CN116293074A - 套管输氢系统的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种套管输氢系统的施工方法。该套管输氢系统的施工方法包括：制备多组套管组件，其中各套管组件均包括内管、外管和支撑结构；对各套管组件进行管口封闭；将制备好的套管组件输送至施工现场；对套管组件进行组对焊接，将套管的外管抽出预设距离，对内管进行组对焊接，在内管焊接完成后，将外管回归原位，对外管进行组对焊接；在预设位置安装管道附件安装组件。根据本发明的套管输氢系统的施工方法，能够有效解决套管输氢系统的现场施工问题，满足施工要求，保证施工质量。

Description

套管输氢系统的施工方法

技术领域

本发明涉及输氢系统技术领域，具体而言，涉及一种套管输氢系统的施工方法。

背景技术

鉴于我国能源分布和需求的特点，西部地区的风光水等可再生能源较为丰富，东部地区对能源的需求量较大，随着氢能产业的快速发展，产出的氢气未来有大规模低成本运输的需求。利用管道输氢是解决大规模氢气低成本长距离运输的有效途径。

相关技术中，由于建设专用输氢管道成本高昂，氢气的输送主要是通过掺混在天然气中的方式，利用天然气管道进行输送。但是，掺混的输送方式存在一系列的问题，如天然气钢制管道的氢气损伤、掺混比例限制高、氢气提纯能耗较高等。当掺氢天然气直接使用时，存在热值降低、终端设备对掺氢比例的适应性等问题。

为此，相关技术中提出一种套管式输氢管道系统，能够避免氢气对管道造成的氢损伤，且无需提纯，成本低。在套管式输氢管道系统中，内管通高压氢气，内外管之间充等压保护气，实现临氢与承压的解耦。

套管输氢系统的现场安装施工是整个工程系统中的重要环节。现有压力管道安装施工工艺包括管道支架安装、管道安装、管道焊接及探伤、管道试压及严密性试验、管道吹扫、管道刷漆防腐等步骤，然而这些施工方法并不能够适用于套管输氢系统，因此，当前缺乏一种行之有效的套管输氢系统的施工方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种套管输氢系统的施工方法，能够有效解决套管输氢系统的现场施工问题，满足施工要求，保证施工质量。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种套管输氢系统的施工方法，包括：

制备多组套管组件，其中各套管组件均包括内管、外管和支撑结构；

对各套管组件进行管口封闭；

将制备好的套管组件输送至施工现场；

对套管组件进行组对焊接，将套管的外管抽出预设距离，对内管进行组对焊接，在内管焊接完成后，将外管回归原位，对外管进行组对焊接；

在预设位置安装管道附件安装组件。

进一步地，制备多组套管组件的步骤包括：

将多个支撑结构套设在内管外，并使得多个支撑结构间隔排布；

将外管从内管的一端套设在内关外，使得支撑结构支撑在内管和外管之间，完成套管组件的预组装。

进一步地，对套管组件进行组对焊接，将套管的外管抽出预设距离，对内管进行组对焊接，在内管焊接完成后，将外管回归原位，对外管进行组对焊接的步骤包括：

拆除套管组件的封口，将套管组件对中，确保相邻套管组件的内管和外管的内壁齐平；

将外管抽出预设距离，对相邻的内管进行组对焊接，并在焊接完成后对焊缝进行检测，对不符合要求的焊口进行返修或重焊；

将外管推回原位，进行外管的组对焊接，并在焊接完成后对焊缝进行检测，对不符合要求的焊口进行返修或重焊，其中内管的焊接速度快于外管的焊接速度。

进一步地，进行外管的组对焊接的步骤包括：

采用多层施焊对相邻外管进行焊接；

对相邻外管进行打底焊，并在打底焊达到预设位置时对已焊接区域进行探伤，在无缺陷后继续施焊；

在完成外管焊接后对焊缝进行探伤检测。

进一步地，在完成外管焊接后对焊缝进行探伤检测的步骤之前还包括：

对焊接位置进行渗透无损检测。

进一步地，制备多组套管组件的步骤包括：

对套管组件的内管和外管的管口进行焊接坡口加工；

将管口内壁和外壁所产生的毛刺、浮锈、油污清理干净。

进一步地，支撑结构与内管的外壁过盈配合，与外管的内壁间隙配合或过渡配合。

进一步地，管道附件安装组件包括第一管道附件、旁通管和第二管道附件，在预设位置安装管道附件安装组件的步骤包括：

将管道附件安装组件连接在预设的两个相邻管道组件之间，使得第一管道附件位于氢气输送路径上，第二管道附件位于旁通管的保护气输送路径上，且旁通管与第一管道附件位于彼此的外周侧；

