海洋管道是海洋石油工程的重要组成部分，随着海洋油气田的开发而出现。最早的海洋管道是20世纪40年代末期和50年代初期开发墨西哥湾、里海的油气田时建设的，水深浅，离岸近。最早的长距离海洋管道出现在二战期间，是为了满足战争需要而修建的穿越英吉利海峡的管道。随后，海洋管道出现在更多的海域中，如北海油气田开发、海湾地区油气田开发的配套管道，穿越地中海、里海等的长距离海洋管道等，海洋管道建设技术取得了快速发展，管道长度从原来几千米到现在的几百千米到上千千米，水深由原来的几米到现在的3000多米，管道口径达到了1219毫米，钢级达到了API 5L X70或X80，形成了一门独具特点的工程技术。

主要特点是：①介质多样。海洋开发的油气一般没有经过处理就进入管道，介质的组成复杂，多相流、加热输送、内腐蚀等是工艺计算和管道选材要考虑的重要内容。②荷载多样。管道不仅要承受内外压的作用，还会受海流作用，局部悬跨的动力荷载、弯曲荷载作用等，需要进行在位稳定性、悬跨部分的振动分析等，结构计算复杂。③腐蚀环境恶劣。海底管道外部为海水，海床上微生物丰富，一旦破损腐蚀速率快。腐蚀是海洋管道失效的最主要原因之一。④施工组织复杂、费用大。在一般海域中铺设一条中等口径的海洋管道需要一支由铺管船、开沟船和10余只辅助作业的拖船组成庞大的专业船队。此外，还需要供应材料、设备和燃料的船只等。将这些船只、材料、设备组织起来，协调工作难度大。租用专业船队的费用是海洋管道施工中的主要费用，由于这一费用较高，致使海洋管道施工费用比陆上同类管道要高1～2倍。⑤施工环境多变。海况变化剧烈而迅速，如风浪过大，施工船队难以保持稳定。在这种情况下，往往须将施工的管道下放到海底，待风浪过后再恢复施工。因此，要求充分利用有利的海况，提高焊接速度，缩短海上作业时间。⑥事故后果严重，维修难度大。海底管道一旦泄漏将直接污染海域，破坏海洋环境，后果严重。受海况、水深等因素的影响，若发生事故，其维修比陆上管道维修困难得多，维修的时间长，费用高。因此，海洋管道的制造要求、施工质量要求高。

包括路由勘测、海浪和海流调查。

寻找一条较平坦、地质条件又稳定的海下走廊是保证管道长期稳定的基础。根据设计提出的几条走向，沿着各条走向用声呐测深仪实测海底地形；用覆盖层探测仪和侧向声呐扫描仪，描绘出几十米深的纵断面工程地质图，探明海底泥层的构成、岩性、断层位置以及有无埋设其他管道等。再沿着设计推荐的路由从海底中取出土样，测定土壤的抗剪切力、致密度和比重等，以便用这些数据来确定管道结构和施工方案。

海洋管道施工受到海浪的直接干扰，因此，必须详细勘察施工海域内不同季节海浪的发生周期、持续时间、方向、浪高、波长以及频率等；并需取得多年的资料作为选择施工用的船型、安排施工季节和进度的依据。海浪勘测可采用海浪记录仪。海流会影响管道施工时的安全和管道投产后的稳定性。施工前应沿着路由实测海水流速的垂直分布和流向等，并收集多年各季度的实测资料，以便用这些数据来确定管道结构和施工方案。

包括路由选择、工艺计算、结构设计、稳定性分析、悬跨分析以及防腐设计。

为提高效率，路由选择一般与路由勘测一起开展。首先在详细的海图上选出几条走向。其次根据勘测的结果，进行初步的断面设计，明确管道通过的各种障碍、悬跨段长度等。最后根据技术经济比较的结果，推荐设计路由。海底管道行业已开发了基于3D的路由选择软件，大大提高了路由选择的效率和质量。

是结构设计的前提。合理的工艺计算是发挥管道输送效率的重要保证。一般包括稳态的水力计算和瞬态的水击计算。当需要加热时，还要进行热力计算。通过工艺计算可明确管道的口径、设计压力、设计温度、是否需要保温等。

结构设计的目的是确定管道的材质和壁厚。当采用双层管时，还需要确定内外管的固定结构。结构设计的内容主要包括承压计算、截面稳定性计算、局部屈曲计算、扩展屈曲计算、疲劳计算等。

管道在水下承受多种作用力，包括管道重力、浮力、水流引起的水平推力和上举力。管道稳定性分析包括垂直方向、水平方向和侧向稳定性分析。在垂直方向上，一般要求管道的重量大于上举力和浮力，防止上浮。当海床的承载力低时，还要校核向下的稳定性，防止下沉。侧向稳定性，要保证管道的侧向位移在允许的范围内。通过稳定性分析可明确是否配重以及配重结构方案。当配重不能满足要求时，则需要沟埋。

