鉆井平臺水下犧牲陽極的切割

陳曉強，李曉虹，汪福強，朱小俊

（海軍潛艇學院，山東青島，266042）

鉆井平臺水下犧牲陽極的切割

陳曉強，李曉虹，汪福強，朱小俊

（海軍潛艇學院，山東青島，266042）

敘述了對文昌13-2油田深水中幾處犧牲陽極塊進行水下切割時的施工難度、工藝參數(shù)選擇及具體施工過程，供參考交流。

水下切割；犧牲陽極；參數(shù)；選擇

0 引言

文昌13-2油田為了穩(wěn)定油田產(chǎn)量，須新鉆調整井，即：在不增加平臺的情況下，增加四口隔水套管井槽，鉆八口生產(chǎn)井。隔水套管在水下安裝作業(yè)前，需要對井口片安裝橫梁處原有的犧牲陽極進行水下割除。

1 工程概況

該油田位于海南省文昌市西部海域，平均水深117 m。本次水下切割犧牲陽極塊的水深為79 m，共3塊，單塊重量350 kg，長度2 m左右，陽極極腳為直徑12 cm、壁厚1 cm的鋼管結構。最大流速1.5 m/s，一般流速在1kn以內，受臺風影響較大。

該項目施工難度較大，表現(xiàn)在：

（1）保障難度較大。由于作業(yè)點遠離大陸，作業(yè)前如果問題考慮不細，作業(yè)時遇到問題一般很難處理，從而直接影響到作業(yè)工期；

（2）作業(yè)點距加壓艙距離遠，作業(yè)平臺比較小，人員下水的位置只有1 m左右的間隙走廊，作業(yè)需要的氣源加壓艙等設備只能放在飛機平臺的下面，距離作業(yè)點的距離超40 m，這樣潛水員在出水后需要爬4個20臺階的樓梯通道才能到達加壓艙層面，對保障人員和潛水員要求高；

（3）水下作業(yè)深度大，切割要求高。施工中切割后的殘留高度不能太高，而且不能燒穿井架。

2 施工組織

2.1 人員組成

主要包括：項目負責人1名，全面負責水下作業(yè)實施和協(xié)調工作，確保整體項目施工質量和進度；潛水醫(yī)生1名，負責潛水作業(yè)過程中的安全事務，并根據(jù)潛水員作業(yè)水深提出可行的安全方案和應急方案，對潛水人員進行水面減壓，對減壓病癥狀的潛水員提出治療方案并進行減壓治療；潛水監(jiān)督3名，其中空氣潛水監(jiān)督1名，氦氧潛水監(jiān)督2名，主要負責合理安排潛水作業(yè)人員進行水下作業(yè)，根據(jù)潛水醫(yī)生的減壓要求，合理控制潛水作業(yè)人員的水下作業(yè)時間；水下切割潛水員3名，負責水下清理、切割相關作業(yè)；其他保障人員3名，負責潛水員的基本著裝、下水及出水保障。

2.2 設備器材準備情況

主要包括：氦氧潛水設備2套（實際用裝具為KMB-18潛水器材）、氦氧潛水供氣設備1套、氦氧混合氣體分析儀2套、水下測流儀1套、水下錄像監(jiān)視設備2套、空氣潛水設備2套、中壓空壓機3套、高壓空壓機2套、減壓艙1套、應急氣源4套、水下

電氧切割設備1套（包括水下切割條若干）、水下電焊設備1套、水下液壓打磨設備1套、海生物清理工具2把、卷揚機1臺、氦氧混合氣體200瓶、其他潛水耗材若干。

2.3 施工參數(shù)選擇

2.3.1 混合氣氧分壓的選擇

工程潛水用氣的理論氧含量按照30 min暴露時間安全氧分壓1.6 ata（絕對壓）計算，潛水80 m水深計算公式為：

即在80 m水深，混合氣潛水采用18%氧濃度氦氧（HeO2）混合氣體就可滿足潛水呼吸需要。

在實際潛水作業(yè)中，考慮到水下作業(yè)時間，為減少水下?lián)Q氣耽誤時間（水下?lián)Q氣一般在30 m深處，換氣過程需要2 min左右，而80 m水深一般作業(yè)時間限制在30 min），將水下?lián)Q氣改為水面直接呼吸HeO2混合氣，從潛水員戴上潛水頭盔后就開始呼吸混合氣，這樣潛水員著裝完畢也就完成了換氣過程。潛水員中間不需要停留，直接到達作業(yè)深度，增加了作業(yè)時間。

另將水下?lián)Q氣改為水面換氣，為預防水面供氧不足，又不至于水下供氧過度，實際使用時將氧含量增加1個百分點，即混合氣體按照19%的氧含量配比。

2.3.2 切割電流的選擇

水下切割電流的經(jīng)驗公式為：

其中，I為切割電流，單位為A；K為與切割厚度有關的經(jīng)驗系數(shù)；D為切割鋼板的厚度，單位為mm。

當D=10 mm時，K值可取30～35，即電流I可取300～350 A，考慮水深及其他因素的影響，實際施工中采用了350 A的電流。

2.3.3 切割氧壓力的選擇

水下切割氧壓力的經(jīng)驗公式為：

其中，P為切割氧壓力，單位為atm；p為切割水深壓力，單位為atm；k為經(jīng)驗系數(shù)，與切割厚度有關；d為割條內徑，單位為mm。

當水深為79 m，切割厚度為10 mm，割條內徑為1.5 mm時，k值可取2或2.5，此時切割氧壓力P為10.9或11.65個atm。考慮氧氣管的阻力及其他因素的影響，實際施工中選擇了13個atm的切割氧壓力。

