钻井平台水下牺牲阳极的切割

陈晓强，李晓虹，汪福强，朱小俊

（海军潜艇学院，山东青岛，266042）

钻井平台水下牺牲阳极的切割

陈晓强，李晓虹，汪福强，朱小俊

（海军潜艇学院，山东青岛，266042）

叙述了对文昌13-2油田深水中几处牺牲阳极块进行水下切割时的施工难度、工艺参数选择及具体施工过程，供参考交流。

水下切割；牺牲阳极；参数；选择

0 引言

文昌13-2油田为了稳定油田产量，须新钻调整井，即：在不增加平台的情况下，增加四口隔水套管井槽，钻八口生产井。隔水套管在水下安装作业前，需要对井口片安装横梁处原有的牺牲阳极进行水下割除。

1 工程概况

该油田位于海南省文昌市西部海域，平均水深117 m。本次水下切割牺牲阳极块的水深为79 m，共3块，单块重量350 kg，长度2 m左右，阳极极脚为直径12 cm、壁厚1 cm的钢管结构。最大流速1.5 m/s，一般流速在1kn以内，受台风影响较大。

该项目施工难度较大，表现在：

（1）保障难度较大。由于作业点远离大陆，作业前如果问题考虑不细，作业时遇到问题一般很难处理，从而直接影响到作业工期；

（2）作业点距加压舱距离远，作业平台比较小，人员下水的位置只有1 m左右的间隙走廊，作业需要的气源加压舱等设备只能放在飞机平台的下面，距离作业点的距离超40 m，这样潜水员在出水后需要爬4个20台阶的楼梯通道才能到达加压舱层面，对保障人员和潜水员要求高；

（3）水下作业深度大，切割要求高。施工中切割后的残留高度不能太高，而且不能烧穿井架。

2 施工组织

2.1 人员组成

主要包括：项目负责人1名，全面负责水下作业实施和协调工作，确保整体项目施工质量和进度；潜水医生1名，负责潜水作业过程中的安全事务，并根据潜水员作业水深提出可行的安全方案和应急方案，对潜水人员进行水面减压，对减压病症状的潜水员提出治疗方案并进行减压治疗；潜水监督3名，其中空气潜水监督1名，氦氧潜水监督2名，主要负责合理安排潜水作业人员进行水下作业，根据潜水医生的减压要求，合理控制潜水作业人员的水下作业时间；水下切割潜水员3名，负责水下清理、切割相关作业；其他保障人员3名，负责潜水员的基本着装、下水及出水保障。

2.2 设备器材准备情况

主要包括：氦氧潜水设备2套（实际用装具为KMB-18潜水器材）、氦氧潜水供气设备1套、氦氧混合气体分析仪2套、水下测流仪1套、水下录像监视设备2套、空气潜水设备2套、中压空压机3套、高压空压机2套、减压舱1套、应急气源4套、水下

电氧切割设备1套（包括水下切割条若干）、水下电焊设备1套、水下液压打磨设备1套、海生物清理工具2把、卷扬机1台、氦氧混合气体200瓶、其他潜水耗材若干。

2.3 施工参数选择

2.3.1 混合气氧分压的选择

工程潜水用气的理论氧含量按照30 min暴露时间安全氧分压1.6 ata（绝对压）计算，潜水80 m水深计算公式为：

即在80 m水深，混合气潜水采用18%氧浓度氦氧（HeO2）混合气体就可满足潜水呼吸需要。

在实际潜水作业中，考虑到水下作业时间，为减少水下换气耽误时间（水下换气一般在30 m深处，换气过程需要2 min左右，而80 m水深一般作业时间限制在30 min），将水下换气改为水面直接呼吸HeO2混合气，从潜水员戴上潜水头盔后就开始呼吸混合气，这样潜水员着装完毕也就完成了换气过程。潜水员中间不需要停留，直接到达作业深度，增加了作业时间。

另将水下换气改为水面换气，为预防水面供氧不足，又不至于水下供氧过度，实际使用时将氧含量增加1个百分点，即混合气体按照19%的氧含量配比。

2.3.2 切割电流的选择

水下切割电流的经验公式为：

其中，I为切割电流，单位为A；K为与切割厚度有关的经验系数；D为切割钢板的厚度，单位为mm。

当D=10 mm时，K值可取30～35，即电流I可取300～350 A，考虑水深及其他因素的影响，实际施工中采用了350 A的电流。

2.3.3 切割氧压力的选择

水下切割氧压力的经验公式为：

其中，P为切割氧压力，单位为atm；p为切割水深压力，单位为atm；k为经验系数，与切割厚度有关；d为割条内径，单位为mm。

当水深为79 m，切割厚度为10 mm，割条内径为1.5 mm时，k值可取2或2.5，此时切割氧压力P为10.9或11.65个atm。考虑氧气管的阻力及其他因素的影响，实际施工中选择了13个atm的切割氧压力。

