Tecnología de tendido optimizada y rápida para tuberías submarinas de doble capa
El oleoducto de exportación de petróleo crudo de la segunda fase del proyecto de desarrollo del campo petrolífero Bohai Suizhong 36-1 conecta la plataforma central marina y la terminal terrestre, con una longitud total de aproximadamente 70 km. La estructura de aislamiento de la tubería es de doble capa: el diámetro interior de la tubería es de 508 mm, el espesor de la pared es de 15,9 mm y el material es API 5 LX 60, el diámetro exterior de la tubería es de 660 mm, el espesor de la pared es de 12,7 mm y el material es; API5LX52. La longitud de un único tubo interior y exterior es de 12 m, y el espacio anular entre los tubos interior y exterior está lleno de material aislante de espuma. Este es el oleoducto submarino de aislamiento de petróleo crudo de doble capa más largo y de mayor diámetro en China e incluso en el mundo.
El tendido del oleoducto en alta mar lo lleva a cabo el buque de tendido de tuberías Binhai 109 de la Corporación Nacional de Petróleo Marino de China. Durante la construcción se utilizaron tecnologías de procesamiento de ranurado, ensamblaje, soldadura e inspección y, por primera vez, se adoptó la tecnología de soldadura por tensión superficial STT, que ha causado sensación en la comunidad mundial de soldadura en los últimos años. La velocidad de tendido de tuberías se ha triplicado en comparación con antes, convirtiéndose en un nuevo punto destacado de Bohai Petroleum.
2. Descripción del proceso de tendido
La preparación del bisel, el montaje de juntas soldadas, la soldadura y la inspección de juntas soldadas son las operaciones más importantes que afectan la velocidad del tendido de tuberías submarinas. En estos cuatro eslabones se implementan y mejoran principalmente nuevas tecnologías de colocación y nuevos procesos. Al mismo tiempo, se agrega prefabricación de doble nodo para reducir la carga de trabajo en alta mar y mejorar la eficiencia del tendido de tuberías.
El proceso de soldadura del tubo interior incluye principalmente: ① Utilizar una máquina biseladora in situ para procesar la ranura (2) Utilizar un conjunto a tope interno autoarrastre neumático ③ La soldadura utiliza soldadura por tensión superficial STT y autodescarga; -soldadura con núcleo fundente blindada; (4) Utilice una máquina automática de rayos X para la inspección de las juntas.
El proceso de soldadura de la tubería exterior incluye principalmente: ① Usar la forma de ranura de la tubería de acero al salir de fábrica (2) Usar un dispositivo a tope externo para ensamblar la soldadura ③ Soldar usando tensión superficial STT; soldadura y soldadura con núcleo fundente autoprotegido; ④Utilice equipo de detección de fallas ultrasónico para inspeccionar las soldaduras.
Para proyectos de tendido de tuberías submarinas de doble capa, la preparación del bisel, el montaje, la soldadura, la inspección y el aislamiento de la tubería interior son la clave para determinar la velocidad de tendido de tuberías del barco tendido de tuberías, y también son la clave para determinar la velocidad de tendido de tuberías del barco tendido de tuberías. núcleo de la aplicación de nuevas tecnologías y nuevos procesos.
3. Nuevas tecnologías y procesos para el tendido de tuberías submarinas
(1) Preparación de ranuras
La preparación de ranuras interiores de tuberías adopta la presión hidráulica de SABRE Company. de los Estados Unidos. La sección de procesamiento de ranuras se muestra en la Figura 15-1.
