海底管道中機械復(fù)合管的實踐應(yīng)用

白文柱

(中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300452)

海底管道中機械復(fù)合管的實踐應(yīng)用

白文柱

(中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300452)

社會的進步以及科技的發(fā)展,推動了我國海洋深水油氣田的開發(fā)和發(fā)展。然而海洋深水油氣田開發(fā)的過程中,水下生產(chǎn)系統(tǒng)難以對產(chǎn)生的油氣進行降溫和脫水處理,以至于海底管道需要在高溫的條件下對含水原油加以輸送。近些年來,機械復(fù)合管的應(yīng)用為海底管道中應(yīng)用,有著一定的應(yīng)用優(yōu)勢。本文研究分析海底管道中機械復(fù)合管的實踐應(yīng)用時,首先分析了機械復(fù)合管和基本制造,其次分析了海底管道中機械復(fù)合管的基礎(chǔ)安裝,最后探討總結(jié)了海底管道中機械復(fù)合管的應(yīng)用前景。

海底管道 機械復(fù)合管 實踐應(yīng)用

近些年來，海底管道內(nèi)的腐蝕現(xiàn)象時有發(fā)生，海底管道內(nèi)腐蝕失效的主要原因主要是原油中存在二氧化碳和硫化氫等氣體。機械復(fù)合管作為一種管材，是新時代技術(shù)革命新生的一種產(chǎn)物，不僅僅可以將二氧化碳的腐蝕問題有效解決，同時也可以有效的解決硫化氫的腐蝕問題，并為我國海洋深水油氣田的開發(fā)和發(fā)展帶來了極大的綜合效益。因此本文對海底管道中機械復(fù)合管的實踐應(yīng)用進行研究有一定的經(jīng)濟價值和現(xiàn)實意義。

1　機械復(fù)合管的相關(guān)概述

機械復(fù)合管主要是借助于液壓擴充法和彈性體擠壓法機械制造工藝，進而使得兩種不同的金屬管相互結(jié)合，產(chǎn)生的一種新型管材。機械復(fù)合管的主要組成部分是不銹鋼管和碳鋼管，通過將外碳鋼管高強度的特點加以利用，并借助于內(nèi)不銹鋼管相對較好的抗腐蝕性能，進而組成的一種機械復(fù)合管，關(guān)于截面的基礎(chǔ)構(gòu)造如圖1所示。

2　機械復(fù)合管設(shè)計的基本制造

機械復(fù)合管設(shè)計過程中，不僅僅要有著一定的設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)，同時也要結(jié)合海上應(yīng)用中對相關(guān)設(shè)計制造中的具體要求，進而做好機械復(fù)合管設(shè)計的基本制造。

機械復(fù)合管設(shè)計制造過程中，其復(fù)合管的標(biāo)準(zhǔn)就要保證和相關(guān)技術(shù)指標(biāo)完全符合，部分外碳鋼管的標(biāo)準(zhǔn)以及內(nèi)不銹鋼鋼管的標(biāo)準(zhǔn)也有著一定的技術(shù)指標(biāo)。

機械復(fù)合管設(shè)計制造的過程中，就要結(jié)合海上的實際情況，對于管道處理的相關(guān)要求，符合關(guān)內(nèi)外管道接觸面沒有相互熔合的過程中，就要避免間隙中有空氣和水分的進入，做好微小間隙的封焊和堆焊處理，并對坡口的型式進行優(yōu)先設(shè)計，制造廠加工坡口中，做好現(xiàn)場的切割處理和實際的坡口打磨處理。在海上將現(xiàn)場切割過程中，做好堆焊管端的處理。封焊管端和堆焊管端的示意圖如圖2所示。

圖1　機械復(fù)合管界面的基礎(chǔ)構(gòu)造

圖2　封焊管端和堆焊管端的示意圖

圖3　海底管道安裝示意圖

彎曲性能指標(biāo)測試過程中，就要使得海上安裝過程中，對管道進行兩次不同方向的一種彎曲，并在復(fù)彎曲后，避免不銹鋼層面出現(xiàn)隆起的現(xiàn)象，通過對管道實際的安裝條件進行模擬，進而做好彎曲試驗，對復(fù)合管彎曲性能的指標(biāo)進行測試。海底管道安裝示意圖如圖3所示。

