[发明专利]热传输死脚

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的用于传输流体的海底系统。

背景技术

在诸如生产系统的海底系统中，在流体通常流动的系统部分从系统其余部分封闭或隔离时，可能发生问题。系统的封闭部分通常称为“死脚”。“死脚”可以由海底系统的任何部件构成，但是通常可以是管道部件。所有死脚都是系统中的可能有问题区域，因为它们可能被其中的水合物阻塞，因而在需要时不可用，该情况可导致功能、时间和金钱的损失，且可能给人们和环境提供危险情况。

主过程和隔离阀之间的管道元件可能经受与死脚有关的问题。同样还适用于再循环线路，所述再循环线路将泵的出口连接到泵的入口，从而确保泵在最小流量极限值以上操作。对于长的时间段，这种线路可能封闭。

死脚可以从过程隔离且放气，但是通常仅仅设置阀以防止流体进入系统的封闭部分。流体（例如，过程流体）的一部分可能流过死脚。如果死脚封闭长的时间段，那么可能发生一些热过程流体进入死脚的情况，其中，流体冷却且随着时间的经过，水合物和/或蜡可形成且阻塞线路。捕获在死脚中的流体还可以形成蜡和水合物。通常，在发生系统的流体路径的任何类型的阻塞（例如存在堵塞法兰（blind flange，或盖板））时，可形成死脚。

基于上述形成水合物的问题，已经需要保护海底系统以防形成水合物。根据现有技术的方案，围绕可能的死脚设置绝热件以防止形成水合物。此外，根据现有技术的方案，死脚可以被加热（借助于主动外部热源）且死脚的容积被隔离且被减压或抑制。或者，使得死脚的长度尽可能短。

发明内容

本发明的目的在于通过防止形成水合物、蜡等而提供解决死脚问题的方案。所述方案根据权利要求限定的本发明提供。本发明的进一步实施例在从属权利要求中限定。

本发明的原理在于：当海底系统正常操作时，保持死脚中的温度高于临界温度。所提出的方案是被动的，不需要任何调节且基于过程可用的能量。

根据独立权利要求，本发明涉及一种用于传输流体的海底系统。所述海底系统包括具有传送流体流的流动路径的第一部分和具有设置用于传送流体的流动路径的至少一个第二部分。第二部分的流动路径临时从第一部分的流动路径封闭。为了防止在海底系统的第二部分中形成水合物，来自于在海底系统的第一部分中传输的流体的热量或能量通过热传导结构传递给第二部分，所述热传导结构在海底系统的第一部分和第二部分之间建立接触。在海底系统的第一部分中流动的流体可以是在海底系统中传输的任何流体。第二部分能够以上述各种方式从海底系统的第一部分封闭。

根据本发明的第一实施例，所述热传导结构沿海底系统的第一部分和第二部分中的至少一部分的流动路径延伸。通过该设置，在海底系统的两部分之间建立接触，且热量跟随流动路径从海底系统的部分传递，其中，流体流向系统的封闭第二部分，其中，存在形成水合物的风险。海底系统的第一部分和第二部分可以按顺序成直线设置。于是，可以在轴向方向发生热传递。例如，在由管道元件制成时，两个部分能以成角度关系设置，其中，沿第二部分的一部分在轴向方向发生热传递。在热传导结构和第一部分之间建立接触区域。接触区域可以具有轴向延伸范围，所述轴向延伸范围可限于第一部分的轴向延伸部分的一部分或者与第一部分的轴向延伸部分相对应。当第二部分（可能的死脚）是管道元件时，沿管道元件的轴向传导的增加对于防止形成水合物具有特别的效果，于是，沿该管道元件轴向延伸的热传递结构的一部分的设置显著地有助于保持管道元件（死脚）内的温度高于水合物形成温度。

根据本发明的一个方面，海底系统的第一部分和/或第二部分中的至少一个包括至少一个管道元件。多个管道元件可连接以形成管线或管道，可选地，一个管道元件可限定管道。在一个方面，与海底系统的第二部分接触的热传导结构的部分可具有与海底系统的第二部分的轴向延伸范围基本上相对应的轴向延伸范围，以在海底系统的部分的第二部分中实现令人满意的轴向传导。热传导结构和海底系统的第一部分之间的接触可具有沿海底系统的轴向延伸范围的轴向延伸范围，或者可限于较小接触区域。

在海底系统的第一部分包括管线且海底系统的第二部分也包括管道的情况下，热传导结构可以跟随管线和管道的长度/轴向方向的至少一部分。于是，热传导结构可具有与管线/管道的轴向延伸范围的至少一部分相对应的轴向延伸范围。可选地，热传导结构可以轴向地跟随管道（第二部分），同时与管线（第一部分）建立有限接触区域。热传导结构的与管道接触的部分可具有与管道相对应的轴向延伸范围。通过增加横靠管道的轴向热传递，将减少沿死脚的温度下降。因而，在死脚中保持较高温度。