深水油气田“咽喉”焊接设备实现国产制造

由海油工程牵头研发的首套国产深水油气田开发的“咽喉”设备——深水钢悬链线立管（SCR）的制造技术有了重大突破，全自动焊焊接设备完成海试，具备工程项目应用条件，标志着我国自主掌握了SCR全自动焊焊接设备制造及施工技术，对实现高水平科技自立自强、保障国家能源安全具有重要意义。

深水立管一端连接浮式生产平台，一端连接水下设备，是海底油气从水下输送到浮式生产平台的关键通道。SCR是深水立管的一种形式，一般用于水深1500米以上的深水油气田。SCR的适配性非常强，已被成功应用于张力腿平台、半潜平台、浮式生产系统和浮式生产储运系统，适用现有任何浮式结构，水深已超过3000米。

为了更加准确、全面了解当前国际上SCR铺设技术情况，海油工程的科研团队收集了国内外20余个项目资料，整理了百余份焊接工艺，组织科研力量进行分析论证。同时，基于大量的国外公司施工经验和焊接数据，于2022年初进行了前期的全自动焊方案设计和工艺优选，同时还组织团队进行硬件设备系统研发、功能集成调试等工作。

SCR的焊接难度非常大，首先就需要一副好‘骨架’——特质的钢管。由于钢悬链线立管由很多段标准长度的钢管焊接形成，它集海底管线与立管于一身，上端通过柔性接头自由悬挂在平台外侧，立管在重力作用下自由垂放在海底呈悬链线状，下端与海底生产系统相连，无需海底应力接头或柔性接头的连接，大大降低了水下施工难度和施工量。

与柔性立管、顶部张力立管相比，钢悬链线立管结构形式简单、成本低，无须顶张力补偿，对浮体的漂移运动和升沉运动的适应能力强，适用于高温高压的环境。

由于深海浮式结构在风、浪、流作用下将产生较大漂移运动，管道反复折弯，使得SCR立管系统在服役期间，承受了巨大极限载荷与平台运动及涡机振动所产生的交变荷载。同时焊缝区域存在的几何突变容易形成应力集中，致使其焊缝容易产生严重的断裂危险和疲劳失效的问题，这对SCR来说是致命的，因此对焊缝的性能和焊接的技术提出了极高的要求。。

项目历时两年，科研团队相继完成焊接数据库开发、环焊缝性能评价等工作，初步形成了整套SCR焊接技术能力。2023年9月11日，海洋石油201”船搭载我国自主研发制造的SCR自动焊焊接设备进行海上试验，20天内完成50道焊缝的焊接与检测，合格率达到100%。