将旁通管配置为连接在管道附件安装组件两端的两个套管组件的外管上，并从外管的一侧向远离第一管道附件的方向偏置，以避让第一管道附件。

进一步地，管道附件安装组件还包括套管转接头，第一管道附件的两端分别设置有套管转接头，第一管道附件通过套管转接头与相邻的两个套管组件连接，将管道附件安装组件连接在预设的两个相邻管道组件之间，使得第一管道附件位于氢气输送路径上，第二管道附件位于旁通管的保护气输送路径上，且旁通管与第一管道附件位于彼此的外周侧的步骤包括：

在第一套管段和第二套管段之间预留管道附件安装组件的安装位；

将套管转接头固定连接在第一套管段和第二套管段上；

将两个输氢管道与两个套管转接头一一对应连接，使得输氢管道与第一内管段和第二内管段连通；

将第一管道附件安装在两个输氢管道之间；

将旁通管与两个套管转接头进行连接，使得旁通管的两端分别与两个套管转接头的转接腔连通；

将第二管道附件安装在旁通管上。

进一步地，管道附件安装组件还包括套管转接头，第一管道附件的两端分别设置有套管转接头，第一管道附件通过套管转接头与相邻的两个套管组件连接，将管道附件安装组件连接在预设的两个相邻管道组件之间，使得第一管道附件位于氢气输送路径上，第二管道附件位于旁通管的保护气输送路径上，且旁通管与第一管道附件位于彼此的外周侧的步骤包括：

在相邻的两个管道组件之间预留管道附件安装组件的安装位；

将套管转接头固定连接在相邻的两个套管组件上；

将第一管道附件安装在两个输氢管道之间，使得第一管道附件和两个输氢管道之间完成组装；

将完成组装的输氢管道与两个套管转接头进行连接，使得输氢管道与相邻的两个内管连通；

将第二管道附件安装在旁通管上，使得第二管道附件和旁通管完成组装；

将完成组装的旁通管与两个套管转接头进行连接，使得旁通管的两端分别与两个套管转接头的转接腔连通。

应用本发明的技术方案，套管输氢系统的施工方法包括：制备多组套管组件，其中各套管组件均包括内管、外管和支撑结构；对各套管组件进行管口封闭；将制备好的套管组件输送至施工现场；对套管组件进行组对焊接，将套管的外管抽出预设距离，对内管进行组对焊接，在内管焊接完成后，将外管回归原位，对外管进行组对焊接；在预设位置安装管道附件安装组件。采用该套管输氢系统的施工方法，能够方便实现套管输氢系统的现场施工，实现套管之间的连接安装，可以适用于套管这种特殊管道的施工，使得套管的现场施工能够顺利实施，满足与内管和外管进行连接的管道附件的安装设置，有效解决套管输氢系统的现场施工问题，满足施工要求，保证施工质量和施工效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施例的套管输氢系统的施工方法流程图；以及

图2示出了本发明实施例的套管输氢系统的套管组件与管道附件安装组件的安装结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、第一外管段；2、第一内管段；3、第一环形间隙；4、第二外管段；5、第二内管段；6、第二环形间隙；7、第一管道附件；8、旁通管；9、第二管道附件；10、套管转接头；11、内连接管；12、外连接管；13、转接腔；14、侧向接口；15、封板；16、输氢管道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1和2所示，根据本发明的实施例，套管输氢系统包括套管组件和管道附件安装组件。管道附件安装组件设置在预设位置的两个套管组件之间，其他不设置安装管道附件安装组件的相邻套管组件，则直接进行对接焊接并密封连接在一起。

套管组件包括内管、外管和支撑结构，支撑结构设置在内管和外管之间，用于对内管进行支撑，支撑结构上开设有气流通道，使得内管和外管之间的保护气可以顺利从支撑结构的气流通道流过，避免对保护气的流动造成阻碍。

