(修改版)开题报告-白如飞

本科毕业设计（论文）开题报告题目：海底输气管道工艺初步设计学生姓名：白如飞院（系）：石油工程学院专业班级：海工1101指导教师：李睿完成时间：2015年3月29日要求1、开题报告是毕业设计（论文）的总体构想，由学生在毕业设计（论文）工作前期独立完成。2、开题报告正文用A4纸打印，各级标题用4号宋体字加黑，正文用小4号宋体字，20磅行距。3、参考文献不少于5篇（不包括辞典、手册），著录格式应符合GB7714-87《文后参考文献著录规则》要求。4、年月日等的填写，用阿拉伯数字书写。要符合《关于出版物上数字用法的试行规定》，如“2005年2月26日”。5、所有签名必须手写，不得打印。1.课题的意义海洋管道工程：在海底铺设输送石油和天然气管道的工程。海洋管道包括海底油、气集输管道，干线管道和附属的增压平台，以及管道与平台连接的主管等部分。其作用是将海上油、气田所开采出来的石油或天然气汇集起来，输往系泊油船的单点系泊或输往陆上油、气库站。海洋油、气管道的输送工艺与陆上管道相同。海洋管道工程在海域中进行，工程施工的方法则与陆上管道线路工程不同。自从20世纪50年代初期，人们开始在浅海水域中寻找石油和天然气。随着海洋油气田的开发，首先出现了海洋输气管道。天然气必须依靠海洋管道外输，浅海中采出来的原油则可由生产平台直接装入油船。在深海中采出来的原油，大型油船停靠生产平台会威胁到平台安全，因此出现了海中专用于停靠大型油船的单点系泊。这样，就要有连接各生产平台与单点系泊之间的输油管道。而到了70年代，在海域中开发了大型油气田以后，开始建设了大型海洋油气管道，把开采的油气直接输往陆上油气库站。而海洋管道工程这门技术也应运而生。随着海洋石油事业的发展，海底管道作为海洋油气集输与储运系统的一个重要组成部分，已日渐成为人们关注的课题。由于海洋石油、天然气的勘探、生产，受地理环境、运输、作业条件的限制，其所需石油用管除有陆上用管的技术要求外，还需有更严格的技术要求。多年来，由于受资金、技术等诸多因素的制约，我国对海洋石油、天然气的开发、勘探和生产受到了限制。而与之配套服务的我国海洋石油管材业的发展，同样受到影响。到目前为止，我国海洋石油用管的绝大部分仍然依赖进口。近年来，随着对能源的需求不断增加，海洋石油的开发不断受到重视。目前世界上海洋石油天然气平台及其配套的海洋钢结构已经接近万座。海洋石油的作业深度也逐渐由近海大陆架向深海区域发展。从目前的石油生产形势可以预测，未来20~30a内，海洋石油的开发将会热火朝天。近年来，全球对能源的需求不断增加，海洋石油的开发不断受到重视。目前世界上海洋石油天然气平台及其配套的海洋钢结构已经接近万座。海洋石油的作业深度也逐渐由近海大陆架向深海区域发展。从目前的石油生产形势可以预测，未来20~30a内，海洋石油的开发将会热火朝天。伴随着海洋石油事业的发展，海底管道作为海洋油气集输与储运系统的一个重要组成部分，已日渐成为人们关注的课题。由于海洋石油、天然气的勘探、生产，受地理环境、运输、作业条件的限制，其所需石油用管除有陆上用管的技术要求外，还需有更严格的技术要求。多年来，由于受资金、技术等诸多因素的制约，我国对海洋石油、天然气的开发、勘探和生产受到了限制。而与之配套服务的我国海洋石油管材业的发展，同样受到影响。到目前为止，我国海洋石油用管的绝大部分仍然依赖进口。1995年，天管公司投产后，所产石油套管先后在渤海油田、南海西部、东部等海上油田使用，所产管线管开始用于铺设海底管线。但是，与海洋石油、天然气生产的迅猛发展相比，我国海洋石油管的生产仍显滞后。这说明，我国海洋石油管，市场潜力巨大，亟待开发【2】。我国的海洋石油、天然气储量非常丰富。20世纪末，中国海洋石油总公司在渤海海域探明了储量极大的油气资源，先是蓬莱19-3油田，接着，一个个大油田浮出了海面。目前，中国海油已在渤海海域、东海海域、南海西部海域建成了3个大气田，并已向辽宁、天津、上海、香港、海南岛供气40多亿立方米。