海底管道施工技术研究

海底管道铺设技术及发展作者：王朝袁晓林于振华陈俊来源：《城市建设理论研究》2013年第29期摘要：目前，路上油气资源相当匮乏，面对这种情况，世界各国都把目光转向了海洋是有种海洋油气资源的开发。

海地管道铺设技术需要在海上建设各类采油平台、钻井以及油气资源的输送设施，这期间为了解决深海油气资源的技术难题，相关企业做了不少的研究和总结。

本文通过对海地管道铺设技术特点及铺设方法进行了简单介绍，并且明确了其发展方向。

关键词：海地管道；铺设技术；发展中图分类号： P756.2 文献标识码： A1 前言当今世界，各国都把目光瞄向了海洋油气资源在海洋石油中的开发，而此类开发需要在海上建设各类采油平台、钻井以及油气资源的输送设施，而各国目前采用的都是以海底管线作为海洋油气资源的主要输送方式，因此，海底管道成为了海上油气田开发的重要组成部分，并且是油和气的主要外输手段。

随着海洋经济的不断发展，海地管道的数量也在日益增加。

因此，对于海底管道铺设的施工技术和该技术的发展研究，成了目前我国海洋工程建设工程的主要课题。

2 海底管道工程简介海底油气输送管道是指水位最高时，位于海面以下的那部分直径为20cm至lm的管道，是海上油气田开发中油气传输的主要方式，也称为海洋油气生产系统中的“生命线”。

我国的海底油气管道是近20年发展起来的。

据统计，我国于2005年建成的海底输油管道，总长度超过3000km，这项工程形成了具有中国近海特色的专有技术能力，而且使得工程技术人员基本掌握了百米水深以内的海底油气管道施工设计与技术。

海底管线按其使用目的可分为内部转运平台、管线和外部输管的水、连接管线或化学品运输管线等类型。

海底管道的铺设状态包括三种形式：挖沟不埋管道、平铺在海床上的管道、挖沟浅埋管道。

海底管道的运行状态除包括上述的铺设状态外，还包括因波浪或地形、海流的冲刷和淘蚀作用导致的悬空状态。

我国目前研究的海地管道工程的内容主要有：管道施工技术、海底管道安全状态评估以及管道疲劳寿命分析评估。

海洋平台海底管道立管环空区域封堵灌浆防腐施工工艺摘要：因早期海洋平台海底管道立管设计建造的是单层结构，立管外护管往一直通到海底，造成海水进入海管与外护管间环空区域，长期存在海水冲刷导致潮差区的海管外部腐蚀。

经内窥镜排查后发现该结构形式的海底管道立管结构多存在不同程度的腐蚀情况。

将海管立管环空区域填充满高性能灌浆材料，待固化后防止海水，起到隔离海水防腐的作用。

关键词：海底管道立管；环空区域；灌浆防腐，高性能灌浆材料1、海洋平台海底管道立管环空区域封堵灌浆材料选型1.1高性能灌浆材料高性能灌浆材料是一种配以多种添加剂的无机超细微粒组成的水泥材料，满足DNV-OS-C502，Offshore Concrete Structures，2012标准要求，材料通过检测后出具认证报告并通过DNV船级社认证。

且符合以下条件要求：（1）高性能灌浆材料流动性：初始流动性大于300mm，120分钟流动性大于280mm，240分钟流动性大于240mm；（2）高性能灌浆材料凝固时间：在环境温度24℃条件下，初凝时间大于8小时，终凝时间大于10小时。

温度越高，初凝时间越短；（3）高性能灌浆材料强度：试验在150×300mm罐体内压缩强度大于110MPa；（4）高性能灌浆材料蠕变系数：28天蠕变系数小于0.52,140天蠕变系数小于0.62,365天蠕变系数小于0.72；（5）高性能灌浆材料其他技术参数：沁水率为0，含气率小于2%，比重大于2.35，静态弹性模量大于52GPa。

1.2 封堵设备及密封工具材料（1）环空封隔器：采用套筒模式使用机械机关驱动的锚固装置，其设计最大承载重量超过3吨，套筒向外伸长的张力抓，抓住护管的内壁且不能伤及内管壁，在海管环空区域的水下至少1米处完成锚固安装。