其中支撑结构为整体式结构，可以为封闭式环形结构或者非封闭式环形结构，当支撑结构为非封闭式环形结构时，为优弧结构，并且设置在内管的底部。

为了更加便于描述，将用于安装管道附件安装组件的两个套管组件分别定义为第一套管段和第二套管段，管道附件安装组件安装在第一套管段和第二套管段之间。

第一套管段包括第一外管段1和第一内管段2，第一内管段2套设在第一外管段1内，并与第一外管段1之间形成容纳保护气的第一环形间隙3。

第二套管段包括第二外管段4和第二内管段5，第二内管段5套设在第二外管段4内，并与第二外管段4之间形成容纳保护气的第二环形间隙6，第一套管段和第二套管段间隔设置。

管道附件安装组件连接在第一套管段和第二套管段之间，包括第一管道附件7、旁通管8和第二管道附件9。

第一管道附件7设置在第一内管段2和第二内管段5之间，且位于氢气输送路径上。

旁通管8的第一端与第一环形间隙3连通，第二端与第二环形间隙6连通，旁通管8与第一管道附件7位于彼此的外周侧，旁通管8从第一外管段1和第二外管段4的一侧向远离第一管道附件7的方向偏置，以避让第一管道附件7。

第二管道附件9设置在旁通管8上，且位于保护气输送路径上。

该套管输氢系统在需要设置管道附件的位置对结构进行了改造，对套管输氢系统进行了切割，留出了管道附件的安装位置，然后通过增加旁通管8的方式，避让开了内管段上的第一管道附件，同时由于在切割开的第一外管段1和第二外管段4之间设置了旁通管8，因此可以在保证保护气的连续输送的基础上，避免外管段在第一管道附件7的安装位置对内管段进行套接导致的干涉问题，利用旁通管8的偏置设计使得第一管道附件7和第二管道附件9的安装互不干涉，同时留下了安装第一管道附件7和第二管道附件9的足够空间，便于实现内管段和外管段上的管道附件的安装固定，安装结构简单，安装方法灵活，降低了管道附件的安装难度，整个过程只需要增加部分管路，无需对管道附件的结构进行改造，对于原结构的改造少，可以直接利用现有的管道附件进行安装，改造成本低，易于实现，可以有效解决套管输氢系统中的流量计、阀门、中间增压设施等管道附件的安装问题，便于实现氢气的大规模、低成本、长距离输送。

上述的保护气例如为氮气、氦气等惰性气体。

在本实施例中，通过上述结构，可以使得第一管道附件7和第二管道附件9均暴露在外侧，方便对第一管道附件7和第二管道附件9进行维护和更换，由于第一管道附件7和第二管道附件9的安装结构互不相关，因此可以单独对第一管道附件7后第二管道附件9进行维护和更换，操作更加方便，成本更低。此外，由于第一管道附件7和第二管道附件9同属于管道附件安装组件，而管道附件安装组件又是独立于第一套管段和第二套管段设置，因此，在需要时，可以整体对管道附件安装组件进行更换和维修，无需对第一套管段和第二套管段进行调整，因此降低了管道附件的维护和更换难度，提高了管道附件的更换效率。

在一个实施例中，管道附件安装组件还包括套管转接头10，第一管道附件7的两端分别设置有套管转接头10，第一管道附件7通过套管转接头10与第一内管段2和第二内管段5连通，旁通管8通过套管转接头10与第一环形间隙3和第二环形间隙6连通。

在本实施例中，基于管道附件自身的结构，以及套管输氢系统的双管特点，并不适于直接将管道附件与第一套管段和第二套管段进行连接，因此需要使得管道附件通过套管转接头10实现与第一套管段和第二套管段进行连接。由于套管转接头10可以独立于第一套管段、第二套管段和管道附件存在，因此可以根据套管段和管道附件的连接特点对套管转接头10进行设计，使得套管转接头10能够专门用于实现套管段与管道附件之间的连接，如此一来，不仅可以降低套管段与管道附件之间的连接结构的设计难度，而且可以降低设计成本和加工成本，提高效率。由于套管转接头10是针对套管段和管道附件的连接结构专门设置，因此能够更加有效地保证套管段和管道附件在连接之后的结构稳固性和密封性，使得完成连接后的套管输氢系统可以具有更加良好的连接性能。

在本实施例中，套管转接头10不仅可以实现第一管道附件7与第一套管段和第二套管段之间的连接，还可以实现旁通管8与第一环形间隙3和第二环形间隙6之间的连通，无需对第一套管段和第二套管段造成结构破坏，可替换性更好。