Figura 15-1 Sección transversal de ranura de tubo interior tipo
Figura 15-2 Forma de soldadura de ranura estrecha
Las ventajas de utilizar una máquina ranuradora para procesar ranuras son: ① La ranura estrecha puede reducir la cantidad de relleno de metal de soldadura y acortar el tiempo de soldadura. La soldadura del oleoducto de exportación de petróleo crudo del proyecto de segunda fase del campo petrolífero Suizhong 36-1 adopta una forma de ranura estrecha, que acorta el tiempo de soldadura del tubo interior en un 20 % en comparación con la ranura estándar (Figura 15.2 (2) Precisión de la ranura de procesamiento); es alto y el extremo de la tubería tiene buena verticalidad, lo que garantiza la precisión y la velocidad del ensamblaje. La alta precisión del ensamblaje garantiza soldaduras inferiores de alta calidad ③ La superficie de la ranura procesada es lisa y el tiempo de pulido antes de la soldadura es largo, lo que garantiza la calidad de la soldadura; La máquina de procesamiento de ranuras in situ tiene un alto grado de automatización, el tamaño de ranura establecido durante el proceso de colocación es consistente ⑤ La velocidad de procesamiento de la ranura es rápida y solo toma 5 minutos procesar una sola ranura.
(2) Emparejamiento
En el proyecto anterior, la operación de ensamblaje se realizó con un dispositivo de centrado externo. Sus principales desventajas son: ① Baja eficiencia de ensamblaje manual y tiempo de ensamblaje generalmente prolongado. aproximadamente 5 minutos; ② Durante el proceso de ensamblaje, el ajuste manual de parámetros como el espacio de ensamblaje no solo aumenta la dificultad y el tiempo de ensamblaje, sino que también dificulta garantizar la calidad del ensamblaje.
Durante la soldadura del oleoducto de exportación de petróleo crudo en la segunda fase del proyecto del campo petrolífero Suizhong 36-1, se utilizó una boquilla interna neumática autoescalante para ensamblar el tubo interior. La junta a tope interna siempre se coloca dentro de la tubería durante el proceso de colocación. Después de completar el ensamblaje y la soldadura de raíz de una junta, se mueve al siguiente extremo de la tubería. Todos los movimientos de la junta a tope se controlan de forma remota desde una caja de control cableada fuera del tubo.
En comparación con el dispositivo de centrado externo, el dispositivo de centrado interno tiene las siguientes ventajas: ① Alta eficiencia de ensamblaje, el tiempo de ensamblaje normal es de 15 ~ 30 s; ② Alta precisión de coincidencia (3) Una vez ajustado el dispositivo de alineación; , se puede garantizar una alta precisión de alineación en todas las alineaciones de soldadura posteriores; ④ La separación del ensamblaje se puede configurar con anticipación para garantizar una alta precisión y eficiencia del ensamblaje ⑤ Todas las operaciones en el proceso de emparejamiento se completan mediante el control remoto ⑥ La alta precisión del ensamblaje proporciona calidad; garantía para la posterior soldadura de raíz.
(3) Soldadura
El oleoducto de exportación de petróleo crudo del proyecto Suizhong 36-1 Oilfield Phase II adopta soldadura de tensión superficial STT para la cubierta inferior y soldadura con núcleo fundente autoprotegido para la tapa de llenado. La soldadura por tensión superficial STT es la última tecnología de la American Lincoln Company en la década de 1990. Tiene las características de una rápida velocidad de sellado posterior, buena formación de sellado posterior y operación simple. Es muy adecuada para la soldadura de sellado posterior de tuberías. La soldadura con núcleo fundente autoprotegida tiene las características de una velocidad de soldadura rápida y una fuerte resistencia al viento. Es un método de soldadura semiautomático que reemplaza la soldadura manual tradicional hacia abajo.
Las características del proceso de soldadura por tensión superficial Srr son: ① En comparación con otros procesos de soldadura con protección de gas utilizados en el tendido de tuberías submarinas internacionales, tiene las características de completar la soldadura inferior sin un revestimiento de soldadura ② Soldadura El paso; la tasa de detección de defectos radiográficos de la costura supera el 99%; ③ Incluso si el espacio de la ranura es grande y la boquilla está desalineada, aún se puede completar la soldadura de una cara y la formación de dos caras ④ La soldadura en todas las posiciones; alimentado, y la eficiencia de la soldadura es menor que la de la celulosa. El doble que la de la soldadura direccional ⑥ 100% protección de gas CO2, bajo costo.
