中国海底管道工程技术发展与展望

海底管道是海上油气传输的重要枢纽,促进海底管道工程技术发展对于全面推动中国海洋油气田的开发建设具有重要意义。在此,从海底管道工程面临的技术挑战、发展历程、国产化建设进程等角度,详细阐述了中国海底管道工程技术的发展现状。在技术挑战方面,突出了中国海底管道输送的复杂介质、恶劣的海洋与地质地貌环境相比国际海洋油气开发的差异;在行业发展历程方面,总结出中国海底管道行业发展历程包括萌芽期、成长期、发展期、开拓期及跨越期5个阶段,并对海底管道的国产化建设进程进行了追溯;在工程技术体系方面,综述了海底管道集输工艺、结构设计、安装、维抢修4大板块的技术发展现状。最后,对中国未来海底管道工程技术及装备发展趋势进行了展望。（图5,参23）     

海底油气管道全寿命周期风险评估模型

海底油气管道作为海上油气田生产系统的重要组成部分,其设计、施工、运行及弃置等各阶段均存在诸多风险。为了降低海底管道全寿命周期内各类风险,减少海底油气管道事故,围绕海底油气管道全寿命周期管理过程开展风险评估,建立了海底油气管道全寿命周期风险评估体系;根据海底油气管道的时间属性,将海底油气管道全寿命周期划分为6个寿命阶段;依据空间属性,采用递进细分原则,对海底油气管道进行分段,梳理不同阶段影响管道安全的制约因素,并对风险制约因素进行权重赋值,建立了管道失效可能性评分模型与失效后果评估模型,得出了风险值;根据风险值确定管道风险等级,再依据风险等级对危险管段实施管控,有效提升了管道全寿命周期内的风险控制水平,为海底油气管道全寿命风险管理提供了参考。     

全球油气管道建设现状及发展趋势

全球油气资源产量继续保持稳定增长,海上油气田、页岩气和油砂等非常规油气资源产量迅速增长,各地区油气资源产消形势不断变化,促进油气输送通道与区域配送管网的快速发展。通过分析全球油气资源产消和贸易情况,总结全球在役油气管道现状和新建管道建设情况,并探讨了油气管道建设发展趋势。未来油气管道建设将继续向拓展能源进出口通道、完善油气资源配送管网、优化输送网络的方向发展,天然气管网建设、海底管道和跨国管道将会是未来全球油气管道建设的重点方向。     

海底油气管道多相流动中的若干技术

分析了海底混输管道多相流动中的若干关键技术问题,这些技术问题是,天然气凝析液输送技术、油水(稠油/水)输送、油气水三相流动规律的研究现状及存在问题;海底管道流动保障技术(气体水合物、结蜡等固态物控制)、海洋立管中严重段塞的形成和控制方法、天然气/凝析液清管技术、多相计量和增压设备和技术等。指出了在对多相管流研究的基础上,以流动安全技术作保障,应用先进的多相计量和增压设备,采用高度自动化控制系统,建设长距离、大口径、高压力油气混输管道,可以为我国的海洋油气田向更深水海域发展提供技术支持。     

海底管道主动伴热维温技术应用研究进展

海底管道主动伴热维温技术作为被动保温方式的补充,拟在中国海上高黏、易凝原油,深水油气开发中进行应用,中国在自主应用海底管道主动伴热维温技术方面尚处空白,需要在充分比较的基础上,吸收国内外应用案例的先进做法。通过调研分析认为:海底管道主动伴热维温技术可以适应各种水深海域,但目前的应用主要集中在属于浅水区的北海海域。电加热/伴热技术由于适应性强、热效率高,特别是间接电伴热技术,将成为取代热流体伴热的重要选择。间接电伴热技术较直接电加热技术效率高、安全稳定,可实现长期运行,更适合海上油气物流的输送。集肤效应电伴热技术作为间接电伴热技术的一种,由于其安全性强、热效率高、沿线温度分布均匀且可监控,适合用于长距离海底管道的伴热维温,是今后主要的发展方向。中国海底管道主动伴热维温技术需要在当前国家对重要装备国产化大力支持的背景下,开展横向和纵向对比,加大应用研究力度,突破接线盒处连接点的可靠性等关键问题,早日实现海底管道集肤伴热技术国产化,为中国海上油气田的可持续发展提供技术支撑。     

