海洋工程柔性立管發(fā)展概況

深水柔性立管一、深水油氣田開發(fā)柔性立管概況海洋柔性立管是從海底油氣井口到油氣集輸站（船）連接管道，在海洋油氣資源開發(fā)中起到關(guān)鍵作用。因?yàn)槠淠透g性強(qiáng)、地形適應(yīng)性好、連續(xù)長度長、安裝方便等優(yōu)，逐步替換了傳統(tǒng)海洋鋼管。柔性管由金屬和聚合物復(fù)合而成。相比鋼管，柔性管有易彎曲、易鋪設(shè)、可回收、更經(jīng)濟(jì)、更適合海洋環(huán)境等特點(diǎn)。在邊際油田開發(fā)中采取柔性管道，能夠顯著降低工程建設(shè)及運(yùn)行成本。柔性管材在中國海洋立管和邊際油田領(lǐng)域已經(jīng)逐步開始應(yīng)用，比如流花11－1和陸豐13－1油田。在國際上，柔性管道已經(jīng)在陸地及淺水、深水和超深水區(qū)域得到了廣泛應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)長距離、超深水、多方向輸送油氣資源。已在深水油氣田開發(fā)中大量使用柔性立管來連接浮式結(jié)構(gòu)和海底生產(chǎn)系，現(xiàn)在海洋立管約85％為柔性管。但在中國還沒有深水柔性立管設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)。柔性管采取多層復(fù)合材料制造，關(guān)鍵由確保液體密閉性熱塑性聚合物材料層和螺旋結(jié)構(gòu)纏繞確保管材強(qiáng)度扁鋼組成。螺旋結(jié)構(gòu)使得柔性管不僅能承受高壓，還能保持彎曲特征，每一層相對獨(dú)立、但又和其它層相互作用提供需要結(jié)構(gòu)抗力，使得每一條柔性管全部能夠達(dá)成不一樣力學(xué)特征。依據(jù)制作工藝，柔性管可分為非粘結(jié)性柔性管和粘結(jié)性柔性管。非粘結(jié)性柔性管由多個(gè)獨(dú)立層組成，層和層之間沒有固定連接，許可層相對位移，能愈加好地滿足現(xiàn)場應(yīng)用特殊要求，所以廣泛用于海洋立管和海底輸油管。粘結(jié)性柔性管道制作過程需要硫化，其制造長度受到限制，所以常見于較短工程應(yīng)用，如漂浮管、跨管等。國外學(xué)者大多致力于非粘結(jié)柔性管研究，并逐步形成柔性管主流結(jié)構(gòu)形式。伴隨海洋油氣開發(fā)領(lǐng)域不停加大，海洋柔性管研發(fā)水平也在隨之提升，上世紀(jì)60年代初海洋柔性管鋪設(shè)經(jīng)典深度為20米，到了80年代鋪設(shè)深度達(dá)成了100?400米，90年代末鋪設(shè)深度能夠達(dá)成1000米，而到了二^一世紀(jì)初，鋪設(shè)水深已能達(dá)成1500?3000米超深水域?，F(xiàn)在海洋柔性管設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，其工藝設(shè)計(jì)和開發(fā)也不停向著超深水方向進(jìn)行。現(xiàn)在，中國海上油田用輸油輸氣柔性管道關(guān)鍵依靠國外生產(chǎn)廠家，不僅價(jià)格昂貴，而且伴隨時(shí)間延長，柔性管道在使用過程中一旦出現(xiàn)意外，極難得到立即修復(fù)，即便應(yīng)急采辦,也需要較長時(shí)間才能交貨，嚴(yán)重影響油田開發(fā)效率和效益。海洋石油管材必需走自主研發(fā)、制造之路，支持和保障中國大規(guī)模進(jìn)軍海洋石油勘探開發(fā)需求。二、關(guān)鍵生產(chǎn)商國外在非粘結(jié)性柔性管道設(shè)計(jì)、制造及安裝方面含有十分顯著優(yōu)勢?，F(xiàn)在，海洋柔性復(fù)合管設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝、維護(hù)基礎(chǔ)由國外企業(yè)壟斷，關(guān)鍵包含法國德西尼布(Technip)集團(tuán)企業(yè)、英國油田服務(wù)企業(yè)(Wellstream)控股企業(yè)和丹麥NKTFlexibles企業(yè)。法國德西尼布(Technip)集團(tuán)企業(yè)是世界上最關(guān)鍵柔性復(fù)合管設(shè)計(jì)生產(chǎn)商，約占全球市場75%,在法國、巴西、馬來西亞建有制造基地，可年生產(chǎn)1060km高規(guī)格柔性復(fù)合管。德希尼布已和中海油旗下海洋石油工程股份(海油工程)簽署一份協(xié)議，雙方將成立一家非注冊合資企業(yè)在中國水域?qū)で笊钏５坠こ坦ぷ鳈C(jī)會(huì)。依據(jù)協(xié)議，兩企業(yè)將在廣東省深圳市成立一家50:50合資企業(yè)，致力于中國深水海底臍帶纜、立管和流動(dòng)管線(SURF)市場。

