海底输油管线(埕岛油田)悬空治理技术措施示范文本
埕岛油田海底管道冲刷悬空机理及对策
第 23 卷第 1 期
王利金等 : 埕岛油田海底管道冲刷悬空机理及对策
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径426 mm时, 估算管道下的冲刷引起的最大可能悬 空高度为 0. 72 m, 该原因引起的管道下冲刷可体 现在整条海底管道。 ( 3) 结构群体影响下的冲刷 导管架腿柱、立
上述因素的联合作用下发生的, 单从理论上很难确 定出具体的数值, 必须通过模型试验确定。模型试 验水池的主要尺寸为, 长为 38 m, 宽为 8 m, 高为 1 m, 选用正态模型, 几何比尺 L = 50。 1、 试验条件及试验组别 ( 1) 根据目前埕岛油田海底管道立管支撑状态, 试验包括在波浪、海流作用下立管分别从导管架腿 柱和立管桩爬上平台时, 其海床面的冲淤形态及立 管底部的最大冲刷深度与冲刷长度。 ( 2) 试验考虑冲刷最严重的情况, 即波浪、海 流同向的情况, 具体的试验环境条件分为两种, 一 种为 50 年一遇的波浪与 50 年一遇的海流相组合, 波高 H 1 / 3 = 4. 8 m, 周期 T = 8. 0 s, 流速 v = 1. 29 m/ s。另一种为 50 年一遇的波浪与一年一遇的海 流相组合, 波高 H 1/ 3 = 4. 8 m, 周期 T = 8. 0 s, 流速 v = 0. 87 m/ s。 ( 3) 立管与相连接的水平管考虑按不同的连接 方位、不同的起始埋设深度情况进行试验。 ( 4) 试验的冲刷时间要求不低于相当于原型时 间 24 h。 ( 5) 根据以上试验条件共进行了 17 组冲刷试 验, 其中导管架结构的冲刷试验共 9 组, 4 腿导管 架主要尺寸为, 主导管直径为 1 320 mm, 10 1 双斜 布置, 工作点尺寸 7. 0 m 9. 0 m; 立管桩结构的 冲刷试验 8 组, 立管桩直径为 1 600 mm; 海底管道 直径为 426 mm 。 2、 试验结果 冲刷试验得到导管架和立管桩结构近旁的最大 冲刷深度及水平管悬空长度见表 1 和表 2。 3、 试验结果分析 ( 1) 冲刷范围仅限于结构物附近的局部, 在结 构物附近, 冲刷坑明显可见 , 离结构物一定距离即 无冲刷值。试验得到的海底管道在一般情况下, 冲 刷范围均小于 6 m, 最大悬空长度仅为 9. 5 m, 这 与实测得到的最大悬空长度 30~ 40 m 相比有较大差 距, 实际海底管道冲刷悬空长度较大主要是由于该 区海床大面积冲刷引起的。 ( 2) 水平管的起始埋管深度对冲刷后水平管悬 空长度有明显影响, 如第 D5 组、第 D7 组, 在腿柱 近端埋深较浅时, 悬空长度较大, 故埋深不足或未 埋将显著增大海底管道的悬空长度。
埕岛油田海洋用高压复合软管施工及检验方法探讨
埕岛油田海洋用高压复合软管施工及检验方法探讨摘要：海底管道是油田海上产油输送上岸的主要渠道。
海底管道悬空是发生事故的主要原因，据统计，超过80%的海底输油管线以及40%的海底注水管线存在悬空隐患。
复合软管可有效地解决海底管道悬空问题。
本文重点介绍了海底高压复合软管的施工方法及检验要求，并对关键工序的检验提出了措施建议。
关键词：管道悬空复合软管检验关键工序1工程概况埕岛油田自1993年进入规模开发以来，于1999年建成了我国第一个200万吨级浅海大油田，2011年全年共生产原油260.63万吨，天然气交气量1亿立方米。
