海底管道鋪管施工安裝方法研究

牛書(shū)濤

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的迅速提高，我國(guó)社會(huì)各領(lǐng)域都得到了較大的發(fā)展。在工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，充足的油氣資源往往可以為其發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這也在很大程度上對(duì)我國(guó)油氣資源的質(zhì)量提出了更高的要求，而海洋油氣資源的開(kāi)發(fā)可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)海洋天然氣資源的重視程度的日益增大，海底管道行業(yè)的發(fā)展速度也不短提高。海底管道的建設(shè)主要以陸地穿越湖泊河流的施工方法為技術(shù)基礎(chǔ)的。隨著我國(guó)城市管道建設(shè)方式的不斷豐富，選擇合適的施工方法就成為了我國(guó)海底管道施工急需解決的問(wèn)題。對(duì)于具體施工方式的選擇主要是由海岸和近海等諸多因素決定的。本文根據(jù)分析海底管道鋪設(shè)的施工特征，對(duì)海底管道鋪設(shè)方法的應(yīng)用進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，以期推動(dòng)我國(guó)海底管道施工水平的進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵詞：海底管道;鋪管施工;安裝方法

1 引言

隨著海洋油氣資源開(kāi)發(fā)水平的不斷提高，我國(guó)對(duì)海洋天然氣資源的重視程度越來(lái)越高，于此同時(shí)，這也推動(dòng)了海底管道的快速發(fā)展。由于海底管道建設(shè)周期長(zhǎng)，并且投資成本高，所以對(duì)于海底管線施工方法的選擇存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。相關(guān)工作人員一定要降低施工風(fēng)險(xiǎn)，以進(jìn)一步確保施工的進(jìn)度，有效控制投資成本。海底管道的安裝和施工主要是以陸上管道穿越海洋的施工方法為參考的。隨著海底管道工程的不斷發(fā)展，影響海洋管道質(zhì)量的因素也不斷增加，比如海岸線和海水深度等。近年來(lái)，我國(guó)海洋油田已勘探了很深的海域，海底管道工程技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展。

2 海底管道施工特點(diǎn)

海底管道是將海上油田的天然氣或石油聚集在一起，然后通過(guò)管線將陸上石油進(jìn)行輸送。自20世紀(jì)50年代初以來(lái)，我國(guó)海上天然氣管道開(kāi)始正式投入使用，并且在70年代建設(shè)了大型的海上油氣輸送管道。海上油氣管道與陸上管道有著極為相似的輸送工程。海底管道主要為石油和天然氣的輸送管道。陸地上的輸送系統(tǒng)主要包括集水管和連接管道等設(shè)備，但是由于海底管線的安裝和施工是在海上建造的，就可能受到陸地管道不會(huì)受到的影響因素，因此工作人員在進(jìn)行海上管道建設(shè)時(shí)，要選擇不同于陸上管線的施工方法。海底管線施工特點(diǎn)如下：

2.1施工組織復(fù)雜。

海底管線施工組織復(fù)雜，具有海陸聯(lián)合施工的特點(diǎn)。首先，施工團(tuán)隊(duì)隊(duì)的位置和移動(dòng)方應(yīng)該由海岸基地?zé)o線電臺(tái)進(jìn)行確定。其次，燃油和淡水供應(yīng)以及船隊(duì)備件都和具體的施工工程有著密切的關(guān)系。

2.2施工環(huán)境變化

與陸地上相對(duì)平靜的施工環(huán)境相比，海上施工受到的外界因素非常多變。如果風(fēng)浪過(guò)大，管線的施工團(tuán)隊(duì)就難以保持在海上穩(wěn)定的穩(wěn)定性，從而加大施工的難度。在這種情況下，工作人員應(yīng)在風(fēng)浪過(guò)后進(jìn)行工程重新啟動(dòng)。

2.3投資成本的差異

海上工程中對(duì)于輸油管道的安裝工作一般需要專業(yè)的船隊(duì)，專業(yè)船隊(duì)由多艘輔助作業(yè)拖船構(gòu)成。此外，在海底管線安裝施工過(guò)程中，還需配備充足的燃料，并且為施工提供設(shè)備和材料。除此之外，施工團(tuán)隊(duì)還要租用相應(yīng)的船舶，建造海底管道的主要成本就是租用專用船隊(duì)的成本，這就導(dǎo)致海底管道的施工成本比陸上管道的投資成本更高。