当管道裸露铺设在起伏不平的海床上并悬空时，水流流过管道的悬空段将导致管道震动，甚至引起断裂。悬跨分析的目的是确定最大允许悬空段的长度。当长度不满足设计要求时，需要采取整治海床或填充悬空部分等措施。

防腐设计包括防内腐蚀和防外腐蚀设计，其目的是保证在设计年限内管道的腐蚀状态受控。防内腐蚀需要根据介质的性质，选择相应的抗腐蚀性管材或采取内衬管，在壁厚设计上要考虑一定的腐蚀余量。防外腐蚀一般采用牺牲阳极和外防腐层保护形式。牺牲阳极的设计需要考虑设计年限、保护长度、是否埋设、配重层厚度等综合确定。

海洋管道施工包括海上定位、铺设管道和开沟等项作业。

是根据设计的管道位置布置施工装备的过程。一般根据作业船只上配备的全球定位系统（GPS）进行定位，可达到铺设管道定位所需要的精度。

 　铺设管道主要有三种方法：铺管船铺设、牵引法铺设和卷筒船铺设。作业过程中选择何种方法是根据管径大小、海水深浅、海况和距岸远近等条件确定的。

①铺管船铺设。这种方法最为常用。20世纪50年代在开发浅海区油气田时，多采用人工开出一条能通行浅水船的河道，并在一种用浮箱拼装而成的铺管驳船上，把管子组装起来，当驳船向后移动时，焊接好的管段即滑入水中。这种铺管驳船逐步发展成为大型铺管船。1956年，第一艘较大型的铺管船投入使用。船上可以堆放管材，设有吊运管子的起重设备和管段的组装线，还有托管架作为管段下海的滑道。这种铺管船锚定技术较完善，可在30米深的海域作业。此后，铺管船不断发展，出现了具有自航能力、可铺设更大口径的管道，能在较深的海域作业的自航式铺管船。

铺管船将焊接好的海底输气管道送入海中

铺管作业过程是将管子在陆上预制厂加上配重层后，用船运到铺管船上，将管子逐段组装焊接，焊好的管段在铺管船向前移动时，经船尾部的托管架滑入海中。整个铺管作业的过程中，管段下滑的长度必须与船的位移量相同，同时，铺管船必须处于较稳定的状态。为此，在铺管船的前后左右布置有4～6个船锚，调节锚缆的松紧可稳定船只；调节锚缆的长短可移动船位。管段自尾部的托管架滑向海底时，悬吊在海水中形成一个由上拱弯转为下弯曲的S形，使管段受到复杂的弯曲应力的作用，此外，还受到浪涌和水流的冲击力的作用。为了使管段不产生永久变形，需用托管架保持上拱弯有尽可能大的弯曲半径，并使下弯曲段处于容许弯曲应力的范围以内。因此船上应有力量足够大的张紧器夹住管段，使之不能自由滑动。随着水深的加大，“S”形铺管法已发展为“J”形铺管法，即管道只有下弯曲段，没有上弯曲段。同时船只定位采用动力定位，不用设置船锚。

②牵引法铺设。先在海岸上将管子组装成1～2千米长的管段，然后用拖船将管段牵引下海，一段段地拖到预定地点，在海中对接，形成一整条的管道。在较平静的海域中，管段可在水面上或水面下漂浮拖曳；风浪大的海域，可以在海底拖曳。在浅海海域中铺设管道时，牵引法应用较多。这种方法无须使用铺管船和开沟船，并可减少很多辅助船只，费用较省，但是对海况的要求高。

③卷筒船铺设。管子卷绕在船上直径很大的卷筒上，铺设时将管子从卷筒上退绕下来沉入海底。这种方法多用于铺设管径较小的管道，其优点是进度快和连续性好。1944年，在快速铺设穿越英吉利海峡的战时输油管道时，就曾采用这种方法。当时用铜锡铅合金制成铠装的柔性管材，卷绕在船上的卷筒上，就像敷设海底电缆一样，将管道铺设在海底，共铺设了管径77毫米的管道12条。

开沟是在海底开一条沟，将管道埋入沟内的过程。根据挖沟与铺管的工序关系，分为预挖沟和后挖沟。预挖沟是在铺设管道之前就挖好沟，然后敷设管道，一般用于近岸、水深浅的海域。后挖沟是管道铺设在海底以后，将一台撬式开沟机“骑”在管道上，由船只牵引或自带动力移动，管道下方的泥土由高压水和压缩空气冲开或由切削头切开。管沟开出后，管道靠自重作用沉入沟底。后挖沟作业能准确地将管沟开在管子所在位置上，并减少开挖的土方量，因此被广泛应用。20世纪70年代中期在修建自北海埃科菲斯克油田至联邦德国的埃姆登的输气管道时，就采用后挖沟法。