海洋管道介紹

1、一、海底管道現(xiàn)狀一、海底管道現(xiàn)狀管道作為五大運(yùn)輸方式之一，有著安全性高、連續(xù)性好、運(yùn)輸量大的優(yōu)點(diǎn)，在海洋油氣的運(yùn)輸中得到了廣泛的應(yīng)用。發(fā)達(dá)國(guó)家的管道輸送量已經(jīng)接近80。海洋不同運(yùn)輸?shù)男б婧Ｑ蟛煌\(yùn)輸?shù)男б婧Ｑ蠊艿拦こ痰姆植己Ｑ蠊艿拦こ痰姆植济绹?guó)墨西哥灣已經(jīng)建成長(zhǎng)達(dá)約37000km的海底管道，將該海域3800多座大小平臺(tái)和沿岸的油氣處理設(shè)施連成一張四通八達(dá)的海底管網(wǎng),這些管道直徑由51mm到1321mm之間,鋪設(shè)在幾米到數(shù)百米深的海底。在歐洲的北海，由于許多大型天然氣田的發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)，使遠(yuǎn)距離輸送并銷售天然氣至西歐各國(guó)的海底管道建設(shè)發(fā)展迅速，現(xiàn)已建成上萬(wàn)公里的國(guó)際輸氣管網(wǎng)。已經(jīng)建成的海底管道約20

2、00km，與國(guó)外差距較大。已鋪設(shè)總長(zhǎng)（2000）二、海底管道的特點(diǎn)二、海底管道的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：u可以連續(xù)輸送，受環(huán)境制約小，輸油效率高，運(yùn)油能力大；u海洋管道鋪設(shè)工期短，投產(chǎn)快，管理方便，操作費(fèi)用成本低。缺點(diǎn)：p 由于處于海底，檢查與維修困難；p 受潮流的影響較大，對(duì)于處于潮差或波浪碎帶的管段（立管），可能遭受海中漂浮物和船舶撞擊或拋錨遭受破壞。三、海底管道的分類三、海底管道的分類 按管道橫截面的結(jié)構(gòu)分類：?jiǎn)伪诠芄苤泄埽≒IP)集束管 按管道輸送介質(zhì)分類：l 海底輸油管道l 海底輸氣管道l 海底輸水管道l 油氣混輸管道 按管道工作范圍分類：l 出油管道連結(jié)井口與平臺(tái)l 油（氣）集輸管道用于輸送、匯

3、集l 油氣外輸管道用于平臺(tái)與陸上處理終端之間l 裝卸管道平臺(tái)與裝油設(shè)施之間單壁管單壁管單壁管一般都為用于長(zhǎng)距離輸送的單層保溫鋼管。單壁管一般都為用于長(zhǎng)距離輸送的單層保溫鋼管。p 海洋管道的鋼管一般為以下三種：無(wú)縫鋼管（S）、電阻焊直縫鋼管（ERW）、直縫焊接鋼管（UOE)對(duì)于所用鋼材的物理、化學(xué)等特性，都有規(guī)范參考，目前API為的管道材料規(guī)范被廣泛應(yīng)用，下表為規(guī)范中一些海洋管道常用鋼材的材料特性。B、C段段: Langeled 天然氣管道天然氣管道 B段：段：挪威挪威Nyhamna至至Sleipner平臺(tái)，平臺(tái)，613公里，管徑公里，管徑42英英寸寸 C段：段：Sleipner平臺(tái)至英國(guó)平臺(tái)至

4、英國(guó)Easington，560公里，管徑公里，管徑44英寸英寸A段段: Ormen Lange 天然氣管道天然氣管道 Ormen Lange氣田至挪威氣田至挪威Nyhamna，120公里，管徑公里，管徑30英寸英寸坐落于挪威坐落于挪威與與英國(guó)之間的北海海域英國(guó)之間的北海海域世界世界上最長(zhǎng)的海底管道上最長(zhǎng)的海底管道可供應(yīng)全英國(guó)可供應(yīng)全英國(guó)20%的天然氣的天然氣40年年2007年年9月完工投產(chǎn)月完工投產(chǎn)Ormen Lange Langeled 天然氣管道天然氣管道ABCOrmen Lange 氣田開(kāi)采Nyhamna 陸地處理Sleipner平臺(tái)海上監(jiān)控Easington終端接收管道案例管道案例內(nèi)徑

5、345mm外徑380.5mm混凝土厚65mm管道幾何截面管道幾何截面水深水深不同重現(xiàn)期的海流流速（不同重現(xiàn)期的海流流速（m/s）一年一遇十年一遇百年一遇750m0.650.700.75設(shè)計(jì)壓強(qiáng)：設(shè)計(jì)壓強(qiáng)：前前10年的設(shè)計(jì)壓強(qiáng)為年的設(shè)計(jì)壓強(qiáng)為25.5MPa后后40年的設(shè)計(jì)壓強(qiáng)為年的設(shè)計(jì)壓強(qiáng)為20MPa管內(nèi)流體溫度一般為管內(nèi)流體溫度一般為50，管外海水溫度為，管外海水溫度為-1。設(shè)計(jì)溫度：設(shè)計(jì)溫度：海流：海流：管中管（管中管（PIPPIP）管中管結(jié)構(gòu)：管中管結(jié)構(gòu)：外管為整個(gè)系統(tǒng)提供有效的機(jī)械保護(hù),而其內(nèi)管作為油氣等流體的通道；在內(nèi)外管之間填充絕熱材料,而有些新型的管中管結(jié)構(gòu)會(huì)在內(nèi)管與絕熱材料之間設(shè)

