海底油气管道是什么样的(de)？
海管是铺设在海底，连续输送油、气、水的管道。打个比方：海上的油(you)气设施都是一个个有价值(zhi)的“点”，只有通过油气管(guan)道这样的“线”将“点”连接，才能构成完整的系统，发挥(hui)生产(chan)系统的整体价值。海底管道主要有平管、膨胀弯管、立管等种类。海底平管平铺于海底，是海底油气(qi)输送的主力军(jun)。膨胀弯管用于连接海底平管(guan)与立(li)管。受海水温差的影响，钢管存在着热胀冷缩的现(xian)象，膨胀弯管可以补偿海管(guan)长度的变(bian)化。立管是海底处于垂直状态的管道，连接(jie)海(hai)底平管与海上的生产设施。深水区立管通常以自由状态立于(yu)水中，例如顶部预张力立管（TTR）、钢悬链立管（SCR）、柔性立管、塔式立管等。另外，跨接管也必不可少，它是连接采(cai)油(you)树与生产管汇的。根据油田产出物（油、气、水）和产量的不同，选择相(xiang)应管径和结构的(de)海管，理论上产量越大，管径越粗。
为了防止深水低温高(gao)压形成的水(shui)合物堵塞海管，需要使用保温管道；而海上稠油需在(zai)平台加热(re)后输送，所以需(xu)要采用热油输送工(gong)艺和保温管道结构。电伴热海管就给海管加上(shang)了“暖宝宝”。为(wei)了增加管道的稳定(ding)性，混凝土配(pei)重海管应运而(er)生。
海管的材质不同决(jue)定(ding)了海管的生产成本、抗侵蚀能力、重力要(yao)求以及在焊接(jie)时的性能。目前一般采用碳钢API 5L X56及以上。
有(you)哪些(xie)铺设海底管道的方法？
完成一条海底管道，设计考虑因素繁多，而安装施工更(geng)是要(yao)克服千难万险。首先是作业环境处于海洋，不仅作业(ye)空间严(yan)重受限，海况的复(fu)杂多变也会给正常施工带来极大的挑战(zhan)。另外，海底环境复杂，并非一马平川，它由各种(zhong)地形地貌组成，例如高耸的海山、起伏的海丘、绵长的海岭、深邃的海沟等等。我们并不(bu)能像在陆地上铺设管(guan)道那样改造海底的地貌，所以(yi)无论在设计还(hai)是施工过程中，铺设海底管道(dao)考虑的因素(su)就非常复杂了。海底低温、高压、高盐度、暗流涌动，水合物阻塞、管道腐蚀、冲(chong)击损耗等难题会持(chi)续存在。这(zhe)些问题的同时存在使得铺设海底油气(qi)管道不仅是工程难题，同时又是科学难题。
那么，海底管道是如何铺成的呢？对于施工作业而言，水深是(shi)最大的影响因素，根据水深不同，铺管作业迥异。
（1）离岸近、水浅的地方，可以用(yong)绞(jiao)车直接将海管拉上陆地。
（2）浅海区、离岸远(yuan)的地方可以通过铺管船一边(bian)下放、一边焊接的方式铺管。主要采用S-Lay（S型铺设法）：海底管道通(tong)过船尾的托管架入水，形成S形曲线铺入海底。在铺管作业过程中，船上需要有3样神器——张紧器、托管架和焊接作业线。张紧器用来固定海管，像(xiang)是一个大夹子夹住海管。托管架则用来控制海管的铺设方向。此外，受海上作业空间限制，铺设海管需要一支专业的船队(dui)相互配合完成施工，成本也要比同等(deng)情况下的陆地高出(chu)1～2倍。
（3）在深水区进行铺(pu)管作业，水深增加，导致施工难度呈指(zhi)数级增(zeng)长。海管长度增加，导致重量增加，需要铺(pu)管船承受更大的张力，此时采用J-Lay方式施工。J-Lay（J型铺设法）：海管以接(jie)近垂直的(de)形态离开铺管船，沿垂弯段向下，直至铺入海底，管线整体呈“J”型，适用(yong)于几百米(mi)至几千米的深海区域。
（4）随着新技(ji)术的不断(duan)发展，海上铺管作业(ye)形式也再不断进(jin)步。对于管径小、强度稍弱的海管，可以在陆地上制造好直接卷于(yu)滚筒上，使用铺管船运至海上铺设，这种作业方式称为Reel-Lay（卷管式铺管作业）。目前，卷管式铺管船可以分为水平式和垂直式两(liang)种。水平式卷管铺管船，其转(zhuan)动轴垂直于铺管船甲板，采用S型铺设（常用于浅水），常用于铺设脐带缆；而垂直式卷管铺管船，其转动轴与铺(pu)管(guan)船甲板保持水平，采用J型铺设，常用于深水。当然最终选择(ze)哪种(zhong)作业方式，不仅要考虑水深，还要结合作业周期、作业成本等综合因素。
海(hai)管在海(hai)底的铺设步骤
