“十一五”我国海底管道新技术开发应用概况.pdfVIP

是国内近几年才开始生产。随着国内海上油田开发向深 海进军，越来越多的油气输送管道需要在高温高压的酸 性环境下工作，双金属复合钢管将会显示其重要性。 2 集肤效应伴热海底管道 渤南油气田群位于渤海南部海域，包括渤中28—1 油田、渤中26—2油田、渤中13—1油田和曹妃甸18—1与 18—2气田。其中渤中13—1平台的井 口物流需通过一条 图 1 双金属复合管截面构造图 10inX16in、34km双层保温管海底管道输送至渤中26— 纯不锈钢焊丝填充焊缝 ；另一种是采用多种焊丝填充 2平台。经计算，该34km海管输送至距渤中26—2平台 焊缝。采用第一种焊缝构造 ，由于海上应用时外防腐 约 1lkm处温度已降至原油的凝固点。为了防止混输的 层可能破损，焊缝与碳钢母材暴露在海水中会发生电 油气在海底管道 中凝 固结蜡，确保油气的正常输送 ， 化学腐蚀，从而导致焊缝被腐蚀，因此，应尽量选用 需要提高该段海底管道的输送温度。解决此 问题的办 与碳钢母材电位差小的焊材。对于第二种焊缝构造 ， 法通常有电伴热带、蒸汽管线、集肤效应伴热。电伴 由于其盖面焊为碳钢焊丝，使得其外防腐处理与碳钢 热带伴热在海上平台组块管线中起重要作用 ，缺点是 管道相同，降低 了焊材费用，但需选用恰当的过渡层 伴热距离短，一般单根最长 lOOm左右。蒸汽管线伴热 焊丝和焊接工艺 ，避免过渡层出现裂纹。 虽可到达相当距离 ，但距离越远 ，温度越低 ，还会出 1．2．2 提高铺设速度 现冷凝水问题 。这两种方法均不适用于海底管道的伴 海底管道多采用铺管船进行铺设 。铺管船的铺设 热。 目前国内长距离管道伴热采用集肤效应电伴热。 速度取决于节点焊接速度及焊缝检测技术水平。复合 2．1 集肤效应 电伴热原理 管由于焊接工艺复杂 、焊缝检测难度较大，造成铺设 该伴热系统就是利用通电导体在电磁场作用下产 速度远低于碳钢管铺设速度 ，因此，提高复合管海上 生热量，以达到伴热的 目的。集肤效应电伴热系统由 焊接速度及检测技术水平显得非常重要。 供电系统和发热系统构成 (图2)。发热系统是一个被 1_2．3 确立管道铺设时的弯曲半径 称为 “热管”的普通碳钢管和穿在热管中的伴热电缆， 机械复合管管道铺设时发生弯曲易引起内衬与基 热管焊接在需伴热的管线上。伴热电缆在尾端接线盒 管脱离 ，造成内衬屈服甚至褶皱。铺设前需对管道进 与之短接 ，在首端伴热电缆和接线盒引出电缆通过电 行全尺度弯曲试验，确定出管道内衬与基管脱离时的 源接线箱分别与电源的两端相连。 弯曲半径，确保铺设时弯曲半径不大于该值 。 由于加载了交流电，加热管与导线上流经的电荷 1．3 应用分 析 将产生集肤效应，即某一方 向流动的电荷所产生的电 采用双金属复合管材料无论是成本还是技术上 ， 场将对另一方向流动的电荷产生相互的吸引作用。由 较其他材料都有非常明显的优势 (表2)，因而在国外应 于这种吸引力的存在，两个方向上的电荷