海底管道是埕岛油田海上产油输送上岸的主要渠道。
钢制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空现象；此外，裸露海底管线的存在改变了原流场形态，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空现象。
钢制海底管线悬空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。
这种非设计性荷载给硬质海底管线安全运行带来严重隐患。
海底复合软管是由不同功能层组成的复合管线，具有优良的耐腐蚀性、挠性、抗疲劳性以及安装简便、可重复利用等优点，在国外正逐步取代传统钢质海底管线。
复合软管的最高脉冲压力可为工作压力的5倍，安全系数高。
cb1a-cb1d平台海底注水管道路由总长约720.4m，设计寿命20年，输送温度5℃～70℃，工作压力16mpa。
立管部分采用双层管结构，水平管段部分采用海洋用高压复合软管，内径φ140mm，长度680米，最小弯曲半径4.2m。
海洋用高压复合软管与钢管间用焊接方式连接。
2.海洋用高压复合软管的特点及检验2.1高压复合软管结构骨架层：海洋软管在使用过程中，会受到外界海水压力或环形空间渗透气体压力的作用，当海洋深度较大时可能将海管压溃，造成海管的损坏，通常软管会设计专门的骨架层防止软管压溃。
抗压层：软管输送介质压力是本项目软管设计的主要考虑因素，也是通常软管设计需要考虑的主要因素，通常海洋软管承受内压主要依靠抗压层。
埕岛油田海底管线断裂分析及措施
１ 海 管断 裂 的情况
点 方 向 约 ６ ０ｍｍ； 方 向 约 ５ ５点 ０ｍｍ ； 方 向约 ６点
埕 岛油 田位 于渤 海 湾 南部 的极 浅 海 区 域 。 至 今， 已建 成管 径 不 同 的海 底 输 油 、 气 和 注 水管 线 输 约 １０条 。 中 ． Ｂ ５ — Ｂ ５ ２ 其 Ｃ ２ Ａ Ｃ ２ Ｂ海底 输油 管线 总 长
底管 线 在失效 区域发 生 整体屈 曲（ 水平 方 向屈 曲） ，
夹角 约 １ ５ （ 图 ３ 。 ３ 。见 ） 内、 外管 变形 ， 外管裂 开 。外 管裂 开最大 宽度约
图 １ Ｃ ２ Ａ Ｃ ２ Ｂ海 管 断 裂 情 况 Ｂ５—Ｂ５
５ ０ｍｍ。破损 处外 管有 少量 海生物 。 ６ 内管未 发现海 生物 。 破损 处去 中心二 号端 外管西 侧 面紧贴 内管 ，
。
现 在 该 公 司 海 洋 采 油 厂 从 事 海 洋 采 油
平 均 厚度 约 ３ｃ 覆 盖 率 约 ７ ％） 外 管 周 向全 部 ｍ， ５ ，
断裂 ， 纹边缘 呈 犬牙 状 ． 图 １ 图 ２ 裂 见 、 。
置 距 离套管 断 裂位 置错 开 １０ｍｍ，原 芯管 焊接 位 ２
置 加 强板被 撕 裂 ， 芯管 焊 口断裂 。 埕 岛 中心 二 号至 Ｃ ２ Ａ平 台海 底输 油 管线 总 Ｂ０
长 ３０ ７Ｉ ，管线 为双层 管 结 构型 式 ．９ ８年 ７月 １ ｎ １９ 投 入 使 用 ， 内管 规 格 为 ｄ ２ ￣ ５ｍｍｘ ４ｍｍ 无 缝 钢 ３ ｌ
管夕 管规 格 为 ６ ２ ｍｘ ４ｍ 无缝 钢管 ， 质 均 ４ ６ｍ １ ｍ 材
为 １Ｍｎ ２ ０ ６ 。 ０ ９年 １ ０月 海管 发生 渗漏 ， 查发 现海 调
