海底油氣管道是投資高、風(fēng)險大的海洋工程，它對海上油氣田的生產(chǎn)與產(chǎn)品外輸起著至關(guān)重要的作用。海底管線所處的海洋環(huán)境極為惡劣，除受到風(fēng)、浪、強(qiáng)烈的風(fēng)暴和地震等自然地質(zhì)災(zāi)害因素的影響外，還受到近海工程施工、捕魚作業(yè)和船舶失事等人為因素的影響。海底油氣管道一旦出現(xiàn)損傷和泄漏，將導(dǎo)致海上油氣田停產(chǎn)，污染海洋環(huán)境，甚至引起爆炸，給企業(yè)和國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失。

    中國石油天然氣集團(tuán)公司運(yùn)營的海底管道主要集中在渤海灣海域和南海北部的深圳灣海域。下面以冀東油田灘淺海海底管道和西二線深港支線海底管道為例，介紹中國石油天然氣集團(tuán)公司海底管道的建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)營及維護(hù)情況。

    5.2.6.1 冀東油田灘淺海管道

    中國石油集團(tuán)冀東油田海底管道集中在南堡作業(yè)區(qū)內(nèi)，包含4條油管線和3條水管線，詳見圖5-40。

    管道信息分別是：

    1）NP1-1人工島登陸點(diǎn)至NP1-2人工島登陸點(diǎn)：輸油管線全程總長3.65Km，輸油管線為雙層管，內(nèi)管508mm，外管660mm，壁厚17.5mm；輸水管線為單層管，管徑355.6mm，壁厚14.3mm。2008年8月投產(chǎn)運(yùn)行。

    2）NP1-1人工島登陸點(diǎn)至NP1-3人工島登陸點(diǎn)：輸油管線全程總長6.7Km，輸油管線為雙層管，內(nèi)管406.4mm，壁厚15.9mm，外管559mm，壁厚17.5mm；輸水管線為單層管，管徑219.1mm，壁厚14.3mm，全長6.7Km。2009年6月投產(chǎn)運(yùn)行。

    3）NP1-2人工島登陸點(diǎn)至NP1-29P：輸油管線全程總長2.6Km，輸油管線為雙層管，內(nèi)管168.3mm，壁厚12.7mm，外管323.9mm，壁厚14.3mm；輸水管線為單層管，管徑168.3mm，壁厚19.1mm，全長2.6Km。

    4）NP1-3人工島登陸點(diǎn)至NP1-5P：輸油管線全程總長0.85Km，輸油管線為雙層管，內(nèi)管219.1mm，外管335.6mm，壁厚14.3mm。

    冀東油田NP1-3D至NP1-1D海底管道防腐涂層材料清單如下，包括管道接頭、彎管、立管外套管等防腐材料，不包括管道3PE的涂層材料。

    海底管道犧牲陽極材料清單如下：

    冀東油田NP1-5至NP1-3D混輸管道防腐涂層材料清單如下，包括管道接頭、彎管和立管外套管等防腐材料，不包括管體3PE的涂層材料。

    海底管道犧牲陽極材料清單如下：

    冀東油田NP1-29至NP1-2D混輸管道防腐涂層材料清單如下，包括管道接頭、彎管和立管外套管等防腐材料，不包括管體3PE的涂層材料。

    海底管道犧牲陽極材料清單如下：

    冀東油田海底管道每年進(jìn)行管道路由勘察，監(jiān)控管道路由及管道埋設(shè)情況。管道運(yùn)行至今未發(fā)生腐蝕泄漏事故。

    5.2.6.2 深港支線海底管道

    深圳市地處珠江三角洲的前沿，是連接香港和中國內(nèi)地的紐帶和橋梁，是華南沿海重要的交通樞紐，是中國與世界交往的主要門戶之一。

    2007 年9 月，深圳市人民政府積極與中國石油簽署了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，2008 年12 月18 日又簽署了《深圳市人民政府與中國石油天然氣集團(tuán)公司關(guān)于進(jìn)一步深化合作協(xié)議》。該協(xié)議指出，根據(jù)國家對西氣東輸二線工程核準(zhǔn)批復(fù)，中國石油通過西氣東輸二線廣深支干線向深圳市供應(yīng)天然氣，同時實(shí)現(xiàn)中國石油向香港供氣。

