賈磊

摘 要：液飛纜作為水下采油樹的主要控制系統(tǒng)臍帶纜的組成部分之一，對采油樹的開、關和鎖緊、解鎖等功能實現(xiàn)遠程控制，本文主要講述了液飛纜從最初的調(diào)研、技術攻關和最后驗收等過程控制。

關鍵詞：采油樹；液飛纜；修復

1 液飛纜修復需要探討和解決的幾個關鍵問題

1.1 材料替代

經(jīng)權威的元素分析儀測定，海底液飛纜的原件單向閥與原管件材質(zhì)元素中主要元素含量為：鎳13.1、鉻25.5、鉬2.03、錳4.88及其微量元素；聯(lián)接接頭中主要元素含量為鎳6.8、鉻25.5、鉬5.37、錳1.09及其微量元素。經(jīng)實踐超級雙相不銹鋼UNS S32750/SAF2507和UNS S20910/Nitronic50在元素含量及其性能上可以替代原液飛纜的聯(lián)接接頭和原管件；其中SAF2507合金由25%鉻，4%鉬和7%的鎳構成的超復式不銹剛。其執(zhí)行標準為ASTM A240，它的強度及抗腐蝕能力較強，其中抗拉強度不小于800MPa，屈服強度不小于不小于550 MPa，主要用于化學加工、石油化工和海底設備。它具有較強的抗氯化物腐蝕能力，較高的導熱性和較低的熱膨脹系數(shù)。較高的鉻、鉬及鎳含量使它具有很高的抗斑蝕、裂縫及一般腐蝕的能力；另一種UNS S20910/Nitronic50作為一種由22%鉻，4%鉬和13%的鎳構成的奧氏體不銹鋼，其抗腐蝕性能優(yōu)于316、616L、317和317L，且室溫下屈服強度幾乎是它們的兩倍。該鋼種在高溫及零下的溫度中都具有非常好的機械性能。綜上所述，該材料滿足使用要求。

1.2 焊接工藝制定

1.2.1 焊條條件

選用AWS A5.9 ER2594焊條，氬氣保護中進行，并進行自循環(huán)水冷，維持焊縫周邊溫度低于150攝氏度。

1.2.2 焊接接頭形式

角接接頭。

1.2.3 工藝參數(shù)

采用GTAW（氬?。┖附臃椒ǎ缓附訒r要在坡口內(nèi)引弧，焊接操作上盡量控制最小的熔合比，減少母材的熔入量；層（道）間溫度應在坡口內(nèi)測量，層（道）間溫度應控制在150℃以下；焊接過程中，管內(nèi)應充氬氣保護，至少前3道焊縫必須保護，氬氣純度>99.99%；定位焊時與正式焊接工藝相同；每段定位焊縫應不短于25mm；焊縫余高不超過3mm，比坡口每側(cè)增寬不超過3mm；焊后，焊縫及熱影響區(qū)的表面飛濺等應去除，并用不銹鋼刷徹底刷干凈；管子表面如果發(fā)生電弧灼傷，用砂輪打磨，并采用滲透檢查；如果打磨后壁厚不應小于規(guī)定的最小壁厚，受傷部位鋼管需割除。

1.2.4 焊后處理

焊后應在氬氣保護下自然冷卻，并在鹽酸中清洗焊縫。

2 液飛纜修復的過程介紹

①接頭修復加工。將單向閥的原焊口斷裂處加工平整，并加工內(nèi)孔至原尺寸；

②單向閥的試壓（單個）。a制造試壓工裝，所有與閥體接觸的工裝都選用不銹鋼制造；b對12個單向閥進行水壓試驗，壓力為10000 PSI；裝配扣壓接頭，經(jīng)檢查無誤后實施試驗扣壓；把扣壓好接頭的管段，用連管接頭連接到試壓設備進行壓力試驗，第一步：加壓至2000PSI，穩(wěn)壓15分鐘后，第二步：再加壓至2000PSI，再穩(wěn)壓15分鐘，直至升至最終壓力10000PSI，穩(wěn)壓5小時，觀察壓力的變化；c經(jīng)過試壓后，能夠滿足壓力，沒有泄漏的，可以確定該單向閥能夠滿足使用；

③單向閥的修理替代（防止單向閥經(jīng)試壓后不能滿足修復使用要求）。a解剖單向閥以及防護帽各一個，對相關零配件進行研究，測量相關尺寸；b對解剖的防護帽按單向閥的相關尺寸進行加工，主要是加工錐面以及內(nèi)卡環(huán)槽，對加工后的工件進行裝配，最終落實尺寸是否能夠滿足替代要求；

④接頭焊接。將過渡接頭焊在單向閥的接口上，在整個焊接過程中，制造兩套專用控制焊接溫度的水循環(huán)冷卻工具和氣體保護工具，并用激光測溫儀對整個焊接過程的溫度進行監(jiān)控，溫度控制在110度左右，確保焊接的質(zhì)量；

⑤鈍化。用酸洗液對焊縫進行酸洗鈍化；

⑥組對，確定尺寸。把已焊好的單向閥按原記號安裝好，然后把新彎制好的管子按原樣安裝好，并讓與單向閥連接的一端連接到單向閥上，另一端套上新加工好的接頭，并和原管體搭接確定管子的具體尺寸，對每條管子做好尺寸記號；

⑦焊接。a分離組對的管子和單向閥，把每根彎制好的管子和接頭進行焊接，焊接要求按焊接工藝，做好氬氣氣體焊接的保護，確保焊接質(zhì)量；b把焊好的管子按原樣安裝好，并讓每根管子按編號和原管體對接好，并點焊牢固，然后又把它們拆離，以便焊接；c按焊接工藝要求對每條管子做好氬氣氣體焊接的保護，確保焊接質(zhì)量；d把焊好的管子從最底層開始安裝并和對應的單向閥接口逐條組對焊接好，焊完一條再組對另一條，這樣方便焊接；在焊接過程中，用專用工具頂開單向閥，做好氣體保護焊接，確保焊接質(zhì)量；

⑧管與管的焊口探傷。對所有焊接口進行滲透檢測，并經(jīng)由檢測公司出具權威的報告；

⑨鈍化。對所有焊口進行酸洗鈍化。

3 結(jié)束語

臍帶纜作為采油樹的控制系統(tǒng)的一部分，其維修在國內(nèi)尚屬于零星產(chǎn)業(yè)，隨著海洋石油981向深水進軍的大背景下，國內(nèi)除了需要研究和學習國外先進海洋水下井口設備和采油技術，也需要完善和成型海洋水下設備的維修產(chǎn)業(yè)。

參考文獻：

[1]張亮主.深水油田立式水下采油樹安裝操控作業(yè)[J].石油鉆采工藝，2012（s1）：117-120.

[2]陳祝年等.焊接工程師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.