[发明专利]一种石油天然气输气管路系统和输气管道的焊接方法

说明书

本发明提供了一种石油天然气输送管道的焊接方法和输气管路系统，所述方法包括以下步骤：对管道待焊接端进行下料切割和坡口加工；设置内部保护装置或构筑气坝，清洗所述坡口和坡口周边管道表面；将与连接块置于组对的坡口之间，通过点焊连接；对焊口进行密封，形成密封层，在密封层上设置出气口，当构筑气坝时，还须设置进气口；通向焊口内部空间充入背面保护气体；在密封层上依次进行根焊和热焊；移除所述连接块；继续进行填充焊和盖面焊。所述输气管路系统中的管道包括采用如上所述的焊接方法进行焊接。本发明的有益效果包括：能够适用于酸性腐蚀环境和高氯油气的运输，能够确保焊接接头满足抗氯离子腐蚀性能要求和力学性能要求。

技术领域

本发明涉及石油天然气的焊接领域，特别地，涉及一种石油天然气输气管路系统和输气管道的焊接方法。

背景技术

在石油天然气田开发中，各种酸性有害介质的腐蚀问题是困扰许多油气田开发的一项难题。油气田有害介质主要以H₂S、CO₂、Cl^-等为主，对井下套管和油气装置管道等危害很大。例如，克拉2气田天然气组分好，但Cl^-含量很高。为了降低建设成本，通常采用加注缓蚀剂、脱水等方式减缓腐蚀速率，传统方法容易造成意外腐蚀、维护工作量大、隐形成本高以及环境污染等问题，。特别是在国内油气田工程建设中，对于输进含高Cl^-湿气的这一类管材焊接，国内尚没有使用先例。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种石油天然气双相不锈钢输送管道的焊接方法，来得到具有抗腐蚀性能的铁素体-奥氏体双相特性的焊缝组织。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种石油天然气输送管道的焊接方法，所述焊接方法包括以下步骤：

通过机械方式对所述输气管道的待焊接端进行下料切割和坡口加工；

清洗所述坡口和坡口周边管道表面，在所述输气管道待焊接端设置内部保护装置或构筑气坝，并进行坡口组对，形成焊口；将与所述管道材质相同的连接块置于组对的坡口之间，通过点焊将连接块与组对的坡口连接；对焊口进行密封，形成密封层，按照钟点位置，在密封层的X点钟位置设置出气口，其中，10≤X≤12或0＜X≤2，当在所述待焊接端内部构筑气坝时，在密封层的Y点钟位置设置进气口，其中，5≤Y≤7；通过所述内部保护装置或进气口向焊口内部空间充入背面保护气体；在所述密封层上依次进行根焊和热焊，焊接过程持续充入背面保护气体，并在根焊过程中移除所述连接块；热焊结束之后，停止充入背面保护气体；继续进行填充焊和盖面焊。在本发明的石油天然气输送管道的焊接方法的一个示例性实施例中，所述输气管道包括按重量百分比计的如下成分：

≤0.03％C、22～23％Cr、3～3.5％Mo、≤2％Mn、≤1％Si、≤0.030％P、≤0.02％S、4.5～6.5％Ni、0.14～0.20％N，其余可为铁。

在本发明的石油天然气输送管道的焊接方法的一个示例性实施例中，所述清洗坡口周边管道表面的步骤包括：清洗从坡口边缘至距离坡口边缘80mm～120mm范围的管道外表面和/或内表面。

在本发明的石油天然气输送管道的焊接方法的一个示例性实施例中，在进行所述点焊的同时，进行内部充氩保护。

在本发明的石油天然气输送管道的焊接方法的一个示例性实施例中，当所述输气管道外径小于等于60mm时，将1～2个连接块置于组对坡口之间；当所述输气管道外径大于60mm，且小于等于114mm时，将2～4个连接块分别置于组对坡口之间的不同位置；当所述输气管道外径大于114mm时，将3～6个连接块分别置于组对坡口之间的不同位置。

在本发明的石油天然气输送管道的焊接方法的一个示例性实施例中，当所述输气管道的壁厚≤6mm时，所述连接块横截面的形状包括圆形或椭圆形；当所述管道的壁厚＞6mm时，所述连接块横截面的形状包括梯形。