产品名称： 挪威国家石油公司海底管道远程带压焊接技术

项目时间： 2013

项目地点： 挪威

项目国家：  挪威

所属公司：  挪威国家石油公司

项目简介：

13年之前，无需潜水员作业并准备管件的带压焊接技术就已经开始了应用，而挪威国家石油公司（Statoil）在海底管道联接方面的技术研发则处于落后地位。经过十年的研究发展，Statoil在2013年成功开发了海底远程带压焊接技术。

主要问题：

停止油气输送管线的运行来进行管线联接会造成巨大的损失并引起很多麻烦。因此，在过去的很多年中，人们通常选择在运行中的管线上进行带压焊接操作，这需要专门设计的带压焊接作业船，并且需要将大量机器设备下放到海底。

解决方案：

针对挪威国家石油公司的远程带压焊接技术，本文通过使用抗腐蚀合金制成的可消耗填充材料合金59作为样品，以改造三通的远程带压焊接为目的，介绍了实验室中干式高压GMA焊接程序的开发和认证过程。同样也说明了在进行常规焊接操作之前首先需要注意操作环境可能带来的问题，尤其是湿度和温度对于焊接产品质量的影响。

首先，海底挖掘机清理海底，将需要带压焊接作业的管线部分裸露出来，用具有1200bar压力的高压清洗机将管线表面的水泥或者聚合物保护层清洗掉，下放T型模块并固定在需要带压焊接作业的部分。 然后焊接机器人会使用氩气将T型模块上的管线分支吹干，用电磁感应线圈干燥并加热需要操作的区域，机器人在分支管线和将要进行带压焊接操作区域之间焊接一个内部密封，之后安装隔离阀。下放焊接机器，在分支管线的高压侧进行钻孔，取出钻下部分并穿过隔离阀，之后关闭隔离阀。新的联接点准备工作完毕，选择任意一种合适的远程操作工具即可进行管线联接。

带压焊接技术是一项重大的技术革新，使边际油气田的开采成为可能，也是延长油气田使用期限的重要技术。 带压焊接技术可以在不停止生产的情况下进行任意位置的管线联接，带压焊接的这种特性使得管线联接操作具有很大的弹性，能够减少大量费用。 通过在任意位置的管线联接，可以更好的利用已经铺设在海底的上千公里管线，也可以联接新的油田，或者为优化现有基础设施提供新的生产方案。

项目经理Kjell Edvard Apeland说道：考虑到由人工在海底完成带压焊接这项工作的花费非常高而且非常危险，另外，深水环境对焊接作业来说也是相当大的挑战。通过使用新的远程带压焊接技术，整个工作过程只要在船上进行远程控制就能够完成。

如果考虑到使用海底现有的石油和天然气输送管线系统，那么在水深2000米处对使用中的管线进行远程带压焊接操作就可以称为一次技术革新。尤其是对那些想要把现存管线进行系统联接的新项目。这种技术应用非常广泛，例如将油田转变为气田、在油田中引入气举技术、安装水下压缩站和安装破损管线的旁路管线等。

案例分析：

案例一

Statoil在2008年第一次将该技术应用于Tampen 带压焊接联接项目。带压焊接的切割操作不再需要潜水员完成，但包括带压焊接三通的高压焊接在内的准备工作需要潜水员来完成。2009年在挪威海的长蛇油田进行了海水深度860米的带压管线焊接，在预先安装好的三通上完成了两次带压焊接操作，这是目前为止世界上进行过的最深的海底带压焊接操作。在实验室中建立的焊接程序于2011年在挪威的Sognefjord海峡进行了水下测试，测试水深为265米和350米，所用工具为改造三通焊接工具（RTWT），测试水域具有代表性，并取得了非常成功的试验结果。2012年在Nedstrand 海峡对改造三通进行了进一步测试，测试水深为265米和316米。

管线修复系统远程控制带压焊接设备的开发得益于Sratoil多年有针对性的研究和大量高质量的工作。截至目前，改造三通的远程安装、焊接和切割设备已经成为了生产设施的一部分，例如Åsgard水下压缩项目使用这些设备来延长Åsgard气田的使用期。目前，高压GMA焊接程序现已应用在Åsgard水下压缩项目中，通过与改造三通、相关阀门组件和鹅颈管线轴的联合使用，就能够在不影响生产的情况下修复现有管线系统，大大降低了修复成本。接下来，改造三通将会与水下压缩站联接，以延长气田的使用期。

案例二

2012年在挪威海Åsgard水下气体压缩项目进行了带压焊接技术的第一次应用。联接点在Åsgard B生产线上，水深265米。十天后，带压焊接操作团队在Technip集团的Scandi Arctic号上证实了这项开拓性的技术取得了成功。 Johan Sverdrup油田位于挪威的北海，Grane以南40公里，Sleipner以北65公里，Stavanger以西140公里。该油田是挪威五大油田之一，预计有17至30亿桶原油储量，是挪威接下来五十年中最重要的工业项目之一，预计2019年12月开始投产，持续生成50年。 该油田产出的气体通过一条新的18英寸的管线被输送至Kårstø加工厂，利用带压焊接技术将这条新的管线通过30英寸的改造三通与来自Statfjord油田的气管线相联接，气体输出方案大概需要两年时间来完成。 Gassco公司的资产管理执行副总裁Svein Birger Thaule说：我们非常高兴能与IKM海洋设计公司合作，我们相信IKM会帮助我们完成一个非常好、非常安全的气体输出方案，这个项目对于输送气体至Kårstø加工厂极其重要。整个安装过程无潜水员操作，只需要在Haugesund控制管线修复系统的带压焊接设备即可。

一旦Johan Sverdrup油田开始投产， Gassco公司将会成为联接Johan Sverdrup油田和Statpipe油田的气管线的156千米管道的运营商和技术负责人，而Statoil是整个项目的运营商。

亮点： 

带压作业，不需要停产。不需要专门作业船，不需要潜水员工作。

国内相似案例：

我国正在大力发展海洋开发，最近关于深海设备的研发力度正在加大，不过尚未有这种专业作业设备商业化。