◎本報(bào)記者 陳 曦

　　記者近日從海洋石油工程股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱海油工程）獲悉，深水油氣田開發(fā)的“咽喉”設(shè)備――深水鋼懸鏈線立管（SCR）的制造技術(shù)有了重大突破,。由海油工程牽頭研發(fā)的首套國(guó)產(chǎn)SCR全自動(dòng)焊焊接設(shè)備完成海試,，具備工程項(xiàng)目應(yīng)用條件，標(biāo)志著我國(guó)自主掌握了SCR全自動(dòng)焊焊接設(shè)備制造及施工技術(shù),，對(duì)實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng),、保障國(guó)家能源安全具有重要意義。

　　連接海上生產(chǎn)平臺(tái)和海底油氣的關(guān)鍵設(shè)備

　　深水立管一端連接浮式生產(chǎn)平臺(tái),，一端連接水下設(shè)備,，是海底油氣從水下輸送到浮式生產(chǎn)平臺(tái)的關(guān)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(qiáng)，目前已被成功應(yīng)用于張力腿平臺(tái),、半潛平臺(tái),、浮式生產(chǎn)系統(tǒng)和浮式生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，適用現(xiàn)有任何浮式結(jié)構(gòu),，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(rèn)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(shè)計(jì)院總工程師李懷亮對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說(shuō)。

　　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(fù)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(zhǎng)時(shí)間,，對(duì)焊接技術(shù)要求極為嚴(yán)苛,。

　　“全自動(dòng)焊接具有焊接效率高、焊接質(zhì)量好等諸多優(yōu)勢(shì),，成為SCR焊接裝備技術(shù)攻關(guān)的前沿方向,。”海油工程設(shè)計(jì)院焊接實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理李黎霞介紹說(shuō),，但一直以來(lái),，國(guó)際上SCR全自動(dòng)焊焊接裝備和焊接技術(shù)都掌握在少數(shù)國(guó)際公司手中，制約了我國(guó)SCR高效鋪設(shè)裝備技術(shù)自主化發(fā)展步伐,。

　　特質(zhì)鋼管和焊接設(shè)備缺一不可

　　為了更加準(zhǔn)確,、全面了解當(dāng)前國(guó)際上SCR鋪設(shè)技術(shù)情況，海油工程的科研團(tuán)隊(duì)收集了國(guó)內(nèi)外20余個(gè)項(xiàng)目資料,，整理了百余份焊接工藝,，組織科研力量進(jìn)行分析論證。同時(shí),，基于大量的國(guó)外公司施工經(jīng)驗(yàn)和焊接數(shù)據(jù),，于2022年初進(jìn)行了前期的全自動(dòng)焊方案設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)選，同時(shí)還組織團(tuán)隊(duì)進(jìn)行硬件設(shè)備系統(tǒng)研發(fā),、功能集成調(diào)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(zhì)的鋼管,?！崩罾柘颊f(shuō)。

　　由于鋼懸鏈線立管由很多段標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)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(tái)外側(cè)，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(chǎn)系統(tǒng)相連,，無(wú)需海底應(yīng)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(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單,、成本低,，無(wú)須頂張力補(bǔ)償，對(duì)浮體的漂移運(yùn)動(dòng)和升沉運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)能力強(qiáng),，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(shè)備,。

　　“由于深海浮式結(jié)構(gòu)在風(fēng),、浪、流作用下將產(chǎn)生較大漂移運(yùn)動(dòng),，管道反復(fù)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(tái)運(yùn)動(dòng)及渦機(jī)振動(dòng)所產(chǎn)生的交變荷載,?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人孫有輝指出，同時(shí)焊縫區(qū)域存在的幾何突變?nèi)菀仔纬蓱?yīng)力集中,，致使其焊縫容易產(chǎn)生嚴(yán)重的斷裂危險(xiǎn)和疲勞失效的問題,，這對(duì)SCR來(lái)說(shuō)是致命的?！耙虼藢?duì)焊縫的性能和焊接的技術(shù)提出了極高的要求,。”孫有輝說(shuō),。

　　為解決這些難題,，中國(guó)海油聯(lián)合國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家，啟動(dòng)SCR全自動(dòng)焊焊接設(shè)備研制工作,。組織專家深入研究硬件結(jié)構(gòu)和配套系統(tǒng),，成功完成模型構(gòu)建、軟件編程等工作,。

　　在設(shè)備樣機(jī)功能集成調(diào)試,、現(xiàn)場(chǎng)試焊階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)反復(fù)研究,，持續(xù)摸索,，打破陸地管線焊接設(shè)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(dá)上百次試驗(yàn)，不斷優(yōu)化焊接參數(shù),，使設(shè)備性能和焊接質(zhì)量達(dá)到國(guó)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，為海上測(cè)試奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。

　　與此同時(shí)，項(xiàng)目歷時(shí)兩年,，科研團(tuán)隊(duì)相繼完成焊接數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā),、環(huán)焊縫性能評(píng)價(jià)等工作，初步形成了整套SCR焊接技術(shù)能力,。

　　“由于海上高溫,，濕度大，鹽度大,，對(duì)設(shè)備提出了耐高溫,、耐鹽污水腐蝕的要求?！睂O有輝介紹,，為保證設(shè)備的可靠性，2023年9月11日,，“海洋石油201”船搭載我國(guó)自主研發(fā)制造的SCR自動(dòng)焊焊接設(shè)備進(jìn)行海上試驗(yàn),，20天內(nèi)完成50道焊縫的焊接與檢測(cè)，合格率達(dá)到100%,。

　　目前,，該SCR自動(dòng)焊焊接設(shè)備已具備工程項(xiàng)目應(yīng)用條件，標(biāo)志著中國(guó)海油完全自主掌握了基于國(guó)產(chǎn)化管材和國(guó)產(chǎn)設(shè)備的SCR焊接工藝和檢驗(yàn)技術(shù),，完全具備了自主進(jìn)行SCR鋪設(shè)的技術(shù)能力,。