浅谈海洋管道铺设方法

彭洋洋(中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司 北京 100085)

海洋管道，是指铺设于水面以下，全部或部分的悬跨在海床上或放置于海底、埋设于海底土中的管状设备。其作用是将海上油、气田所开采处来的石油或天然气汇集起来，然后通过管道输往陆上油、气库站。海洋油、气管道的输送工艺与陆上管道基本相同，但海洋油、气管道的铺设方法却与陆上管道相差较大。

一、海洋管道工程的特点

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的多，因此，海洋管道施工更要确保质量。

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，有的也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。

二、海洋管道的铺设方法

海洋管道按其使用目的可分为外输管线、油田内部转运管线、平台与外输管的连接管线、水或化学品运输管线等类别。综合国内外的海洋管道施工经验，海洋管道的铺设方法有托管法、铺管船法和围堰法。

1.托管法

介绍什么是托管法？根据托管位置不同可将托管法分底拖法、近底拖法和浮拖法。三种方法适用的水深不同，目的是为了防止波浪对管线的破坏。

（1）底拖法。底拖法是将管道沿海底拖至预定位置。

（2）近底拖法。近底拖法是用浮筒和铁链使管道平衡在离开海底预定高度拖至预定位置。

（3）浮拖法。浮拖法是采用浮筒使管道浮在水面拖至预定位置。为控制漂浮的管道，除首拖轮外，在尾部还需要牵制船。

2.铺管船法

铺管船法是海底管线铺设应用最广泛的一种方法。铺管船铺管实际是以铺管船为中心组成的铺管船队，并配备必要的设备和机具，由供应船从陆上供应单节管或双节管，该管节的焊接、涂层均已在陆上加工好，由铺管船上的起重设备将这些管段吊放至铺管船甲板上，船上由焊接，检验，涂装作业站组成流水线。流水线上有钢管夹持装置，托管架，张紧器，起重设备和定位设备等。在流水线上把管节一根一根的接长，并做好接口处理，然后边加工边利用托管架将管道徐徐铺设至海底。

铺管船进行铺管作业需要有一整套施工机具和船舶与之配合，其中包括拖带、运输、定位、交通、联络、测量、潜水等工作船舶，管道埋设时还需挖沟船等。

按照铺设方式不同又分为J型铺管法、S型铺管法、卷筒式铺管法。

（1）J型铺管法。J型铺管法是目前最适于深海铺设管道的方法，由于铺设过程中管道呈现大J型而得名，该方法在铺设过程中借助于调节托管架的倾角和管道承受的张力来改善管道的受力状态，达到安全作业的目的。

（2）S型铺管法。S型铺管法是目前铺设海底管道最为常用的方法。由于是在一个水平线上作业，不仅安全稳定而且效率高。这种铺管法一般在开始作业前，需要将一个锚定位在海床上，然后将锚缆引过托管架并系到第一根管子的端部。管道在托管架的支撑下，自然的弯曲成S型曲线。

（3）卷筒式铺管法。卷筒式铺管法是将管道在陆地预制场上接长，然后卷在专用滚筒上，送到海上进行铺设施工的方法。

3.围堰法

浅海滩涂靠近海岸的地区，沿着管道路由两侧建造围堰，使得围堰区不受潮流、波浪的影响，以便管道分段拖位就位，落潮时排掉围堰内的海水，进行管道接口，然后采用水陆两用的挖沟设备进行挖沟埋管，回填土施工完毕后将围堰拆除。

三、海洋管道铺设方法的比较

海洋管道施工方法的选择取决于综合因素，主要包括管道勘察、管道设计、地形地貌、社会环境因素和技术经济论证等。下面主要结合中缅油气管道Fletcherhayes海峡穿越管道铺设工程实例进行铺设方法比较及选择。

中缅油气管道Fletcherhayes海峡穿越管道铺设工程由北京兴油工程项目管理公司监理，印度PLL（旁及劳德）E PC承包商负责施工，海洋管道起始于缅甸皎漂地区Made岛，穿越Fletcherhayes海峡后，连接Kabian岛路上管线，线路长度约5.51K m，1016 mm天然气及813 mm原油管道并行敷设，间距50米，管道设计压力均为10 M Pa，最大水深约24米。

表1 Fletcherhayes海峡穿越管道铺设工程铺设方法选择

近底拖法不受海底地形影响，减小了与海底的摩擦力，从而减小了拖运马力和管线涂层的磨损对海床条件有限制本工程水深范围1-22米，海床起伏大，不宜采用近地拖法浮拖法所需拖船牵引力小，与海底沿线的条件无关受波浪和海流产生的动力影响较大本工程海流较大，不宜采用浮拖法J型铺管法本工程海域水深范围1-22米，不宜采用J型铺管法不需要船尾托管架；管道脱离角度非常接近垂直，张力较小只有一个焊接站，速度慢，效率低；所有操作都是在垂直方向上完成，稳定性难保证S型铺管法管道在水平方向采用单或双接头进行装配，效率高；对海况适应能力和持续作业能力比较强必须处理比较大的张力，铺管船的资源相对缺乏；动迁费、租船费较高新加坡C U BE R船离现场较近，采用S型铺管法

本工程海峡较长，且来往船只多，马徳岛码头工程交叉影响，不宜采用围堰法卷筒式铺管法本工程为大口径管道，不宜采用卷筒式铺管法焊接作业大部分在陆地可控环境中完成；张力相对较小、效率和成本相对较低围堰法施工便利；不受波浪、海流影响需要岸上基地的支持；对钢材的塑性性质要求较高，管径相对较小工程量大、工期长；对环境的影响大；围堰的施工难度大；围堰费用高

中缅油气管道Fletcherhayes海峡穿越管道铺设工程（特点，水深，要求等）

通过以上共7种铺设方法的比较，结合中缅油气管道Fletcherhayes海峡穿越管道铺设工程本身的特点，我们最终选择S型铺管法。

结束语

建设海洋管道工程规模大、投资多、使用船舶机具多，各类施工方案也都存在自身的优缺点，因此施工方案尤为重要。

[1]孙掌权，层次分析法在海底管道方案优选中的应用研究【D】。天津大学，2004年.

[2]宋玉鹏、孙永福、刘伟华，海底管线稳定性影响因素分析【J】,海岸工程，2003年02期.

[3]马良海底油气管道工程 北京 海洋出版社1987.