输油软管海底管线使用寿命和日常安全的因素

随着技术的不断进步，面对人口急剧增长、陆地资源日益枯竭、环境不断恶化这三大问题，人们把希望寄托于蕴藏着   为丰富资源的海洋。目前，世界各国把海洋、发展海洋经济和海洋产业作为发展战略目标，人们开始大规模向海洋进军，占地球总面积71%的巨大资源宝库。上世纪80年代以来，美、日、英、法、德等国都相继制订了海洋科技发展计划，提出优先发展海洋高技术的战略决策，拉开了加速海洋和竞争的帷幕，海洋成为   竞争的重要。我国“九五”期间，《   863高技术计划海洋》项目正式启动，标志着我国进入了   海洋的行列。

海洋工程已成为一门新兴的技术，海洋是继上世纪40年代原子能、50年代宇宙空间之后，于60年代蓬勃兴起的具有战略意义的。复合软管在现代海洋中，较令人感兴趣的是海洋石油。自1947年墨西哥Couissana海域建造一座钢质海洋石油开采平台以来，现在已有100多个   进行过海洋地质勘探，40多个   在大陆架海域进行过石油钻探和开采。

我国拥有长达1.8X104km的绵长海岸线和300X104km2的辽阔海洋国土及众多岛屿，在约占国土面积15%的沿海地区拥有40%的人口和70%的大城市，并集中了55%的国民收入。为使我国在21世纪中叶进入中等发达   水平，解决人口、资源和环境问题的一条重要出路就是   地、利用和保护港湾与海洋资源与空间。由于大陆架坡度平缓、水深较浅，又蕴藏丰富的油气田资源，因而是海洋较为频繁的区域。

我国海域水深较浅，一般在200m以下，加之海况条件又不恶劣，这就为海洋油气提供了有利条件。在过去的30中，我国对大陆架进行了大规模地质普查，勘探面积达100万平方公里，发现383个较大的含油气盆地：渤海湾盆地、北部湾盆地、南黄海盆地、东海盆地、珠江口盆地和莺歌海盆地川。30来，在我国广大海洋工程技术人员的努力下，复合输油软管在近海石油方面积累了大量宝贵经验，为我国海洋奠定了坚实基础，当前我国已从传统的海洋转向以海洋石油为   的现代海洋新时期。

来自油井的油、气、水混合体在输送到岸边之前需要在平台上进行生产处理，并将油气通过海底管线系统输送到岸上。海底管线作为海洋石油工作的重要组成部分，其发展已有数十年历史，海上油田内部、各油田间以及油田至陆上终端均由海底管线连接。传统上，海底管线均采用钢管(硬质海底管线)。随着海洋石油事业的发展，环境因素及其它因素将导致硬质海底管线使用寿命缩短，其   问题日渐突出。

影响硬质海底管线使用寿命和日常   的因素主要来自两方面：环境因素和人为因素。环境因素包括腐蚀和物损坏、波浪或潮流形成的冲刷和悬空、波浪水动力、沉积物液化产生的浮力、咫风等。人为因素包括设计施工质量问题、桩或船锚等重物的撞击和刮扯、海上勘测等。以1958年一1965年发生在密西西比三角洲和墨西哥湾的硬质海底管线事故为例，引发硬质海底管线常见事故的原因主要有：

(1)由于土壤滑移、浅水域和松软沉积区的潮流冲刷、沉积物塌陷或缓移滑动所导致的硬质海底管线裸露和悬空，占36.2%。

(2)由于硬质海底管线所输送液体引起的内腐蚀以及海水造成的外腐蚀，同时，内衬层渗漏和管线压力变化也会加剧硬质海底管线腐蚀，占29.2%。

(3)波浪所诱发的冲蚀作用，在硬质海底管线横断面上(主要是管接头部位)将导致疲劳破坏，其中包括腐蚀疲劳，占8.1%。

(4)硬质海底管线附件的施工作业，如导管架钻井、恶劣天气时船锚碰撞损坏、船舶走锚收锚以及其它不明之物撞击，造成对硬质海底管线的损坏，占8.5%a硬质海底管线通常采取直接放置、半埋和浅埋于海床三种方式。无论何种铺设方式，硬质海底管线在大面积冲刷、土体塌陷、土体液化等因素作用下都有可能出现局部悬跨现象；此外，裸露硬质海底管线的存在改变了原流场形态，硬质海底管线附近水动力加强造成的局部冲刷也可能使硬质海底管线出现局部悬跨现象。悬跨硬质海底管线可能会在波流水动力作用下出现静力破坏，也可能在涡激振动长期作用下出现疲劳破坏。这种非设计性悬空带来的非设计性荷载给硬质海底管线   运行带来严重隐患，硬质海底管线工程中均有由于非设计悬空而发生事故的工程案例。

1958年一1965年发生在密西西比三角洲和墨西哥湾的硬质海底管线事故统计数据可知，与硬质海底管线悬空相关的事故占总事故的44.3%(即上文的(1)、(3)所占比例之和)。输油软管在我国也发生过类似的硬质海底管线事故，例如煌岛油田CB251C-CB251D海底注水管线泄漏是一起由于硬质海底管线悬空引发事故的典型案例；2000年10月和11月东海平湖油气田海底输油管线岱山段先后两次由于冲刷悬空而在波、流涡激振动作用下疲劳断裂。