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摘要：海洋管道对接技术是海洋管道铺设或管道维修过程中经常用到的一项重要关键技术，国外从上世纪50年代开始对海洋管道进行研究，到上世纪70年代达到高峰，在这段时期提出了一系列的模型和算法，并成功应用于工程实际。国内研究从上世纪80年代开始，主要集于管道在竖直平面内的二维分析以及动态研究。海洋管道对接研究中还存在管道与海床相互作用机理不明，管道接头屈曲模式与接头屈曲影响关系因素不清，管道整体变形及受力变化规律研究尚属空白，管道提吊沉放方案对管道对接施工的影响亟待解决等问题。针对管道海上对接研究中存在的问题，海底管道对接方法是海洋油气田开发过程中新开发的油田管道铺设，维护或整合到现有海底油气管网的重要技术。研究具有重要的经济和实践意义，海洋工程管道的对接方法和技术。
关键词：海底管道；对接方法；干式焊接；机械连接；关键技术
1海洋管道海上对接研究目的及意义
随着全球能源需求的逐步增加，广阔的海洋丰富的石油和天然气资源引起了很多关注，采矿技术迅速发展。海洋环境特殊，海底条件复杂，作为安全有效的运输工具，海洋管道是海洋油气开发的主要手段。根据数据，管道输送的石油和天然气量占石油和天然气运输总量的70％左右，对海洋油气开发起着重要作用。
海洋管道的海上对接施工技术难度大，存在诸多不确定性。因此，有必要在施工前详细设计施工步骤，并反复检查管道的变形和应力，以确保施工过程中管道的安全。在不同的施工条件下，海上对接的施工方法也很明显。例如，浅水中的单点提升方法可以满足施工要求，而在深水中，不仅需要多点提升，而且在某些情况下，为了减少管道的应力和弯曲变形。需要提升部分管道。为了形成相对平坦的S形状，还需要在管道上结合多个浮标以减少管道在水中的重量。
本文对管道铺管管道的研究较多，管道铺设技术较为成熟。然而，对管道海面对面下沉的研究尚未见报道。因此，研究管道对接过程中管道的变形和应力变化，改进和优化管道对接接头的设计方案，确保管道的安全。在管道对接过程中，防止塑性变形和管道在负荷下的损坏，提高管道对接可靠性具有重要意义。
2海洋管道对接技术概述
海洋管道海面对接，一般用于浅水海域管道铺设、已铺设道中间局部遭受损坏、或多条铺管船从不同路由位置铺设的长距离管道两管端间的对接。在深海水域实现管道对接的作业风险及施工难度很大。资料显示，深海水域完成一次管道对接的费用会高达100万美元。因此，在深水海域的管道铺设应尽量避免海上对接。海洋管道铺设方法有多种，铺管船法是应用最多的一种方法，浮拖法、牵引法等，是浅水海域常用的铺管方法。铺管船法铺管效率高、抗风浪能力强、灵活性好等优点，而被广泛应用。铺管船与协同船共同完成海洋管道的铺设任务。铺管船上装备有管道铺设加工作业流水线，完成管段间的对中、焊接及检验等工作。作业流水线包括：张紧器、绞车、传送对中装置、舷吊、滚轮、拖管架等专用设备，用以完成海洋管道的铺设。协同船只包括：抛锚船、运管驳船、潜水作业船、供应船、调查船等。管接头在陆地上加工并通过运输驳船运输到铺管船。工作水线的每个管段连接，铺管船向前移动一段管段，管道通过托管架铺设到海床。从托管末端到位置的管道在悬挂状态。根据悬挂截面管的形状，管道铺设管可分为两种类型：“S”型管道铺设和“J”型管道铺设。由于其巨大的吃水限制，管道铺设船舶主要用于深水管道铺设作业。
在浅水区，牵引法用于铺管，比铺管更经济，更灵活。牵引法中使用的管道在岸上预制，并组装成几百到几公里的部分，拖曳到由牵引船指定的位置并放置在海床上。为了在牵引过程中控制这么长的管段，必须根据牵引过程的环境负荷计算，使用2到4个拖船来拉动管道。。根据牵引过程中管段在水中的位置，牵引方式可分为底部牵引法，底部法和浮动法。管道拉拔后放置，管接头连接技术用于完成管端连接。相邻管端用起重机浇水，工程船上建有临时焊接平台。这两根管子是成对的，焊接的，填充的，内部和外部管道，焊接和防腐蚀。通过超声波测试后，管道横向取向。沉入海底。
3海洋管道对接技术国内外研究现状
在海上管道的海上对接和侧向沉没期间，管道的悬挂部分的一端与海床接触，另一端通过起重机从水面提升。中间的长段处于缺乏支撑的状态，例如重力和浮力。弯曲变形发生在波浪的外部载荷，电流和铺管船的运动的作用下，这使得管道力复杂，容易发生屈曲损坏。
4海洋工程管道对接技术要点
海底管道对接的突出特点是：复杂的工作环境，特殊的工作对象，严格的质量要求，以及强大的手动设备。中国的研究和应用基础和配套技术相对薄弱。只有科学规划，突出重点，明确目标，合理组织关键技术研发，才能满足21世纪海上石油的迫切需求。
在海洋工程管道对接中，要认真，全面地学习和掌握国际先进技术和经验，尽快缩小差距。采用先进技术监控焊接工艺，主要是水下干燥自动化和智能化本地干焊，自动轨道焊接系统和水下焊接机器人系统。焊接过程的自动监控可以提高焊接质量，节省工时。潜水员的低工作强度是目前水下焊接的发展方向。通过自动远程焊接，可以突破潜水焊机可以达到的水深限制。高压MIG焊接和摩擦焊接是最适合1000m深度结构的高质量焊接的先进技术。它应该是中国赶上世界先进水平的关键技术。摩擦焊对水，水深度不敏感，能适应不同的结构。它很有可能成为未来水下修复的主导技术，并且该技术可以在实验室中以较低的成本进行研究。摩擦搅拌焊接用于钢连接。如果它能够突破焊接厚度和混合头寿命的技术瓶颈，它将对海底管道乃至整个焊接行业的焊接产生革命性的影响。它也应该被研究。
在深水无人潜水条件下的管道对接模式中，机械连接是主要模式，也是未来的发展趋势。研究水下海底管道的对接方法，重点研究管道对接设备的精确对接调整技术;连接件的微调和自动锁定技术;海底管道运输和操作技术;深水封闭技术;对接在各种独特的海洋环境中;机械结构，对接控制的可靠性和优化设计研究。研制包括各种联接器和连接机具等的自动联接系统。
水下机器人是深海底管道对接的重要支撑技术，中国基本上还处于开发这种高性能商用机器人的早期阶段。陆地焊接机器人如何适应水下工作环境也是海底管道对接需要解决的问题。这些辅助技术在海底管道的成功对接中也发挥着重要作用，其研究也不容忽视。
5结束语
综上所述，海上对接技术研究还有许多亟待解决的问题。为了实现从大海洋国家向海洋强国转变的长期目标，中国必须依靠海洋科学和海洋科学的支持。技术。要实现发展，海洋科技必须从浅海到深海，必须依靠自主创新。只有掌握具有自主知识产权的深海资源开发核心技术，才能提高我国的??国际地位和竞争力。具有自主知识产权的深海管道对接方法和技术的研究和开发是海洋油气资源开发的需要，也是实现中国海洋战略的重要技术支撑。
参考文献
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