尤其是崖13-1气田，探明储量900亿立方米，每年向香港供气30亿立方米。目前在建的东方气田探明的储量更大，建成投产后，天然气产量相当可观。我国在“十五”期间将坚持“油气并举”的方针，加大石油、天然气的勘探、开发力度。据中国海油天津分公司有关人士介绍，渤海油田今年计划产油400万吨，到2003年产量将达到1000万吨。海洋石油企业将需要大量的石油管，希望国内石油管生产厂抓住机遇，抢占海洋石油管市场。随着海洋石油事业的发展，海底管道作为海洋油气集输与储运系统的一个重要组成部分，已日渐成为人们关注的课题。由于海洋石油、天然气的勘探、生产，受地理环境、运输、作业条件的限制，其所需石油用管除有陆上用管的技术要求外，还需有更严格的技术要求。多年来，由于受资金、技术等诸多因素的制约，我国对海洋石油、天然气的开发、勘探和生产受到了限制。而与之配套服务的我国海洋石油管材业的发展，同样受到影响。到目前为止，我国海洋石油用管的绝大部分仍然依赖进口。1995年，天管公司投产后，所产石油套管先后在渤海油田、南海西部、东部等海上油田使用，所产管线管开始用于铺设海底管线。但是，与海洋石油、天然气生产的迅猛发展相比，我国海洋石油管的生产仍显滞后。这说明，我国海洋石油管，市场潜力巨大，亟待开发【2】。而目前我国的海洋石油、天然气储量非常丰富。20世纪末，中国海洋石油总公司在渤海海域探明了储量极大的油气资源，先是蓬莱19-3油田，接着，一个个大油田浮出了海面。目前，中国海油已在渤海海域、东海海域、南海西部海域建成了3个大气田，并已向辽宁、天津、上海、香港、海南岛供气40多亿立方米。尤其是崖13-1气田，探明储量900亿立方米，每年向香港供气30亿立方米。目前在建的东方气田探明的储量更大，建成投产后，天然气产量相当可观。我国在“十五”期间将坚持“油气并举”的方针，加大石油、天然气的勘探、开发力度。据中国海油天津分公司有关人士介绍，渤海油田今年计划产油400万吨，到2003年产量将达到1000万吨。海洋石油企业将需要大量的石油管，希望国内石油管生产厂抓住机遇，抢占海洋石油管市场。但是随着科学技术的进步以及人类对于海洋石油资源认知度的不断提高，海洋油气的勘探已经从陆地逐步走向深海甚至更深的海域。而此时海上油气集输就变成了一个十分重要的课题。而对于集输来说，海底管道则是至关重要的问题。而对于海底管道的敷设来说，现如今有多种技术相对成熟的方法可以选择。而对于这些敷设方法的深入理解以及研究，将对于海底管道的敷设以及海洋油气的集输有着十分重要的意义。2.课题国内外研究现状我国海底管道的铺设，因受海洋工程发展较缓慢，且装备与技术相对落后等因素的影响而起步较晚。从八十年代中期仅能铺设平台间的小口径、低压油气集输管道到九十年代中期发展到了铺设长距离大口径、高压油气输送干线，达到了国际海底管道建设的技术水平。到1998年底，在我国海域已累计铺设了约2000公里的海底管道，其中南海海域的崖城13-1气田到香港的口径28英寸、长778公里的高压输气管道是世界上第二条最长的海底管道。经过十多年的努力和实践，中国海洋石油总公司完全具备了独立设计、铺设、试运投产海底管道的技术能力和施工装备。随着海洋石油工业的发展，海底管道的长度也将不断增加，技术水平也将进一步提高。尽管近年来我国海上敷设了2000km以上的海底管道，但目前国内设计、施工能力及水平与国际先进水平相比还有很大差距。工程设计方面，国外公司已形成水深近3000m、恶劣海况和复杂海底地貌及地质情况下的设计技术，而国内设计单位仅能涉足百米水深、常规环境下的海底管道设计，工程施工方面，国内只有两条铺管船，敷设水深百米以内【6】。工程检测与维修方面更是相形见拙，2000年，东海平湖输油管道出现断裂后，国内相关单位用了一年多时间才完成修复。可以说，我国在海底管道设计、施工以及检修领域起步较晚，技术较落后。因此，大力加强关键项目的对外合作，适当引进关键技术与装备，是尽快适应海上油气田开发、提高国内海底管道技术水平的有效途径。