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鞲鐬骋呀?jīng)建成長達(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)和開發(fā)，使遠(yuǎn)距離輸送并銷售天然氣至西歐各國的海底管道建設(shè)發(fā)展迅速，現(xiàn)已建成上萬公里的國際輸氣管網(wǎng)。已經(jīng)建成的海底管道約20

2、00km，與國外差距較大。已鋪設(shè)總長（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：單壁管管中管（PIP)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距離輸送的單層保溫鋼管。單壁管一般都為用于長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)至英國平臺(tái)至

4、英國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之間的北海海域英國之間的北海海域世界世界上最長的海底管道上最長的海底管道可供應(yīng)全英國可供應(yīng)全英國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)過程中會(huì)發(fā)生過大的縱向屈曲。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。開放式集束管開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)國外海底集束管道的應(yīng)用現(xiàn)狀國外海底集