柳锁贤， 张小龙， 王志明， 刘宏亮， 徐斌荣， 付 堃

（1. 宝鸡石油机械有限责任公司， 陕西宝鸡 721002；2. 中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司， 陕西宝鸡 721002；3. 山东祺龙海洋石油钢管股份有限公司， 山东东营 257055）

海洋石油资源开采是未来石油工业发展的重点方向之一[1-4]。 钻井隔水管是连接海底防喷器（blowout preventer, BOP） 和钻井平台的管道[5-8]，隔水管主管是最重要的零件， 不仅受到来自于顶部张紧器和浮力材料带来的张紧力、 内部钻井液和外部海水的内外压力， 还有来自浮式平台的漂移、 波浪以及潮流引起的横向弯曲应力[9-10]， 因此对隔水管主管环缝的质量提出了较高的要求。

隔水管在深水中不但要承受自重， 还必须承受海洋钻井需要的节流压井管线、 液压管线、 泥浆增压管线等的质量[11]。 同时， 服役工况使得隔水管单根结构非常复杂， 因此对隔水管主管性能提出了裂纹尖端张开位移（CTOD） 和全疲劳试验要求[12-13]。 虽然X80 钢管曾在输送管线中大量使用，但其工作压力仅是隔水管的三分之一。 因此， 深水海洋钻井对隔水管单根主管焊接提出了新的挑战。

1 焊接方法和焊接材料的选取

1.1 焊接方法

本试验研究对象是X80 钢级、 Φ533.4 mm×25.4 mm 的隔水管， 隔水管单根结构如图1 所示。 隔水管单根主管的焊接主要为钢管的对接环焊、 钢管与法兰的对接环焊， 对接焊缝可以采用单面焊接， 也可以采用双面焊接的方式。

图1 钻井隔水管单根结构示意图

若采用双面焊即外焊和内焊方式， 外部焊接可以采用常规设备。……