深水海底管道铺设技术应用研究进展.doc

深水海底管道铺设技术研究进展+ 李志刚, 王琮, , 海底管道, 铺管方法, 铺管船 An Overview of Deepwater Pipeline Laying Technology LI Zhi-gang, WANG Cong, HE Ning, ZHAO Dong-yan, (Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tanggu, Tianjin) Abstract: The subsea pipeline, regarded as the most important transportation way of offshore oil and gas, is developing rapidly. Consequently, the pipe laying techniques and vessels are considered as critical and characteristic in its application. In the context, the latest deepwater pipeline laying technologies and the various advanced pipe laying barges are introduced and the corresponding comparison and discussion are presented as well. The authors suggest that China should absorb and digest the internationally advanced pipeline laying techniques and pipe laying facilities to make up for the gap existed in the research and application of pipeline laying technologies, especially in the deepwater field. Key words: deepwater; subsea pipeline, pipe laying method, pipe laying barge/vessel 随着科学技术的进步和人类对海洋石油资源认知水平的不断提高，海洋油气勘探开发已从浅海走向深海，甚至超深海。深水油气开发已成为世界石油工业的热点和科技创新的前沿。随着海洋石油、天然气勘探、开发，油气集输问题成为海上油气田开发研究的重要课题之一，然而无论选用何种集输形式，海底管道均是其重要的组成部分，海底管道铺设施工技术就成为亟需解决的关键问题。然而，海底管道技术取决于：油气田的整体结构布局，输送产品的种类和性质，以及管道的长度、直径和材料，是一个非常复杂的问题。因此，吸收和消化世界先进的铺管工艺方法和相关设备，为后续自行开展设计、建造、安装提供参考是一项十分具有现实意义的研究。 1 海底管道铺设方法 一般地，海底管道可以分为[1]：(1) 从海底卫星井到管汇之间的油气输送管道；(2) 从海底管汇到生产平台之间的油气输送管道；(3) 生产平台之间的油气内输送管道；(4) 从生产平台到陆上的油气外输送管道；(5) 通过海底注水管汇，从生产平台到注水井之间的水或其它化学物质的输送管道，如图1所示。 结合国内外的铺管实际工程经验，对于海底管道的铺设方法主要有：拖曳式铺管法、卷管式铺管法、J型铺管法和S型铺管法[2-9]。 图1 海底管道用途分类. Fig.1 Uses of offshore pipelines. 1.1 拖曳式铺管法 拖曳式铺管法包括以下几种方法：水面拖行、水面下拖行、近底拖行和海底拖行。所有拖曳方法的管道组装都是一样的，可以在陆上组装场或在浅水避风水域中的铺管船上完成；在管道组装完成之后，就可以进行拖行铺设。 水面拖行，如图2(a)所示，采用浮箱使管段漂浮在水面。水面下拖行，如图2(b)所示，它利用漂浮装置使所铺设的管段位于波浪作用范围以下。这两种拖行方法中，水面拖行铺设管道的主要缺点是容易受到水面情况的影响、影响海上交通和需要考虑管子的沉放等。 近底拖行，如图2(c)所示，是近水面拖行技术的一种改进，也需要一条主拖船和一条牵制拖船。浮箱按规定的间距系在管段上，每个浮箱上还需要悬挂一段铁链。在拖行时，铁链升离海床，利用它的重量和浮力平衡而将管道保持在离海床预定的设计高度处。这种铺设方式通过设计铁链的长度来保证拖行时提供给管段的稳定力，通过牵制张力的大小控制附加高度使管段提升。这种铺设方法的主要优点是拖行的动力要求较低，减少了坏天气的不利影响。 (a) (b