海洋管道介绍PPT课件.pptx

海底管道的介绍 2020 3 27 1 一 海底管道现状 管道作为五大运输方式之一 有着安全性高 连续性好 运输量大的优点 在海洋油气的运输中得到了广泛的应用 发达国家的管道输送量已经接近80 海洋不同运输的效益 海洋管道工程的分布 2020 3 27 2 美国墨西哥湾已经建成长达约37000km的海底管道 将该海域3800多座大小平台和沿岸的油气处理设施连成一张四通八达的海底管网 这些管道直径由51mm到1321mm之间 铺设在几米到数百米深的海底 在欧洲的北海 由于许多大型天然气田的发现和开发 使远距离输送并销售天然气至西欧各国的海底管道建设发展迅速 现已建成上万公里的国际输气管网 已经建成的海底管道约2000km 与国外差距较大 已铺设总长 2000 2020 3 27 3 二 海底管道的特点 优点 可以连续输送 受环境制约小 输油效率高 运油能力大 海洋管道铺设工期短 投产快 管理方便 操作费用成本低 缺点 由于处于海底 检查与维修困难 受潮流的影响较大 对于处于潮差或波浪碎带的管段 立管 可能遭受海中漂浮物和船舶撞击或抛锚遭受破坏 2020 3 27 4 三 海底管道的分类 按管道横截面的结构分类 单壁管 管中管 PIP 集束管 2020 3 27 5 按管道输送介质分类 海底输油管道海底输气管道海底输水管道油气混输管道 按管道工作范围分类 出油管道 连结井口与平台油 气 集输管道 用于输送 汇集油气外输管道 用于平台与陆上处理终端之间装卸管道 平台与装油设施之间 2020 3 27 6 单壁管 单壁管一般都为用于长距离输送的单层保温钢管 海洋管道的钢管一般为以下三种 无缝钢管 S 电阻焊直缝钢管 ERW 直缝焊接钢管 UOE 对于所用钢材的物理 化学等特性 都有规范参考 目前API为的管道材料规范被广泛应用 下表为规范中一些海洋管道常用钢材的材料特性 2020 3 27 7 B C段 Langeled天然气管道 B段 挪威Nyhamna至Sleipner平台 613公里 管径42英寸 C段 Sleipner平台至英国Easington 560公里 管径44英寸 A段 OrmenLange天然气管道 OrmenLange气田至挪威Nyhamna 120公里 管径30英寸 坐落于挪威与英国之间的北海海域世界上最长的海底管道可供应全英国20 的天然气40年2007年9月完工投产 OrmenLange Langeled天然气管道 A B C OrmenLange气田开采 Nyhamna陆地处理 Sleipner平台海上监控 Easington终端接收 管道案例 2020 3 27 8 管道几何截面 设计压强 前10年的设计压强为25 5MPa后40年的设计压强为20MPa 管内流体温度一般为50 管外海水温度为 1 设计温度 海流 2020 3 27 9 2020 3 27 10 管中管 PIP 管中管结构 外管为整个系统提供有效的机械保护 而其内管作为油气等流体的通道 在内外管之间填充绝热材料 而有些新型的管中管结构会在内管与绝热材料之间设置主动加热线 以满足内管油气资源能够保持良好的流动性 内外管之间一定距离间安装扶正器 2020 3 27 11 深水PIP管道的关键技术 内部填充保温材料 浅水和中等水深使用聚氨酯泡沫材料 PUF 优点 成本低 便于成型 缺点 导热系数相对较高 深水中不满足使用要求 深水使用纳米气凝胶材料 优点 密度最低的固体材料 保温性能优异 缺点 成本较高 1 保温材料选择深水 保温性能要求高 材料厚度大 多选气凝胶 浅水 聚氨酯泡沫 减小成本 2 热膨胀设计约束条件下由于温度与压力作用 PIP易发生膨胀屈曲 其分析需要综合考虑内外管与管土的相互作用 3 侧向屈曲由于受较大的轴向力作用 PIP在位会发生测向屈曲失效 深水环境下还需注意崩裂 断裂 疲劳 部弯曲这几种失效的耦合 4 管道的铺设在铺设过程中会发生过大的纵向屈曲 2020 3 27 12 PIP海底管道应用现状 目前 PIP管道应用水深最深达到了2682米 分别安装于墨西哥湾美国Petrobras公司的Chinook油田和HelixERT公司的danny油田 管径分别为14 9 和12 8 长度分别为20公里和60公里 两个项目中PIP保温材料都采用了保温性能更好的纳米气凝胶保温层 国内在南海的番禹4 2 5 1油田 中海油与2009年铺设了20km的管中管 管径为12 16 保温材料为聚氨酯泡沫材料 PUF 水深100m 2020 3 27 13 位于渤海辽东湾南部 2001年投产 全长70 12Km 是我国目前最长的海底稠油油水混输管道 管道设计流量达到15000 3 d 采用管道为双层保温管结构 主管道内管为508 0mm 管径 15 9mm 壁厚 外管为660 4mm 管径 12 7mm 壁厚 内外管均为X60钢材 管间以硬质聚氨酯泡沫塑料填充 作为保温层 厚度为50mm 保温层与外管之间有14mm的环形空气夹层 外管壁防腐层厚度为3 2mm 管道埋深为管道顶部距海床面1 5m 2020 3 27 14 集束管 Bundlesystem 结构形式 海底集束管系统由承载管 护套管 输油气管道 注水管道 以及电缆等组成 一般分为两类 开放式与封闭式 2020 3 27 15 是将单独的管 含电缆 用卡 夹 具或绳索固定成一体 防止相互窜动 优点 工艺简单 成本低廉 缺点 输油输气管直接暴露与海水中 易遭破坏 易污染环境 将多根输油管 输气管 注水管 加热管和电缆等汇集在一根大口径的运送管 承载管 内 形成保护 优点 有效避免输油管的泄露 减轻对海域的污染 缺点 工艺复杂 需要综合考虑油气田的产能和集输要求 开放式集束管 封闭式集束管 2020 3 27 16 1 路由的选择选择合理的铺设路由 经济性 安全性 2 材料选择范围很广 从低碳钢到特种钢 双向不锈钢 如铬13 3 管束壁厚的确定需综合考虑环向压力 外部静水压力 局部屈曲 海地稳定性 安装应力 制造公差等因素 4 管束热绝缘设计5 管束的构型设计 1 海底集束管道输油设计2 海底集束管道整体结构设计3 保温和加热设计4 垫块设计5 隔舱壁设计6 拖头设计7 脐带缆设计8 海底集束管道跨越设计9 压载链设计10 海底集束管道附属物设计 海底集束管道设计要点 海底集束管道的关键技术 2020 3 27 17 国外海底集束管道的应用现