一种石油天然气输气管路系统和输气管道的焊接方法技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术的有益效果包括：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。

【技术实现步骤摘要】
一种石油天然气输气管路系统和输气管道的焊接方法
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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。在本专利技术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。在本专利技术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。在本专利技术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。在本专利技术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。在本专利技术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。在本专利技术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，在所述根焊步骤中：根焊收口前，背面保护气体控制在15～30L/min；根焊收口时，背面保护气体控制在10～15L/min。在本专利技术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，所述背面保护气体包括：氩气。在本专利技术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，所述进行热焊的步骤包括：在根焊结束之后，进行第一层热焊；待焊道冷却至≤100℃，清理焊道；继续进行第二层热焊。在本专利技术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，所述焊接方法完成之后得到焊缝的组织包括铁素体和奥氏体，其中，铁素体的重量分数为30％～60％。本专利技术另一方面提供了一种石油天然气输气管路系统，所述管路系统包括：从开采现场的井口装置至中央处理厂的脱水脱烃装置之间的输气管道和/或运输含醇含烃天然气的输气管道具有铁素体和奥氏体双相组织，其中，所述具有铁素体和奥氏体双相组织的输气管道之间的焊接方法包括采用如上所述的焊接方法进行焊接。在本专利技术的石油天然气输气管路系统的一个示例性实施例中，所述具有铁素体和奥氏体双相组织的输气管道包括重量分数为40～60％的铁素体和60～40％的奥氏体。在本专利技术的石油天然气输气管路系统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。在本专利技术的石油天然气输气管路系统的一个示例性实施例中，所述输气管道之间的焊缝组织包括铁素体和奥氏体，其中铁素体的重量分数为30％～60％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：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，保证管道的安全运行。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了本专利技术一个示例性实施例的横截面为圆形的连接块。图2示出了本专利技术一个示例性实施例的横截面为等腰梯形的连接块。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本专利技术的石油天然气输气管路系统和输气管道的焊接方法。在石油天然气田开发中，油气田有害介质特别是Cl-等，对井下套管和油气装置管道等危害很大。由于双相(铁素体和奥氏体)不锈钢的优异特性，其可以应用到石油天然气输送管道中，以解决耐腐蚀的问题；同时，双相不锈钢管道的焊接也十分重要。因此本专利技术就提供了一种适用于酸性耐腐蚀环境的石油天然气输气管路系统和输气管道的焊接方法，本专利技术尤其适用于高氯油天然气的输送，例如氯离子含量为数千至数万mg/L的天然气，例如10677mg/L、15000±1000mg/L的天然气。。本专利技术一方面提供了一种石油天然气输送管道的焊接方法。在本专利技术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，可以并将两个输气管道待焊接端的坡口组对，形成焊口；其中，清洗步骤和设置内部保护装置(或构筑气坝)可不分先后顺序。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；当在所述管道待焊接端内部构筑气坝时，还须在密封层的Y点钟位置设置进气口，其中，5≤Y≤7；其中，可用密封带或封口胶对焊口进行密封。优选的，X＝12，Y＝6。通过所述内部保护装置或进气口向焊口内部空间充入充背面保护气体；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；其中，在根焊和热焊的过程中，也将出气口焊接。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。在本实施例中，石油天然气输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油天然气输气管路系统，其特征在于，所述管路系统包括：从开采现场的井口装置至中央处理厂的脱水脱烃装置之间的输气管道和/或运输含醇含烃天然气的输气管道具有铁素体和奥氏体双相组织，其中，所述具有铁素体和奥氏体双相组织的输气管道之间的焊接方法包括步骤：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；将与所述输气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。

【技术特征摘要】
1.一种石油天然气输气管路系统，其特征在于，所述管路系统包括：从开采现场的井口装置至中央处理厂的脱水脱烃装置之间的输气管道和/或运输含醇含烃天然气的输气管道具有铁素体和奥氏体双相组织，其中，所述具有铁素体和奥氏体双相组织的输气管道之间的焊接方法包括步骤：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；将与所述输气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。2.根据权利要求1所述的石油天然气输气管路系统，其特征在于，所述具有铁素体和奥氏体双相组织的输气管道包括重量分数为40～60％的铁素体和60～40％的奥氏体。3.根据权利要求1所述的石油天然气输气管路系统，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的石油天然气输气管路系统，其特征在于，所述输气管道之间的焊缝组织包括铁素体和奥氏体，其中，铁素体的重量分数为30％～60％。5.一种石油天然气输送管道的焊接方法，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨燕，李翔，余尚林，杜和，张城，李阳，张圆，肖景安，魏群坤，
申请(专利权)人：四川石油天然气建设工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51