zhǒng）焊接（jiē）（封底焊、填充焊（hàn）、內部焊、蓋帽焊）、無損探（tàn）傷、噴砂、塗覆密封、發泡等十（shí）幾項工序（xù）。
（3）海管入水。鋪管船向（xiàng）前移船，海（hǎi）管（guǎn）入水（shuǐ）。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（duàn）。當鋪管（guǎn）過程中遭遇惡劣天（tiān）氣，或是突發其他意外情（qíng）況影（yǐng）響到鋪設海管正常作業時，需要臨時棄管。棄管時（shí）要（yào）焊接（jiē）臨時棄管頭，通過A/R絞車鋼絲連接。
（4）結束平鋪管段作業。在海底管線鋪設（shè）到立管（guǎn）安裝位置附近（jìn）時，結束鋪設作業，與棄管作業步驟相（xiàng）同。
（5）立管（guǎn）、膨脹彎的連（lián）接。海管平鋪段作業（yè）結束，此時需要水（shuǐ）下測量平鋪段海管與（yǔ）立管之間的（de）距離，定製膨脹彎管。膨脹彎管采用法蘭連接的（de）方式。淺水（shuǐ）區域可以人工潛水進行後續連接工作，水（shuǐ）深大於50米時，采（cǎi）用飽和潛水作業。
（6）海（hǎi）管清管試壓、排水。完成（chéng）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（le）清洗管內壁（bì）、測量管線是否有屈曲變形。常用的儀器是（shì）清管器。試驗壓力一般需要超過設計壓力，以測（cè）試水下連接點是否泄漏（lòu），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、海流以及（jí）附近船舶拋錨都會危及到海管的安全，影（yǐng）響最為嚴重的（de）是漁業活動，漁船拋（pāo）錨、漁網破壞法蘭連接點（diǎn）等等，所以需要采取一定的保（bǎo）護措（cuò）施：①針對平管段，可以采用挖溝機（jī）挖溝（gōu）掩埋。方法是挖溝機下放至海底，騎放在海管上（shàng），抬起海管，開始挖（wā）溝，像是耕田用的犁，深度為1～2米，然後掩埋回填。②采用水泥（ní）墊（diàn）塊、固定（dìng）壓（yā）塊等保護措施。水泥墊塊、固定壓塊等製造、鋪設成（chéng）本高，因此隻（zhī）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（nán）以完全杜絕（jué）海管發生堵塞、泄露，失（shī）效的情（qíng）況。一旦發生海管堵塞，可以先使（shǐ）用清管球進行清管作業。對於海管發生（shēng）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（gèng）換連接。水（shuǐ）深（shēn）較淺區域（yù），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（guǎn），使用法蘭、卡箍等機械方式連接。至此，一條完整的海管鋪（pù）設作業順利（lì）結束。
我國海底管道產業起步較晚（wǎn），但經過（guò）20餘年的發展，我國海底管道鋪設能力取得了長足的進步。據統計，我國海洋石（shí）油已經建成了81個油（yóu）氣田（tián），鋪設（shè）的（de）海洋管道長度超過6000公裏。
鋪管船
鋪管船（chuán）是（shì）海底管道施工（gōng）的重要工具，在海洋設（shè）施建造方麵起著舉足輕重的作用（yòng）。鋪管船的形式較（jiào）為多（duō）樣，既有純粹的鋪（pù）管船，也有起重能力超強的起重鋪管船；從船體上看，有駁（bó）船式、普通船型式（shì）和半（bàn）潛式。
目前CNOOC已經具備7艘（sōu）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（pù）管起重船，具有三條作業線，一條主線兩條（tiáo）輔線（xiàn）。其餘鋪管船均為單作業線，並且作業線均在右舷。我國現有的鋪（pù）管船均（jun1）采用S型鋪管法。
目（mù）前國內淺（qiǎn）水區域開發日趨飽和（hé），未來趨勢是向南海（hǎi）深水發（fā）展。相比（bǐ）而言，美國墨西（xī）哥（gē）灣、北非和巴西水域水深較深，相關企業很早就開展了（le）深水技術的研究，這些國家深水鋪管技（jì）術已經較為成熟（shú）。而中國海洋油氣事業一直集中於淺水，作業階段S-Lay鋪（pù）管技（jì）術（shù）應用較多。隨著近幾年（nián）張緊器扭（niǔ）矩能力的提升，S-Lay鋪（pù）管水深作業能力在不斷進步，但Reel-Lay和J-Lay施工技（jì）術才是開發深水重（chóng）點（diǎn）研究的方（fāng）向。（文：孟偉 來源：《石油知識》）
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