海底输油管线埕岛油田悬空治理技术措施
海底输油管线埕岛油田悬空治理技术措施集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-海底输油管线（埕岛油田）悬空治理技术措施引言（1）根据目前埕岛油田海底管线出现悬空的实际情况，对海管悬空形成机理进行了分析，并对海管悬空治理的不同方案进行了综合评价，重点介绍了水下桩治理方案的制定和实施。
埕岛油田位于渤海湾南部的浅海海域，区域构造位置位于埕宁隆起埕北凸起的东南端，是一个在潜山背景上发育起来的大型浅山披覆构造。
该区从1875年开始勘探，在先期资源评价、盆地分析模拟、区带综合评价的基础上，于1988年钻探了第1口控井——埕北12井，从而发现了埕岛油田。
截止目前，埕岛油田已建成海底输油管线54条，注水管线33条。
海管悬空情况调查（2）目前，通过对61条海底管线的调查发现其中仅有5条管线未被冲刷悬空，仅占8％，管道悬空高度平均值为1.33m，最大值为2.5m。
大于等于2m的有16根，占26％，大于等于1m的有48根，占79％，可见冲刷的普遍。
从悬空长度来统计，平均悬空长度为15.1m，最大30m。
大于等于20m的为22根，占36％；大于等于10m的有43根，占70％。
如果按管道初始设计埋深为1.5考虑，则遭到最大冲深的管道从原海床面计算总计冲刷深度S＝e+D+h＝4.5m（其中e为埋深；D为管道直径，近似取0.5m；h为冲刷后管道悬空高度）。
这样的冲刷深度对海底管道来说是少见的。
除了管道处发生强烈冲刷以外，在采油平台井场范围内也出现较严重的冲刷。
海管悬空原因及模型试验（3）1海底管线悬空原因造成场区内平台及管道周围强烈冲刷的原因十分复杂，大致为以下几方面：1.1建筑物存在形成的部冲刷这种冲刷形成的原因是由于建筑物的存在而在局部范围内发生强化的水流或高速旋转的旋涡，这些水流或旋涡具有较高的冲刷（挟带泥沙）能力，从而在局部范围内形成冲刷坑。
冲刷坑范围与深度往往与建筑物尺度有直接关系。
海底管道悬空成因及防治措施
２ ． ２ － ２水平 管道 下方 的冲刷 海 底 管 道 冲 刷 开 始 于管 道 与 海 床 面 之 间 的水 流 隧道 。 对 于部分 埋置 的管道 来 说， 这 种水 流 隧道可 以 因管 道 两侧 存在 一
柱 周 围引起 压力 分 布 的变化 ， 使 圆管产 生 与流 向正交 的振 动 力 ， 当该 力 的振 动频 率 与 管结 构 的振动 频 率接 近 时 ， 会 使海 底 管 道 产 生 共振 ， 其 管道 振 幅 急 剧加 大 ， 若 振
的方案 。
关 键词 ： 海底 管道 ； 管 线悬 空 ； 防 治措 施 ； 冲刷机 理 ； 仿生 水草
中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ８ ３ ２ 文献标 识码 ： Ａ
１ 概述
