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海洋管道工程 海洋管道工程
  offshore pipeline engineering 
  在海底铺设输送石油和天然气管道的工程。海洋管道包括海底油、气集输管道,干线管道
和附属的增压平台,以及管道与平台连接的主管等部分。其作用是将海上油、气田所开采出
来的石油或天然气汇集起来,输往系泊油船的单点系泊或输往陆上油、气库站。海洋油、气
管道的输送工艺与陆上管道相同。海洋管道工程在海域中进行,工程施工的方法则与陆上

 

管道线路工程不同。
  

 

沿革 20 世纪 50 年代初期,人们开始在浅海水域中寻找石油和天然气。随着海洋油气田

的开发,首先出现了海洋输气管道。天然气必须依靠海洋管道外输,浅海中采出来的原油
则可由生产平台直接装入油船。在深海中采出来的原油,大型油船停靠生产平台会威胁到
平台安全,因此出现了海中专用于停靠大型油船的单点系泊。这样,就要有连接各生产平
台与单点系泊之间的输油管道。70 年代,在海域中开发了大型油气田以后,开始建设了大

 

型海洋油气管道,把开采的油气直接输往陆上油气库站。
  

 

特点 主要特点是:①施工投资大。在一般海域中铺设一条中等口径的海洋管道需要一支

由铺管船、开沟船和 10 余只辅助作业的拖船组成庞大的专业船队。此外,还需要供应材料、
设备和燃料的船只等。租用专业船队的费用是海洋管道施工中的主要费用,由于这一费用
较高,致使海洋管道施工费用比陆上同类管道要高 1~2 倍。②施工质量要求高。不论是在
施工期间或投产以后,海洋管道若发生事故,其维修比陆上管道维修困难得多,因此,海洋
管道施工要确保质量。③施工环境多变。海况变化剧烈而迅速,如风浪过大,施工船队难以
保持稳定。在这种情况下,往往须将施工的管道下放到海底,待风浪过后再恢复施工。④施
工组织复杂。海洋管道施工中,管道的预制,船队的配件、燃料和淡水的供应等,都需要依
靠岸上的基地;船队位置和移动方向的确定,也是依靠岸上基地的电台给予紧密配合。因

 

此海洋管道施工具有海陆联合组织施工的特点。
  

 

 

勘察 包括路由选择和勘测、海浪和水流调查。

  

 

路由选择和勘测 寻找一条较平坦、地质条件又稳定的海下走廊是保证管道长期稳定的基

础。首先是在详细的海图上选出几条走向。其次沿着各条走向用声纳测深仪实测海底地形;
用覆盖层探测仪和侧向声纳扫描仪,描绘出几十米深的纵断面工程地质图,探明海底泥层
的构成、岩性、断层位置以及有无埋设其他管道等。然后将所取得的几条走向资料进行对比,
以确定最优的路由。路由确定后,沿着确定的路由从海底中取出土样,测定土壤的抗剪切

 

力、致密度和比重等,以便用这些数据来确定管道施工方案。
  

 

海浪和水流调查 海洋管道施工受到海浪的直接干扰,因此,必须详细勘察施工海域内不

同季节海浪的发生周期、持续时间、方向、浪高、波长以及频率等;并须取得多年的资料作为

 

选择施工用的船型、安排施工季节和进度的依据。海浪勘测可采用海浪记录仪。
  水流会影响管道施工时的安全和管道投产后的稳定性。施工前应沿着路由实测海水流速
的垂直分布和流向等,并收集多年各季度的实测资料,从而对管道的稳定性、振动进行核
算。管道在水下承受多种作用力,尤其是水流的作用力,其中包括水平推力和上举力。在垂
直方向上,只有管道的重量大于上举力和浮力时,管道才能稳定。当管道裸露铺设在起伏不
平的海床上,水流流过管道的悬空段时,管道容易产生振动,甚至导致断裂。测出海底处海
水流速,就可以计算出最大允许悬空段的长度。增加管道重量仍难克服水流对管道的作用

 

力时,应采取开沟埋设或其他稳管措施。
  

 

 

施工作业 海洋管道施工包括海上定位、铺设管道和开沟等项作业。

  

 

海上定位 指导铺管船沿着路由方向移动和确定在海域中施工船队位置的作业。海上定位

的方法是在岸上设置两座以上已知其经纬度的定向电台,定向电台发射微波定向信号。作
业船上安装有无线电定向仪,可以精确地测定船与岸上各电台间的夹角,从而准确地测出