环空封隔器的设计直径应满足直径间隔4寸宽度，再减去内外管两个管壁的尺寸宽度，以便能卡在内外管环空空隙区域空间内；（2）两端封口板：材质为316不锈钢的环形圈板，用于海管立管环空段下上端封口，下端封口板防止高性能灌注材料漏入海里，上端封口板防止灌浆材料漫出环空区域内；（3）水下堵漏球：一种快干灌浆材料容量包，常温下5分钟之内固化，可实现水下固化封堵，球体直径大于10cm ，渗水率1GPM以下；（4）环氧粘接层UW：主要材质为聚乙烯，具有良好的柔韧性适用于海水以及潮湿的工况，自流平设计，零VOC, 耐化学腐蚀，耐磨，完全固化时间不得多于24小时。

海底管线工程施工方案一、前言海底管线工程是一项复杂而重要的工程，对于海洋环境的保护以及海洋资源的开发都有着重要意义。

本文将就海底管线工程的施工方案进行详细描述，包括施工流程、施工方法、安全管理、质量控制等方面。

二、施工准备1. 项目概况本项目是一项海域深度约1000米的海底管线工程，需要从陆地到海底铺设一条直径为1米的管线，全长约100公里，主要用于输送天然气。

2. 施工组织为了保证施工的顺利进行，我们将成立一个专门的施工队伍，包括工程经理、施工人员、安全员、质量检验员等。

每个岗位的责任和工作内容都将明确规定。

3. 人员培训在施工前，我们将为施工人员进行必要的培训，包括海上作业技能、安全意识培训、急救技能培训等，确保他们具备必要的技能和知识。

4. 装备准备我们将根据施工的需要准备好必要的设备和工具，包括海底管道敷设设备、船只、浮标、安全装备等，以确保施工的进行。

5. 施工区域调查在施工前，我们将通过水下探测技术对施工区域进行详细调查，了解海底的地形、水深、地质情况等，为后续的施工工作做好准备。

6. 施工方案编制在对施工区域进行调查后，我们将根据实际情况编制详细的施工方案，包括敷设路线、施工方法、安全措施等内容。

三、施工流程1. 海底管线敷设首先，我们将利用专业的海底敷设船舶将管线运输到预定敷设区域。

然后，通过定位系统确保管线准确地敷设在海底。

2. 海底管线焊接在管线敷设完成后，我们将利用专业的焊接设备对管线进行焊接，确保管线的完整性和密封性。

3. 海底管线安装在管线焊接完成后，我们将对管线进行安装，包括连接管件、固定管线等，确保管线的稳定性和可靠性。

4. 海底管线测试在管线安装完成后，我们将对管线进行必要的测试，包括水压测试、泄漏测试等，确保管线的质量和安全性。

5. 海底管线保护为了保护管线免受外界影响，我们将在管线上安装必要的保护设施，包括防腐层、保护壳等，确保管线的长期稳定运行。

四、施工方法1. 船舶敷设法我们将采用专业的海底敷设船舶进行管线敷设，利用船上的定位系统确保管线的准确敷设。

35 /点位置，并确定吊高和钢丝绳长度，便于施工前的索具配扣准备。

该过程要保证钢丝绳与水平面角度要大于60°，满足规范要求。

并提取出膨胀弯轴力和弯矩，供下一步规范校核使用。

该节膨胀弯的钢丝绳长度和受力结果如表2所示。

最后，采用DN V-OS-F101规范对其进行规范校核，分别根据荷载控制条件和位移控制条件进行屈曲校核。

采用荷载控制条件下的屈曲校核更加保守。

因此，本次选用荷载控制条件。

校核结果UC值小于1.0，即为计算通过。

3.膨胀弯施工过程的关键技术以渤海湾某油田膨胀弯吊装项目为例，介绍膨胀弯安装的施工关键技术。

3.1膨胀弯的水下测量在膨胀弯海上安装过程中，实际管线路由与设计路由可能存在误差，因此在最后一节膨胀弯预制前需要由潜水员进行水下测量，对于只有一节的膨胀弯，首先进行测量后才能预制，对于两节或三节的膨胀弯，则在最后一节膨胀弯安装前进行测量后预制，使用法兰测量仪进行膨胀弯数据水下测量。

根据水下测量数据进行最后一节膨胀弯预制，预制结束后再使用法兰测量仪测量预制膨胀弯，与水下测量结果进行复核。

膨胀弯的水下测量又分为一个弯头的测量和两个弯头的测量，根据测量结果由三角函数计算得出膨胀弯预制尺寸，测量原理如图2所示。

膨胀弯的水下测量，是施工过程中的关键一环，如果测量不准确，预制的最后一节膨胀弯安装不上，将导致返工。

3.2膨胀弯的水下安装预制完成后的膨胀弯吊装下水前，当膨胀弯与平管段对接时，如果平管端部入泥，还需使用充气浮袋或克令吊将平管法兰吊出泥面约50公分，方便膨胀弯对接。