2.3.4 減壓要求

作業(yè)海區(qū)每次平流時間約2～3 h，為避免潛水員體力消耗過大，潛水員作業(yè)完畢到40 m處換吸空氣，在水中減壓至18 m處換吸O2，（減壓方案按照國軍標的潛水減壓表）減完14 m后直接出水進艙進行水面吸氧減壓，從頭盔離水到卸裝進艙加壓到16 m，不允許超過6 min。

3 施工工藝

進行水下切割作業(yè)前，潛水員應先對導管架海生物和魚網(wǎng)、雜物等進行清理，并在5.7 m水平片安裝自備氣動卷揚機，準備把所有影響井口片安裝的陽極切割出水。

考慮水深比較大，采用130 m長、直徑為100 mm2的切割電纜，將切割纜閘刀安裝在100 m處（一根纜長度100 m，其余要連接起來使用），另30 m連接在電焊機上。由于電話員與閘刀控制人員的距離有14 m，平臺噪音較大，聽不見電話員聲音，作業(yè)時直接安裝一潛水電話耳機，閘刀控制人員直接聽到潛水員指令，而不必等電話員傳話。地線直接在平臺上打磨出一個連接點，用螺母上緊，并用黃油涂抹，防止生銹，另一頭和焊機連接。

潛水員下水到位后，先用一尼龍吊帶把陽極套好，稍微收緊。由于割掉陽極處要安裝管卡，管卡和橫梁間隙不能大于0.5 cm，否則管卡裝上后合不攏，影響后續(xù)作業(yè)，因此切割時為防止誤燒橫梁，須將割條和其平行切割，并將割條角度調整好；切割面要平整，盡量靠近橫梁，但又不能損傷橫梁，一旦將橫梁燒穿，海水會進入橫梁，危及平臺安全。在水下陽極切割的同時，水面絞車應協(xié)助作業(yè)，把切割的陽極吊出水面。每切割完一個犧牲陽極塊，如有偏高或不平整處，采用液動砂輪機將其打平。

水下作業(yè)過程中，潛水員應佩帶好防護用的器具。切割時注意將供氣管、信號繩及電纜線梳理到身后，避免出現(xiàn)誤割現(xiàn)象。每次更換割條及調整位置時，注意通知水面斷電。每次作業(yè)前將本次作業(yè)所使用氣體全部檢測一遍（包括氣瓶壓力、氧含量等），并做好記錄。混合氣瓶由專人負責開啟，其余人員禁止接觸。

4 結語

經(jīng)過1天2人次的水下施工，潛水員將79 m處的三根犧牲陽極塊全部切割打撈出水，切割處平整無偏差，油井架毫發(fā)無損，順利通過了最后驗收，為后續(xù)工程提供了時間保障。 ■

[1]續(xù)守成，貝全榮.水下焊接與切割技術[M].北京：海洋出版社，1986．

[2]宋寶天.水下焊接與切割[M].北京：機械工業(yè)出版社，1989.

[3]梅福欣，俞尚知.水下焊接與切割譯文集[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982.

[4]史耀武，張新平，雷永平.嚴酷條件下的焊接技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.

溪洛渡-向家壩梯級電站月發(fā)電量首過100億kW·h

據(jù)中國長江三峽集團公司7月，溪洛渡-向家壩梯級電站月累計發(fā)電量首次突破100億kW·h，創(chuàng)造了月發(fā)電量123億kW·h的新高。

7月7日16時，隨著向家壩電站最后一臺機組正式投入商業(yè)運行，金沙江區(qū)域溪洛渡-向家壩梯級電站26臺水輪發(fā)電機組全面投產(chǎn)運行。經(jīng)統(tǒng)計，向家壩電站7月每日發(fā)電量過1億kW·h，7月15日至月末，出力保持600萬kW；溪洛渡電站全月日平均出力達到1 080萬kW。7月31日，溪洛渡-向家壩梯級電站首次達到總出力1 860萬kW。

自進入汛期以來，長江電力積極協(xié)調兩方四地調度機構、合理安排電站運行方式、加強設備巡檢巡視、科學調度溪洛渡-向家壩梯級電站。在確保防洪安全的前提下，不斷刷新發(fā)電新紀錄，充分發(fā)揮了梯級電站的綜合效益。

In this paper,the difficulty,parameter selection and the implementation process of underwa?ter cutting using sacrificial anodes at Wenchang 13-2 oil field were presented,for reference.

underwater cutting;sacrificial anode;parameter;selection

TG482+.1

B

1671-1092（2014）04-0061-02

2014-03-18

陳曉強（1976-），男，碩士，主要從事水下焊接與切割技術的研究和教學。

Title:Underwater cutting using sacrificial anode for drilling platform//by CHEN Xiao-qiang,LI Xiaohong,WANG Fu-qiang and ZHU Xiao-jun//Naval Submarine Academy of PLA