编者按

       为深入推进工业互联网与重点产业链“链网协同”发展，在工业和信息化部、国家能源局的指导下，中国工业互联网研究院、中国石油企业协会、中国城市燃气协会、国家石油天然气管网集团有限公司等50余家产学研用单位，共同编制了《工业互联网与油气储运行业融合应用参考指南》（以下简称《指南》）。《指南》立足行业实际，系统梳理了工业互联网与油气储运行业融合创新的方法论、路径图与工具箱，是指导行业数智化转型的重要参考。为更深入了解《指南》内容，促进油气储运行业企业理解《指南》内容，用好《指南》成果，我们邀请工业互联网与油气储运行业有关研究机构、行业协会、生产企业及高校的多名专家进行系列解读。今天发布第5期，中国海洋石油集团有限公司王增国署名文章：《向海图强，数智护航：工业互联网重塑海底管道全生命周期管理》。

《工业互联网与油气储运行业融合应用参考指南》解读之五

——向海图强，数智护航：工业互联网重塑海底管道全生命周期管理

中国海洋石油集团有限公司 王增国

当前，我国海洋油气开发加速迈向深水、超深水领域，海底管道作为连接海上平台与陆地终端、贯通深海油气田与能源消费市场的“海底能源动脉”，其安全高效运行直接关系国家能源安全与海洋生态环境安全。我国海底管道总里程已突破数千公里，服役环境涵盖浅海至超深水，面临高压低温、海床冲刷、第三方破坏、多相流腐蚀等复杂工况，传统人工巡检、经验判断、事后维修的管控模式已难以适配深海油气开发动态化、精细化管理需求。《工业互联网与油气储运行业融合应用参考指南》（以下简称《指南》）围绕海底管道完整性管理、无人潜水器作业、流动安全保障等典型场景，提出依托工业互联网平台，贯通状态感知、网络传输、数据治理、建模分析与安全保障等能力，支撑海底管道状态监测、风险预警和协同处置，为海洋油气储运行业数智化转型提供了系统参考。中国海油立足海洋油气开发主责主业，以工业互联网赋能海底管道“设计－建造－运维－弃置”全生命周期管理，奋力谱写海洋能源高质量发展新篇章。

一、全生命周期数字孪生，筑牢海底管道完整性管理根基

海底管道隐蔽于海床之下，腐蚀、悬跨、疲劳损伤等隐患难以直观识别，传统管理模式存在“看不见、测不准、管不细”的痛点。《指南》明确提出构建“海底管道完整性工业互联网管理平台”，强调围绕管道腐蚀、海床冲刷、第三方破坏、结构缺陷等风险开展监测、评估与管控。中国海油以此为导向，打造覆盖全海区的海底管道数字孪生体，提升全生命周期风险管控能力。

设计建造阶段，融合BIM+GIS+海洋环境大数据，构建高精度三维地质与海床模型，实现管道路由智能比选、悬跨风险预判与立管疲劳分析，从源头降低工程地质和结构完整性风险。运维阶段，整合多波束测深、侧扫声呐、水下机器人（ROV）巡检数据、光纤分布式传感（DAS/DTS）等多源异构数据，搭建统一数据底座，实现管道状态的全要素映射。通过AI图像识别算法自动解析ROV采集的海管外观影像，精准识别腐蚀坑、涂层破损、海管裸露等缺陷；融合内检测数据、运行工况及海床地形等多源数据，结合腐蚀机理分析、海床冲刷评估和AI算法，预测腐蚀速率、冲刷演化及悬跨发展趋势，推动完整性评估从“定期经验判断”向“实时动态量化”跨越，管道风险识别准确率与评估效率显著提升。弃置阶段，基于全生命周期数据开展剩余风险评估、环境影响分析和处置方案比选，统筹海管清洗、隔离、封堵、拆除或原位弃置等作业过程管控，实现退役资料归档和风险闭环管理。

二、“云-边-端”协同，构建深海智能巡检与无人化作业体系

深海环境复杂、能见度低、通信受限，传统有人潜水作业成本高、风险大、频次低。《指南》提出“无人潜水器作业”场景，强调通过“云-边-端”协同与多AUV集群技术提升海底巡检智能化水平。中国海油积极践行该路径，打造立体化深海运维新模式。

