深海石油基本知識 及深海石油管道

1、海洋管道工程海洋管道工程offshepipelineengineering在海底鋪設(shè)輸送石油和天然氣管道的工程。海洋管道包括海底油、氣集輸管道，干線管道和附屬的增壓平臺，以及管道與平臺連接的主管等部分。其作用是將海上油、氣田所開采出來的石油或天然氣匯集起來，輸往系泊油船的單點系泊或輸往陸上油、氣庫站。海洋油、氣管道的輸送工藝與陸上管道相同。海洋管道工程在海域中進行，工程施工的方法則與陸上管道線路工程不同。沿革20世紀(jì)50年代初期，人們開

2、始在淺海水域中尋找石油和天然氣。隨著海洋油氣田的開發(fā)，首先出現(xiàn)了海洋輸氣管道。天然氣必須依靠海洋管道外輸，淺海中采出來的原油則可由生產(chǎn)平臺直接裝入油船。在深海中采出來的原油，大型油船?？可a(chǎn)平臺會威脅到平臺安全，因此出現(xiàn)了海中專用于?？看笮陀痛膯吸c系泊。這樣，就要有連接各生產(chǎn)平臺與單點系泊之間的輸油管道。70年代，在海域中開發(fā)了大型油氣田以后，開始建設(shè)了大型海洋油氣管道，把開采的油氣直接輸往陸上油氣庫站。特點主要特點是：①施工投資大。

3、在一般海域中鋪設(shè)一條中等口徑的海洋管道需要一支由鋪管船、開溝船和10余只輔助作業(yè)的拖船組成龐大的專業(yè)船隊。此外，還需要供應(yīng)材料、設(shè)備和燃料的船只等。租用專業(yè)船隊的費用是海洋管道施工中的主要費用，由于這一費用較高，致使海洋管道施工費用比陸上同類管道要高1～2倍。②施工質(zhì)量要求高。不論是在施工期間或投產(chǎn)以后，海洋管道若發(fā)生事故其維修比陸上管道維修困難得多因此，海洋管道施工要確保質(zhì)量。③施工環(huán)境多變。海況變化劇烈而迅速，如風(fēng)浪過大，施工船隊難

4、以保持穩(wěn)定。在這種情況下，往往須將施工的管道下放到海底，待風(fēng)浪過后再恢復(fù)施工。④施工組織復(fù)雜。海洋管道施工中，管道的預(yù)制，船隊的配件、燃料和淡水的供應(yīng)等，都需要依靠岸上的基地；船隊位置和移動方向的確定，也是依靠岸上基地的電臺給予緊密配合。因此海洋管道施工具有海陸聯(lián)合組織施工的特點。勘察包括路由選擇和勘測、海浪和水流調(diào)查。路由選擇和勘測尋找一條較平坦、地質(zhì)條件又穩(wěn)定的海下走廊是保證管道長期穩(wěn)定的基礎(chǔ)。首先是在詳細的海圖上選出幾條走向。其次

5、沿著各條走向用聲納測深儀實測海底地形；用覆蓋層探測儀和側(cè)向聲納掃描儀，描繪出幾十米深的縱斷面工程地質(zhì)圖，探明海底泥層的構(gòu)成、巖性、斷層位置以及有無埋設(shè)其他管道等。然后將所取得的幾條走向資料進行對比，以確定最優(yōu)的路由。路由確定后，沿著確定的路由從海底中取出土樣，測定土壤的抗剪切力、致密度和比重等，以便用這些數(shù)據(jù)來確定管道施工方案。海浪和水流調(diào)查海洋管道施工受到海浪的直接干擾，因此，必須詳細勘察施工海域內(nèi)不同季節(jié)海浪的發(fā)生周期、持續(xù)時間、方

6、向、浪高、波長以及頻率等；并須取得多年的資料作為選擇施工用的船型、安排施工季節(jié)和進度的依據(jù)。海浪勘測可采用海浪記錄儀。水流會影響管道施工時的安全和管道投產(chǎn)后的穩(wěn)定性。施工前應(yīng)沿著路由實測海水流速的垂直分布和流向等，并收集多年各季度的實測資料，從而對管道的穩(wěn)定性、振動進行核算。管道在水下承受多種作用力，尤其是水流的作用力，其中包括水平推力和上舉力。在垂直方向上只有管道的重量大于上舉力和浮力時管道才能穩(wěn)定。當(dāng)管道裸露鋪設(shè)在起伏不平的海床上，

7、水流流過管道的懸空段時管道容易產(chǎn)生振動甚至導(dǎo)致斷裂。測出海底處海水流速，就可以計算出最大允許懸空段的長度。增加管道重量仍難克服水流對管道的作用力時，應(yīng)采取開溝埋設(shè)或其他穩(wěn)管措施。施工作業(yè)海洋管道施工包括海上定位、鋪設(shè)管道和開溝等項作業(yè)。海上定位指導(dǎo)鋪管船沿著路由方向移動和確定在海域中施工船隊位置的作業(yè)。海上定位的方法是在岸上設(shè)置兩座以上已知其經(jīng)緯度的定向電臺，定向電臺發(fā)射微波定向信號。作業(yè)船上安裝有無線電定向儀，可以精確地測定船與岸上各

