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：海上的油氣設施都是一個個有（yǒu）價值的“點”，隻有通過（guò）油氣管道這樣的（de）“線”將“點”連接，才能（néng）構成完（wán）整的係統（tǒng），發（fā）揮生產係統的整體價值。海底管道主要（yào）有（yǒu）平管、膨脹（zhàng）彎管、立管等種類。海底平管平鋪於海底，是海底油氣（qì）輸送的主力軍。膨脹彎管用於連接海底平管（guǎn）與（yǔ）立管。受海水溫（wēn）差的影響，鋼管存（cún）在（zài）著熱脹（zhàng）冷縮（suō）的現象，膨脹彎管可以補（bǔ）償海管長度的變化。立管是海底（dǐ）處於垂（chuí）直（zhí）狀態的管道，連接海底平管與海上的（de）生產（chǎn）設施。深水區（qū）立管通常以自由（yóu）狀態立於水中，例如頂（dǐng）部預張力立管（TTR）、鋼懸鏈立管（SCR）、柔性（xìng）立管、塔（tǎ）式立管等。另外，跨接管也必不可少，它是連接采油樹與生產管匯的。根據油田（tián）產出物（油、氣、水）和產量的不同，選擇相（xiàng）應管徑和結構的（de）海管，理（lǐ）論上產量越（yuè）大，管徑越粗。
為了防止深水低溫高壓形成（chéng）的水合物堵塞海管，需要使用保溫管（guǎn）道；而海（hǎi）上稠油需（xū）在平台加熱後輸送，所以需要采用熱油輸送工藝和（hé）保溫管道結構。電伴熱海管就給海（hǎi）管加上了“暖寶寶”。為了增加管道的穩定性，混凝土配重海管應運而生。
海管的（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（yī）般采用碳鋼（gāng）API 5L X56及以上。
有哪些鋪（pù）設海（hǎi）底管道的方法？
完成一條海底管道（dào），設計考慮因素繁多，而安裝施工更是（shì）要克（kè）服千難萬險。首先是（shì）作業環（huán）境處於海（hǎi）洋（yáng），不僅作業空間嚴重受限，海況的複雜多變也會給正常施工帶來極（jí）大的挑戰。另外，海底環境複雜，並非一馬平川，它由（yóu）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（shēn）邃的海（hǎi）溝等（děng）等。我們並不能像在（zài）陸地上鋪設管道那（nà）樣改造海底的地貌，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（fù）雜了（le）。海底低溫、高壓、高鹽度、暗流湧動，水合物阻塞、管道腐蝕、衝擊損（sǔn）耗等難題會持續存在。這（zhè）些問題的同時存在使得鋪設海底油氣管道不僅是工程難題，同時又是科學難題。
那麽，海底管道是如何鋪成的呢？對於施工作業而言（yán），水深是最大的影響因素，根（gēn）據水深（shēn）不同，鋪管作（zuò）業（yè）迥異。
（1）離岸近、水淺的地（dì）方，可以（yǐ）用（yòng）絞車（chē）直接將海管拉（lā）上陸地。
（2）淺海區、離（lí）岸遠的地方可以通過鋪（pù）管船一邊下放、一邊焊接的（de）方（fāng）式鋪管。主要采用S-Lay（S型鋪設法）：海底管道通過船（chuán）尾的托管架入水，形成S形（xíng）曲線鋪入海底。在（zài）鋪管作業過程中，船上需要有3樣（yàng）神器——張緊（jǐn）器、托管架和焊接作業線。張緊器用來固定海管，像是一（yī）個大夾子夾住海管（guǎn）。托管架則用來控製海管的鋪設方向。此外，受海上作業空間限製，鋪設海管需要（yào）一支（zhī）專業的船隊相互配合完成施工，成本也要比同等情況下的陸地高出1～2倍。
（3）在深水區（qū）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，沿垂彎段向下，直至鋪入海底，管線整（zhěng）體呈“J”型，適用於幾（jǐ）百米至幾千米的深海區域。
（4）隨著新技術的不斷發（fā）展，海上鋪（pù）管作業形式（shì）也再不斷進步。對（duì）於管徑（jìng）小、強度稍弱的海管，可以在陸地上製造好（hǎo）直接卷於滾筒上，使（shǐ）用（yòng）鋪（pù）管船運至海上（shàng）鋪設，這種作業方式稱為Reel-Lay（卷管式（shì）鋪管作業）。目前，卷管式鋪管（guǎn）船可以分為水平式和（hé）垂直式（shì）兩種。水平式卷管鋪管船（chuán），其轉動軸垂直於鋪管船甲板，采用S型（xíng）鋪設（常用於淺水），常用於鋪設臍帶（dài）纜；而垂直式卷管鋪管船，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。當然最終選擇哪種作業方式，不僅要考慮水深，還要結合作業周期、作業（yè）成本等綜（zōng）合因素。
海管在海底的鋪設步驟
以最常見的S型鋪管作業方式為例，詳細介紹海底管道是如何建成的。
