連續油管是一種看似結構簡單，但工作方式獨特，性能要求很高的焊接結構產品。其工作特點是在復雜的載荷和疲勞循環條件下，下入到油氣井中進行作業，由于作業風險較大，連續管引發的任何事故都將造成重大的經濟損失，甚至會導致井毀。 

管―管對接焊是連續管作業關鍵

連續管的性能和質量是實現連續管作業的關鍵。回顧世界連續管技術的應用發展歷史，在20世紀70年代，由于連續管焊接區域的性能低于管體的綜合性能，而導致連續管技術的發展應用在此期間處于低谷和中斷狀態。即使在連續管應用已被譽為“萬能作業”設備的今天，在現在已應用的連續管中，管體焊縫特別是連續管管―管對接焊的焊縫，仍然是影響連續管性能發揮的重要因素。

現場作業中，管―管對接焊是連續管作業技術中不可或缺的一項內容。根據國內外連續管管―管對接焊的經驗，要想獲得有質量保障的連續管對接焊焊接接頭，需要具備4個基礎條件：適用的焊接設備和工裝設備；經過培訓技術熟練的焊接技師；經過評定且性能穩定的焊接工藝規范；嚴格按焊接規范執行的操作規程。

本文就CNPC“十一五“重點項目《連續管管－管對接焊技術研究》專題中，有關焊接設備和工裝設備，以及相關工藝和應用情況給與介紹。

連續管現場焊接的特點 相對于工廠和實驗室的焊接，連續管的現場焊接主要具有以下特點：現場作業環境相對較差，多屬于室外作業，焊接操作和焊接質量易于受到溫度、風、雨等氣象條件的影響；釋放后的連續管呈彎曲、橢圓狀態，影響被焊連續管組對的精度和拘束應力狀態；受連續管長度、纏繞、彎曲等因素的限制，連續管的對接焊只能采用管體固定、焊槍圍繞管體運動的全位置焊接方式進行；連續管的現場焊接質量調控手段有限，相對于工廠和實驗室的焊接，無法實現焊縫碾壓和整管熱處理等質量調控措施。

連續管現場焊接方法和工藝流程  連續管現場管―管對接焊方法采用外部填絲的全位置、手工鎢極氬弧焊，或全位置、自動鎢極氬弧焊。現場施工必須具備針對管材和規格尺寸、經過評定且性能穩定的焊接工藝規范，以及經過培訓技術熟練的焊接技師。

連續管現場管―管對接焊基本施工工藝流程如下：檢測―切管―校直―整圓―開坡口―焊前清理―通內保護氣―組對―焊接―敲擊消應力處理―電弧熱處理―保溫―外形修整―無損檢測―打壓試驗―卷管作業。其中電弧熱處理和保溫兩項的應用與否，將依據不同材質所制定的焊接工藝規范來確定。所有工序步驟必須嚴格按有關標準和操作規范進行。

連續管現場焊接專用工具和設備

除焊接設備、無損檢測設備、以及常規工具外，連續管現場管―管對接焊的配套裝備主要有連續管現場校直裝置、連續管現場管端整圓裝置、連續管現場管端坡口加工裝置、連續管現場管―管對中裝置及工作臺、連續管焊接熱影響區冷卻裝置、現場環境保護裝備等六個部分。部分裝置實物照片見圖1。

連續管現場校直裝置  連續管現場校直裝置由主機、液壓系統、電氣系統及不同規格尺寸的靠模組成。通過三點彎曲實現連續管管體的校直。

連續管現場管端整圓裝置  連續管現場管端整圓裝置由電動脹管器、電動控制儀及不同規格尺寸的脹管頭組成。安裝在電動脹管器上的脹管頭在電動控制儀的控制下旋轉推進，對擬焊接的連續管管端部位進行整圓，實現管體對接組隊的尺寸精度要求。  

連續管現場管端坡口加工裝置  連續管現場管端坡口加工裝置是一臺電動內脹式管體坡口加工機。配備相應刀具，可完成多種規格形狀的焊接坡口加工；采用內脹式定心，加工精度較高。

連續管現場管―管對中裝置及工作臺  連續管現場管―管對中裝置及工作臺由升降式液壓平臺車、十字滑動平臺、V型虎鉗、及對中調節系統組成。十字滑動平臺、V型虎鉗依次安置在升降式液壓平臺車上，擬焊接的連續管夾持在V型虎鉗上，通過升降式液壓平臺車的上下移動，十字滑動平臺的前后、左右移動，以及V型虎鉗的旋轉、傾角調整，實現焊口的對中組裝，以及焊前整圓、坡口加工的管體夾持固定。              

連續管焊接熱影響區冷卻裝置  連續管焊接熱影響區冷卻裝置由進排水系統和不同規格尺寸的銅水冷卻塊組成。進排水系統由具有一定揚程和流量的微型水泵及管線組成，向焊接熱影響區銅水冷卻塊提供冷卻循環水；銅水冷卻塊根據焊接工藝規范安裝在焊縫兩側的焊接熱影響區，調節焊接熱影響區的溫度及溫度場分布，達到減小軟化區寬度，調節組織的目的。

現場環境保護裝備  現場環境保護裝備主要由施工帳篷、管體加熱帶等組成。用于滿足現場焊接的施工條件。

連續管焊接技術的現場應用情況

自2009年起，針對不同類型的實際作業用連續管，該技術和裝備在江漢機械研究所、遼河油田、青海油田、新疆塔里木油田進行了多次的連續管現場管—管焊接應用，獲得了質量優良的焊接接頭，解決了油田生產中的技術難題，取得了良好的效果。從現場反饋的信息，所焊連續管經過多次井下作業，至今仍發揮著重要的作用。 

2011年，該技術和裝備通過CNPC連續管技術中心開始向油田推廣。圖2、圖3是部分現場焊接施工的實物照片。

通過嚴格的焊接工藝評定、反復驗證、現場試驗和應用，證明針對規格為1 1/4″～2″，鋼級為CT70―HS90的連續管研究開發的連續管現場管—管對接焊焊接工藝以及配套工藝裝備，在現場應用效果上完全可以滿足生產實際的需要。焊接接頭的指標達到API 1104、API SPEC 5ST等檢驗標準和要求。以下是中國石油天然氣集團公司石油管力學和環境行為重點實驗室，于2011年1月6日對塔里木油田Ф50.8×5.18mm HS90連續管環焊縫性能檢測報告的結論：

對送檢的帶環焊縫Ф50.8×5.18mm HS90連續管試樣的幾何尺寸、金相組織、實物拉伸性能和模擬工況酸化腐蝕檢測評價：送檢的帶環焊縫Ф50.8×5.18mm HS90連續管試樣的幾何尺寸符合API SPEC 5ST要求；對送檢的帶環焊縫Ф50.8×5.18mm HS90連續管實物拉伸試驗中，試樣斷于環焊縫，斷裂載荷滿足API SPEC 5ST要求；根據SY5405-96 土酸酸化緩蝕劑試驗方法及評價指標標準，對HS90連續管母材和焊縫進行模擬試驗，TG201緩蝕劑加量為2.1%，腐蝕速率分別為2.26 g/(m2·h)和1.77g/(m2·h)，緩蝕效果達到一級標準要求。