海 底 管 道 是海 上 油 田生 产 系 统 中的 个 重 要组 成部 分 ， 维护 海底 管 道 的安 全 是保 证 安 全 生 产 和保 护海 洋 环 境 的 重 要 环节 。以胜利 埕岛 油 田为 例 ， 截至 ２ ０ ０ ７ 年 １ ２月 ， 已 建 成 海 底 输 油 管 道 ７ ６条 １ ４ ４ ． ４ ｋ ｍ，这 些 复杂 的海 底管 网肩负 着 埕 岛油 田原油外 输 的重要 使命 。 但 由于 埕岛 油 田地 处黄 河 口滩海 交 界 地带 ， 场 区海 洋 动力 、 浅层工程地质 、 海 底 动力 地貌 条 件 十分 复杂 ，造成 该 海 区大 面积 区 域 冲刷 ， 特 别是 在平 台附近 ， 再 加 上 由于导 管 架存 在 引起 的局部 冲刷 ， 造 成 海底 管道 立 管底 部附 近出现 悬空 现象 。 这 种 非设 计悬 空 ， 给 管道 带来 严 重安 全 隐患 ， 海流 在流 经 管道 时将 对 管道 产 生 作用力 ， 一旦 海 流 达 到 一定 的流 速 ， 管道 将 产 生涡 激振 动 ， 当 管道 悬空 超 出其 允许 长度 或者 振 动达 到一 定程 度 ， 都 可能 产 生 破坏 及泄 漏等 。 本 文根 据胜利 埕 岛油 田为 海底 管道 悬跨 的 现状 ， 就 悬 空 的成 因和 破 坏 的机理 进 行系 统化 分 析 ， 对 海 底管 道 悬 空危 害进 行 了评 估 ， 并对 海 管悬 空 治理 的 各种 方案 进行 比对 。
海底输油管线(埕岛油田)悬空治理技术措施
海底输油管线（埕岛油田）悬空治理技术措施根据水下固定桩的打桩设计，以15m海底管道为一支撑重量计算。
内管219mm×12mm，外管325 mm×20 mm，15 m海底道重量为3.2t；悬臂梁采用HZ240H型钢，材料为Q235-A，悬臂梁旋转轴承受的压力来自于海底管道和悬臂梁，估算海底管道和悬臂梁总重为3.3t，选用轴的材料为45 mm，许用应力为〔σ〕＝σs/n＝300/5＝60N mm2。
轴的抗弯模面系数Wx＝/32 已知：作用在悬臂梁上的压力P＝3.3t 作用力距支点位置1为135mm。
轴的最大应力：σmax＝Mmax/ Wx＝P·1/ Wx ＝33000×135×32/｛π×d3｝≤60N/ mm2 d3≥33000×135×32/ d≥91.13mm 取最小轴径为100mm。
1.2完成浅水打桩扶正架的设计根据海流的运动，设计了在施工水域内可以坐底的扶正架。
扶正架的作用是保证桩管在打桩过程中的垂直度，同时作为固定剖面声纳、纵倾和横倾传感器、液压控制系统等的支架，避免打桩振动对声纳、传感器等先进仪器的精度影响及损坏，便于施工工艺设计的实施。
1.3初步完成海底管道固定装置的计算设计按照管线规格：Ф219.1×12/Ф325×14，支撑桩间距按15m 考虑，根据SACG软件对作用于支撑装置上关键部位的受力情况进行了计算，作用在支撑结构上的负载：Fυ′＝ω内+ω外+ω其它+ω-ω浮+ω波浪＝〔61.3+107.4+〕×9.8+697 ＝2714N/m→Fυ＝Fυ′×15＝40710 FH＝928N/m→FH＝FH′×15＝13920 考虑到管线涡激振动的动力效应，其为周期性的负载，动力效应故取2.0，即最终设计水下固定装置考虑的负载为：Fυ＝81420，FH＝27840 固定装置的设计为活动式结构，由外卡套、调整底座、锁紧螺母、悬臂梁、U型卡子等组成，可以单独制造，然后与水下短桩一起在工厂预制。
埕岛油田海底管线悬空治理探索
成 了埕 岛油 田运行 中的海底 管线 立 管处 及靠 平 台段 出现不 同程 度 的悬 空 现 象 ， 重 影 响 了海 底 管 线 的 严 安全 运行 。为 了维 护海上 原 油 的安全 生产 和保 护 海