（1）準備階段。準備階段包括鋪管船就位、安裝托管架、倒海（hǎi）管、海管起始連接以（yǐ）及安裝海管的起始封頭。淺水（shuǐ）區一（yī）般將起始接頭固定在導管架（jià）上，然後開始鋪（pù）管，這種方法比較經濟（jì）。
（2）海管焊接（jiē）作業（yè）。海管需要被一根一根焊接在一起，然後下放到（dào）海底。焊接工序至關重要：通（tōng）過（guò）滾輪輸送至加工車（chē）間，然後進行坡口加工、管（guǎn）端消（xiāo）磁、管段預熱、焊口組對、各種焊接（封底焊、填充焊、內部焊、蓋帽焊）、無損探傷、噴砂、塗覆密封、發泡等（děng）十幾項工（gōng）序（xù）。
（3）海管入水。鋪管船向前移船，海管入水。海管管（guǎn）端（duān）到達著泥點後（hòu），邊焊接邊鋪設（shè），進入正常鋪管作業階段。當鋪管過程中遭遇惡劣天氣，或是突發其他意外情況影響（xiǎng）到鋪（pù）設海管正常作業時，需要（yào）臨時棄管。棄管時要焊接臨時棄管頭，通過A/R絞車鋼（gāng）絲連接。
（4）結束平鋪管段作業。在海底管線鋪設到立管安裝位置附近時，結束鋪設作業，與棄（qì）管作業步驟相同。
（5）立管、膨脹彎的連接。海（hǎi）管平鋪段（duàn）作業（yè）結（jié）束，此時需要水下測量（liàng）平鋪段（duàn）海管與立管之（zhī）間（jiān）的距離，定製膨脹彎管。膨脹彎管采用法蘭連（lián）接的方式。淺水區域可以人工潛水進行後續連接工作，水深大於50米（mǐ）時，采用飽（bǎo）和潛水作業。
（6）海管清管試壓、排水。完成所有管線連接後，需要（yào）進（jìn）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（shì）否有屈曲變形。常用的儀器是清管（guǎn）器。試驗壓力一般需要超過設計壓力，以測試水下連接點是否泄漏，之後（hòu）對海管進行（háng）排水（shuǐ）或（huò）幹（gàn）燥作業。
（7）海管保護和固定。海管沉放到海（hǎi）底後（hòu），波浪、海流（liú）以（yǐ）及附近船舶拋錨都會危及到海（hǎi）管（guǎn）的安全，影響最為嚴重的是漁業活動，漁船拋錨、漁網破壞法蘭連接（jiē）點等等，所以需要采取一定的保護措施：①針對平管段，可以采用挖溝機挖溝掩埋。方法是挖溝機下放至海（hǎi）底，騎放在海管上，抬起（qǐ）海管，開始挖溝（gōu），像是耕田（tián）用的（de）犁，深度為1～2米，然後掩埋回填。②采（cǎi）用水泥墊塊、固定（dìng）壓塊等保護措施。水泥墊塊、固定壓塊等製造、鋪設成本高，因此隻在（zài）立管、膨脹彎管等連接處（chù）使用。
（8）管道修複。即使保（bǎo）護（hù）再周全，也難以完全杜絕海管發生堵塞、泄露，失效的情況。一旦（dàn）發生海管堵塞（sāi），可以先使用（yòng）清管球進行清管作業（yè）。對於海管發生腐（fǔ）蝕、泄漏（lòu）或清管球不能疏通的管段，采取切（qiē）斷破損海（hǎi）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（shuǐ）較深區（qū）域，采用（yòng）ROV水下作業，切（qiē）斷海管，使用法蘭、卡箍等機械方式（shì）連接。至此，一條完整的海管鋪設作業（yè）順利結束。
我國海底管道產業起步較晚，但經過20餘年（nián）的發展，我國海底管道鋪（pù）設能力取（qǔ）得了長足的進步。據統（tǒng）計，我國海洋石油已經建成了81個油氣（qì）田，鋪設的海洋管（guǎn）道長度超過6000公裏。
鋪管船
鋪管船是海底管道施工的重要工具，在（zài）海洋設施建造方麵起著（zhe）舉足（zú）輕重的作用。鋪管船的形式較為多樣，既有純粹的鋪管船，也有起重（chóng）能力超強的起重（chóng）鋪（pù）管船；從船體上看，有駁船式、普通船型式和半潛式。
目前CNOOC已經具（jù）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起重船，具有三條作業線，一條主線兩條（tiáo）輔線。其（qí）餘鋪管船均為單作（zuò）業線，並且作業線均在右舷。我國現有的鋪管船均采用S型鋪管法。
目前國內淺水區域開發（fā）日趨飽和，未來趨勢是向南海（hǎi）深水發（fā）展（zhǎn）。相比而言，美國墨西（xī）哥灣、北非和巴西水域水深較深，相關企業（yè）很早（zǎo）就開展了深水技術的研究，這些國（guó）家深水鋪管技術已經較為成熟。而中（zhōng）國海洋油氣事業一（yī）直集中（zhōng）於淺水，作業階段S-Lay鋪管技（jì）術應用較多。隨著近幾年（nián）張緊器扭矩能力的提（tí）升，S-Lay鋪管水（shuǐ）深作業能力在不斷（duàn）進步，但Reel-Lay和J-Lay施工技術才是開（kāi）發深（shēn）水（shuǐ）重點研究的方向。（文：孟偉 來源：《石油知識》）
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