海洋管道介绍

1、一、海底管道现状一、海底管道现状管道作为五大运输方式之一，有着安全性高、连续性好、运输量大的优点，在海洋油气的运输中得到了广泛的应用。发达国家的管道输送量已经接近80。海洋不同运输的效益海洋不同运输的效益海洋管道工程的分布海洋管道工程的分布美国墨西哥湾已经建成长达约37000km的海底管道，将该海域3800多座大小平台和沿岸的油气处理设施连成一张四通八达的海底管网,这些管道直径由51mm到1321mm之间,铺设在几米到数百米深的海底。在欧洲的北海，由于许多大型天然气田的发现和开发，使远距离输送并销售天然气至西欧各国的海底管道建设发展迅速，现已建成上万公里的国际输气管网。已经建成的海底管道约20

2、00km，与国外差距较大。已铺设总长（2000）二、海底管道的特点二、海底管道的特点优点：u可以连续输送，受环境制约小，输油效率高，运油能力大；u海洋管道铺设工期短，投产快，管理方便，操作费用成本低。缺点：p 由于处于海底，检查与维修困难；p 受潮流的影响较大，对于处于潮差或波浪碎带的管段（立管），可能遭受海中漂浮物和船舶撞击或抛锚遭受破坏。三、海底管道的分类三、海底管道的分类 按管道横截面的结构分类：单壁管管中管（PIP)集束管 按管道输送介质分类：l 海底输油管道l 海底输气管道l 海底输水管道l 油气混输管道 按管道工作范围分类：l 出油管道连结井口与平台l 油（气）集输管道用于输送、汇

3、集l 油气外输管道用于平台与陆上处理终端之间l 装卸管道平台与装油设施之间单壁管单壁管单壁管一般都为用于长距离输送的单层保温钢管。单壁管一般都为用于长距离输送的单层保温钢管。p 海洋管道的钢管一般为以下三种：无缝钢管（S）、电阻焊直缝钢管（ERW）、直缝焊接钢管（UOE)对于所用钢材的物理、化学等特性，都有规范参考，目前API为的管道材料规范被广泛应用，下表为规范中一些海洋管道常用钢材的材料特性。B、C段段: Langeled 天然气管道天然气管道 B段：段：挪威挪威Nyhamna至至Sleipner平台，平台，613公里，管径公里，管径42英英寸寸 C段：段：Sleipner平台至英国平台至

4、英国Easington，560公里，管径公里，管径44英寸英寸A段段: Ormen Lange 天然气管道天然气管道 Ormen Lange气田至挪威气田至挪威Nyhamna，120公里，管径公里，管径30英寸英寸坐落于挪威坐落于挪威与与英国之间的北海海域英国之间的北海海域世界世界上最长的海底管道上最长的海底管道可供应全英国可供应全英国20%的天然气的天然气40年年2007年年9月完工投产月完工投产Ormen Lange Langeled 天然气管道天然气管道ABCOrmen Lange 气田开采Nyhamna 陆地处理Sleipner平台海上监控Easington终端接收管道案例管道案例内径

5、345mm外径380.5mm混凝土厚65mm管道几何截面管道几何截面水深水深不同重现期的海流流速（不同重现期的海流流速（m/s）一年一遇十年一遇百年一遇750m0.650.700.75设计压强：设计压强：前前10年的设计压强为年的设计压强为25.5MPa后后40年的设计压强为年的设计压强为20MPa管内流体温度一般为管内流体温度一般为50，管外海水温度为，管外海水温度为-1。设计温度：设计温度：海流：海流：管中管（管中管（PIPPIP）管中管结构：管中管结构：外管为整个系统提供有效的机械保护,而其内管作为油气等流体的通道；在内外管之间填充绝热材料,而有些新型的管中管结构会在内管与绝热材料之间设

6、置主动加热线,以满足内管油气资源能够保持良好的流动性；内外管之间一定距离间安装扶正器。深水深水PIP管道的关键技术管道的关键技术内部填充保温材料内部填充保温材料浅水和中等水深使用聚氨酯泡沫材料（PUF）。 优点：成本低，便于成型。 缺点：导热系数相对较高，深水中不满足使用要求。深水使用纳米气凝胶材料。 优点：密度最低的固体材料，保温性能优异。 缺点：成本较高。1、保温材料选择 深水：保温性能要求高、材料厚度大，多选气凝胶； 浅水：聚氨酯泡沫，减小成本；2、热膨胀设计 约束条件下由于温度与压力作用，PIP易发生膨胀屈曲，其分析需要综合考虑内外管与 管土的相互作用。3、侧向屈曲 由于受较大的轴向力

7、作用，PIP在位会发生测向屈曲失效，深水环境下还需注意崩裂、 断裂、疲劳、部弯曲这几种失效的耦合。4、管道的铺设在铺设过程中会发生过大的纵向屈曲。PIP海底管道应用现状海底管道应用现状目前，PIP管道应用水深最深达到了2682米，分别安装于墨西哥湾美国Petrobras公司的Chinook油田和Helix ERT公司的danny油田，管径分别为14”9”和12”8”，长度分别为20公里和60公里。两个项目中PIP保温材料都采用了保温性能更好的纳米气凝胶保温层。国内在南海的番禹4-2/5-1油田，中海油与2009年铺设了20km的管中管，管径为12”/16”，保温材料为聚氨酯泡沫材料（PUF），

8、水深100m。集束管（集束管（Bundle systemBundle system）结构形式：结构形式：海底集束管系统由承载管、护套管、输油气管道、注水管道、以及电缆等组成。一般分为两类，开放式与封闭式。是将单独的管（含电缆）用卡（夹）具或绳索固定成一体，防止相互窜动。优点：工艺简单，成本低廉。缺点：输油输气管直接暴露与海水中，易遭破坏，易污染环境。将多根输油管、输气管、注水管、加热管和电缆等汇集在一根大口径的运送管（承载管）内,形成保护。优点：有效避免输油管的泄露，减轻对海域的污染。缺点：工艺复杂，需要综合考虑油气田的产能和集输要求。开放式集束管开放式集束管封闭式集束管封闭式集束管1、路由的选择 选择合理的铺设路由，经济性、安全性；2、材料选择 范围很广，从低碳钢到特种钢（双向不锈钢，如铬13）；3、管束壁厚的确定 需综合考虑环向压力、外部静水压力、局部屈曲、海地稳定性、安装应力、制造公差等因素；4、管束热绝缘设计5、管束的构型设计1）海底集束管道输油设计2）海底集束管道整体结构设计3）保温和加热设计4）垫块设计5）隔舱壁设计6）拖头设计7）脐带缆设计8）海底集束管道跨越设计9）压载链设计10）海底集束管道附属物设计海底集束管道设计海底集束管道设计要点要点海底集束海底集束管道的关键技术管道的关键技术国外海底集束管道的应用现状国外海底集