3　海底管道中機械復(fù)合管的安裝和應(yīng)用前景

3.1海底管道中機械復(fù)合管的安裝

海底管道中機械復(fù)合管的安裝過程中，主要是對鎢極惰性氣體保護焊接方法加以采用，同時也有氣體保護金屬極電弧焊方式。在實際焊接過程中，鎢極惰性氣體保護焊接方法有著較慢的焊接速度和較高的焊縫熔透率，對于焊接質(zhì)量有著極大的保證。但是氣體保護金屬極電弧焊的方式，往往有著相對較快的焊接速度，焊縫過程中很容易產(chǎn)生未熔透的缺陷，對于焊縫的質(zhì)量同樣也難以得到根本上的保證。

焊接過程中，同樣也有手工焊、自動焊以及半自動焊幾種方式，焊縫對多種焊絲加以采用的過程中，就要保證焊縫的質(zhì)量可以合理的控制，并借助于相關(guān)的試驗，對過渡層焊絲以及相關(guān)的焊接工藝加以選用，避免裂紋的出現(xiàn)，做好節(jié)點外涂層的全面控制。

焊縫無損探傷檢測的過程中，就要對常規(guī)的超聲波檢測技術(shù)加以采用，并借助于X射線成像的檢測技術(shù)，對焊縫內(nèi)沒有缺陷的存在加以保證。船舶在海上安裝的過程中，其海底管道主要是對鋪管船的方式加以采用，進而實現(xiàn)的一種安裝，由于焊縫檢測站相對較多，常常使得焊接站的數(shù)量逐漸減少，對于焊接的速度產(chǎn)生一定的影響作用。

碳鋼管鋪設(shè)作業(yè)的過程中，通過對節(jié)點坡口進行打磨處理，并做好節(jié)點的對中處理，通過對焊縫進行檢測，進而做好節(jié)點的防腐處理。鋪管船的相關(guān)鋪設(shè)速度控制的過程中，就要做好節(jié)點的基礎(chǔ)焊接處理，并對焊縫的檢測速度進行檢測。復(fù)合管往往有著相對復(fù)雜性的焊接程序，同時也有著相對較大難度的焊縫檢測，而鋪設(shè)過

············程中，就要保證碳鋼管的鋪設(shè)速度明顯大于鋪設(shè)的實際速度。復(fù)合管鋪設(shè)作業(yè)過程中，首先對節(jié)點坡口進行打磨處理，并保證節(jié)點的對中處理，通過做好焊接檢測站的實際處理，最后做好節(jié)點防腐的全面處理和控制。

3.2海底管道中機械復(fù)合管的應(yīng)用前景

復(fù)合管材料的采用，不僅僅有著較低的材料成本，同時近些年來也有著相對成熟的技術(shù)，在我國海上油氣田開發(fā)事業(yè)的全面發(fā)展中，水下生產(chǎn)系統(tǒng)的開發(fā)不僅僅將海底管道中二氧化碳腐蝕以及硫化氫的腐蝕問題有效解決，同時也保證了較好的經(jīng)濟收益和社會效益。

總而言之，海上油氣田項目海底管道中機械復(fù)合管的應(yīng)用中，各項基礎(chǔ)設(shè)施也在不斷成熟發(fā)展著，并在國際間的全面合作中，實現(xiàn)了機械復(fù)合管的國產(chǎn)化生產(chǎn)和安裝。

4　結(jié)語

隨著時代經(jīng)濟的飛速發(fā)展以及科技的進步，海底管道中機械復(fù)合管的實踐應(yīng)用中，更要不斷的加強復(fù)合管生產(chǎn)商的技術(shù)制造水平，并提高海上安裝承包商的實際施工水平。加強技術(shù)人員的培訓(xùn)工作，及時的改造船舶安裝作業(yè)線，做好機械復(fù)合管的合理安裝和檢測，避免二氧化碳以及硫化氫氣體對管道的腐蝕，并降低材料的生產(chǎn)成本，保證我國海上是油田開發(fā)行業(yè)有著更好的效益獲得。

[1]羅世勇,賈旭,徐陽,等.機械復(fù)合管在海底管道中的應(yīng)用[J].管道技術(shù)與設(shè)備,2012,(1):32-34.

[2]周聲結(jié),王文龍,祁嘉朋,等.機械復(fù)合管制造工藝及國產(chǎn)化[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012,33(10):220-221.

[3]羅世勇,賈旭,徐陽,等.雙金屬復(fù)合管應(yīng)用于海底管道[C].//第二屆數(shù)字管道信息化(管理)建設(shè)論壇暨油氣集輸與儲運技術(shù)研討會論文集,2010:177-179.

[4]王海濤,池強,李鶴林,等.海底油氣輸送管道材料開發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)狀[J].焊管,2014,(8):25-29.