6、置主動(dòng)加熱線,以滿足內(nèi)管油氣資源能夠保持良好的流動(dòng)性；內(nèi)外管之間一定距離間安裝扶正器。深水深水PIP管道的關(guān)鍵技術(shù)管道的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)部填充保溫材料內(nèi)部填充保溫材料淺水和中等水深使用聚氨酯泡沫材料（PUF）。 優(yōu)點(diǎn)：成本低，便于成型。 缺點(diǎn)：導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較高，深水中不滿足使用要求。深水使用納米氣凝膠材料。 優(yōu)點(diǎn)：密度最低的固體材料，保溫性能優(yōu)異。 缺點(diǎn)：成本較高。1、保溫材料選擇 深水：保溫性能要求高、材料厚度大，多選氣凝膠； 淺水：聚氨酯泡沫，減小成本；2、熱膨脹設(shè)計(jì) 約束條件下由于溫度與壓力作用，PIP易發(fā)生膨脹屈曲，其分析需要綜合考慮內(nèi)外管與 管土的相互作用。3、側(cè)向屈曲 由于受較大的軸向力

7、作用，PIP在位會(huì)發(fā)生測(cè)向屈曲失效，深水環(huán)境下還需注意崩裂、 斷裂、疲勞、部彎曲這幾種失效的耦合。4、管道的鋪設(shè)在鋪設(shè)過(guò)程中會(huì)發(fā)生過(guò)大的縱向屈曲。PIP海底管道應(yīng)用現(xiàn)狀海底管道應(yīng)用現(xiàn)狀目前，PIP管道應(yīng)用水深最深達(dá)到了2682米，分別安裝于墨西哥灣美國(guó)Petrobras公司的Chinook油田和Helix ERT公司的danny油田，管徑分別為14”9”和12”8”，長(zhǎng)度分別為20公里和60公里。兩個(gè)項(xiàng)目中PIP保溫材料都采用了保溫性能更好的納米氣凝膠保溫層。國(guó)內(nèi)在南海的番禹4-2/5-1油田，中海油與2009年鋪設(shè)了20km的管中管，管徑為12”/16”，保溫材料為聚氨酯泡沫材料（PUF），

8、水深100m。集束管（集束管（Bundle systemBundle system）結(jié)構(gòu)形式：結(jié)構(gòu)形式：海底集束管系統(tǒng)由承載管、護(hù)套管、輸油氣管道、注水管道、以及電纜等組成。一般分為兩類，開(kāi)放式與封閉式。是將單獨(dú)的管（含電纜）用卡（夾）具或繩索固定成一體，防止相互竄動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。缺點(diǎn)：輸油輸氣管直接暴露與海水中，易遭破壞，易污染環(huán)境。將多根輸油管、輸氣管、注水管、加熱管和電纜等匯集在一根大口徑的運(yùn)送管（承載管）內(nèi),形成保護(hù)。優(yōu)點(diǎn)：有效避免輸油管的泄露，減輕對(duì)海域的污染。缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜，需要綜合考慮油氣田的產(chǎn)能和集輸要求。開(kāi)放式集束管開(kāi)放式集束管封閉式集束管封閉式集束管1、路由的選擇 選擇合理的鋪設(shè)路由，經(jīng)濟(jì)性、安全性；2、材料選擇 范圍很廣，從低碳鋼到特種鋼（雙向不銹鋼，如鉻13）；3、管束壁厚的確定 需綜合考慮環(huán)向壓力、外部靜水壓力、局部屈曲、海地穩(wěn)定性、安裝應(yīng)力、制造公差等因素；4、管束熱絕緣設(shè)計(jì)5、管束的構(gòu)型設(shè)計(jì)1）海底集束管道輸油設(shè)計(jì)2）海底集束管道整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3）保溫和加熱設(shè)計(jì)4）墊塊設(shè)計(jì)5）隔艙壁設(shè)計(jì)6）拖頭設(shè)計(jì)7）臍帶纜設(shè)計(jì)8）海底集束管道跨越設(shè)計(jì)9）壓載鏈設(shè)計(jì)10）海底集束管道附屬物設(shè)計(jì)海底集束管道設(shè)計(jì)海底集束管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)要點(diǎn)海底集束海底集束管道的關(guān)鍵技術(shù)管道的關(guān)鍵技術(shù)國(guó)外海底集束管道的應(yīng)用現(xiàn)狀國(guó)外海底集