以最常见的S型铺管作业方式为例，详细介绍海底管(guan)道是如(ru)何建成的。
（1）准备阶段。准备阶段包括铺(pu)管(guan)船就位、安装托管架、倒海管、海管起始连接以及安装海管的起始封头。浅水区一般将起始接头固定在导管架上，然后开始铺管，这种方法比较经济。
（2）海管焊接作业。海管需(xu)要被一(yi)根一根焊接在一起，然后下放到海底。焊接工序至关重要：通过滚(gun)轮输送至加工车间，然后进行坡口加工、管端消磁、管段预热、焊口组对、各种焊接（封底焊、填充焊、内部焊、盖帽焊）、无损探伤、喷砂、涂覆密封、发泡等十几项工序。
（3）海管入水。铺管船向前移船，海管入水。海管管(guan)端到达着泥点(dian)后，边焊接边铺设，进入正常铺管作业阶段。当铺管过程中(zhong)遭遇恶劣天气，或是突(tu)发其他意外情况影响到铺设海管正常(chang)作业时，需要临时弃管。弃(qi)管时要焊接临时弃管头，通过A/R绞车钢丝连接。
（4）结束平铺管段作业。在海底(di)管线铺设到立管安装位置(zhi)附近时，结束铺设作业，与弃管作业步骤相同。
（5）立管、膨胀弯的连接。海管平铺段作业结束，此时需要水下测(ce)量平铺段海(hai)管与立管之间的距离，定制膨胀弯管。膨胀弯管采用法兰连接的方式。浅水区(qu)域可以人(ren)工潜水进行后续连接工作，水深大于50米时，采用饱和潜水作业。
（6）海管清管试压、排水。完成所有管线连接后，需要进行清管试(shi)压(ya)的工作。清管作业是为了清洗管内壁、测量管线是否有屈曲变形(xing)。常用的仪器是清管器。试验压力一般需要超过设计压力，以测(ce)试水下连接点是否泄漏，之后(hou)对海管进行排水或干(gan)燥作业。
（7）海管保护和固定。海管沉放到海底后，波浪、海流以及附近船舶抛(pao)锚都会(hui)危及到海管的安全，影响最为严重的是渔业(ye)活动，渔船抛锚、渔网(wang)破坏(huai)法兰连接点等等，所以需要采取一定(ding)的保护措施：①针对平管段，可以采用挖沟机挖沟掩埋。方法是挖沟机下放至海底，骑放在海管上，抬起海管，开始挖沟，像是耕田用的犁，深度为1～2米，然后掩埋回填。②采用水泥垫块、固定压块等保护措施。水泥垫块、固定压块等制造、铺设成本高，因此只在立管、膨胀弯管(guan)等连接处使用。
（8）管道修复。即使保护再周全，也难以(yi)完全杜绝海管发生堵塞、泄露，失效的情况。一旦发生海管堵塞，可以先使用清管球进行(xing)清管(guan)作业。对于海管发生腐蚀、泄漏或清管球(qiu)不能疏通的管段(duan)，采取切断破损海管，重新更换连接。水深较浅区域，可以打捞上来重新(xin)焊接。海水较深区域，采用ROV水下作业，切断海管，使用法兰、卡箍等机械方式连接。至此，一条完(wan)整(zheng)的海管铺设作业顺利结束。
我国海(hai)底管道产业起步较晚，但经过20余年的发展，我国(guo)海底管道铺设能力取得(de)了长足的进步。据统计，我(wo)国海洋石油已经建成了81个油气田，铺设的海洋管道长(zhang)度超过6000公里。
铺管船
铺管船(chuan)是海底管道施工的重要工(gong)具，在海洋设施建造方面起着举足轻重的作用(yong)。铺管船的形式较为多样，既有纯粹的铺管船，也(ye)有起(qi)重能力超强的起重铺管船；从船体上看，有驳船式、普通船型式和半潜式。
目前CNOOC已经具备7艘专业铺管船，分别是HYSY201、HYSY 202、蓝疆、滨海109、HYSY286、HYSY289和HYSY291。HYSY201是我国首条深水铺管(guan)起(qi)重船，具有三条作业线，一条主线两条辅线。其余铺管船均(jun)为单作业线(xian)，并且作业线均在右舷。我国现有的铺管船均采(cai)用S型铺管法。
目前国内浅水区域开发日趋饱(bao)和，未来趋势(shi)是向南海深(shen)水发展。相比而言，美国墨西哥湾、北非和巴西水域水深较深(shen)，相关企业很早就开展了深水技术的研究，这些国家深水铺管技术已(yi)经较为成熟。而中国海洋油气事业一直集(ji)中于浅(qian)水，作业阶段S-Lay铺管技术应用较多。随着近几年张紧器扭(niu)矩(ju)能力的提升，S-Lay铺管水深作(zuo)业能(neng)力在不断进步，但Reel-Lay和J-Lay施工技术才是开发深(shen)水重点研究的方向(xiang)。（文：孟伟 来源：《石油知识》）
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