[发明专利]深水传输用电线

说明书

一种深水传输用导电线，其包括第一导电线部分和第二导电线部分。所述第一导电线部分构成所述导电线的一端，并且由第一金属形成。第二导电线部分由第二金属形成。第一金属的极限拉伸强度高于第二金属的极限拉伸强度。第一导电线部分用于支撑第二导电线部分的重量，由此使得导电线用于水下或海下电力电缆中，这些水下或海下电力电缆可自其源头起自由悬浮，从而向位于深水或超深水中的电力装置供电。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年8月21日提交的美国临时专利申请序列号62/040,272的优先权。其全部内容以引用方式并入本文。

背景技术

本公开涉及导电线。该导电线尤其可用于长电力电缆，例如用于向深水设备供电的长电力电缆。

海底油气井可能位于超深水设备中(深度为1500米以上，～5000英尺)。向位于此深度的海底设备供电要求将极长的电力电缆由海面位置悬至位于海底的终端位置。电力电缆的固定于海面位置的末端承担了这些电力电缆的绝大部分的重量。电力电缆还固定至立于海底的提升管/脚手架，以承担电缆的重量。对这种脚手架的需求使油气井的构造变得复杂。此外，(例如)由于海浪和/或洋流的运动，电力电缆在其使用期间会经受大的拉力和动态运动。电缆还会暴露于扭转力，以将电缆扭曲。

电力电缆包括通常由铜构成的金属导线。这些铜导线的机械性能通常较差。具体而言，导线的末端通常不足以承担如此长的电力电缆中剩余电线的重量，从而会随着时间的延长由于各种与应力相关的现象导致故障发生。

人们期望研制出新型导电线，其具有改进的机械强度以及其他有利的性能。

发明内容

本公开涉及适用于海底长电力电缆中的导电线。该导电线由第一导电线部分和第二导电线部分制成。第一导电线部分位于导电线的一个末端，并且由极限拉伸强度高于第二导电线部分的极限拉伸强度的金属制成。预期的是，第一导电线部分(即，导电线的所述末端)位于电力电缆的固定于海面位置的末端，换言之，位于支撑其余导电线的重量的末端。如此可减少或消除对用于支撑电力电缆的重量的脚手架的需求。在更具体的实施方案中，第二导电线部分的导电率也高于第一导电部分的导电率。

本文的各实施方案中披露了用于深水传输的导电线，其具有焊接在一起的第一导电线部分和第二导电线部分；其中第一导电线部分由第一金属形成，其位于导电线的一个末端，并且长度为约100英尺以上；其中第二导电线部分由第二金属形成；并且其中第一金属的极限拉伸强度高于第二金属的极限拉伸强度。

第一金属的极限拉伸强度可为100ksi以上。第一金属可为铜-镍-铍合金。更具体而言，第一金属可含有约0.2重量％至约0.6重量％的铍、约1.4重量％至约2.2重量％的镍、以及余量的铜。

第二金属的极限拉伸强度为75ksi以下。第二金属可为至少99.9重量％的铜。

在一些实施方案中，第二金属的导电率高于第一金属的导电率。在具体实施方案中，第二金属的导电率为100％IACS以上，并且第一金属的导电率为80％IACS以下。

第一导电线部分的长度小于第二导电线部分的长度。在特定实施方案中，第二导电线部分的长度与第一导电线部分的长度之比为约10:1至约50:1。更具体而言，第一导电线部分的长度可为约100英尺至约500英尺，并且导电线的长度可为约2,000英尺以上。

导电线的直径可为约1毫米至约3毫米。

导电线还可包括位于导电线的另一端的第三导电线部分，该第三导电线部分由第一金属形成，并且被焊接至第二导电线部分，并且长度为约100英尺以上。