陳曉強(qiáng)，李曉虹，汪福強(qiáng)，朱小俊

（海軍潛艇學(xué)院，山東青島，266042）

鉆井平臺(tái)水下?tīng)奚?yáng)極的切割

陳曉強(qiáng)，李曉虹，汪福強(qiáng)，朱小俊

（海軍潛艇學(xué)院，山東青島，266042）

敘述了對(duì)文昌13-2油田深水中幾處犧牲陽(yáng)極塊進(jìn)行水下切割時(shí)的施工難度、工藝參數(shù)選擇及具體施工過(guò)程，供參考交流。

水下切割；犧牲陽(yáng)極；參數(shù)；選擇

0 引言

文昌13-2油田為了穩(wěn)定油田產(chǎn)量，須新鉆調(diào)整井，即：在不增加平臺(tái)的情況下，增加四口隔水套管井槽，鉆八口生產(chǎn)井。隔水套管在水下安裝作業(yè)前，需要對(duì)井口片安裝橫梁處原有的犧牲陽(yáng)極進(jìn)行水下割除。

1 工程概況

該油田位于海南省文昌市西部海域，平均水深117 m。本次水下切割犧牲陽(yáng)極塊的水深為79 m，共3塊，單塊重量350 kg，長(zhǎng)度2 m左右，陽(yáng)極極腳為直徑12 cm、壁厚1 cm的鋼管結(jié)構(gòu)。最大流速1.5 m/s，一般流速在1kn以內(nèi)，受臺(tái)風(fēng)影響較大。

該項(xiàng)目施工難度較大，表現(xiàn)在：

（1）保障難度較大。由于作業(yè)點(diǎn)遠(yuǎn)離大陸，作業(yè)前如果問(wèn)題考慮不細(xì)，作業(yè)時(shí)遇到問(wèn)題一般很難處理，從而直接影響到作業(yè)工期；

（2）作業(yè)點(diǎn)距加壓艙距離遠(yuǎn)，作業(yè)平臺(tái)比較小，人員下水的位置只有1 m左右的間隙走廊，作業(yè)需要的氣源加壓艙等設(shè)備只能放在飛機(jī)平臺(tái)的下面，距離作業(yè)點(diǎn)的距離超40 m，這樣潛水員在出水后需要爬4個(gè)20臺(tái)階的樓梯通道才能到達(dá)加壓艙層面，對(duì)保障人員和潛水員要求高；

（3）水下作業(yè)深度大，切割要求高。施工中切割后的殘留高度不能太高，而且不能燒穿井架。

2 施工組織

2.1 人員組成

主要包括：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人1名，全面負(fù)責(zé)水下作業(yè)實(shí)施和協(xié)調(diào)工作，確保整體項(xiàng)目施工質(zhì)量和進(jìn)度；潛水醫(yī)生1名，負(fù)責(zé)潛水作業(yè)過(guò)程中的安全事務(wù)，并根據(jù)潛水員作業(yè)水深提出可行的安全方案和應(yīng)急方案，對(duì)潛水人員進(jìn)行水面減壓，對(duì)減壓病癥狀的潛水員提出治療方案并進(jìn)行減壓治療；潛水監(jiān)督3名，其中空氣潛水監(jiān)督1名，氦氧潛水監(jiān)督2名，主要負(fù)責(zé)合理安排潛水作業(yè)人員進(jìn)行水下作業(yè)，根據(jù)潛水醫(yī)生的減壓要求，合理控制潛水作業(yè)人員的水下作業(yè)時(shí)間；水下切割潛水員3名，負(fù)責(zé)水下清理、切割相關(guān)作業(yè)；其他保障人員3名，負(fù)責(zé)潛水員的基本著裝、下水及出水保障。

2.2 設(shè)備器材準(zhǔn)備情況

主要包括：氦氧潛水設(shè)備2套（實(shí)際用裝具為KMB-18潛水器材）、氦氧潛水供氣設(shè)備1套、氦氧混合氣體分析儀2套、水下測(cè)流儀1套、水下錄像監(jiān)視設(shè)備2套、空氣潛水設(shè)備2套、中壓空壓機(jī)3套、高壓空壓機(jī)2套、減壓艙1套、應(yīng)急氣源4套、水下

