[发明专利]水下加热组件及对水下部件进行加热的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适合于对多种不同类型的水下部件进行加热的水下加热组件。具体地，所述水下加热组件适合于对石油和天然气工业中使用的水下金属部件进行加热。

背景技术

在水下油气开采的领域中，水合物和/或蜡沉积物的形成是已知的问题。在低温下，碳氢化合物可凝固并限制或阻碍水下管线中的流动。一个已知的措施是将抑制剂(例如，乙二醇(MEG))插入到自流井内液气流中。

另一种方法包括确保流动流体的一定温度。这例如通过被称为直接电加热(direct electrical heating，DEH)的方法来实现。所述方法涉及沿钢管布置电缆并且在两个相距较远的位置处将电缆连接到钢管上。通过将交流电应用到电缆上并且因此还通过所述钢管，钢管由于欧姆功率损耗和电感功率损耗而被加热。所述DEH方法通常被采用，以对数千米的长度的管线进行加热。国际专利申请WO2007011230描述了该方案。

除了对超长的流输线进行加热以外，人们有时需要对例如采油树的较小的水下部件或较短的管线进行加热。有时，人们还想要对管线的比具有安装的DEH部件更广阔的特定部分进行加热。专利出版物US6278095描述了一种方案，其中，电缆绕水下部件缠绕，所述水下部件应当作为感应线圈(参考该出版物的图5中的跳线27)被加热。来自管线的受热段的壁中的电流或来自例如水下变压器或水下机器人(ROV)的外电源的电力被供应给所述感应线圈。

US6371693描述了一种环形变压器，所述环形变压器被用于提取用于小的电力负载的电力，例如，对管线跳线进行加热、操作设备或其它的水下目的。

专利申请出版物US20100101663 A1描述了通过使用管线的导电部分的固有电阻率对管线进行加热。另外，它描述了将管线用作配电线以辅助将电力提供到远程管线位置。

德国出版物DE102008056089 A1描述了一种测量管线(例如，近海海底管线)的情况的方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种水下加热组件，所述水下加热组件包括部件接口电缆，所述部件接口电缆被与待加热的水下部件相关联地布置，所述部件接口电缆从电源接收电力。在此，术语“与……相关联”应当意味着：所述部件接口电缆被布置，以便对应当被加热的水下部件进行加热。因此，所述部件接口电缆可例如被放置在所述水下部件的旁边并靠近所述水下部件、绕所述部件缠绕或被布置为靠近所述部件的弯曲构造或与所述部件接触。所述电源包括感应耦合器，所述感应耦合器具有一个或多个芯环，所述芯环包围了交流载流源电缆，所述电源还包括绕所述芯环缠绕的绕组电缆。所述绕组电缆被连接到所述部件接口电缆上。所述感应耦合器包括上部部分和下部部分，所述上部部分具有第一数量的第一芯部，所述下部部分具有第二数量的第二芯部。所述绕组电缆被布置在所述上部部分中。当所述上部部分安装有所述下部部分时，所述第一芯部与所述第二芯部对准。根据本发明的第一方面，所述上部部分能够从所述下部部分移除。

所述芯环具有能够传导磁通量的材料。根据所述芯环绕所述源电缆引导磁通量，术语环应当被广泛地解释。因此，术语环包括例如正方形的形状或其它多边形的形状或椭圆形环的形状或同心环的形状。

此外，术语“绕……缠绕”(如“绕所述芯环缠绕”)应当包括整圈、多圈或甚至不到整圈。如本领域技术人员应当理解的，所述绕组电缆的缠绕的技术结果是在所述绕组电缆中感应了电流。因此，提供所需的在所述绕组电缆中感应了电流的技术结果的任何数量的匝数或全绕绕组的任何百分比应当被理解为被术语“绕……缠绕”所包含。

所述源电缆起一次绕组的作用并且所述绕组电缆起二次绕组的作用。

应当被加热的水下部件能够例如为井源或采油树、管段或管节、或DEH系统终端和井源之间的管道接口部分。

所述载流源电缆能够为直接电加热电缆，所述直接电加热电缆被布置在水下管线的旁边，以便对该管线进行加热。

根据本发明的第一方面的一个实施例，包括所述两个芯部的芯环适合于采取打开状态和关闭状态，在所述关闭状态，所述芯环包围出适合于容纳所述载流源电缆的空腔。此外，在所述打开状态，所述芯环在所述芯环的两个面对的端部部分之间呈现间隙，所述载流源电缆可穿过所述间隙。

有利地，所述感应耦合器可包括一个为一组或多个为一组的三组芯环。每组都适合于与包括三相的电源电缆的一相相关联。

在一个实施例中，该第一数量小于所述第二数量。

根据本发明的第二方面，提供了一种对水下部件进行加热的方法。所述方法包括：