    為了保障香港繁榮發(fā)展，國家能源局與香港特別行政區(qū)政府于2008 年8 月28 日簽署關(guān)于供氣供電問題的諒解備忘錄，支持向香港供應(yīng)天然氣，原則同意中國石油利用已規(guī)劃的西氣東輸二線，開展向香港供氣的可行性研究。

    為了解決香港用戶的天然氣需求，中國石油天然氣股份有限公司和香港青山電力有限公司共同成立合資公司負(fù)責(zé)建設(shè)、運(yùn)營管理香港支線，為香港用戶供氣。

    2012年，建成投產(chǎn)了深港支線海底管道，包括廣深支干線和香港支線兩段。廣深支干線的求雨嶺-大鏟島段連接上游廣州-深圳支干線（廣州-求雨嶺段）及下游香港支線管道，該段管道可實(shí)現(xiàn)西氣東輸二線向深圳大鏟島、香港供氣的任務(wù)。香港支線起于西氣東輸二線廣深支干線的大鏟島末端，經(jīng)海底敷設(shè)至香港龍鼓灘輸氣站。

    1）廣深支干線（求大線）海底管道參數(shù)

    （2）管道參數(shù)

    （2）防腐設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

    由于管道沿線土壤腐蝕性較強(qiáng)，綜合各種影響因素來合理設(shè)置陰極保護(hù)站位置，分別對保護(hù)電流密度取3uA/m2 和6 uA/m2 兩個值，并根據(jù)不同的管道參數(shù)和電位范圍，計(jì)算出不同條件下陰極保護(hù)的最大保護(hù)長度和保護(hù)電流需要量，結(jié)果見表5-29。

    （3）管線路由信息

    廣深支干線廣州－求雨嶺段海底管道起于深圳沙灣的疏港專用通道和沿海高速公路交叉處下海，線路基本沿大鏟島前灣電廠海上輸電線路敷設(shè)，期間穿越大鏟灣港區(qū)三期規(guī)劃和新大鏟錨地，在大鏟島西北側(cè)登陸，中間有AC1、AC2 和AC3 三處拐點(diǎn)，線路長約9.3km。路由水深：0~8.5m ，大部分水深4-6m，淤泥為主（表層2~5m流泥）。路由位于珠江口伶仃洋東岸的深圳海域。

    海底管道的路由關(guān)鍵點(diǎn)具體坐標(biāo)位置如下表：

    注釋：表中坐標(biāo)為 WGS-84 座標(biāo)系

    （4）管溝開挖及回填工程

    海底管道采用全溝埋敷設(shè)，埋設(shè)深度在防洪評價推薦的沖刷線以下，且埋深不小于1.5m。海底管道管身結(jié)構(gòu)為：鋼管外敷有2.8mm 厚的三層PE 防腐涂層，為確保管道安裝期間的穩(wěn)定性，海底管道外側(cè)需要涂敷密度為3040kg/m3、厚度為65mm 的混凝土管道采用全程預(yù)挖溝，然后進(jìn)行管道并回填碎石保護(hù)。

    a.沙灣近岸段

    管道穿越港口碼頭（包含專用疏港通道）和規(guī)劃港池，為減少管道和港區(qū)建設(shè)的相互干擾，擬采用∩型保護(hù)罩對輸氣管道進(jìn)行保護(hù)。港口碼頭段先開挖基槽，將淤泥層和流泥層全部挖除，然后回填一部分碎石墊層，再放置∩型保護(hù)罩，最后回填基床石塊，基床石塊頂高層為將來駁船泊位的港池底高程-5.4m；疏港公路段需要先挖開路面結(jié)構(gòu)和路基，挖好基槽，墊碎石層，放置∩型保護(hù)罩后，最后恢復(fù)路基和路面結(jié)構(gòu)。

    b.一般海底段

    最小挖溝深度需保證海床底面到管道就位后管頂?shù)木嚯x為3.0米。

    c.穿越大小鏟島連島規(guī)劃水道段

    最小挖溝深度需保證規(guī)劃水道底標(biāo)高-14.8m 以下到管道就位后管頂?shù)木嚯x為3.0 米。

    d.大鏟島近岸段

    最小挖溝深度需保證開挖入海過渡區(qū)后的海床底面到管道就位后管頂?shù)木嚯x為1.5 米。

    2）香港支線管道參數(shù)

    （1）管道參數(shù)

    注：2區(qū)定義為距登陸點(diǎn)500m和距入海點(diǎn)500m范圍內(nèi)的海底管道；除2區(qū)以外的海底管道均定義為1區(qū)。

    （2）防腐設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

    管線運(yùn)行環(huán)境以及陰極保護(hù)設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)