Las características del proceso de soldadura con núcleo fundente autoprotegido son: ① El alambre de soldadura se alimenta automáticamente y la eficiencia de la soldadura es alta ② La tasa máxima de deposición del metal de soldadura es 3,6 kg × h-1 ( la eficiencia de la celulosa es de solo 1,5 kg × h-1); ③ Sin protección contra gases, fuerte resistencia al viento, adecuada para operaciones en alta mar ④ Las propiedades mecánicas de la soldadura cumplen con los requisitos de resistencia al impacto a baja temperatura de -40 ℃, que es más adecuada para impacto actual y futuro de alta resistencia y temperatura alta y baja de las soldaduras Requisitos de tenacidad; ⑤ Soldadura en todas las posiciones ⑥ La tasa de aprobación de detección de defectos radiográficos de soldadura supera el 99%.
(4) Inspección
En este proyecto de tendido de tuberías submarinas, las soldaduras de las tuberías interiores se inspeccionaron mediante una máquina automática de rayos gamma y la tubería exterior se inspeccionó mediante ondas ultrasónicas. El método de exposición de la máquina automática de rayos gamma es una exposición circular de 360° y la fuente de rayos es una fuente de rayos gamma. La máquina de rayos X está diseñada y fabricada por fabricantes nacionales de acuerdo con los requisitos técnicos de China National Offshore Oil Corporation.
Las funciones principales de la máquina automática de rayos gamma incluyen: ① El movimiento del Realizado; (3) La emisión y recepción de la fuente gamma se controlan automáticamente;
IV.Análisis de eficiencia de nuevas tecnologías y nuevos procesos
(1) Tiempo de operación
Después de adoptar nuevos procesos y nuevas tecnologías, el principal tiempo de operación del El tubo interior es el siguiente: Tabla 15-1.
Tabla 15-1 Plan de operación de soldadura del tubo interior Tabla 15-2 Tabla comparativa de eficiencia de soldadura
Práctica y alta tecnología en petróleo marino de China
(2) Soldadura Eficiencia
La comparación de la eficiencia de la soldadura entre el nuevo proceso de soldadura, el proceso de soldadura descendente de celulosa y la soldadura del tubo interior de ingeniería se muestra en la Tabla 15-2. El tiempo de soldadura es 1. El tubo interior es soldado por dos soldadores. al mismo tiempo.
(3) Comparación de la eficiencia del tendido de tuberías entre procesos antiguos y nuevos.
La comparación de la eficiencia del tendido de tuberías entre los procesos antiguos y nuevos se realizó para el proyecto de tendido de tuberías submarinas de la segunda fase de desarrollo del campo petrolífero Suizhong 36-1. La antigua tecnología podía tender hasta 15 tramos de tubería de doble capa con una longitud de 12 m por día, mientras que la nueva tecnología podía tender hasta 68 tramos de tubería por día.
Por lo tanto, se pueden sacar las siguientes conclusiones: ①La soldadura por tensión superficial STT y la soldadura con núcleo fundente autoprotegido son métodos de soldadura eficientes y de alta calidad en la soldadura de tendido de tuberías submarinas (2) ②La soldadura por tensión superficial STT es; soldadura de raíz con espacio abierto El mejor método de soldadura (3) La combinación del dispositivo de centrado interno autoescalante neumático con espacio de ranura preestablecido y soldadura de tensión superficial STT es actualmente la mejor solución para la soldadura de raíz con espacio abierto ④Máquina biseladora, autoescalada neumática; La combinación de dispositivo de centrado interno, soldadura de tensión superficial STT, soldadura con núcleo fundente autoprotegida y máquina automática de rayos gamma es una solución completa, eficiente, de alta calidad, económica y operativa para el tendido, montaje, soldadura e inspección de tuberías submarinas.