膨胀弯水下安装过程需要潜水员调整膨胀弯对接处两法兰盘间隙，使两法兰处于平行状态，将垫圈夹紧；用液压扳手采用对角的方式对螺栓进行初步加力，至垫圈挤压足够紧，然后一个方向旋转加力，确保每个螺母都不再旋转，加力过程中测量法兰间隙值，避免出现偏口；最后采用液压拉伸器，对法兰螺栓进行液压拉伸；加力完成后，潜水员测量两法兰3、6、9、12点位置最终间隙并记录。

海底管道悬跨维护技术研究【摘要】海底管道悬跨的产生有诸多原因，波浪和海流的冲刷、异常潮流和暴风的作用、土壤性能的改变和海底的凸凹不平都很容易使管道产生悬跨。

当海底管道出现悬跨后，使得海底管道的运营风险剧增，严重影响海上油气的安全生产。

因此采取合理的方法对海底悬跨管道进行维护治理显得尤为重要，国内外采用了多种海底管道悬跨防治和维护措施。

本文总结了海底管道悬跨维护方法，以期为海底管道悬跨的维护提供指导性参考。

【关键词】海底管道冲刷悬跨维护海底管道被誉为海上油气田开发的生命线，是一种高效、经济可靠的油气输送方式，实践已经证明，管道输送是海洋油气运输的最有效和最安全的输送方式。

海底的地形和地质构成，波浪与海流的作用，海底沙波或沙丘运动以及土壤性能的改变等等，都会引起管跨的发生。

无论管跨由何原因产生，只要到达临界悬空长度，轴向过载应力和涡激振动会对管道的安全运行构成威胁；另外，悬跨管道失去了土壤的掩埋，在遭受坠物或抛锚冲击时更易受到损伤，加之悬跨的管道直接曝露于海床表面，容易与渔船拖网发生干扰、拖挂现象，甚至在拖拉下发生位移、屈曲。

因此，寻找一种切实可行的管道悬跨治理方法，对保证海底管线在役期间的安全运行具有重要意义。

1 海底管道悬跨的维护与治理针对海底管道悬跨这一重大安全隐患，国内外采用了多种海底管道悬跨防治和维护措施，常用的措施有重新挖沟埋管法、填埋覆盖法、水下支撑法、加重法、降流促淤法等方法。

1.1 重新挖沟埋管重新挖沟埋设法可以消除管道悬跨的支撑肩，将管道沉降到冲刷深度以下，从而避免自由悬跨的发生。

根据所采用的挖沟设备不同又分为犁式挖沟法和喷射式挖沟法。

如图1所示。

海底管道挖沟埋设，能避开、减轻或防止管道损伤或使损伤的危险减至最少，因而世界各国都对管道埋设有一定要求。

海底管线的埋深取决于多种变量，其中包括波浪气候、沉积物的大小、潮流冲蚀和土壤液化的可能性，以及未来扩建航道、工程的重要性和管道损坏的环境影响等因素。

海底隧道沉管法
海底隧道沉管法是目前国际上建造海底隧道最常用的方法。

以下是其详细的施工步骤：
1.探测与规划：首先，利用探测遥感技术将海底地形进行探测，规
划出一条可用于沉管的路径，然后在此路径上开出凹槽，等待沉管硬件的下沉。

2.管段制作与封装：在陆地上将管道按节修好，每节管道在船台上
或干坞中制作。

为了防止海水渗入，需要将管道两端开口的地方用封墙等技术手段进行密封。

3.运输与定位：将封装好的管道用巨型托运器械移动到隧道设计的
位置，然后开始进行定位工作。

4.下沉与连接：利用水压使相邻的管道互连，就像拼接积木一样，
一节节的管道连通形成一个整体的隧道。

具体来说，就是向管段内加载，使其下沉至预先挖好的水底沟槽内，然后逐节沉放，并用水力压接法将相邻管段连接。

5.拆除封墙与覆土：最后，拆除封墙，使各节管段连通成为整体的
隧道。

同时，在其顶部和外侧用块石覆盖，以确保安全。

滩浅海海底管道铺设1 绪论海上油气田开采出的油气除少数在海上直接装船外运外，多数是通过管道转输至陆上加工并分别输送到用户。

随着海洋石油天然气开发的不断深入，海洋管道的作用显得越来越重要，这就需要有高效、易于实现的海底管道施工工艺。

海底管道铺设在国际上已有了较长的历程，从Brow & Root海洋工程公司1954年在美国的墨西哥湾铺设第一条海底管道以来，世界各国在近海域成功地铺设了个种类型、各种管径的海底管道。