在一个实施例中，套管转接头10包括内连接管11和外连接管12，外连接管12套设在内连接管11外，并与内连接管11形成转接腔13，转接腔13具有位于第一端的开放端和位于第二端的闭合端，其中一个套管转接头10的转接腔13的开放端与第一套管段的第一环形间隙3对接，另一个套管转接头10的转接腔13的开放端与第二套管段的第二环形间隙6对接。

在本实施例中，通过在套管转接头10上形成转接腔13，可以方便实现环形间隙的端部密封，将保护气的流动路径从套管段的环形间隙经转接腔13强制转移至旁通管8，从而使得两个套管段之间的间隙无需填充，仍然可以保证保护气的正常流动，由于保护气的流动路径转移，因此可以使得两个套管段的外管段之间留下足够的安装第一管道附件7的空间，而不影响保护气的正常作用，使得第一管道附件7的安装和后续的操作均变得更加简单和易于实现。

套管转接头10上的转接腔13通过特殊设计，一端开口一端封闭，开口端便于与环形间隙对接，实现保护气的转移，封闭端方便实现套管段的外管段的端部封闭，可以在不对外管段进行改造的基础上实现两个外管段之间的间隔设置。

在一个实施例中，外连接管12上开设有侧向接口14，侧向接口14与转接腔13连通，旁通管8的第一端与其中一个套管转接头10的侧向接口14连接，旁通管8的第二端与另一个套管转接头10的侧向接口14连接。

在本实施例中，通过在套管转接头10的外连接管12上开设侧向接口14，可以方便实现套管转接头10与旁通管8的连接，使得旁通管8能够方便实现与转接腔13的连通。为了进一步方便实现外连接管12与旁通管8之间的连接，在外连接管12的侧壁上可以设置侧向接头，侧向接口14设置在侧向接头上。该侧向接头可以设置连接螺纹，方便实现与旁通管8之间的螺纹连接，也可以设置为凸出于外连接管12的侧壁的凸柱，从而方便实现与旁通管8之间的焊接，由于侧向接头侧向凸出于外连接管12，因此在进行侧向接头与旁通管8之间的焊接时，不仅可以降低焊接难度，而且能够降低焊接温度对于外连接管12的影响，保证外连接管12的结构强度。

在一个实施例中，外连接管12和内连接管11均为套筒，外连接管12的第一端与内连接管11的第一端间隔设置，形成转接腔13的开放端，外连接管12的第二端通过封板15密封连接在内连接管11上，形成转接腔13的封闭端。

在本实施例中，套管转接头10由两个套筒和一个封板15固定连接形成，两个套筒之间同轴设置，两个套筒之间能够形成转接腔13，封板15为环形板结构，环形板的外周与外套筒焊接固定，环形板的内周与内套筒焊接固定，从而形成一端开口一端封闭的转接腔13。外套筒的长度短于内套筒的长度，从而使得内套筒的部分凸出于外套筒，方便实现内套筒与第一管道附件7之间的连接固定。

在一些实施例中，套管转接头10也可以直接冲压成型或者铸造成型。

在一个实施例中，第一内管段2伸出第一外管段1外，第一外管段1的端部与第一内管段2之间通过封板15密封，第一外管段1上开设有侧向接口14，旁通管8的第一端与第一外管段1上的侧向接口14连接；和/或，第二内管段5伸出第二外管段4外，第二外管段4的端部与第二内管段5之间通过封板15密封，第二外管段4上开设有侧向接口14，旁通管8的第二端与第二外管段4上的侧向接口14连接。

在本实施例中，作为一个替代实施例，可以省去套管转接头10，直接通过设计第一套管段和第二套管段的方式形成便于与第一管道附件7和第二管道附件9进行连接的结构。本实施例中通过对第一内管段2和第一外管段1的长度进行差别设计，以及对第二内管段5和第二外管段4的长度进行差别设计，使得内管段可以凸出于外管段，既方便通过封板15在外管段的端部进行密封，实现外管段的截断，又方便利用凸出的内管段实现第一管道附件7的安装固定。上述的内管段和外管段进行差别设计，并通过封板15对环形间隙进行密封的结构，可以替代套管转接头10的作用，同时通过在外管段上设置侧向接口14的方式，也方便实现旁通管8的设置，进而方便实现第二管道附件9的安装固定。

在一个实施例中，套管转接头10与第一套管段和第二套管段之间焊接或螺纹连接，具体可以根据需要进行选择。

在一个实施例中，第一管道附件7的两端分别连接有输氢管道16，套管转接头10与第一套管段和第二套管段焊接后，第一管道附件7通过输氢管道16与套管转接头10焊接，第二管道附件9通过旁通管8与套管转接头10焊接。