英國油田服務(wù)企業(yè)(Wellstream)控股企業(yè)成立于1983年，并入美國GE企業(yè)，現(xiàn)在，在英國和巴西尼泰羅伊有制造工廠。年總生產(chǎn)能力為570千米。巴西石油在深海使用軟管60%來自此企業(yè)。現(xiàn)在，國外設(shè)計(jì)非粘結(jié)性管設(shè)計(jì)最深水深為3000米，能承受最大壓力137.94Mpa(0psi)，溫度范圍為一50攝氏?+150攝氏度。最大直徑507.9毫米(20英寸)?，F(xiàn)在非粘結(jié)性柔性管道發(fā)展越來越趨于成熟，應(yīng)用范圍也越來越廣，向超深水、超高壓、直徑更大發(fā)展，同時(shí)生產(chǎn)廠家越來越多、市場競爭猛烈，大企業(yè)全部在致力于降低造價(jià)和成本。當(dāng)前世畀柔性管主要供應(yīng)商*r公司「國憲產(chǎn)品當(dāng)前世畀柔性管主要供應(yīng)商*r公司「國憲產(chǎn)品Technip法國0Welbtreani美國NKTMagma英國Airlborn^荷=?丄匚TechnipTechnip75%柔性管國際市場份額占比j三、國產(chǎn)柔性管現(xiàn)實(shí)狀況中國在海洋柔性管研究、設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域和國際優(yōu)異水平仍存在一定差距。即使中國對于柔性管道研究起步較晚，但在設(shè)計(jì)制造等領(lǐng)域發(fā)展較快，已經(jīng)有大連理工大學(xué)、中國海洋大學(xué)等多所院校含有了設(shè)計(jì)研發(fā)能力，少數(shù)生產(chǎn)廠家在多年研發(fā)和嘗試性生產(chǎn)基礎(chǔ)上已含有了淺海工程應(yīng)用技術(shù)力量。1、河北恒安泰油管研發(fā)“高壓復(fù)合柔性管”以其抗腐蝕、耐高溫、承高壓、不結(jié)垢、便施工五大優(yōu)越性廣受業(yè)界青睞。

關(guān)鍵生產(chǎn)6寸以下，外壓：4.0MPa（400m水深）*抗拉強(qiáng)度：60噸以上*單根長度：m*輸送介質(zhì)：油、氣、水均可*最小彎曲半徑：2m2、山東威海納川管材“深海關(guān)鍵技術(shù)和裝備”關(guān)鍵專題中“超深水多用途柔性管研制和示范”項(xiàng)目于獲科技部國家關(guān)鍵研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目實(shí)施年限4.5年，取得1000萬元中央財(cái)政經(jīng)費(fèi)支持。意在研制、開發(fā)含有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)水深3000米以內(nèi)油氣開采全領(lǐng)域應(yīng)用非金屬、粘結(jié)型超深水多用途柔性管，并掌握其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測試和鋪設(shè)安裝等關(guān)鍵技術(shù)；建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過API認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)工程示范。項(xiàng)目標(biāo)各項(xiàng)課題涵蓋了管道設(shè)計(jì)分析、制造、試驗(yàn)檢測、鋪設(shè)安裝等多項(xiàng)研究內(nèi)容，形成了一整套關(guān)鍵技術(shù)體系。既可作為深水/超深水海洋立管、懸跨管、海底水平管等，又可作為連續(xù)油管應(yīng)用于井下油管、注水管、修井作業(yè)等，采取耐高溫材料柔性管還適適用于高溫（180°C）稠油開采等特殊領(lǐng)域。該項(xiàng)目研究范圍為內(nèi)徑2?16inch,設(shè)計(jì)水深3000m,使用壽命30年，使用溫度最高可達(dá)180C。該項(xiàng)目標(biāo)實(shí)施將打破國外多年來技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷，對立即改變中國海洋油氣資源開發(fā)落后現(xiàn)實(shí)狀況，實(shí)現(xiàn)中國海洋油氣資源開發(fā)技術(shù)完全自主化，增強(qiáng)海洋油氣開發(fā)國際競爭力，維護(hù)國家能源安全含相關(guān)鍵意義四、海洋柔性管結(jié)構(gòu)海洋柔性管道依據(jù)制作工藝可分為粘結(jié)柔性管道和非粘結(jié)柔性管道。其中非粘結(jié)管道層間許可相對位移，能夠依據(jù)需要加減層，能夠愈加好滿足用戶特殊要求，也能夠避免粘結(jié)管道特殊工藝及其副作用對環(huán)境造成影響，所以廣泛應(yīng)用于立管和輸油管。外包總層非粘結(jié)性柔性管結(jié)構(gòu)圖。外包總層材料

尼龍n碳鋼尼龍11碳鋼尼龍11碳鋼

尼龍U圖中，1為阻止外部流體進(jìn)入柔性管；2、4為提升抗拉強(qiáng)度；3為降低金屬之間磨損；6為承受內(nèi)壓載荷；7為阻止內(nèi)部流體流出柔性管；8為承受外壓載荷。通常情況下，非粘結(jié)性柔性管由骨架、內(nèi)管、耐壓層、耐磨層、抗拉層和外包覆層組成，如上圖所表示。同時(shí)可依據(jù)使用環(huán)境和特殊要求對柔性管進(jìn)