8、電臺間的夾角，從而準(zhǔn)確地測出船所可由生產(chǎn)平臺直接裝入油船。在深海中采出來的原油，大型油船?？可a(chǎn)平臺會威脅到平臺安全，因此出現(xiàn)了海中專用于停靠大型油船的單點系泊。這樣，就要有連接各生產(chǎn)平臺與單點系泊之間的輸油管道。70年代，在海域中開發(fā)了大型油氣田以后，開始建設(shè)了大型海洋油氣管道，把開采的油氣直接輸往陸上油氣庫站。特點主要特點是：①施工投資大。在一般海域中鋪設(shè)一條中等口徑的海洋管道需要一支由鋪管船、開溝船和10余只輔助作業(yè)的拖船組成龐大

9、的專業(yè)船隊。此外，還需要供應(yīng)材料、設(shè)備和燃料的船只等。租用專業(yè)船隊的費用是海洋管道施工中的主要費用，由于這一費用較高，致使海洋管道施工費用比陸上同類管道要高1～2倍。②施工質(zhì)量要求高。不論是在施工期間或投產(chǎn)以后，海洋管道若發(fā)生事故其維修比陸上管道維修困難得多因此，海洋管道施工要確保質(zhì)量。③施工環(huán)境多變。海況變化劇烈而迅速，如風(fēng)浪過大，施工船隊難以保持穩(wěn)定。在這種情況下，往往須將施工的管道下放到海底，待風(fēng)浪過后再恢復(fù)施工。④施工組織復(fù)雜。

10、海洋管道施工中，管道的預(yù)制，船隊的配件、燃料和淡水的供應(yīng)等，都需要依靠岸上的基地；船隊位置和移動方向的確定，也是依靠岸上基地的電臺給予緊密配合。因此海洋管道施工具有海陸聯(lián)合組織施工的特點?？辈彀酚蛇x擇和勘測、海浪和水流調(diào)查。路由選擇和勘測尋找一條較平坦、地質(zhì)條件又穩(wěn)定的海下走廊是保證管道長期穩(wěn)定的基礎(chǔ)。首先是在詳細的海圖上選出幾條走向。其次沿著各條走向用聲納測深儀實測海底地形；用覆蓋層探測儀和側(cè)向聲納掃描儀，描繪出幾十米深的縱斷面工

11、程地質(zhì)圖，探明海底泥層的構(gòu)成、巖性、斷層位置以及有無埋設(shè)其他管道等。然后將所取得的幾條走向資料進行對比，以確定最優(yōu)的路由。路由確定后，沿著確定的路由從海底中取出土樣，測定土壤的抗剪切力、致密度和比重等，以便用這些數(shù)據(jù)來確定管道施工方案。海浪和水流調(diào)查海洋管道施工受到海浪的直接干擾，因此，必須詳細勘察施工海域內(nèi)不同季節(jié)海浪的發(fā)生周期、持續(xù)時間、方向、浪高、波長以及頻率等；并須取得多年的資料作為選擇施工用的船型、安排施工季節(jié)和進度的依據(jù)。海

12、浪勘測可采用海浪記錄儀。水流會影響管道施工時的安全和管道投產(chǎn)后的穩(wěn)定性。施工前應(yīng)沿著路由實測海水流速的垂直分布和流向等，并收集多年各季度的實測資料，從而對管道的穩(wěn)定性、振動進行核算。管道在水下承受多種作用力，尤其是水流的作用力，其中包括水平推力和上舉力。在垂直方向上只有管道的重量大于上舉力和浮力時管道才能穩(wěn)定。當(dāng)管道裸露鋪設(shè)在起伏不平的海床上，水流流過管道的懸空段時管道容易產(chǎn)生振動甚至導(dǎo)致斷裂。測出海底處海水流速，就可以計算出最大允許懸

13、空段的長度。增加管道重量仍難克服水流對管道的作用力時，應(yīng)采取開溝埋設(shè)或其他穩(wěn)管措施。施工作業(yè)海洋管道施工包括海上定位、鋪設(shè)管道和開溝等項作業(yè)。海上定位指導(dǎo)鋪管船沿著路由方向移動和確定在海域中施工船隊位置的作業(yè)。海上定位的方法是在岸上設(shè)置兩座以上已知其經(jīng)緯度的定向電臺，定向電臺發(fā)射微波定向信號。作業(yè)船上安裝有無線電定向儀，可以精確地測定船與岸上各電臺間的夾角，從而準(zhǔn)確地測出船所在的位置。在近海作業(yè)時可以用微波發(fā)射信號；在遠海作業(yè)時一般用2