1.4.2 海底管道

海底油气管线是海洋油气田内部设施连接和所开采油气资源外输的重要设施，其示意图如图1-15所示。海底油气管线是以海底管道为主的一个完整系统，包括用于输送油气的海底钢质管道工程设施及所有相关的组成部分，是海底管道、立管、支撑构件、管道附件、防腐系统、加重层、泄漏监测系统、报警系统、应急关闭系统和与其相连的海底装置等的统称。海底管道是海底油气管线最主要的三个组成部分之一。

在海底油气管线中，海底管道指在最高水位时处于水面以下的管道，它们可能全部或部分地悬跨在海床上，或放置于海底，或埋置于海底土壤以下，位于缓坡度的接岸段管道（或登陆管段）也是海底管道的一部分。

从海底管道在海上油气田开发中所起的作用看，可以将其分为以下几种类型：

1）井口至海底管汇或平台的出油（气）管道。

2）平台与水下管汇之间或平台之间的集油（气）管道。

3）上岸或至海上装油设施的外输管道。

4）注水管道，其走向一般与油田内集油（气）管道相同。

海底管道建成投产后，几乎不受水温、地形、海况等条件的限制或影响而能够连续作业，这是它的显著优点。但它也存在一些明显的缺点，如检查维修不太方便，某些处于低潮差带和波浪破碎带的管段（如上岸管道的登陆段、立管等部分）承受的载荷复杂，容易遭受船舶或海上漂浮物的碰撞而损坏等。

在海洋油气田中，海底输出管道从油田向陆地终端进行油、气及水的输送。油（气）输出管道通常连接于海上油气田的处理平台至陆地石油终端之间。也有的连接于浮式生产储卸油装置和装载浮筒之间，穿梭油轮再将油气运回岸上。海底输出管道按输送介质可划分为海底输油管道、海底输气管道、海底油气混输管道和海底输水管道等，按结构可划分为单层管道和双重保温管道。

1.单层管道

单层管道一般应用于陆地或水深较浅的海域，由于其结构缺乏绝热保温措施，故不适于热油的输送，输水管道一般采用单层管道。单层管道由里到外分别是钢管、防腐绝缘层（常用煤焦油磁漆、沥青磁漆、环氧树脂以及聚丁橡胶等）、混凝土防护层（常以水泥、水、砂和必要的骨料制成）。钢管的级别根据压力大小、抗侵蚀能力、重力要求、焊接性能还有成本来确定，混凝土防护层除了对内部有机械保护作用外，还能起到配重的作用。

2.双重保温管道

双重保温管道应用于深海敷设，它解决了保温问题，主要用于输送高黏度、高含蜡量、高凝固点的原油，输油管道、输气管道和油气混输管道均采用双重保温管道。在某些特定环境下，油气混输管道具有单相管道无法比拟的优点。油气混输管道可以将生产的油气直接输送到陆地石油终端，避免了在海底安装油气分离和加工设备，可以大大减少安装及运营费用。目前，油气混输管道已从过去的直径小、输送距离短逐步向直径大、输送距离长的方向发展。虽然油气混输管道有很多优点，但由于其流体状态极为复杂，人们尚未完全掌握其流动规律，目前各国均未能对其给出成熟的应用方案。

双重保温管道是在两层钢管壁之间充填隔热保温材料，从而形成管中管结构型式。隔热保温材料多采用聚氨酯泡沫型料。采用这种结构不仅减少了热损失，改善了管道的流动性能，而且还因为增加了管道的重量，从而可取消混凝土加重层。和单层管道一样，钢管的级别也是根据压力大小、抗侵蚀能力、重力要求、焊接性能以及成本的情况而定，聚氨酯泡沫填料对管道起到高效绝缘、保温的作用。外层钢管壁上有一层防腐绝缘层，它具有耐腐蚀作用，可防止海水对管道的腐蚀。

双重保温管道双层管结构中内管与外管一般有以下三种连接结构：

1）内管与外管之间可以自由移动的套式结构。

2）内管与外管分段间隔固定的连接结构。

3）在内外管之间的空隙中灌注水泥或水泥砂浆的全线固结的连接结构。

与穿梭油轮相比，海底管道的优点有：

1）输油效率高。由于在海底几乎不受海况及海洋环境的影响，也不受海上储油设施容量的限制，没有穿梭油轮接运时间延迟的问题，因此，海底管道可以连续输送，输送效率高。

2）输送能力大。与使用穿梭油轮运油或液化天然气船运输相比，海底管道的输送能力更大。

3）经济效益高。海底管道敷设工期短，投产快，节省投资，运行管理方便，操作费用低，经济效益较高。

海上油气田输送油（气）选择穿梭油轮或海底管道的原则是：近海一般采用海底管道；远海主要是根据海况、油田油气储量等因素综合考虑后来选择，以保证经济效益最好为原则。