近海石油的开发始于三十年代后期。四十多年来海洋石油工业已有了突飞猛进的发展,据不完全统计全世界浦设的海底管线总长已超过32000公里。早期石油开发一般都在离岸较近的浅海区,水深仅6米,且管道较短、管径较细,大多是井口与平台、井口与井口以及平台与平台之间的集油管线。通常采用带刚性直托管架的方驳型铺管船进行铺设。六十年代,随着中近东、墨西哥湾以及北海油气田的开发,由于海深增加,气候条件和海况较差,使上述铺管船已无法胜任,代之而起的是第二代自航式流线型铺管船。船上设有起重能力达250一800吨的起重机,并逐步采用半自动和自动焊接技术。同时采用曲线型托管架以改善管线受力状态。它们可以在水深100米的海域里铺设距离较长(20公里以上)、口径较粗的外输管线。七十年代,由于北海油田的进一步向北开发以及大型油田的相继问世,为适应北海北部越来越恶劣的气候条件和海况,人们建造了抗风浪能力很强、稳性很好的第三代铺管船,即大型自航或非自航半潜式铺管船。船上均配有大型固定式和回转式起重机,起吊重量达1600吨/回~2000吨/固,并设有7一12个用作焊接、X光检查和喷涂防护的工作站。它们一般能在浪高3.6一4.5米和水深150~300米的海域里作业,铺设管径最大达1422.4毫米(56英寸)【3】。当前,为适应向更深海域铺管的需要,除了在这些大型自航半潜式铺管船上配有用电子计算机控制的动力定位和自动绞车控制系统外,国外铺管公司如法国海洋管道工程公司还采用了无托管架超深水铺设法,如“J”型法、“S”型法和斜形滑道铺设法等。为进一步提高铺管速度,采用了高速电子束焊接新工艺和最新“无潜”连接技术。近几年来,由R·.J布朗联合公司通过一系列试验而发展起来的底拖法和以开为中心的水下开沟技术,及由意大利海底石油服务公司发明的自动推进埋管机,均引起了各工程公可的重视【3】。而此技术现在已经被广泛应用在海洋管道铺设领域。海底管道是海上油气生产设施中不可缺少的组成部分，海上油气集输和输送是靠海底管道来完成的。海底管道的起源和发展，在国际上已有较长的历程。从1954年在美国的墨西哥湾由Brown&Root海洋工程公司铺设的第一条海底管道以来，迄今为止已在北海、墨西哥湾、地中海、澳大利亚、东南亚、拉丁美洲、非洲等海域累计铺设了约100000公里的海底管道，海底管道的铺设水深已达1463米，海底管道的直径已达42英寸（1英寸=25.4mm，以后同）。在世界各近海海域成功地铺设了无数条各种类型、各种管径的海底管道。随着海域水深的增加铺管技术也相应得到了大发展。对于海底管道的敷设来说，铺管船法是一种常见的方法。我国目前所拥有铺管船多从国外引进，再加以改造。这些铺管船由于是早期产物，所以适应性能比较差。其中包括了滨海106起重铺管船，其主要不足主要体现在其移位绞车未采用变频调速式，控制性能差，船上配套设施自动化程度低，效率差，工作站数量偏少，施工速度较慢。再有就是国内较为先进的铺管船，如“蓝疆号”起重铺管船，其设备比较先进，可以在恶劣气候环境中施工。该起重铺管船的最大特点就是起重能力非常高，起重载荷为3800吨，可进行平台安装施工。国外铺管船种类多样船体上，大致可分为驳船式，普通船型式和半潜式。总体上，驳船式铺管船排水量，比较适合较浅水域施工，如滩海和浅近海，普通船型式铺管船则吃水较深，适合需要承载较重设备时使用，半潜式船体巨大，吃水深度深，稳定性高，多用于深海或者环境恶劣的海域。除了铺管船法，常见的铺设方法还有卷筒铺管法，该方法是利用卷筒铺管船上的卷筒，在陆上将管线强力卷到卷筒上，由拖轮将卷筒驳船拖航到铺设地点后，再将卷筒上的管线展开，经校直机校直后将管线铺设到海底。世界上第一次用卷筒铺管法是1960年，圣菲国际公司在这方面累计了不少的经验，如该公司应用纵向滚筒式铺管船阿普奇在北海浪高4.5米和风速92.5公里的恶劣条件下成功铺设了一条304.8毫米的管线，该法的最大特点是特别适用于深水