在本实施例中，通过在第一管道附件7的两端分别设置输氢管道16，一方面易于实现与套管转接头10的内连接管之间的连接固定，另一方面方便与第一管道附件7进行连接，实现第一管道附件7的安装固定。由于输氢管道16单独设置，可以根据需要截取所需长度，因此能够更加容易满足第一管道附件7的安装需求。

通过上述方式，可以将管道附件安装组件分成多个部分，从而利用多个部分之间的分离特点，选择合适的安装步骤进行管道附件安装组件的安装，进而实现第一管道附件7和第二管道附件9的安装固定，降低安装难度，提高安装效率。

在一个实施例中，第一外管段1、第二外管段4和套管转接头10的外连接管12的壁厚相同，第一内管段2、第二内管段5和输氢管道16。

在一个实施例中，第一管道附件7为流量计或阀门；和/或，第二管道附件9为流量计或阀门。

结合参见图1所示，根据本发明的实施例，上述的套管输氢系统的施工方法包括：制备多组套管组件，其中各套管组件均包括内管、外管和支撑结构；对各套管组件进行管口封闭；将制备好的套管组件输送至施工现场；对套管组件进行组对焊接，将套管的外管抽出预设距离，对内管进行组对焊接，在内管焊接完成后，将外管回归原位，对外管进行组对焊接；在预设位置安装管道附件安装组件。

通过上述施工方法，可以在工厂进行套管组件的各个部件的预制，使得各个套管组件的规格能够预先加工好，在现场只需要进行焊接即可，能够降低现场施工难度，提高现场施工效率。

通过支撑结构的设置，可以避免套管的内管和外管直接接触，同时在内管和外管之间形成间距均匀的夹层，便于保护气的流通。

在套管组件的各个部件加工完成之后，需要对内管和外管进行管口封闭，从而使得套管组件从厂家运输至施工现场的过程中，不会对内管和外管的内部结构造成破坏，同时也能够避免杂物进入到内管或者外管内，保证内部管路的清洁，保证氢气运输的稳定性和可靠性。

在现场进行施工的过程中，通过对内管和外管的相对位置进行调节的方式，可以方便地实现内管与内管之间以及外管与外管之间的密封连接，从而使得内管与内管之间能够连接形成输氢通道，外管与外管之间能够连接形成保护气通道。

此外，通过安装管道附件安装组件的方式，能够方便进行内管和外管的管道附件的安装，在保证内管的输氢通道连通的情况下能够实现内管管道附件的安装，在保证外管的保护气通道连通的情况下能够实现外管管道附件的安装，从而能够实现对内管氢气的输送状态以及外管和内管之间的保护气的输送状态的实时监控。

采用该套管输氢系统的施工方法，能够方便实现套管输氢系统的现场施工，实现套管之间的连接安装，可以适用于套管这种特殊管道的施工，使得套管的现场施工能够顺利实施，满足与内管和外管进行连接的管道附件的安装设置，有效解决套管输氢系统的现场施工问题，满足施工要求，保证施工质量和施工效率。

在一个实施例中，内管和外管的长度相当，为10m～15m。

在一个实施例中，制备多组套管组件的步骤包括：将多个支撑结构套设在内管外，并使得多个支撑结构间隔排布；将外管从内管的一端套设在内关外，使得支撑结构支撑在内管和外管之间，完成套管组件的预组装。

在本实施例中，套管组件在工厂进行预组装之后封闭管口，一方面能够使得成套的套管组件预先组装好，避免施工现场寻找配套结构所导致的时间成本，另一方面能够降低管口封闭成本，使得内管和外管的单侧管口能够一次进行封闭，操作更加方便，此外，套管组件预组装之后再运输到施工现场，便于运输并减少现场施工量。

在进行布管的过程中，可以沿预设的布管线路，使用吊车或专用工具将套管组件卸下，使套管组件之间一字对口排布，并采取临时固定支撑。

在一个实施例中，对套管组件进行组对焊接，将套管的外管抽出预设距离，对内管进行组对焊接，在内管焊接完成后，将外管回归原位，对外管进行组对焊接的步骤包括：拆除套管组件的封口，将套管组件对中，确保相邻套管组件的内管和外管的内壁齐平；将外管抽出预设距离，对相邻的内管进行组对焊接，并在焊接完成后对焊缝进行检测，对不符合要求的焊口进行返修或重焊；将外管推回原位，进行外管的组对焊接，并在焊接完成后对焊缝进行检测，对不符合要求的焊口进行返修或重焊，其中内管的焊接速度快于外管的焊接速度。