随着海域水深的增加，铺管技术也相应得到了很大的发展。

目前，主要的铺设方式有水面拖放法、水下拖放法、底拖法、离底拖法、铺管船法、深水区域的J型铺管法及卷筒铺管法。

而我国海底管道铺设起步较晚，1973年我国首次在山东黄岛附近采用水面拖放法铺设了3条500米长的海底输油管道，1985年渤海石油海上工程公司在埕北油田采用水面拖放法成功地铺设了1.6千米（钻采平台之间）海底输油管道[1]。

1987年，我国引进了一条小型铺管船，结束了国内无铺管船的历史，逐步进入铺管船铺管法的时代，大大提高了海底管道的施工效率和质量。

2 分段浮拖法目前我国使用最为广泛的海底管道铺设方法是浮拖法和铺管船法，本文主要讲述这两种铺管法。

分段浮拖法是目前比较成熟、起步相对较早的一种海底管道铺设方法。

常见于海床复杂，管线路由附近有其他的海底管线或是海底电缆，不利于进行铺管法的海域。

水深较浅，铺管船无法在此正常进行铺管作业的海域。

距离较短，比如海上平台与平台之间的管线连接。

在这些情况下一般都采用分段浮拖法进行铺设。

分段浮拖法主要分两部分工序，陆地预制和海上安装。

2.1 陆地预制陆地预制分以下几个工序：1)预制小段。

一般在厂房的滑道预制，连接成大概60米的小段2)套管穿插。

适应于双壁管道3)大段连接。

这个工序在露天场地完成，包括内管和外管的连接4)吊上发送滑道，见图1所示。

5)通球试压6) 安装牵引头7) 除锈防腐、牺牲阳极安装8) 管卡安装和浮筒绑扎，见图2、图3所示。

海底PE管道原位维修施工工法海底PE管道原位维修施工工法一、前言随着城市化进程的加快和人们对环境保护的重视，海底PE管道的应用越来越广泛。

然而，由于海底环境的复杂性和管道长期暴露于海水中的腐蚀作用，管道出现泄漏和损坏的情况时时有发生。

海底PE管道原位维修施工工法是一种针对海底PE管道损坏的快速、有效修复方法，本文将对该工法进行详细介绍。

二、工法特点海底PE管道原位维修施工工法具有以下几个特点：1. 高效快速：采用专用工具和设备，在不拆除原有管道的情况下进行维修，大大减少了修复时间和劳动力成本。

2. 环保可持续：修复过程中减少了对环境的干扰，避免了资源浪费和二次污染。

3. 维修质量可靠：该工法采用专业材料进行修复，保证了修复后的管道具有较高的抗压强度和密封性能，延长了管道的使用寿命。

三、适应范围海底PE管道原位维修施工工法适用于各种类型的PE管道，包括供水管道、排水管道、天然气管道等。

同时，该工法也适用于不同类型的管道破损情况，如泄漏、破裂、腐蚀等。

四、工艺原理海底PE管道原位维修施工工法是基于以下原理进行的：1. 定位检测：通过定位工具对管道破损位置进行精确定位，准确找到需要修复的地点。

2. 清洗准备：利用高压水洗或喷射清洗工具，对破损部位进行清洗，以保证修复材料能够粘附牢固。

3. 包裹修复：采用特殊材料对破损部位进行包裹修复，保证修复后的管道具有较高的抗压强度和密封性能。

4. 现场测试：对修复后的管道进行现场测试，确保修复效果符合设计要求。

5. 恢复环境：对修复完成的区域进行整理，恢复原有的海底环境。

五、施工工艺1. 确定施工区域：根据管道故障情况，确定需要修复的具体区域。

2. 定位检测：通过专用定位工具对破损部位进行精确定位，以便后续修复工作。

3. 清洗准备：利用高压水洗或喷射清洗工具，将破损部位清洗干净，以保证修复材料的粘附性能。

4. 包裹修复：采用专用材料对破损部位进行包裹修复，确保修复材料能够完全包裹住破损部位，并具有较高的抗压强度和密封性能。

海底管道铺设工程施工中的海底电缆与管道共埋综合利用随着科技的不断发展和社会的不断进步，海底资源的开发和利用已成为各国关注的热点领域。

在海洋能源开发、海洋通信和海洋矿产勘探等方面，海底管道的铺设已成为不可或缺的工程措施之一。