造成 该 冲刷 的原 因是 由于建 筑物 的存 在 而在局 部 范 围内发 生强 化 的水 流或 高速 旋转 的涡 流 ，这些 水 流或 涡 流具 有 较 高 的 冲刷 （ 带 泥 沙 ） 挟 能力 ， 而 从 在 局 部范 围内形成 冲刷坑 。冲刷坑 范 围与 深度 往往 与建 筑物 尺寸 有直 接关 系 ， 建筑 物 的尺 寸越 大 ， 冲刷
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ＡＣ ｏｄ ｎ ｅ ｓ ｒ ｅ ａ ａ ｏ ｕ ｍａ ｎ ｉ ｅ ｉ ｅ ａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｉ ｏ ｆｒ ｄ ｔ ｈ ａ ｇ ｎ ｒ ｂ ｅ ｏ ｕ ｍａ ｎ ｉ ｅｉ ｅ Ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｔ ｕ ｖ ｙ ｄ ｔ ｆｓ ｂ ｒ ｅ ｐ ｐ ｌ ， ｎ ｉ ｔ ｕ ｔ ｓ ｆｅ ｅ ｏ ｔ ｅ ｈ ｎ ｉ ｇ ｐ ｏ ｌｍ ｓ ｂ ｒ ｅ ｐ ｐ ｌ ｏｈ ｉ ｎ ｏ ｏ ｆ ｉ ｎ
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埕 岛油 田海底 管线悬 空治理探 索
－ 公海油 东： 营
摘 要 根 据 海 底 管线 调 查 资料 ， 埕 岛 油 田 海 底 管 线 悬 空情 况进 行 了介 绍 ， 析 了造 成 海底 管 线 悬 空 的原 因 ， 治 理 海 底 管 对 分 对 线 悬 空探 索与 实践 过 程 中的 各 种 方 法进 行 了描 述 ， 重 点 对 海 底 防 冲刷 仿 生 技 术 进 行 了 阐述 。 并 关 键 词 海 底 管 线 冲刷 机 理 悬 空 治理 海底 防 冲刷 仿 生技 术 ・
黄河水下三角洲埕岛油田海底管线悬空分析
２ 冲 淤规 律
该海 区长期 的海底 变 化存 在 阶段 性 ， １ ７ － １ ８ 即 ９ ６ ９ ０年 为快 速 冲刷 阶段 ，９ ０ １ ９ １８ － ９２ 年 为缓慢 冲刷 阶段 ，９ ２年 至今 为 以冲刷 为 主的 冲淤 调整 阶段 ］ １９ 。现 今 埕 岛 海 区海 底 正 处于 冲淤调 整期 ， 下地 形坡 度 和波 浪能 量整 体 向岸衰 减 的速度 已逐渐趋 于平 衡 ， 水 长期
海底 表面 较 为平 缓 ， 层 为 沉 积 物 粒 径 较 大 的 黄 河 三 角 洲 蚀 退 相 粉 砂 。水 深 １ Ｉ 表 ５１ Ｔ 附近潮流 流速 较 大 ， 深水 区粗 糙海 底表 面存 在 较 弱 的潮 流 冲刷 痕 迹 ； 水深 小 于 １ 的 在 ２ｍ
粗糙海底 ， 底表 面 相对 平 滑 。 海
产石 油 ２ ０ ０ ０ ×１ ｔ以上 ，是一 个颇 具规 模 的浅海 油 田 。然 而 ， 由于 埕 岛海 域 的 海洋 环境 、
浅 海地层工 程 地质 条 件及 海底 地貌 非 常复 杂 ， 海底 管 道 极 易 出现 悬 空 现象 。管 线悬 空 段
一
方面受疲 劳破 坏 的威 胁 ， 一方 面 水 流遇 管线 会 产 生尾 流涡 旋 ，会 对 管道 诱 发振 动 效 另
冲刷规律 对本 海 区地形 演 变 的控制 减 弱 季
冬季 ， 海岸 及 水下 岸坡 经 强 风 浪 的 作 用 ， 水 区 冲刷 ， 水 区淤 积 ， 深 浅 岸坡 坡 度 整 体 变
