• 封闭式集束管 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。
• 海底集束管道设计要点
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
• 国外海底集束管道的应用现状
国际上应用最多的是北海、墨西哥湾和西非海域。 目前世界上最大尺度的集束管道是在2000年设计安装的。外套管外径达到127mm，总长度 达到14km。
1998年挪威设计、铺设的一个集束管系统
工作不到位之处敬请指点！
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。
• 深水PIP管道的关键技术
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
已铺设总长（2000）
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。
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。
管道案例
• 坐落于挪威与英国之间的北海海域
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
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
集束管（Bundle system）
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。
• 开放式集束管
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。
• 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Helix ERT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。
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Βιβλιοθήκη 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
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。
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。
• 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。
• 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
A段: Ormen Lange 天然气管道
— Ormen Lange气田至挪威Nyhamna，120公里，管径30英寸
Ormen Lange —— Langeled 天然气管道
A
B
C
B、C段: Langeled 天然气管道
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
设计温度： 海流：
管内流体温度一般为50℃，管外海水温度为-1℃。
不同重现期的海流流速（m/s） 水深
一年一遇
750m 0.65
十年一遇
0.70
百年一遇
0.75
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；
9）压载链设计
10）海底集束管道附属物设计
• 海底集束管道的关键技术
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
— 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
Ormen Lange 气田开采
Nyhamna 陆地处理
Sleipner平台海上监控
Easington终端接收
管道几何截面
外径 380.5mm 混凝土厚 65mm 内径345mm