2.3.4 减压要求

作业海区每次平流时间约2～3 h，为避免潜水员体力消耗过大，潜水员作业完毕到40 m处换吸空气，在水中减压至18 m处换吸O2，（减压方案按照国军标的潜水减压表）减完14 m后直接出水进舱进行水面吸氧减压，从头盔离水到卸装进舱加压到16 m，不允许超过6 min。

3 施工工艺

进行水下切割作业前，潜水员应先对导管架海生物和鱼网、杂物等进行清理，并在5.7 m水平片安装自备气动卷扬机，准备把所有影响井口片安装的阳极切割出水。

考虑水深比较大，采用130 m长、直径为100 mm2的切割电缆，将切割缆闸刀安装在100 m处（一根缆长度100 m，其余要连接起来使用），另30 m连接在电焊机上。由于电话员与闸刀控制人员的距离有14 m，平台噪音较大，听不见电话员声音，作业时直接安装一潜水电话耳机，闸刀控制人员直接听到潜水员指令，而不必等电话员传话。地线直接在平台上打磨出一个连接点，用螺母上紧，并用黄油涂抹，防止生锈，另一头和焊机连接。

潜水员下水到位后，先用一尼龙吊带把阳极套好，稍微收紧。由于割掉阳极处要安装管卡，管卡和横梁间隙不能大于0.5 cm，否则管卡装上后合不拢，影响后续作业，因此切割时为防止误烧横梁，须将割条和其平行切割，并将割条角度调整好；切割面要平整，尽量靠近横梁，但又不能损伤横梁，一旦将横梁烧穿，海水会进入横梁，危及平台安全。在水下阳极切割的同时，水面绞车应协助作业，把切割的阳极吊出水面。每切割完一个牺牲阳极块，如有偏高或不平整处，采用液动砂轮机将其打平。

水下作业过程中，潜水员应佩带好防护用的器具。切割时注意将供气管、信号绳及电缆线梳理到身后，避免出现误割现象。每次更换割条及调整位置时，注意通知水面断电。每次作业前将本次作业所使用气体全部检测一遍（包括气瓶压力、氧含量等），并做好记录。混合气瓶由专人负责开启，其余人员禁止接触。

4 结语

经过1天2人次的水下施工，潜水员将79 m处的三根牺牲阳极块全部切割打捞出水，切割处平整无偏差，油井架毫发无损，顺利通过了最后验收，为后续工程提供了时间保障。 ■

[1]续守成，贝全荣.水下焊接与切割技术[M].北京：海洋出版社，1986．

[2]宋宝天.水下焊接与切割[M].北京：机械工业出版社，1989.

[3]梅福欣，俞尚知.水下焊接与切割译文集[M].北京：机械工业出版社，1982.

[4]史耀武，张新平，雷永平.严酷条件下的焊接技术[M].北京：机械工业出版社，2000.

溪洛渡-向家坝梯级电站月发电量首过100亿kW·h

据中国长江三峡集团公司7月，溪洛渡-向家坝梯级电站月累计发电量首次突破100亿kW·h，创造了月发电量123亿kW·h的新高。

7月7日16时，随着向家坝电站最后一台机组正式投入商业运行，金沙江区域溪洛渡-向家坝梯级电站26台水轮发电机组全面投产运行。经统计，向家坝电站7月每日发电量过1亿kW·h，7月15日至月末，出力保持600万kW；溪洛渡电站全月日平均出力达到1 080万kW。7月31日，溪洛渡-向家坝梯级电站首次达到总出力1 860万kW。

自进入汛期以来，长江电力积极协调两方四地调度机构、合理安排电站运行方式、加强设备巡检巡视、科学调度溪洛渡-向家坝梯级电站。在确保防洪安全的前提下，不断刷新发电新纪录，充分发挥了梯级电站的综合效益。

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

陈晓强（1976-），男，硕士，主要从事水下焊接与切割技术的研究和教学。

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