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第２卷 期 ７ 第２
文 章 编 号 ：０ ２ ３ ８ （ ０ ８ ０ — ０ ６０ １ ０ — ６ ２ ２ ０ ） ２ ０ ２ —６
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海底输油管线（埕岛油田）悬空治理技术措施示范文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月海底输油管线（埕岛油田）悬空治理技术措施示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。
引言（1）根据目前埕岛油田海底管线出现悬空的实际情况，对海管悬空形成机理进行了分析，并对海管悬空治理的不同方案进行了综合评价，重点介绍了水下桩治理方案的制定和实施。
埕岛油田位于渤海湾南部的浅海海域，区域构造位置位于埕宁隆起埕北凸起的东南端，是一个在潜山背景上发育起来的大型浅山披覆构造。
该区从1875年开始勘探，在先期资源评价、盆地分析模拟、区带综合评价的基础上，于1988年钻探了第1口控井——埕北12井，从而发现了埕岛油田。
截止目前，埕岛油田已建成海底输油管线54条，注水管线33条。
海管悬空情况调查（2）目前，通过对61条海底管线的调查发现其中仅有5条管线未被冲刷悬空，仅占8％，管道悬空高度平均值为1.33m，最大值为2.5m。
大于等于2m的有16根，占26％，大于等于1m的有48根，占79％，可见冲刷的普遍。
从悬空长度来统计，平均悬空长度为15.1m，最大30m。
大于等于20m的为22根，占36％；大于等于10m的有43根，占70％。
如果按管道初始设计埋深为1.5考虑，则遭到最大冲深的管道从原海床面计算总计冲刷深度S＝e+D+h＝4.5m （其中e为埋深；D为管道直径，近似取0.5m；h为冲刷后管道悬空高度）。
这样的冲刷深度对海底管道来说是少见的。
除了管道处发生强烈冲刷以外，在采油平台井场范围内也出现较严重的冲刷。
海管悬空原因及模型试验（3）1海底管线悬空原因造成场区内平台及管道周围强烈冲刷的原因十分复杂，大致为以下几方面：1.1建筑物存在形成的部冲刷这种冲刷形成的原因是由于建筑物的存在而在局部范围内发生强化的水流或高速旋转的旋涡，这些水流或旋涡具有较高的冲刷（挟带泥沙）能力，从而在局部范围内形成冲刷坑。
冲刷坑范围与深度往往与建筑物尺度有直接关系。
1.2水平管道下面的冲刷放置在海床面上的管道冲刷开始于管道与海床面之间出现一水流隧道。
对于部分埋置的管道来说，这种水流隧道可以因管道前后存在一定压差形成管涌而发生。
当水流隧道形成后，管道前后的压差使管道下的流速大于行近流速，从而引起管道下的冲刷。
1.3海床侵蚀引起的大面积冲刷由于埕岛油田特殊的海洋及海底地质条件，本海区处于不稳定的冲淤状态，根据飞雁滩1976～20xx年24年断面测量，5m等深线平均蚀退距离达0.19km/a，海床蚀深12.6cm/a；10m等深线蚀退距离达0.10km/a，海床蚀深4.7cm/a。
海床调整的冲淤平衡点大致在12m到15m水深处，在平衡点以上为侵蚀区，在平衡点以下为淤积区，这种剖面调整状态目前尚未有转缓的迹象。
对于10m水深处，在海管设计寿命15年内，海床整体冲刷深度可达0.7m。
由于该原因引起的海管淘空体现在整条海底管线上。