    海水電阻率：25 ohm·cm；  海泥電阻率：60 ohm·cm

    平均電流密度根據(jù)下表選取（表選自DNV RP F103-2003）。

    陽極電容量：

    海泥中：1800 A·h/kg；   海水中：2500 A·h/kg

    陽極材料密度為：2730 kg/m3  陽極利用系數(shù)為：0.8

    陽極閉路電位（對Ag/AgCl參比電極）：海泥中：-1.00V；海水中：-1.05

    開路電位（對Ag/AgCl參比電極）：海泥中：-1.05V；海水中：-1.10

    極化電位（對Ag/AgCl參比電極）：海泥中：-0.9V；海水中：-0.8

    使用鎂陽極，其開路電位為-1.48V（V.S.）SCE，理論電容量為2210 A.hr/kg，設(shè)計(jì)保護(hù)電流密度為0.01mA/m3，陽極重量為8.3Kg/支，陽極間距按100m計(jì)，共需要鎂陽極49.8Kg，另外設(shè)置測試樁2套。

    （3）管線路由信息

    推薦路由總長19670m，其中深圳海域14780m，香港水域4890m，海域使用面積30.7539hm2。路由區(qū)域含5直線段、4個圓弧段。路由水深：0~21m ，大部分水深3m，土壤主要為淤泥 （表層為3~5m流泥）。穿越大鏟水道、銅鼓航道及龍鼓航道，避讓各錨地距離均大于100m。

    根據(jù)2011年11月香港支線海底管道路由預(yù)調(diào)查資料，海管路由上出現(xiàn)兩處采砂區(qū)，分別分布KP2.25～KP3.32、KP5.13～KP5.57，管道路由兩側(cè)500m范圍內(nèi)為采砂區(qū)，最深處水深達(dá)到-14.6m，最深處比原海床下降約10m。

    大地測量參數(shù)：

    投影：通用墨卡托投影（帶）：49°中央經(jīng)度：111°E      假東：500000m

    基準(zhǔn)：1985國家高程基準(zhǔn)   橢球：WGS84

    （4）管溝開挖及回填工程

    海底管道深圳段及香港段各段海管各采用不同的挖溝回填方式。

    ①深圳段管道

    a.大鏟島近岸段挖溝及回填保護(hù)

    大鏟島近岸段長度為180m，水深為0~8m，岸線邊坡斜率為1：7 左右，岸邊分布有礁石和巖石。首先使用爆破法炸開入海點(diǎn)區(qū)域的礁石和巖石，根據(jù)初步勘察炸礁量在300m3。后使用水上或水陸兩用挖掘設(shè)備按照設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行挖溝作業(yè)。

    若管道按自然岸坡斜率登陸，會帶來較大的彎曲應(yīng)力而導(dǎo)致管道失效，所以經(jīng)計(jì)算，推薦登陸段管道軸向邊坡斜率為1：20。回填作業(yè)時，選取滿足設(shè)計(jì)級配的塊石進(jìn)行回填。

    b.航道段

    海底管道在深圳段穿越兩條航道：大鏟水道與銅鼓航道。海底管道穿越航道時，為抵御錨擊風(fēng)險等對管道造成的機(jī)械損傷，管道頂部覆蓋至少 3m 的堆石保護(hù)層。

    大鏟水道為直線通過，且臨近鋪管船起始端，大鏟水道現(xiàn)最大水深9.7m，規(guī)劃設(shè)計(jì)水深 14.8m，大鏟水道段海底管道堆石保護(hù)層建議頂標(biāo)高為-14.8m，其溝型底寬設(shè)為 3m，其斷面如圖5-52。

    銅鼓航道目前寬度約為 250m，平均深度為 15m，穿越銅鼓航道的管道下臥段長度不小于 1250m。銅鼓航道段海底管道堆石保護(hù)層建議頂標(biāo)高為-21.5m，其斷面示意圖參見圖5-53。

    根據(jù)路由勘察水深圖，大鏟水道與周邊水域水深變化較平緩，海底泥面高差變化不很急劇，不需要人工開挖過渡區(qū)域。銅鼓水道海底泥面高差變化較急劇，因此需人工開挖航道兩面的過渡段（斜率為1：10），以減緩彎曲應(yīng)力對管道的影響。航道穿越示意圖如圖5-54。