1.4.2 海底管道

海底油氣管線是海洋油氣田內(nèi)部設(shè)施連接和所開采油氣資源外輸?shù)闹匾O(shè)施，其示意圖如圖1-15所示。海底油氣管線是以海底管道為主的一個(gè)完整系統(tǒng)，包括用于輸送油氣的海底鋼質(zhì)管道工程設(shè)施及所有相關(guān)的組成部分，是海底管道、立管、支撐構(gòu)件、管道附件、防腐系統(tǒng)、加重層、泄漏監(jiān)測系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急關(guān)閉系統(tǒng)和與其相連的海底裝置等的統(tǒng)稱。海底管道是海底油氣管線最主要的三個(gè)組成部分之一。

在海底油氣管線中，海底管道指在最高水位時(shí)處于水面以下的管道，它們可能全部或部分地懸跨在海床上，或放置于海底，或埋置于海底土壤以下，位于緩坡度的接岸段管道（或登陸管段）也是海底管道的一部分。

從海底管道在海上油氣田開發(fā)中所起的作用看，可以將其分為以下幾種類型：

1）井口至海底管匯或平臺的出油（氣）管道。

2）平臺與水下管匯之間或平臺之間的集油（氣）管道。

3）上岸或至海上裝油設(shè)施的外輸管道。

4）注水管道，其走向一般與油田內(nèi)集油（氣）管道相同。

海底管道建成投產(chǎn)后，幾乎不受水溫、地形、海況等條件的限制或影響而能夠連續(xù)作業(yè)，這是它的顯著優(yōu)點(diǎn)。但它也存在一些明顯的缺點(diǎn)，如檢查維修不太方便，某些處于低潮差帶和波浪破碎帶的管段（如上岸管道的登陸段、立管等部分）承受的載荷復(fù)雜，容易遭受船舶或海上漂浮物的碰撞而損壞等。

在海洋油氣田中，海底輸出管道從油田向陸地終端進(jìn)行油、氣及水的輸送。油（氣）輸出管道通常連接于海上油氣田的處理平臺至陸地石油終端之間。也有的連接于浮式生產(chǎn)儲卸油裝置和裝載浮筒之間，穿梭油輪再將油氣運(yùn)回岸上。海底輸出管道按輸送介質(zhì)可劃分為海底輸油管道、海底輸氣管道、海底油氣混輸管道和海底輸水管道等，按結(jié)構(gòu)可劃分為單層管道和雙重保溫管道。

1.單層管道

單層管道一般應(yīng)用于陸地或水深較淺的海域，由于其結(jié)構(gòu)缺乏絕熱保溫措施，故不適于熱油的輸送，輸水管道一般采用單層管道。單層管道由里到外分別是鋼管、防腐絕緣層（常用煤焦油磁漆、瀝青磁漆、環(huán)氧樹脂以及聚丁橡膠等）、混凝土防護(hù)層（常以水泥、水、砂和必要的骨料制成）。鋼管的級別根據(jù)壓力大小、抗侵蝕能力、重力要求、焊接性能還有成本來確定，混凝土防護(hù)層除了對內(nèi)部有機(jī)械保護(hù)作用外，還能起到配重的作用。

2.雙重保溫管道

雙重保溫管道應(yīng)用于深海敷設(shè)，它解決了保溫問題，主要用于輸送高黏度、高含蠟量、高凝固點(diǎn)的原油，輸油管道、輸氣管道和油氣混輸管道均采用雙重保溫管道。在某些特定環(huán)境下，油氣混輸管道具有單相管道無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。油氣混輸管道可以將生產(chǎn)的油氣直接輸送到陸地石油終端，避免了在海底安裝油氣分離和加工設(shè)備，可以大大減少安裝及運(yùn)營費(fèi)用。目前，油氣混輸管道已從過去的直徑小、輸送距離短逐步向直徑大、輸送距離長的方向發(fā)展。雖然油氣混輸管道有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于其流體狀態(tài)極為復(fù)雜，人們尚未完全掌握其流動規(guī)律，目前各國均未能對其給出成熟的應(yīng)用方案。

雙重保溫管道是在兩層鋼管壁之間充填隔熱保溫材料，從而形成管中管結(jié)構(gòu)型式。隔熱保溫材料多采用聚氨酯泡沫型料。采用這種結(jié)構(gòu)不僅減少了熱損失，改善了管道的流動性能，而且還因?yàn)樵黾恿斯艿赖闹亓浚瑥亩扇∠炷良又貙印：蛦螌庸艿酪粯樱摴艿募墑e也是根據(jù)壓力大小、抗侵蝕能力、重力要求、焊接性能以及成本的情況而定，聚氨酯泡沫填料對管道起到高效絕緣、保溫的作用。外層鋼管壁上有一層防腐絕緣層，它具有耐腐蝕作用，可防止海水對管道的腐蝕。

雙重保溫管道雙層管結(jié)構(gòu)中內(nèi)管與外管一般有以下三種連接結(jié)構(gòu)：

1）內(nèi)管與外管之間可以自由移動的套式結(jié)構(gòu)。

2）內(nèi)管與外管分段間隔固定的連接結(jié)構(gòu)。

3）在內(nèi)外管之間的空隙中灌注水泥或水泥砂漿的全線固結(jié)的連接結(jié)構(gòu)。

與穿梭油輪相比，海底管道的優(yōu)點(diǎn)有：

1）輸油效率高。由于在海底幾乎不受海況及海洋環(huán)境的影響，也不受海上儲油設(shè)施容量的限制，沒有穿梭油輪接運(yùn)時(shí)間延遲的問題，因此，海底管道可以連續(xù)輸送，輸送效率高。

2）輸送能力大。與使用穿梭油輪運(yùn)油或液化天然氣船運(yùn)輸相比，海底管道的輸送能力更大。

3）經(jīng)濟(jì)效益高。海底管道敷設(shè)工期短，投產(chǎn)快，節(jié)省投資，運(yùn)行管理方便，操作費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益較高。

海上油氣田輸送油（氣）選擇穿梭油輪或海底管道的原則是：近海一般采用海底管道；遠(yuǎn)海主要是根據(jù)海況、油田油氣儲量等因素綜合考慮后來選擇，以保證經(jīng)濟(jì)效益最好為原則。