1.4海底不稳定性引起的冲刷海底不稳定性的表现是海底表层土壤在大浪作用下发生滑移坍塌，当表层土为粉砂时，在暴风浪作用下，土壤发生液化而使土壤抗剪强度降低，从而可能造成海床一定范围内的下降。
1.5其它因素如立管支撑结构的周期性振动，施工时由于受到设备、平台位置等的限制，管道在平台附近的埋深于小设计所要求的埋深等因素也是引起立管悬空的一个因素。
2冲刷物理模型试验实际上，立管底部的悬空高度是在以上因素的联合作用下发生的，单从理论上很难确定出具体的数值，因此，根据埕岛油田的条件及海管立管结构我们进行了冲刷物理模型试验。
针对立管桩及平台支撑条件分不同情况共进行了17组试验，试验结果与现场探摸结果吻合；模型试验得出立管底部的悬空长度为10m，与现场探测情况存在较大的差别。
原因分析及现场实测表明，立管底部的最大冲刷深度在3.0m基本达到不变，但悬空长度由于受多种条件的影响，将来如何变化，目前确定较为困难。
因此，在针对输油管线立管底悬空治理研究时，主要仍根据实测进行。
悬空治理方案分析（4）1抛砂袋结合混凝土块覆盖1.1方案描述先在悬空管道及其周围一定范围内（主要指立管周围明显的海底冲刷坑）抛填水泥砂浆袋，每个砂浆袋重约60kg。
在抛填砂袋的过程中要由潜水员对砂袋进行整理，保证悬空立管底部填满砂袋。
抛理砂袋完成后，再在管道上用混凝土覆盖，混凝土覆盖层可用小的混凝土预制块串接成网状，混凝土覆盖层的密度初步确定为320kg/m2，这样可提高覆盖层抗冲刷的能力，又不至于对海底管道造成损坏。
1.2方案优缺点优点是施工工艺及取材简单，便于实施；不需要进行防腐处理；可以在管线不停产的情况下实施，不影响生产；保护的范围广，对同一平台周围的海底管线均可产生保护。
缺点是受不确定因素的影响较多，抛填的砂袋有进一步被冲刷淘走的可能，造成管道的再度悬嚓，因此，该方法的可靠性不高；如果再次悬空，覆盖的混凝土将对管道产生不利影响。
2挠性软管跨接2.1方案描述将悬空立管拆除，根据目前冲刷后实际的海底现状，重新设计及安装立管。
在立管与水平管之间跨接长度为60m的挠性软管，挠性软管的规格根据具体的海管规格确定。
为提高其连接的可靠性，挠性软管与两端钢管仍采用水面以上的焊接方式，并在两端设有挠性软管保护结构，用于海底输油的挠性管道是由密封、保温、加强等材料构成的多层挠性管结构。
2.2方案优缺点优点是方案可靠性高，由于软管有挠性，在辅设时可随地形的变化而变化，因此有很好的抵抗疲劳破坏的特性；立管结构简单，挠性软管兼作海管的膨胀补偿装置；施工简便，施工速度比常规立管要快许多倍；耐腐蚀，软管系统可回收再利用。
缺点是必须在管线停产的情况下方可实施；对于有的管线，如有海底注水管线或电缆压在油管线上，则实施起来较为困难；海底输油软管比钢质管道有更强的“专营性”，世界上仅少数厂家设计和生产，因此用户选择的余地较小。
3水下支撑桩3.1方案描述为了防止水下管道悬空段在水流作用下产生的涡激振动，引起管线断裂，在悬空段设置支承支架，以减小横向和纵向振动幅度。
根据缩短管道悬空长度的思路，该方案采用沿悬空管道设水下短桩支撑的方法。
根据初步的分析及允许的悬空长度，对于不同管径的海底管线采用不同桩径的水下短桩，根据计算得出桩的入土深度。
钢管桩沿悬空管道两侧交替设置，间距根据第5节计算得到管道允许的悬空长度及实际的悬空长度确定，在详细设计阶段，该间距应根据海底管道的疲劳分析、极端静态及动态荷载分析结果确定。
