[发明专利]一种深海油气田供电系统及方法

说明书

本发明属于海洋工程相关技术领域，并公开了一种深海油气田供电系统及方法。该供电系统中包括浮式风场、海上升压站、脐带缆和全水下生产机构，浮式风场设置在近海中，用于将风能转化为电能；海上升压站一方面用于将电流进行升压和稳流，另一方面用于存储全水下生产机构所需的液压液体和化学药剂，浮式风场将风能转化为电能后，电流经脐带缆传递给海上升压站，在海上升压站中被升压和稳流后，被输送给全水下生产机构，同时，海上升压站中的液压液体也通过脐带缆传递给全水下生产机构，以此实现全水下生产机构的电、液压液体和化学药剂的供应。通过本发明，降低深海油气田的开采风险和供电成本，以完善深海开发关键技术的知识体系，保障能源安全。

技术领域

本发明属于海洋工程相关技术领域，更具体地，涉及一种深海油气田供电系统及方法。

背景技术

海上油田石油储量丰富，目前浅水域的石油开采已取得一定的发展，但是已探明大量油气资源分布在深远海区，海况恶劣，使用目前的海上石油平台进行开采难度较高，危险系数大。以我国南海为例，南海海域的油气储量十分巨大，但海况相当复杂，离岸二十公里左右水深便断崖式下降至1500米水深，加之南海台风频繁，极端天气情况出现频率增加，使得浅水域使用的油气开采方案不再适用。因此，有必要提出一种新型的深海油气田供电方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种深海油气田供电系统及方法，其通过对该系统的整体布局和关键组件的结构设计，实现全水下生产机构的电、液压液体和所需化学药剂的工艺，降低深海油气田的开采风险和供电成本，以完善深海开发关键技术的知识体系，保障能源安全。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种深海油气田供电系统，该供电系统中包括浮式风场、海上升压站、脐带缆和全水下生产机构，其中：

所述浮式风场设置在近海中，用于利用海面上的风能转化为电能；所述海上升压站一方面用于将来自所述浮式风场的电流进行升压和稳流，另一方面用于存储所述全水下生产机构所需的液压液体和化学药剂，所述脐带缆用于连接海上升压站和全水下生产机构，所述全水下生产机构设置在深海底下的油气处理设备，所述浮式风场将风能转化为电能后，电流经所述海洋电缆传递给所述海上升压站，在所述海上升压站中被升压和稳流后，被输送给所述全水下生产机构，同时，所述海上升压站中的液压液体也通过所述脐带缆传递给所述全水下生产机构，以此实现所述全水下生产机构的电、液压液体和化学药剂的供应；其中：

所述浮式风场中设置有多个浮在近海中的风机，每个风机通过缆绳锚固在深海海底，其自下而上包括底座、浮力提供单元和发电单元，所述底座包括固定压载和第一存储箱，所述固定压载用于提供压载力以保障稳性，所述第一存储箱用于存储所述全水下生产机构所需的液压液体和化学药剂；所述浮力提供单元中设置有垂荡板和多个长度不一的浮箱，所述浮箱沿垂直于海平面的方向设置，为所述风机提供浮力，所述垂荡板沿海平面方向设置，捆绑在所述浮箱上，在所述风机上下浮动时增加其运动阻尼；所述发电单元用于将风能转化为电能，设置在海平面上，包括风叶和发电机组，所述风叶随风转动，所述发电机组将所述风叶转动的风能转化为电能。

进一步优选地，所述海上升压站通过缆绳锚固在深海海底，包括上半部分和下半部分，上半部分设置在海平面上，其包括多块间隔分布的基板和设置在基板中的升压和稳流单元，所述下半部分自下而上包括压载水舱、第二存储箱和浮力舱，所述压载水舱中设置有海水，用于提供压载力以保障海上升压站的稳性，所述第二存储箱用于存储所述全水下生产机构所需的液压液体和化学药剂，所述浮力舱用于提供浮力；所述上半部分和下半部分之间由竖直方向的立柱连接，通过该立柱连接间隔分布的基板。

进一步优选地，所述升压和稳流单元包括变压器和换流站，所述变压器用于将来自所述浮式风场的电流升压，所述换流站用于将升压后的电流进行稳流。

进一步优选地，所述脐带缆中包括多个电缆和管道，所述电缆用于传送电流，所述管道用于传送液压液体和化学药剂。