彭洋洋(中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司北京分公司 北京 100085)

海洋管道，是指鋪設(shè)于水面以下，全部或部分的懸跨在海床上或放置于海底、埋設(shè)于海底土中的管狀設(shè)備。其作用是將海上油、氣田所開采處來的石油或天然氣匯集起來，然后通過管道輸往陸上油、氣庫(kù)站。海洋油、氣管道的輸送工藝與陸上管道基本相同，但海洋油、氣管道的鋪設(shè)方法卻與陸上管道相差較大。

一、海洋管道工程的特點(diǎn)

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)的拖船組成龐大的專業(yè)船隊(duì)。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(duì)的費(fèi)用是海洋管道施工中的主要費(fèi)用，由于這一費(fèi)用較高，致使海洋管道施工費(fèi)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的多，因此，海洋管道施工更要確保質(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(duì)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。海洋管道施工中，管道的預(yù)制，船隊(duì)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(duì)位置和移動(dòng)方向的確定，有的也依靠岸上基地的電臺(tái)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(diǎn)。

二、海洋管道的鋪設(shè)方法

海洋管道按其使用目的可分為外輸管線、油田內(nèi)部轉(zhuǎn)運(yùn)管線、平臺(tái)與外輸管的連接管線、水或化學(xué)品運(yùn)輸管線等類別。綜合國(guó)內(nèi)外的海洋管道施工經(jīng)驗(yàn)，海洋管道的鋪設(shè)方法有托管法、鋪管船法和圍堰法。

1.托管法

介紹什么是托管法？根據(jù)托管位置不同可將托管法分底拖法、近底拖法和浮拖法。三種方法適用的水深不同，目的是為了防止波浪對(duì)管線的破壞。

（1）底拖法。底拖法是將管道沿海底拖至預(yù)定位置。

（2）近底拖法。近底拖法是用浮筒和鐵鏈?zhǔn)构艿榔胶庠陔x開海底預(yù)定高度拖至預(yù)定位置。

（3）浮拖法。浮拖法是采用浮筒使管道浮在水面拖至預(yù)定位置。為控制漂浮的管道，除首拖輪外，在尾部還需要牽制船。

2.鋪管船法

鋪管船法是海底管線鋪設(shè)應(yīng)用最廣泛的一種方法。鋪管船鋪管實(shí)際是以鋪管船為中心組成的鋪管船隊(duì)，并配備必要的設(shè)備和機(jī)具，由供應(yīng)船從陸上供應(yīng)單節(jié)管或雙節(jié)管，該管節(jié)的焊接、涂層均已在陸上加工好，由鋪管船上的起重設(shè)備將這些管段吊放至鋪管船甲板上，船上由焊接，檢驗(yàn)，涂裝作業(yè)站組成流水線。流水線上有鋼管夾持裝置，托管架，張緊器，起重設(shè)備和定位設(shè)備等。在流水線上把管節(jié)一根一根的接長(zhǎng)，并做好接口處理，然后邊加工邊利用托管架將管道徐徐鋪設(shè)至海底。

鋪管船進(jìn)行鋪管作業(yè)需要有一整套施工機(jī)具和船舶與之配合，其中包括拖帶、運(yùn)輸、定位、交通、聯(lián)絡(luò)、測(cè)量、潛水等工作船舶，管道埋設(shè)時(shí)還需挖溝船等。

按照鋪設(shè)方式不同又分為J型鋪管法、S型鋪管法、卷筒式鋪管法。

（1）J型鋪管法。J型鋪管法是目前最適于深海鋪設(shè)管道的方法，由于鋪設(shè)過程中管道呈現(xiàn)大J型而得名，該方法在鋪設(shè)過程中借助于調(diào)節(jié)托管架的傾角和管道承受的張力來改善管道的受力狀態(tài)，達(dá)到安全作業(yè)的目的。

（2）S型鋪管法。S型鋪管法是目前鋪設(shè)海底管道最為常用的方法。由于是在一個(gè)水平線上作業(yè)，不僅安全穩(wěn)定而且效率高。這種鋪管法一般在開始作業(yè)前，需要將一個(gè)錨定位在海床上，然后將錨纜引過托管架并系到第一根管子的端部。管道在托管架的支撐下，自然的彎曲成S型曲線。

（3）卷筒式鋪管法。卷筒式鋪管法是將管道在陸地預(yù)制場(chǎng)上接長(zhǎng)，然后卷在專用滾筒上，送到海上進(jìn)行鋪設(shè)施工的方法。