在感知层，规模化部署ROV与自主水下航行器（AUV），集成高清摄像、激光扫描、电磁超声、多普勒测速等载荷，构建“空天遥感－海面无人艇-水下机器人”立体巡检网络。在边缘层，依托水下边缘计算节点与5G/水声通信双模链路，实现巡检数据近端预处理与实时回传，破解深海带宽受限难题；应用深度学习算法在ROV端侧实现缺陷实时识别与自主避障，大幅降低水面支持依赖。在平台层，构建水下设备远程协同管控中心，通过数字孪生体实现巡检路径动态规划、多机器人任务协同分配，以及远程专家AR介入指导。该体系推动海底管道巡检从“人工主导、事后发现”向“自主巡航、预测性维护”转变，有效降低深海运维成本，提升本质安全水平。

三、“感知－预测－决策－控制”闭环，破解深水流动安全难题

深水及超深水海底管道面临蜡沉积、水合物生成、段塞流、积液等多相流风险，传统依赖人工经验加注抑制剂、被动应对的生产模式，难以保障极端工况下的流动安全。《指南》提出构建基于工业互联网的“感知－预测－决策－控制”一体化智能平台，对流动状态进行实时感知、风险预测、处置方案模拟和控制闭环支撑。中国海油依托工业互联网深化该领域应用。

全域感知方面，集成SCADA、分布式光纤传感、多相流量计、腐蚀监测等数据，实时获取管道沿程压力、温度、流量、持液率和腐蚀介质等关键参数，构建流动状态和腐蚀风险全景视图。智能预测方面，融合热力学机理模型、流动保障模型与数据驱动算法，建立水合物/结蜡生成预测模型、段塞流预警模型和内腐蚀风险预测模型，实现风险超前识别与分级预警。决策控制方面，基于数字孪生体模拟不同处置方案（如降压、注抑制剂、调整产量）的效果，通过强化学习算法自动生成最优调控策略，并联动海上平台控制系统实现闭环执行。该模式有效延长清管周期、降低抑制剂用量、减少产量损失，为深水油气田长期稳产高产提供坚实保障。

四、产业链协同与生态共建，打造海洋油气储运新范式

海底管道产业链涉及海工装备、管材制造、水下工程、航运及渔业等多方主体，数据壁垒与协同不足长期制约管理效能。《指南》强调工业互联网以网络为基础、平台为中枢、数据为要素、安全为保障，并通过标识解析、平台协同和数据共享提升产业链协同能力。中国海油积极发挥链长作用，推动海洋油气储运产业生态升级。

标识贯通方面，依托油气储运行业标识解析体系，为海底管道、立管、膨胀弯、牺牲阳极等关键构件赋予唯一身份标识，贯通设计参数、制造履历、安装记录、检测数据、维修档案，实现“一管一码”全生命周期追溯。数据协同方面，搭建海洋油气储运工业互联网平台，横向联动海上平台、陆地终端、炼化企业，纵向协同管材供应商、海工建造商、第三方检验机构，推动设计建造数据、生产运行数据、海洋环境数据的合规共享与价值挖掘。安全保障方面，围绕海底管道远程监测、数据传输、平台应用和跨单位协同等环节，强化网络安全、数据安全、控制安全和平台安全，保障工业互联网应用安全可靠。生态服务方面，探索基于平台的海底管道剩余寿命评估、风险预警增值服务等业务，推动从单一管道运营商向“海洋油气储运综合服务商”延伸。

五、未来展望

面向海洋油气开发新征程，中国海油将以《指南》发布为契机，持续深化工业互联网与海底管道业务融合，重点推进三方面工作：一是技术攻坚，聚焦超深水、大温差、复杂地形等极端场景，突破水下无线通信、高精度水下导航、多物理场耦合建模等关键技术；二是规模推广，加快成熟智能场景在渤海、南海等海域的复制推广，推动海底管道管理从“单点智能”向“全域智能”升级；三是生态引领，联合海工装备企业、科研院所、行业协会，共建海洋油气储运工业互联网标准体系与创新平台，为我国建设海洋强国、保障国家能源安全贡献海油力量。

海底管道是潜行于深蓝之下的能源国脉。工业互联网的深度赋能，正让这条“看不见的大动脉”变得可感知、可预测、可调控。中国海油将坚定不移走好数智化转型之路，以科技创新守护海底能源动脉安全，为构建新型能源体系、推动海洋经济高质量发展注入强劲动能。