海底輸油管道的性和復雜性

石油作為非能源，人們對它的需求量越來越大，在我國陸上石油開采中占有很大比重，海上石油開采量相對較小。海上石油的開采由于環境因素，開采的成本遠大于陸上石油開采的成本，然而海洋中又蘊藏著大量的油氣資源，目前我國海上油氣田開采已經形成規模，這些開采的油氣田大都是比較大的油田，對于儲量較小的油氣田，由于成本較高，很多都沒有被開采，通常人們稱之為邊際油田，對于邊際油田的也是各國都在研究的課題。

管道運輸是油氣運輸的主要方法之一，隨著海上油、氣田的不斷，管道輸送工藝已被廣泛應用于海洋石油工業。全世界已經有超過175000km的海底管線，在墨西哥灣較深的海底管線的達到了2743m，在挪威較長的海底管線長度達到了120km。中海油為邊際油田曾提出“三一”模式，即“一個平臺、一條海底管線、一條海底電纜”，對于海底管線，我國使用的主要還是鋼管，由于鋼管的鋪設費用較高，因此海管的成本在油氣田中也占了的比重，如果能夠將海管的成本降低，會對邊際油田的起到很大的作用。

海底管道按流體分類可分為輸油管道、輸氣管道、油氣混輸管道、油水混輸管道、油氣水混輸管道、輸水管道；按結構分類，可分為單層管加配重層結構、雙層管保溫管結構、單層保溫管加配重層結構、柔性軟管圖。海洋軟管的使用可以追溯到1968年，NKT公司建造了一條4寸海洋用軟管，用于兩個海島之間的淡水輸送。隨后的時間在油氣田中，軟管在海底管道和立管中應用越來越廣泛，特別是應用在深水浮式平臺中作為柔性立管和海底油氣輸送管道中。復合軟管因其在動力特性、地形適應性、性、安裝等多方面的，越來越多的油田考慮采用軟管來代替鋼管，與傳統的鋼管相比，整體可以降低20%~50%的費用。

因軟管結構的性和復雜性，不能采用傳統的焊接形式進行管端連接，而且在復合軟管運行過程中，輸送介質中會有氣體滲透到金屬愷裝層，如果這部分氣體不能順利排出，經過較長時間的累積，會在金屬愷裝層中產生較高的壓力，破壞軟管結構。本文設計了一種適用于軟管結構的接頭形式，在壓力作用下軟管的強度和密封性，同時能夠釋放金屬愷裝層中累積的滲透氣體，成功實現復合軟管的連接和保護。

首先，通過傳統的單純外扣方法，復合軟管接頭與管材本體連接的強度有限，無法復合軟管在長時間高壓工作下的性，復合軟管扣壓部分在高壓下伸長、變形，很容易導致油氣泄漏，甚至接頭的脫落，嚴重影響油氣運輸的。另外，由于傳統接頭的內徑遠小于管道的正常內徑，產生嚴重的縮徑現象，影響管道的油氣輸送量，而且為通球清掃等日常操作帶來很大的麻煩。

其次，單純的扣壓過程不能為復合軟管接頭提供足夠的氣密性，復合軟管中輸送的油氣可能在高壓的作用下通過接頭與軟管之間的進人接頭前端的空腔，進而進人復合軟管的金屬增強層，破壞復合軟管，造成重大損失。

然后，使用聚合物制成的內管，在油氣輸送過程中，會有部分氣體滲出內管，滲透氣體通常為CH4、H2S和CO2。雖然氣體滲透速度很小，但如果不能及時排出，經過長時間積累，會在內管和包覆之間形成很大的壓力，破壞軟管的外包覆層，使復合軟管的金屬增強直接暴露在海水中，在海水腐蝕作用下失去作用，導致復合軟管被破壞，產生嚴重的后果。為了防止滲透氣體聚集形成高壓對軟管造成損壞，需要在復合軟管接頭處安裝排氣閥，將滲透人金屬增強層的氣體及時排除。在軟管接頭設計了空腔結構，便于安裝排氣閥，又設計了排氣閥保護套進一步的保護了排氣閥在施工過程中不被破壞。根據復合軟管包覆層的厚度設計排氣閥，當空腔壓力超過0.8MPa時，排氣閥自動打開，釋放部分氣體，降低金屬增強層內氣體壓力，當空腔壓力低于0.4MPa時，排氣閥自動關閉，了空腔的密封性，防止海水滲入。了復合軟管內部壓力控制在范圍之內，復合軟管的運行。