然而，在海底管道施工中，为了更好地利用海洋资源，海底电缆和管道的共同利用已成为一种新趋势。

本文将重点介绍海底管道施工中海底电缆与管道共埋综合利用的相关技术和优势。

首先，海底电缆与管道共埋综合利用可以有效地减少海底工程施工对海洋环境的干扰。

传统的海底工程施工方式需要单独铺设海底电缆和管道，导致施工时同时占用海底空间，增加了海洋生态系统的破坏风险。

而海底电缆与管道共埋综合利用可以将电缆放置在管道中，减少了对海底空间的占用，降低了对海洋生态系统的影响。

这种综合利用方式可有效减少施工时间和成本，提高了工程的可持续性发展。

其次，海底电缆与管道共埋综合利用可以提高海洋资源的利用效率。

在海底能源开发方面，海底电缆与管道共埋综合利用可以实现一次性铺设管道，同时为海洋风电场和海底油气输送系统提供电力供应，提高了能源利用的效率。

在海洋通信领域，共埋综合利用可以将海底电缆和光缆一同铺设在管道中，节省了施工成本和维护周期。

在海底矿产勘探方面，共埋综合利用可以提高矿产的开采效率，实现资源的综合利用。

此外，海底电缆与管道共埋综合利用在施工过程中还能够提高工作安全性。

传统铺设海底电缆和管道需要进行多次施工，增加了施工人员的工作强度和施工环境的复杂性。

而共埋综合利用可以将施工作业减少为一次，减少了施工风险和人员伤害，提高了施工安全性。

当然，在实际的施工过程中，海底电缆与管道共埋综合利用也存在一些技术难题需要克服。

首先，需要考虑电缆与管道的互相干扰。

电缆、管道和线缆之间的电磁相互作用可能导致电缆损坏，从而影响传输效果和工程的可靠性。

其次，共埋综合利用需要考虑海底环境的复杂性和多变性。

在海底管道施工中，需要考虑海底地质、海流、海浪等因素的影响，为选择合适的电缆和管道材料提供技术支持。

海底管道修复技术浅析摘要：海底管道由于其自身运行环境的特殊性，风险大，失效效率高。

一旦出现泄漏，不仅造成油田生产中断，而且会造成海洋环境污染，更会对下游终端用户的正常生产和生活造成不利影响。

本文以平湖外输原油管道项目为例，介绍抛锚致管道破裂情况的抢修技术。

通过该项目案例，系统介绍海底管道维修技术，总结项目实施中的经验教训，对以后海底管道应急抢修项目提供技术参考。

关键词：海底管道修复平管起吊SMART法兰一、项目背景东海平湖油气田位于上海东南方向约400公里的大陆架上，在油田的中心位置设立生产综合平台一座，其位置为29°04′49″N，124°54′47″E。

平台生产的轻质原油和天然气分别由10″的原油管道和14″的天然气管道输送至浙江岱山岛的原油中转站和上海南汇的天然气处理厂。

其中原油海底管道部分长约304公里。

表1-1 海管主要设计参数2012年8月，在11号台风“海葵”期间，管道因外力破坏发生断裂。

海管的运营方立即采用水下探摸、路由检测、船舶巡查等方式开展管道漏点查找，于2012年8月15日在油管KP26.863处水下探摸到第一个断口，并于11月16日在油管KP52.977处水下探摸到第二个断口。

二、海上施工1.平管起吊修复方案平管起吊修复方案是利用工程船舷吊将破损海管分别提升至舷侧，在水面上进行破损段切除，法兰焊接后在水下进行管段回接。

将海底管道提升至水面进行法兰焊接，解决了水下焊接法兰面的难点，同时改变了必须从国外购置机械连接器等关键备件的局面，是浅水区域海底管道抢修的最佳方法。

根据潜水员水下探摸，第一个断口管道断裂处有1.8米宽的沟槽，该处最大水深24米，海管断裂两端相距2.45米，海管南北方向偏离原路由8米，海管变形移位管段长约54米，管端变形，因此决定采用平管起吊修复方案。

平管起吊修复海底管道作业程序如下：1.1管线挖沟作业。

根据平管起吊模拟计算结果，确定海底管道提升后的着泥点距离，利用挖沟机沿管道路由开挖，以满足起管作业所需管道暴露长度要求。