3.圍堰法

淺海灘涂靠近海岸的地區(qū)，沿著管道路由兩側(cè)建造圍堰，使得圍堰區(qū)不受潮流、波浪的影響，以便管道分段拖位就位，落潮時(shí)排掉圍堰內(nèi)的海水，進(jìn)行管道接口，然后采用水陸兩用的挖溝設(shè)備進(jìn)行挖溝埋管，回填土施工完畢后將圍堰拆除。

三、海洋管道鋪設(shè)方法的比較

海洋管道施工方法的選擇取決于綜合因素，主要包括管道勘察、管道設(shè)計(jì)、地形地貌、社會(huì)環(huán)境因素和技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證等。下面主要結(jié)合中緬油氣管道Fletcherhayes海峽穿越管道鋪設(shè)工程實(shí)例進(jìn)行鋪設(shè)方法比較及選擇。

中緬油氣管道Fletcherhayes海峽穿越管道鋪設(shè)工程由北京興油工程項(xiàng)目管理公司監(jiān)理，印度PLL（旁及勞德）E PC承包商負(fù)責(zé)施工，海洋管道起始于緬甸皎漂地區(qū)Made島，穿越Fletcherhayes海峽后，連接Kabian島路上管線，線路長(zhǎng)度約5.51K m，1016 mm天然氣及813 mm原油管道并行敷設(shè)，間距50米，管道設(shè)計(jì)壓力均為10 M Pa，最大水深約24米。

表1 Fletcherhayes海峽穿越管道鋪設(shè)工程鋪設(shè)方法選擇

近底拖法不受海底地形影響，減小了與海底的摩擦力，從而減小了拖運(yùn)馬力和管線涂層的磨損對(duì)海床條件有限制本工程水深范圍1-22米，海床起伏大，不宜采用近地拖法浮拖法所需拖船牽引力小，與海底沿線的條件無關(guān)受波浪和海流產(chǎn)生的動(dòng)力影響較大本工程海流較大，不宜采用浮拖法J型鋪管法本工程海域水深范圍1-22米，不宜采用J型鋪管法不需要船尾托管架；管道脫離角度非常接近垂直，張力較小只有一個(gè)焊接站，速度慢，效率低；所有操作都是在垂直方向上完成，穩(wěn)定性難保證S型鋪管法管道在水平方向采用單或雙接頭進(jìn)行裝配，效率高；對(duì)海況適應(yīng)能力和持續(xù)作業(yè)能力比較強(qiáng)必須處理比較大的張力，鋪管船的資源相對(duì)缺乏；動(dòng)遷費(fèi)、租船費(fèi)較高新加坡C U BE R船離現(xiàn)場(chǎng)較近，采用S型鋪管法

本工程海峽較長(zhǎng)，且來往船只多，馬徳島碼頭工程交叉影響，不宜采用圍堰法卷筒式鋪管法本工程為大口徑管道，不宜采用卷筒式鋪管法焊接作業(yè)大部分在陸地可控環(huán)境中完成；張力相對(duì)較小、效率和成本相對(duì)較低圍堰法施工便利；不受波浪、海流影響需要岸上基地的支持；對(duì)鋼材的塑性性質(zhì)要求較高，管徑相對(duì)較小工程量大、工期長(zhǎng)；對(duì)環(huán)境的影響大；圍堰的施工難度大；圍堰費(fèi)用高

中緬油氣管道Fletcherhayes海峽穿越管道鋪設(shè)工程（特點(diǎn)，水深，要求等）

通過以上共7種鋪設(shè)方法的比較，結(jié)合中緬油氣管道Fletcherhayes海峽穿越管道鋪設(shè)工程本身的特點(diǎn)，我們最終選擇S型鋪管法。

結(jié)束語(yǔ)

建設(shè)海洋管道工程規(guī)模大、投資多、使用船舶機(jī)具多，各類施工方案也都存在自身的優(yōu)缺點(diǎn)，因此施工方案尤為重要。

[1]孫掌權(quán)，層次分析法在海底管道方案優(yōu)選中的應(yīng)用研究【D】。天津大學(xué)，2004年.

[2]宋玉鵬、孫永福、劉偉華，海底管線穩(wěn)定性影響因素分析【J】,海岸工程，2003年02期.

[3]馬良海底油氣管道工程 北京 海洋出版社1987.