我国创1542米水深新纪录,每根12吨重的海底管道是如何铺设的?

牛总监

发布时间: 20-06-0410:29副总裁

近日,随着最后一条12英寸海底管线终止封头入海,中海油陵水17—2气田海管铺设首阶段作业在南海西部海域顺利完工。

此次铺管作业水深1542米,是我国最大水深海底管线铺设项目,创造了我国海底管线铺设水深的新纪录。

陵水17-2气田距海南岛150公里,探明地质储量超千亿方。此次铺管作业是陵水17-2气田整体开发项目之一,除此之外,该气田的开发井作业、生产平台建造等也正在紧张推进。

该气田预计于2021年投产,每年将为粤港琼等地稳定供气30亿立方米,可满足大湾区四分之一的民生用气需求。

据中海油介绍,海底管线铺设施工作业难度大,对焊接工艺和装备能力要求极高;而随着水深增加和海床不稳定、岩石强度低等因素影响,技术难度呈倍数增长。此前,超过1500米深水区海管铺设技术,一直被少数跨国石油工程公司垄断。

此次作业由我国自主设计和建造的第一艘具有自航能力的3000米深水铺管起重船“海洋石油201”完成,该船为中国海油“深海联合舰队”主力舰船之一,2012年投用至今,27次刷新海管铺设纪录,包括:每日铺管速度最快突破6公里丶此前铺设深度最深达到1,409米丶世界上第一艘具3,000米级深水铺管能力丶4,000吨级重型起重能力丶全电力推进动力定位及自航等多项世界最尖端的装备技术。

目前,中国海油海管铺设规格实现了从2英寸到48英寸海管的全尺寸覆盖,并涵盖了单层管、双层管、子母管等几乎全部海管类型。

近年来,海上油气资源的开发向深海挺进,开采出的油气除少部在海上直接装船外运外,大多数通过管道输送到陆上加工,这就使海洋管道的作用显得越来越重要,而作为海洋管道铺设的铺管船也随之越来越受到重视。

铺管船的任务主要是在海底铺设输送石油和天然气的管线。打个形象的比喻,海上的油气设施都是一个个有价值的“点”,只有通过油气管道这样的“线”将“点”连接,才能构成完整的油气生产系统。

海底管线包括海底油、气集输管道,干线管道和附属的增压平台,以及管道与平台连接的主管等部分。

和你想象的一样,海底铺设管道工程难度非常大,特别是长距离海底管道,管道的材料要对抗海水的腐蚀性,一根海管重达12吨,受力不少于160吨,接近船舶正常工作的上限。

对于铺管作业而言,水深是最大的影响因素,跟据水深不同,铺管作业方式迥异。

离岸近,水又浅的地方,可以用绞车直接将海管拉上陆地。

20世纪50年代,在开发浅海区油气田时,还曾经采用人工开出一条能通行浅水船的河道,并在一种用浮箱拼装而成的铺管驳船上,把管子组装起来。当驳船向后移动时,焊接好的管段即滑入水中。这种铺管驳船逐步发展成为大型铺管船。

现代的铺管船,从铺管方式上,可以分为S-lay型铺管船、J-lay型铺管船,以及Reel-lay式铺管船。

S-Lay型铺管船:多数铺管船都属于S-lay型铺管船,船尾有托管架,甲板上有铺管作业线和张紧器,张紧器夹紧海底管道,通过船尾的托管架承托,沿着铺管作业线滑入水中,形成S形曲线铺入海底。此类铺管船以往多用于浅近海域,现在随着技术的发展也可用于深海。

这是不是有点类似于我们小时候玩的儿童滑梯?

J-Lay型铺管船:一般是在半潜船上安装一个巨大的J-tower,海管以接近垂直的形态离开铺管船,沿垂弯段向下,直至铺入海底,管线整体呈“J”型,适用于几百米至几千米的深海区域。

Reel-lay(卷筒式)铺管船:是在陆地上预先将管线像钢丝绳式缠绕到一个巨大的滚筒上,然后在铺管船上用设备将管线伸直,通过托管架放置于海底。这是一种较早的铺管方式(1946年英吉利海峡),但是用于海底油气管线铺设则是最近。一般来说,Reel-lay是铺设海底管线最有效的方式,特别是针对小直径、低强度的管线。

铺管船以前由于受到使用范围的限制,不为大众所了解,但随着近年来海上油气开发的日益红火,逐渐进入人们的视野。在20世纪,铺管船的设计、建造及使用主要以欧洲的荷兰、挪威、意大利以及美国等少数几个国家为主。

我国海底管道产业起步较晚,但经过二十余年的发展,我国海底管道铺设能力取得了长足的进步。据目前统计,我国海洋石油已经建成了81个油气田,铺设的海洋管道超过6000公里。

而国内以中海油旗下的海油工程公司,初期只有几艘船龄较长的改造铺管船。20世纪后期,以海油工程公司为主的一些国内用户开始大规划建造。目前中海油已经具备7艘专业铺管船,分别是“海洋石油201”、“海洋石油202”、“蓝疆”、“滨海109”、“海洋石油286”、“海洋石油289”和“海洋石油291”。中石油旗下有”中油海101“、“中油管道601”,中石化旗下有“胜利901”、“胜利902”等铺管船。

目前国内浅水区域开发日趋饱和,未来趋势是向南海深水发展,相比较而言,美国墨西哥湾、北非和巴西水域水深较深,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经较为成熟,而我国在这方面还处于追赶阶段。

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