2.4工程質(zhì)量要求高

海底管道在施工過(guò)程中質(zhì)量保證很重要，因?yàn)樵谑┕み^(guò)程中，維持海底管道比維持陸地管道的安全運(yùn)行更加困難。

3 海底管道施工安裝方法的應(yīng)用

3.1管道安裝方法

目前國(guó)內(nèi)外海底管道鋪設(shè)方法應(yīng)用最廣泛。目前，我國(guó)的海底管道大部分都是由管道鋪設(shè)線鋪設(shè)，并且根據(jù)管道鋪設(shè)方式，選擇J型管道和S型管道進(jìn)行具體的鋪設(shè)工作。這種施工方法有著工作效率高并且靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。管道鋪設(shè)工藝應(yīng)該由陸尚的水泥預(yù)制廠中，在管道中加入水泥和混凝土，在形成加重層之后，再將處理好的管道轉(zhuǎn)移到管道鋪設(shè)工作中，然后將管道進(jìn)行分段裝配和焊接。焊接管在鋪船前進(jìn)時(shí)，應(yīng)該從船尾緩慢滑到大海中。在整個(gè)管道作業(yè)中，管道線相對(duì)要保證處在穩(wěn)定的狀態(tài)中。并且船的移動(dòng)要和管段的下降長(zhǎng)度相一致。所以我們一般都會(huì)在船上兩側(cè)設(shè)置多個(gè)錨。如果想要確定船的位置，可以調(diào)整錨的長(zhǎng)度，如果為了穩(wěn)定船舶，就可以調(diào)節(jié)錨繩的彈松緊程度。管道從管架滑入大海的過(guò)程中，會(huì)從上到下彎曲成為S型形狀，這時(shí)管道就會(huì)受到彎曲應(yīng)力和沖擊力，所以為了防止斷面發(fā)生變形，上部的管道必須盡可能保持在一定的半徑內(nèi)，管道支座和下部管道也應(yīng)在允許的彎道應(yīng)力范圍內(nèi)。除此之外，船上還要有足夠的安裝機(jī)器，使管道區(qū)間不自由移動(dòng)，但是在管道區(qū)間，可以在船舶行駛的過(guò)程中移動(dòng)。

3.2拖管法

管道的托管法通?？梢苑譃閮煞N，即棄管拖曳法和連接管拖曳法。棄管方法就是在鋪管船就位之后，進(jìn)行正常的管道作業(yè)后切斷管道，然后將事先設(shè)計(jì)好的管道區(qū)間的長(zhǎng)度達(dá)成并在線路上安裝船的同時(shí)，利用陸地絞車將管道拉到岸邊，當(dāng)管道尾部接近原管道船的初始位置時(shí)，使船舶向后移動(dòng)，達(dá)到著陸和安裝管道的目的。拉動(dòng)連接管的方法是使船滿足進(jìn)水的派將纜繩放在設(shè)計(jì)軸線上，在陸地絞車的一個(gè)末端將纜繩拉到上層管線上，與管頭連接。

3.3開(kāi)溝作業(yè)

溝槽開(kāi)挖的采用不適合暴露的海底管線。在具體的施工過(guò)程中，工作人員首先要采用挖溝機(jī)開(kāi)挖海底溝槽。然后將管線埋入溝槽中，以有效地保護(hù)管線的安全。通過(guò)鋪棺材開(kāi)挖溝渠，可以有效減少土建工作量，并確定正確的區(qū)域位置。實(shí)際上，這種方法在20世紀(jì)70年代中期被用于安裝超負(fù)荷天然氣管道。在開(kāi)溝作業(yè)后，海底管道就自然沉入溝底。

4 結(jié)束語(yǔ)

海底管道工程是一項(xiàng)綜合性的海底管道安裝技術(shù)，具有投資大，施工質(zhì)量高，施工環(huán)境多變和施工組織復(fù)雜等特點(diǎn)。隨著水深的加深，管道尺寸增大，危險(xiǎn)性也就隨之增大。因此，施工單位應(yīng)具有專業(yè)的技術(shù)和高度的責(zé)任感，不斷提高工作效率和工作水平，為我國(guó)海底管道工程的發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

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（海洋石油工程股份有限公司，天津 300450）