◎本報記者 陳 曦

　　記者近日從海洋石油工程股份有限公司（以下簡稱海油工程）獲悉,，深水油氣田開發(fā)的“咽喉”設備――深水鋼懸鏈線立管（SCR）的制造技術有了重大突破,。由海油工程牽頭研發(fā)的首套國產SCR全自動焊焊接設備完成海試,，具備工程項目應用條件,，標志著我國自主掌握了SCR全自動焊焊接設備制造及施工技術,，對實現(xiàn)高水平科技自立自強,、保障國家能源安全具有重要意義,。

　　連接海上生產平臺和海底油氣的關鍵設備

　　深水立管一端連接浮式生產平臺,，一端連接水下設備,，是海底油氣從水下輸送到浮式生產平臺的關鍵通道,。

　　SCR是深水立管的一種形式，一般用于水深1500米以上的深水油氣田,。SCR的適配性非常強,，目前已被成功應用于張力腿平臺、半潛平臺、浮式生產系統(tǒng)和浮式生產儲運系統(tǒng),，適用現(xiàn)有任何浮式結構,，水深已超過3000米。

　　“SCR取代了傳統(tǒng)的柔性立管和頂張力立管,，成為深水開發(fā)的首選立管形式,，目前被認為是降低深水立管系統(tǒng)成本的有效解決方案?！焙Ｓ凸こ淘O計院總工程師李懷亮對科技日報記者說,。

　　不過SCR在制造的過程中難度極大。它由一條條特制鋼管焊接而成,，矗立于復雜多變的深海中,，需要在涌浪等極端海況持續(xù)沖擊下安全工作20年甚至更長時間，對焊接技術要求極為嚴苛,。

　　“全自動焊接具有焊接效率高,、焊接質量好等諸多優(yōu)勢，成為SCR焊接裝備技術攻關的前沿方向,?！焙Ｓ凸こ淘O計院焊接實驗室經(jīng)理李黎霞介紹說，但一直以來,，國際上SCR全自動焊焊接裝備和焊接技術都掌握在少數(shù)國際公司手中,，制約了我國SCR高效鋪設裝備技術自主化發(fā)展步伐。

　　特質鋼管和焊接設備缺一不可

　　為了更加準確,、全面了解當前國際上SCR鋪設技術情況,，海油工程的科研團隊收集了國內外20余個項目資料，整理了百余份焊接工藝,，組織科研力量進行分析論證,。同時，基于大量的國外公司施工經(jīng)驗和焊接數(shù)據(jù),，于2022年初進行了前期的全自動焊方案設計和工藝優(yōu)選,，同時還組織團隊進行硬件設備系統(tǒng)研發(fā)、功能集成調試等工作,。

　　“SCR的焊接難度非常大,，首先就需要一副好‘骨架’――特質的鋼管?！崩罾柘颊f,。

　　由于鋼懸鏈線立管由很多段標準長度的鋼管焊接形成，它集海底管線與立管于一身,，上端通過柔性接頭自由懸掛在平臺外側,，立管在重力作用下自由垂放在海底呈懸鏈線狀,，下端與海底生產系統(tǒng)相連，無需海底應力接頭或柔性接頭的連接,，大大降低了水下施工難度和施工量,。

　　與柔性立管、頂部張力立管相比,，鋼懸鏈線立管結構形式簡單,、成本低，無須頂張力補償,，對浮體的漂移運動和升沉運動的適應能力強,，適用于高溫高壓的環(huán)境。

　　此外,，SCR還需要技藝高超的 “接骨師”――SCR焊接設備,。

　　“由于深海浮式結構在風、浪,、流作用下將產生較大漂移運動,，管道反復折彎，使得SCR立管系統(tǒng)在服役期間,，承受了巨大極限載荷與平臺運動及渦機振動所產生的交變荷載?！表椖控撠熑藢O有輝指出,，同時焊縫區(qū)域存在的幾何突變容易形成應力集中，致使其焊縫容易產生嚴重的斷裂危險和疲勞失效的問題,，這對SCR來說是致命的,。“因此對焊縫的性能和焊接的技術提出了極高的要求,?！睂O有輝說。

　　為解決這些難題,，中國海油聯(lián)合國內設備廠家,，啟動SCR全自動焊焊接設備研制工作。組織專家深入研究硬件結構和配套系統(tǒng),，成功完成模型構建,、軟件編程等工作。

　　在設備樣機功能集成調試,、現(xiàn)場試焊階段,，項目團隊反復研究，持續(xù)摸索,，打破陸地管線焊接設備研制慣性思維,，優(yōu)化焊接工藝,，通過拉、彎,、沖,、硬度、斷裂韌性試等十一類多達上百次試驗,，不斷優(yōu)化焊接參數(shù),，使設備性能和焊接質量達到國際行業(yè)標準，為海上測試奠定了堅實基礎,。

　　與此同時,，項目歷時兩年，科研團隊相繼完成焊接數(shù)據(jù)庫開發(fā),、環(huán)焊縫性能評價等工作,，初步形成了整套SCR焊接技術能力。

　　“由于海上高溫,，濕度大,，鹽度大，對設備提出了耐高溫,、耐鹽污水腐蝕的要求,。”孫有輝介紹,，為保證設備的可靠性,，2023年9月11日，“海洋石油201”船搭載我國自主研發(fā)制造的SCR自動焊焊接設備進行海上試驗,，20天內完成50道焊縫的焊接與檢測,，合格率達到100%。

　　目前,，該SCR自動焊焊接設備已具備工程項目應用條件,，標志著中國海油完全自主掌握了基于國產化管材和國產設備的SCR焊接工藝和檢驗技術，完全具備了自主進行SCR鋪設的技術能力,。