電氧切割設(shè)備1套（包括水下切割條若干）、水下電焊設(shè)備1套、水下液壓打磨設(shè)備1套、海生物清理工具2把、卷?yè)P(yáng)機(jī)1臺(tái)、氦氧混合氣體200瓶、其他潛水耗材若干。

2.3 施工參數(shù)選擇

2.3.1 混合氣氧分壓的選擇

工程潛水用氣的理論氧含量按照30 min暴露時(shí)間安全氧分壓1.6 ata（絕對(duì)壓）計(jì)算，潛水80 m水深計(jì)算公式為：

即在80 m水深，混合氣潛水采用18%氧濃度氦氧（HeO2）混合氣體就可滿足潛水呼吸需要。

在實(shí)際潛水作業(yè)中，考慮到水下作業(yè)時(shí)間，為減少水下?lián)Q氣耽誤時(shí)間（水下?lián)Q氣一般在30 m深處，換氣過(guò)程需要2 min左右，而80 m水深一般作業(yè)時(shí)間限制在30 min），將水下?lián)Q氣改為水面直接呼吸HeO2混合氣，從潛水員戴上潛水頭盔后就開(kāi)始呼吸混合氣，這樣潛水員著裝完畢也就完成了換氣過(guò)程。潛水員中間不需要停留，直接到達(dá)作業(yè)深度，增加了作業(yè)時(shí)間。

另將水下?lián)Q氣改為水面換氣，為預(yù)防水面供氧不足，又不至于水下供氧過(guò)度，實(shí)際使用時(shí)將氧含量增加1個(gè)百分點(diǎn)，即混合氣體按照19%的氧含量配比。

2.3.2 切割電流的選擇

水下切割電流的經(jīng)驗(yàn)公式為：

其中，I為切割電流，單位為A；K為與切割厚度有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；D為切割鋼板的厚度，單位為mm。

當(dāng)D=10 mm時(shí)，K值可取30～35，即電流I可取300～350 A，考慮水深及其他因素的影響，實(shí)際施工中采用了350 A的電流。

2.3.3 切割氧壓力的選擇

水下切割氧壓力的經(jīng)驗(yàn)公式為：

其中，P為切割氧壓力，單位為atm；p為切割水深壓力，單位為atm；k為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與切割厚度有關(guān)；d為割條內(nèi)徑，單位為mm。

當(dāng)水深為79 m，切割厚度為10 mm，割條內(nèi)徑為1.5 mm時(shí)，k值可取2或2.5，此時(shí)切割氧壓力P為10.9或11.65個(gè)atm?？紤]氧氣管的阻力及其他因素的影響，實(shí)際施工中選擇了13個(gè)atm的切割氧壓力。

2.3.4 減壓要求

作業(yè)海區(qū)每次平流時(shí)間約2～3 h，為避免潛水員體力消耗過(guò)大，潛水員作業(yè)完畢到40 m處換吸空氣，在水中減壓至18 m處換吸O2，（減壓方案按照國(guó)軍標(biāo)的潛水減壓表）減完14 m后直接出水進(jìn)艙進(jìn)行水面吸氧減壓，從頭盔離水到卸裝進(jìn)艙加壓到16 m，不允許超過(guò)6 min。

3 施工工藝

進(jìn)行水下切割作業(yè)前，潛水員應(yīng)先對(duì)導(dǎo)管架海生物和魚(yú)網(wǎng)、雜物等進(jìn)行清理，并在5.7 m水平片安裝自備氣動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，準(zhǔn)備把所有影響井口片安裝的陽(yáng)極切割出水。

考慮水深比較大，采用130 m長(zhǎng)、直徑為100 mm2的切割電纜，將切割纜閘刀安裝在100 m處（一根纜長(zhǎng)度100 m，其余要連接起來(lái)使用），另30 m連接在電焊機(jī)上。由于電話員與閘刀控制人員的距離有14 m，平臺(tái)噪音較大，聽(tīng)不見(jiàn)電話員聲音，作業(yè)時(shí)直接安裝一潛水電話耳機(jī)，閘刀控制人員直接聽(tīng)到潛水員指令，而不必等電話員傳話。地線直接在平臺(tái)上打磨出一個(gè)連接點(diǎn)，用螺母上緊，并用黃油涂抹，防止生銹，另一頭和焊機(jī)連接。