我国油气管道建设运行管理技术及发展展望

我国油气管道历史,最早可以追溯到公元前200多年秦汉时期,但近代中国的管道工业显著落后于工业发达国家。新中国成立后,一些大型油气田开发带动了管道工业发展,2011年,西气东输二线建成投产,标志着我国管道建设技术达到国际领先水平。近年来,我国在易凝高黏原油输送、高压输气管道断裂控制、管道工程建设、管道完整性管理及大型管网集中调控等方面进步显著。陆上油气管道已成为我国最为现实、可靠、重要的能源战略通道,安全高效是油气管道永恒的主题,管道建设运行管理面临诸多挑战,相关技术尚有很大的提升空间。为了发挥管道独特的安全、经济、环保优势,未来我国油气管道发展面临如下重大课题:重质原油输送、天然气高效输送、X90/X100高钢级钢管应用、机械化施工、管道安全防护、管网可靠性管理和管理信息化。     

2013年国际石油十大科技进展（四）

深水油气开采海底工厂系统取得重大进展 深水油气开采海底工厂系统包括海底增压系统、海底气体压缩系统、海底分离与产出水回注系统、未净化海水输送系统等。其核心技术是油气井采出流体的海底增压和分离技术，成功实施能够提高油气最终采收率，减少海面处理设备的投入，减少对环境的破坏，降低水和砂的处理成本，从而提高海洋油气田的经济效益。     

《管道科学技术论文选集》文摘（二）——国外油气管道技术发展新动态

国外油气管道技术发展比较快 ,已有许多新技术、新工艺、新材料、新设备被不断用于新管道的建设和老管道的改造。从9个方面阐述了国外油气管道技术发展动态 ,涉及原油、成品油和天然气的管道输送工艺、储存和计量技术、管道施工和泄漏检测等最新技术。认为密切跟踪、研究国外管     

海外油气田集输管道设计水压试验标准探讨

能源合作是"一带一路"倡议的先驱和主要引擎。在过去10年间,中国石油企业在"一带一路"沿线国家及海外其他国家开展了上百个油气合作项目并取得丰硕成果,工程技术服务及建设便是油气合作的重要组成部分。作为油气管道建设最主要的内容,水压试验是验证油气管道完整性最常用的方法。基于中东、非洲等油气合作项目中油气田集输管道设计经验,梳理了常用的美国机械工程师协会、美国石油学会、国际标准化组织、英国标准协会、伊朗石油标准、沙特阿美、阿布扎比国家石油公司、壳牌、道达尔、英国石油等国际组织和石油企业的13项水压试验标准,对比分析了水质、强度与严密性试压压力以及稳压时间等要求,研究结果可为海外油气田集输管道设计及施工提供借鉴。     

海底管道开沟犁及其设计分析

用海底犁进行海底管道开沟是一项趋于成熟的施工技术。本文评价了海底管道开沟犁技术的发展与动态,分析了海底犁的结构类型及特点,讨论了海底犁犁总体设计时所应考虑的问题和技术关键。指出海底犁技术集是现代科技之大成,应把海底犁作为海底管道施工技术的重要部分,我们应在吸收和消化国外现有技术成果的基础上发展适合于我国海况的海底犁机型。     

船舶锚泊活动对海底管道埋深的影响

海底油气管道保护是管道工程领域的重点工作,在沿海特别是海上交通密集区域,船舶的锚泊活动是引起管道事故的重要因素。为了有效防范管道被船锚破坏,需要综合分析船锚在海底的入土深度,确定一个合理的埋深值。对比了国内外关于海底管道埋深的不同标准,分析了船舶锚泊活动可能对海底管道造成损害的类型,从抛锚情况下锚触底后的贯穿量和拖锚情况下锚爪能够啮入海底的最大深度两方面分析了锚泊活动与海底管道埋深的关系。结合国外规定的埋深值,建议沿海船舶交通密集区域海底管道较为合理的埋深值为1.5～2 m。(图2,表4,参21)     

油气海底管道的风险评价

从失效可能性分析和失效后果计算两个方面阐述了油气海底管道的风险评价。介绍了海底管道失效的主要形式和三种失效概率模型,给出了失效可能性等级划分的方法。从安全后果、经济后果和环境后果三个方面说明了海底管道失效后果的计算方法,并根据风险矩阵确定了油气海底管道的风险状况等级。     

中国石油油气管道技术发展展望

叙述了中国石油重组改制以来及"十五"期间在科技管理部门的统一领导和组织下,在油气管道工程技术,包括管道勘察设计、施工技术与装备、高钢级管材及装备国产化、油气储运工艺、腐蚀与防腐、在役管道检测与安全评价、管道运行管理等方面取得的重要成就及形成的核心技术和创新成果。在对"十一五"管道建设发展及技术需求进行分析的基础上,提出了油气输送管道工程技术的发展方向。     

世界油气管道现状与发展趋势

结合世界油气管道建设现状,介绍了国内外原油、成品油、天然气管道的技术现状,通过对比分析,指出了我国油气管道技术存在的差距.从国际油气管道建设展望、我国油气管道建设展望、世界油气管道技术发展趋势以及我国油气管道技术发展趋势四个方面,对世界油气管道发展趋势进行了分析和预测.     