进行外管的组对焊接的步骤包括：采用多层施焊对相邻外管进行焊接；对相邻外管进行打底焊，并在打底焊达到预设位置时对已焊接区域进行探伤，在无缺陷后继续施焊；在完成外管焊接后对焊缝进行探伤检测。

在本实施例中，套管组件之间的组对焊接过程如下：

拆除套管组件的封口，对套管组件进行对中，确保相邻套管组件的内管的内壁平齐，外管的内壁平齐。

将套管组件的外管抽出一段距离，先进行套管组件的内管的组对焊接。焊接完成后对焊缝进行一次性的X射线探伤检测，对不符合要求的焊口进行返修或者重焊。内管的管壁相对较薄，因此焊接速度要快且均匀。

之后将套管组件的外管推回原位，进行外管的组对焊接。外管的管壁相对较厚，因此可以采用多层施焊。在采用多层施焊的过程中，每层焊道要一次性完成，并及时清理焊层间的熔渣。对于管壁厚度超过20mm的焊缝，在打底焊焊至距管内壁10-15mm时即进行X射线探伤，无缺陷后方可继续施焊。焊接完成后再采用X射线对焊缝进行探伤检测，对不符合要求的焊口进行返修或者重焊。

在外管的X射线检测前，还可以先进行渗透无损检测，及时发现热裂纹。

套管组件的内管及外管进行打底焊接时，要在套管组件内充氩气或其他保护气体。

在一个实施例中，制备多组套管组件的步骤包括：对套管组件的内管和外管的管口进行焊接坡口加工；将管口内壁和外壁所产生的毛刺、浮锈、油污清理干净。

在一个实施例中，支撑结构与内管的外壁过盈配合，与外管的内壁间隙配合或过渡配合，能够避免在安装外管的过程中支撑结构随外管的安装而发生运动，保证支撑结构的安装位置的可靠性和稳定性，进而保证支撑结构对内管的支撑效果。

在一个实施例中，在预设位置安装管道附件安装组件的步骤包括：

将管道附件安装组件连接在第一套管段和第二套管段之间，使得第一管道附件7位于氢气输送路径上，第二管道附件9位于旁通管8的保护气输送路径上，且旁通管8与第一管道附件7位于彼此的外周侧；将旁通管8配置为连接在管道附件安装组件两端的两个套管组件的外管上，并从外管的一侧向远离第一管道附件7的方向偏置，以避让第一管道附件7。

在本实施例中，由于安装管道附件安装组件的两个套管组件分别为第一套管段和第二套管段，第一套管段包括第一外管段1和第一内管段2，第一内管段2套设在第一外管段1内，并与第一外管段1之间形成容纳保护气的第一环形间隙3，第二套管段包括第二外管段4和第二内管段5，第二内管段5套设在第二外管段4内，并与第二外管段4之间形成容纳保护气的第二环形间隙6，第一套管段和第二套管段间隔设置，因此，旁通管8配置为一端连接在第一外管段1上，另一端连接在第二外管段4上，且从第一外管段1和第二外管段4的同一侧向远离第一管道附件7的方向偏置，从而避开第一管道附件7。

通过上述的管道附件安装方法，可以使得第一外管段1和第二外管段4在第一管道附件7的安装位置断开，形成避让结构，使得第一外管段1和第二外管段4在断开位置处的输氢管路能够外露，不会被第一外管段1和第二外管段4所包围，从而为第一管道附件7的安装留下足够的空间，避免第一外管段1和第二外管段4对第一管道附件7的安装形成干涉，使得第一管道附件7可以方便安装在输氢管路上，对输氢管路流经的氢气进行检测或者控制。

由于第一外管段1和第一内管段2形成容纳保护气的第一环形间隙3，第二外管段4和第二内管段5形成容纳保护气的第二环形间隙6，第一环形间隙3和第二环形间隙6通过旁通管8连通，因此虽然第一外管段1和第二外管段4断开，但是保护气仍然可以通过旁通管8进行连通，不会影响保护气的流通，旁通管8向远离第一管道附件7的一侧偏置预设距离，使得旁通管8与第一管道附件7之间可以具有足够的间隔，从而能够在旁通管8上安装第二管道附件9，使得第一管道附件7的安装与第二管道附件9的安装不会发生干涉。