潛水員下水到位后，先用一尼龍吊帶把陽(yáng)極套好，稍微收緊。由于割掉陽(yáng)極處要安裝管卡，管卡和橫梁間隙不能大于0.5 cm，否則管卡裝上后合不攏，影響后續(xù)作業(yè)，因此切割時(shí)為防止誤燒橫梁，須將割條和其平行切割，并將割條角度調(diào)整好；切割面要平整，盡量靠近橫梁，但又不能損傷橫梁，一旦將橫梁燒穿，海水會(huì)進(jìn)入橫梁，危及平臺(tái)安全。在水下陽(yáng)極切割的同時(shí)，水面絞車應(yīng)協(xié)助作業(yè)，把切割的陽(yáng)極吊出水面。每切割完一個(gè)犧牲陽(yáng)極塊，如有偏高或不平整處，采用液動(dòng)砂輪機(jī)將其打平。

水下作業(yè)過(guò)程中，潛水員應(yīng)佩帶好防護(hù)用的器具。切割時(shí)注意將供氣管、信號(hào)繩及電纜線梳理到身后，避免出現(xiàn)誤割現(xiàn)象。每次更換割條及調(diào)整位置時(shí)，注意通知水面斷電。每次作業(yè)前將本次作業(yè)所使用氣體全部檢測(cè)一遍（包括氣瓶壓力、氧含量等），并做好記錄?；旌蠚馄坑蓪Ｈ素?fù)責(zé)開(kāi)啟，其余人員禁止接觸。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)1天2人次的水下施工，潛水員將79 m處的三根犧牲陽(yáng)極塊全部切割打撈出水，切割處平整無(wú)偏差，油井架毫發(fā)無(wú)損，順利通過(guò)了最后驗(yàn)收，為后續(xù)工程提供了時(shí)間保障。 ■

[1]續(xù)守成，貝全榮.水下焊接與切割技術(shù)[M].北京：海洋出版社，1986．

[2]宋寶天.水下焊接與切割[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.

[3]梅福欣，俞尚知.水下焊接與切割譯文集[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.

[4]史耀武，張新平，雷永平.嚴(yán)酷條件下的焊接技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

溪洛渡-向家壩梯級(jí)電站月發(fā)電量首過(guò)100億kW·h

據(jù)中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司7月，溪洛渡-向家壩梯級(jí)電站月累計(jì)發(fā)電量首次突破100億kW·h，創(chuàng)造了月發(fā)電量123億kW·h的新高。

7月7日16時(shí)，隨著向家壩電站最后一臺(tái)機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行，金沙江區(qū)域溪洛渡-向家壩梯級(jí)電站26臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組全面投產(chǎn)運(yùn)行。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，向家壩電站7月每日發(fā)電量過(guò)1億kW·h，7月15日至月末，出力保持600萬(wàn)kW；溪洛渡電站全月日平均出力達(dá)到1 080萬(wàn)kW。7月31日，溪洛渡-向家壩梯級(jí)電站首次達(dá)到總出力1 860萬(wàn)kW。

自進(jìn)入汛期以來(lái)，長(zhǎng)江電力積極協(xié)調(diào)兩方四地調(diào)度機(jī)構(gòu)、合理安排電站運(yùn)行方式、加強(qiáng)設(shè)備巡檢巡視、科學(xué)調(diào)度溪洛渡-向家壩梯級(jí)電站。在確保防洪安全的前提下，不斷刷新發(fā)電新紀(jì)錄，充分發(fā)揮了梯級(jí)電站的綜合效益。

In this paper,the difficulty,parameter selection and the implementation process of underwa?ter cutting using sacrificial anodes at Wenchang 13-2 oil field were presented,for reference.

underwater cutting;sacrificial anode;parameter;selection

TG482+.1

B

1671-1092（2014）04-0061-02

2014-03-18

陳曉強(qiáng)（1976-），男，碩士，主要從事水下焊接與切割技術(shù)的研究和教學(xué)。

Title:Underwater cutting using sacrificial anode for drilling platform//by CHEN Xiao-qiang,LI Xiaohong,WANG Fu-qiang and ZHU Xiao-jun//Naval Submarine Academy of PLA