海底管道及海缆敷设技术

摘要： 目前，我国海洋石油、天然气开发中铺设的海底管道大多数是采用铺管船法铺设的，铺设的管道主要有两种类型：一种是平台之间的海底管道，它是通过管道将井口平台的油与气输送到集输平台或浮式生产系统；另一种是由海底管道将平台或单点手系泊装置的油与气直接输送至炼油厂或气体处理厂。

关键词：海底管道生产系统 石油天然气

Abstract: at present, the laying of submarine pipelines in China offshore oil, natural gas development in the most is laid by the use of pipelay vessels, the laying of the pipeline has two main types: one is the submarine pipeline between platforms, it is through the pipeline wellhead platform of oil and gas is delivered to the gathering platform or floating production system; another is composed of submarine pipeline will be transported directly to refineries and gas processing platform or a single point mooring device hand oil and gas plant.

Keywords: production of oil and natural gas pipeline system.

中图分类号：TE1 文献标识码：A

铺管船法铺设的海底管道较其它方法具有抗风浪能力强、适应性广泛、机动灵活和作业效率高等优点。它以铺管船作为中心，和其他辅助船如：抛锚船、运管驳船、潜水作业船、供应船、调查船等组成施工船队。铺管船上装备各种铺管专用设备，例如：张紧器、管道收放绞车、管段传送装置，对中装置、支撑滚轮、舷吊、托管架和定位装置等，在船甲板上设一有一条铺管流水作业线，在作业线上完成管段对中、焊接、无损检测、阳极安装、节点防腐涂层和节点浇注马蹄脂等工序，每接好一根管段，利用锚绞车向前移船（对于动力定位的铺管船，向前航行一个管段长度）下放管道。

海上铺管作业可以分为三个阶段：铺管开始作业、正常铺管作业和弃管、收管作业。

从海上开始铺管通常有两种作业的方法：一是在指定位置铺设一个固定锚，用一根连接钢丝绳，两端分别与埋设地锚和管子拖拉头相连接。铺管船靠台，当连接钢缆张紧后，通过向前移船来下放管道；另一种是将一个导向滑轮拴在导管架底部导管上，铺管船的收放绞车的钢缆穿过海底导向滑轮后，跟管子拖拉头相连。铺管船离平台较远，当收放绞车的钢缆张紧后，并要求设定张力，铺管船原位固定不动，通过绞车收缆来下放管道。当管子拖拉到达预定位置时，用一根连接钢缆取代收放绞车钢缆后，收回绞车的钢缆，开始进入正常铺管作业。

根据渤海平台的特点，我们采用一根一根连接钢丝绳一端拴在距离海底一定高度的导管架导管上，另一端与管子拖拉头连接，钢绳连接好后通过向前移船张紧连接钢缆下放管道。

铺管船法把连接钢绳直接拴在平台中部离水面较近，潜水工作小，而且作业简单，铺管张力通过连接钢缆传递给平台。渤海油气田的各种平台结构强度设计均以冰载荷作为控制载荷，且平台的刚度很大，铺管张力均不足33KN，小于平台结构分析的载荷，因此不会对平台的整体强度和管节点产生过大的应力。向前移船铺管时，逐步增大张紧器张力，当管道与海底接触后，便可转入正常铺管作业。在铺设了足够长度以后，即可切断连接钢丝绳，使管道全部着底。

铺管船进入正常铺管作业以后，是一种周而复始的作业。在海况恶劣时，铺管船受到风浪的作用，铺管船处于运动状态，铺管船自身运动与托管架相对运动，管道也随之窜动铺管张力波动带宽随着增大。要根据张紧器张力波动情况随时调整其上、下静带压力，使张力保持在允许的范围内波动，减小管道的窜动，便于管道连接。托管架与张力联合使用能有效的改变水中悬跨管道的的S形曲线，当张力不变时，管道应力随着托管架倾斜角度变化，在正常铺管作业过程，要始终使托管架保持在允许的倾斜角度变化范围内，定时派潜水员下水检查管道落底情况。

如发现托管架倾斜角度增大，通过压排载调整无效时，这有可能是托管架受损，应立即停止铺管作业，将海底管道弃放到海底，然后脱开托管架，吊放到驳船上对其进行检修。

在海底管道铺设过程中因天气或者机械故障等原因不能进行铺管作业，为了管道的安全应把管道弃放到海底，等天气变好或是机械故障排除后，再将管道回收到铺管船的作业线上重新开始铺管作业。长距离海底管道铺设更是如此。在管道铺设完成时也需进行铺管终了作业（如同弃管）。

在海底管线正常敷设期间，当因天气或其它意外原因使铺管作业不得不终止时，要进行弃管作业，弃管作业与回收作业的方法和程序如下。

①在恶劣天气条件下准备弃管时装上“拖拉封头”，“恒张力绞车”钢丝绳与“拖拉封头”接好，慢慢将管线放在海床上后，松开钢丝绳并切断，钢丝绳端部系上“标记浮标”；后铺管船才起锚移船。

②当天气好转并具备继续开始敷设管线时，铺管船要重新抛锚就位，开始管线回收作业，主要工序如下：

船在DGPS定位系统引导下靠近管端区，抛锚就位。

b)潜水员在水下连接“恒张力绞车”钢丝绳至水下管线上的“拖拉封头”上（弃管时切断的且接在“拖拉封头”上的钢丝绳弃用）。

c)启动“恒张力绞车”，保持一定张力，向艉部方向移船，回收海底管线。

d)当管线“拖拉封头”通过“张紧器”后，启动“张紧器”，夹住海底管线。

e)进行张力转换，以“张紧器”代替“恒张力绞车”向管线提供张力，释放“恒张力绞车”。

f)继续回收管线，使“拖拉封头”达到对接工作站。

g)切割“拖拉封头”、打磨坡口，重新开始正常敷设作业。

结语

（1）在长距离深水跨海供水管道敷设中选择铺管船法投资最省，工期最短。

（2）本工程的施工方法以及采用“车槽式”发射架滑道、“圆弧型”托管架滑道进行悬挂式“反S形”管道铺设等施工工艺，很好地解决了深水跨海供水工程施工中的技术难题，可供类似海域条件下跨海供水工程借鉴。