在一个实施例中，将管道附件安装组件连接在第一套管段和第二套管段之间，使得第一管道附件7位于氢气输送路径上，第二管道附件9位于旁通管8的保护气输送路径上，且旁通管8与第一管道附件7位于彼此的外周侧的步骤包括：在第一套管段和第二套管段之间预留管道附件安装组件的安装位；将套管转接头10固定连接在第一套管段和第二套管段上；将两个输氢管道16与两个套管转接头10一一对应连接，使得输氢管道16与第一内管段2和第二内管段5连通；将第一管道附件7安装在两个输氢管道16之间；将旁通管8与两个套管转接头10进行连接，使得旁通管8的两端分别与两个套管转接头10的转接腔13连通；将第二管道附件9安装在旁通管8上。

在本实施例中，在进行管道附件的安装时，需要先在套管输氢系统中待安装管道附件的位置预留出足够的安装间距，一般为1～2m，然后可以将两个套管转接头10分别与第一套管段和第二套管段进行焊接，然后将套管转接头10的内连接管11分别与一根输氢管道16焊接，套管转接头10的侧向接口14分别与一根带弯头的旁通管8焊接，焊接的两根输氢管道16轴线对中，并预留出第一管道附件7的安装空间，两根旁通管8用于安装第二管道附件9的管段轴线对中，并预留出第二管道附件9的安装空间，最后将第一管道附件7和第二管道附件9放到预留的安装位置，并将进出口接头与对应的管道焊接。在安装完成后，需要进行密封性检查，对于焊接结构而言，还需要对于焊缝位置进行射线探伤，以保证焊接结构的可靠性，避免发生焊接不牢等问题。

在其他的实施例中，两个套管转接头10也可以分别与第一套管段和第二套管段之间螺纹连接，输氢管道16与套管转接头10的内连接管11之间也可以采用螺纹连接，旁通管8与套管转接头之间也可以采用螺纹连接。

在本实施例中，由于在安装过程中，先进行套管转接头10的安装，因此此时输氢管道16和第一管道附件7所留下的安装空间，能够方便从外部进行第一外管段1和第二外管段4与外连接管12的焊接，方便从内连接管11的内孔位置进行第一内管段2和第二内管段5与内连接管11之间的焊接，可以留下焊接路径，在完成这些位置的焊接之后，其余的焊接工作由于均为单管结构的焊接，而非套管焊接，因此整个焊接过程变得简单以操作，可以按照常规焊接方式进行操作即可。

在一个实施例中，将管道附件安装组件连接在第一套管段和第二套管段之间，使得第一管道附件7位于氢气输送路径上，第二管道附件9位于旁通管8的保护气输送路径上，且旁通管8与第一管道附件7位于彼此的外周侧的步骤包括：在第一套管段和第二套管段之间预留管道附件安装组件的安装位；将套管转接头10固定连接在第一套管段和第二套管段上；将第一管道附件7安装在两个输氢管道16之间，使得第一管道附件7和两个输氢管道16之间完成组装；将完成组装的输氢管道16与两个套管转接头10进行连接，使得输氢管道16与第一内管段2和第二内管段5连通；将第二管道附件9安装在旁通管8上，使得第二管道附件9和旁通管8完成组装；将完成组装的旁通管8与两个套管转接头10进行连接，使得旁通管8的两端分别与两个套管转接头10的转接腔13连通。

在本实施例中，与前一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，先对输氢管道16和第一管道附件7形成一个第一安装组件，对旁通管8和第二管道附件9进行组装，形成一个第二安装组件，之后将第一安装组件整体安装在两个套管转接头10的内连接管11之间进行焊接，将第二安装组件安装在两个套管转接头10的侧向接口14处进行焊接，最后完成整个管道附件的安装。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种套管输氢系统的施工方法，其特征在于，包括：

制备多组套管组件，其中各套管组件均包括内管、外管和支撑结构；

对各套管组件进行管口封闭；

将制备好的套管组件输送至施工现场；

对套管组件进行组对焊接，将套管的外管抽出预设距离，对内管进行组对焊接，在内管焊接完成后，将外管回归原位，对外管进行组对焊接；

在预设位置安装管道附件安装组件。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，制备多组套管组件的步骤包括：