在每一钢管桩靠近海管附近位置，设有H型钢悬臂梁，悬臂梁上设有2套Ф30高强U型螺栓将悬空的立管固定，从而实现减小立管悬空长度的目的。
钢管桩可采用打水下桩的方法实现。
固定悬臂梁可在钢管桩上预先焊接一管托，钢管桩打完后，由潜水员现场测量管托与悬空立管的相对位置，确定要预制管卡的高度。
再将根据实际测量尺寸预制一体的悬臂梁及管卡从钢管桩顶套入或水下管卡固定支撑于管托止。
最后再由潜水员用U型螺栓将悬空立管固定于悬臂梁上。
钢管桩的防腐可采用内外涂层结合腐蚀余量的方法实施。
在该方案研究时充分考虑了海上方便施工，采用悬臂梁及仅在海管一侧设钢管桩的支撑方法，施工精度要求相对不高，容易实施。
3.2方案优缺点优点是施工相对简单，便于实施；可以在管线不停产的情况下实施，不影响生产；该方案可靠性较高，由于水下钢管桩截面较小，对管道悬空长度进一步发展影响不大。
而且，由于桩打入冲刷泥面以下一定深度，即使冲刷深度进一步加大，钢管桩仍然是稳定的。
缺点是保护的范围相对小，每根支撑钢管短桩只能对单一海管的一定距离提供保护，因此，对于冲刷长度较长的小口径海管，需设置的钢管短桩数量相对多；防腐较为困难。
根据目前存在的海管悬空情况，从工程造价及施工强度考虑，水下支撑桩为目前最为合适的悬空治理方案，我们选择了该方案。
水下打桩工艺研究及初步实施（5）1水下固定短桩施工机具的研究按照设计院初步完成的对已建海底管道发生非设计悬空的控制对策研究，结合采用“水下短桩支撑”方法需要解决的桩管的垂直度、桩管的就位及悬臂梁位置的控制、施工过程系统的实时过程控制等技术关键点，我们初步完成了以下工作：1.1打桩机选型计算下面按照桩管直径Ф500mm，入泥15m，以埕北古5的地质条件分别进行打桩机能力的计算如下：根据埕北古5平台地质条件勘探资料进行计算，得：根据土质类型和N值求出极限静摩擦力T对粘土质、淤泥土为：ⅰ=n Ni,T=ΣHi-πDt, ⅰ=12 对砂质土：ⅰ=n Ni,T=ΣHi-πDt, ⅰ=15极限静摩擦力t和振动摩擦力tm的关系：tⅢ＝μt（μ——根据土质取系数）公式中ⅰ为土层的顺序号，Ni为每一土层的标准贯入击数，Hi为每一土层的厚度，tⅢ为每的振动摩擦力，t为累计极限静摩擦力。
根据勘探资料进行计算，得：入泥18m处的振动摩擦力为：TV1-6＝11.90914（t）按照以上的计算，考虑其他因素的影响，取安全系数为3～4，我们使用60t的振动打桩机，足以进行500m桩管入泥15m的施工。
悬臂梁旋转轴强度计算：根据水下固定桩的打桩设计，以15m海底管道为一支撑重量计算。
内管219mm×12mm，外管325 mm×20 mm，15 m海底道重量为3.2t；悬臂梁采用HZ240H型钢，材料为Q235-A，悬臂梁旋转轴承受的压力来自于海底管道和悬臂梁，估算海底管道和悬臂梁总重为3.3t，选用轴的材料为45 mm，许用应力为〔σ〕＝σs/n＝300/5＝60N mm²。
轴的抗弯模面系数Wx＝（π×d3）/32已知：作用在悬臂梁上的压力P＝3.3t作用力距支点位置1为135mm。
轴的最大应力：σmax＝Mmax/ Wx＝P·1/ Wx＝33000×135×32/｛π×d3｝≤60N/ mm²d3≥33000×135×32/（3.14×60）d≥91.13mm取最小轴径为100mm。
1.2完成浅水打桩扶正架的设计根据海流的运动，设计了在施工水域内可以坐底的扶正架。