国内外海底油气管道废弃处置规范

废弃处置是海底油气管道全寿命周期管理的重要环节,目前尚缺乏专门的海底油气管道废弃处置规范,有必要系统调研整理国内外海洋油气设施弃置处置规范与海底管道弃置相关的法律规范及标准指南。调研发现,相关国际组织和沿海国家均制定了海底管道废弃处理方面的法律规范或作业指南,但现阶段尚无统一要求。中国相关的法规和标准较为笼统,无专门针对海底管道的具体要求,难以应对复杂的海底管道弃置问题。通过分析对比国内外政府、石油公司关于海洋结构物废弃处理的法规、标准,找出中国现行法规、标准不足之处,进而从区域立法、责任主体以及具体实施方案等方面对制定中国海底油气管道弃置处置法规、标准提出建议。     

国内油气管道完整性管理应予重视的问题

针对我国目前在油气管道完整性管理工作上存在的认识偏差,从技术和管理2个层面探讨了管道完整性管理技术的全局性理念。结合国内油气管道运行管理的现实状况,从管道建设期间基础信息资料的采集、施工关键环节的质量控制,以及管道运行期间运行条件的保障、操作规程的遵守、管道环境条件的监测与数据采集、管道维护决策的合理确定等方面指出了我国油气管道完整性管理应予重视的问题。从管道完整性管理工作的渐进性、决策方法的先进性、完整性评价技术的针对性和完整性管理工作的全员参与性4个方面论述了如何保证油气管道完整性管理方案的科学性与操作实用性。     

上海平湖海底天然气管道输送问题研究

应用HYSYS和PIPESYS软件对上海平湖油气田海底天然气管道进行水力分析，采用管道现场操作运行数据与软件计算结果进行比较，得出适用于管道压降和集液量的计算方法，并对输送压力、输量与管道集液量、集液形成时间的关系进行了研究，指出管道在小输量、低压力工况下运行，管道内形成的集液量越多，形成集液所需的时间就越长。借助HYSYS软件分析了凝析气的物性，绘出了相包络线和水化物形成曲线，通过分析得出，上海平湖油气田海底天然气管道在运行过程中不会形成水化物。     

我国油气管道技术和发展趋势

从含蜡原油加剂改性输送技术、大落差地段输油管道的运行控制技术、管道自动化控制技术、管道内检测技术、储气库调峰技术、定向钻穿越技术、管道机械化施工作业技术等方面总结了我国油气管道技术的发展状况，介绍了西气东输管道工程采用的新技术以及特殊原油的改性输送技术和在役管道寿命评价等技术的发展趋势。     

新建油气管道安全监测预警技术及标准体系北大核心

油气管道实施监测预警有助于保证管道的安全运行,最大限度地避免事故的发生。基于油气管道危害因素分析,提出对新建油气管道实施安全监测预警可以从源头做好风险防控和失效防护,并提高监测精度和预警效率。分析了光纤、声波、视频、音波等多种安全监测预警技术对新建油气管道风险防控的适用性、可行性、经济性,探讨了基于多元传感的新建油气管道全维度监测预警系统建设,提出有必要开展管道监测预警技术体系及规范建设,建立涵盖监测预警技术选择、监测预警系统设计、与管道工程建设配套施工、全维度监测运行、安全评价预警的综合标准体系和机制,并有效纳入完整性管理体系范畴。     

新建油气管道安全监测预警技术及标准体系

油气管道实施监测预警有助于保证管道的安全运行,最大限度地避免事故的发生。基于油气管道危害因素分析,提出对新建油气管道实施安全监测预警可以从源头做好风险防控和失效防护,并提高监测精度和预警效率。分析了光纤、声波、视频、音波等多种安全监测预警技术对新建油气管道风险防控的适用性、可行性、经济性,探讨了基于多元传感的新建油气管道全维度监测预警系统建设,提出有必要开展管道监测预警技术体系及规范建设,建立涵盖监测预警技术选择、监测预警系统设计、与管道工程建设配套施工、全维度监测运行、安全评价预警的综合标准体系和机制,并有效纳入完整性管理体系范畴。