将多个支撑结构套设在内管外，并使得多个支撑结构间隔排布；

将外管从内管的一端套设在内关外，使得支撑结构支撑在内管和外管之间，完成套管组件的预组装。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，对套管组件进行组对焊接，将套管的外管抽出预设距离，对内管进行组对焊接，在内管焊接完成后，将外管回归原位，对外管进行组对焊接的步骤包括：

拆除套管组件的封口，将套管组件对中，确保相邻套管组件的内管和外管的内壁齐平；将外管抽出预设距离，对相邻的内管进行组对焊接，并在焊接完成后对焊缝进行检测，对不符合要求的焊口进行返修或重焊；

将外管推回原位，进行外管的组对焊接，并在焊接完成后对焊缝进行检测，对不符合要求的焊口进行返修或重焊，其中内管的焊接速度快于外管的焊接速度。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，所述进行外管的组对焊接的步骤包括：采用多层施焊对相邻外管进行焊接；

对相邻外管进行打底焊，并在打底焊达到预设位置时对已焊接区域进行探伤，在无缺陷后继续施焊；

在完成外管焊接后对焊缝进行探伤检测。

5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，所述在完成外管焊接后对焊缝进行探伤检测的步骤之前还包括：

对焊接位置进行渗透无损检测。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述制备多组套管组件的步骤包括：对套管组件的内管和外管的管口进行焊接坡口加工；

将管口内壁和外壁所产生的毛刺、浮锈、油污清理干净。

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，支撑结构与内管的外壁过盈配合，与外管的内壁间隙配合或过渡配合。

8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述管道附件安装组件包括第一管道附件(7)、旁通管(8)和第二管道附件(9)，所述在预设位置安装管道附件安装组件的步骤包括：

将管道附件安装组件连接在预设的两个相邻管道组件之间，使得第一管道附件(7)位于氢气输送路径上，第二管道附件(9)位于旁通管(8)的保护气输送路径上，且旁通管(8)与第一管道附件(7)位于彼此的外周侧；

将旁通管(8)配置为连接在管道附件安装组件两端的两个套管组件的外管上，并从外管的一侧向远离所述第一管道附件(7)的方向偏置，以避让第一管道附件(7)。

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述管道附件安装组件还包括套管转接头(10)，所述第一管道附件(7)的两端分别设置有所述套管转接头(10)，所述第一管道附件(7)通过所述套管转接头(10)与相邻的两个套管组件连接，所述将管道附件安装组件连接在预设的两个相邻管道组件之间，使得第一管道附件(7)位于氢气输送路径上，第二管道附件(9)位于旁通管(8)的保护气输送路径上，且旁通管(8)与第一管道附件(7)位于彼此的外周侧的步骤包括：

在第一套管段和第二套管段之间预留管道附件安装组件的安装位；

将套管转接头(10)固定连接在第一套管段和第二套管段上；

将两个输氢管道(16)与两个套管转接头(10)一一对应连接，使得输氢管道(16)与第一内管段(2)和第二内管段(5)连通；

将第一管道附件(7)安装在两个输氢管道(16)之间；

将旁通管(8)与两个套管转接头(10)进行连接，使得旁通管(8)的两端分别与两个套管转接头(10)的转接腔(13)连通；

将第二管道附件(9)安装在旁通管(8)上。

10.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述管道附件安装组件还包括套管转接头(10)，所述第一管道附件(7)的两端分别设置有所述套管转接头(10)，所述第一管道附件(7)通过所述套管转接头(10)与相邻的两个套管组件连接，所述将管道附件安装组件连接在预设的两个相邻管道组件之间，使得第一管道附件(7)位于氢气输送路径上，第二管道附件(9)位于旁通管(8)的保护气输送路径上，且旁通管(8)与第一管道附件(7)位于彼此的外周侧的步骤包括：

在相邻的两个管道组件之间预留管道附件安装组件的安装位；

将套管转接头(10)固定连接在相邻的两个套管组件上；

将第一管道附件(7)安装在两个输氢管道(16)之间，使得第一管道附件(7)和两个输氢管道(16)之间完成组装；

将完成组装的输氢管道(16)与两个套管转接头(10)进行连接，使得输氢管道(16)与相邻的两个内管连通；

将第二管道附件(9)安装在旁通管(8)上，使得第二管道附件(9)和旁通管(8)完成组装；

将完成组装的旁通管(8)与两个套管转接头(10)进行连接，使得旁通管(8)的两端分别与两个套管转接头(10)的转接腔(13)连通。

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