[发明专利]一种海洋柔性软管电缆伴热装置及方法

说明书

本发明公开了一种海洋柔性软管电缆伴热装置及方法，在带电源供电装置的海上生产处理平台与无电源供电装置的海上生产处理平台之间连接有海洋柔性软管电缆伴热装置，海洋柔性软管电缆伴热装置包括海洋柔性软管及与之配套的连接装置、伴热电缆以及与之配套的连接装置；海洋柔性软管为多层组合结构，包括软管骨架层，软管骨架层外布置伴热电缆，根据伴热电缆布置方式的不同分为分散型海洋柔性软管和紧凑型海洋柔性软管。利用电流的热效应产生热量，对海底管道进行连续伴热，保障海底管道安全运行；还可根据具体工况要求在主动伴热模式和电力输送模式之间切换。该方法效率高、可操作性强、高亢余度、高灵活性且成本较低，与常规钢管伴热相比在地形适应性、耐腐蚀性、保温性、可回收性等方面均有明显优势。

技术领域

本发明涉及一种海洋油气输送伴热技术，尤其涉及一种海洋柔性软管电缆伴热装置及方法。

背景技术

随着海上油、气田不断向深水开发，水合物堵塞、易凝油胶凝、石蜡沉积等流动保障问题层出不穷，对于保障超稠油及高含蜡原油的安全输送技术需求迫切，管道输送工艺(尤其是主动伴热技术)的选择在深水海洋石油开发中显得至关重要。

传统流动保障措施如添加抑制剂、降压、掺稀掺水、流体置换等在不同程度上存在操作复杂、成本高昂、资源浪费、环境污染等问题。为了应对海上特稠油、高凝油输送以及水合物预防等难题，降低流动安全风险，专利(CN201606617U、CN102016000592137A、US10125223B1、EP18176118A1等)基于集输钢管的主动加热技术以保障海底管道安全运行。该方法具有伴热效率高、应用成本低、操作简单、安全可靠等优势。

然而，在深海苛刻的工作环境下，钢管的铺设和维修都比较困难，除此之外深海复杂的流体环境使得钢管腐蚀问题层出不穷，对其在海底集输管道长期稳定伴热的应用构成了较大的挑战。

因此，在海底长期稳定伴热条件下，CN201606617U、CN102016000592137A、US10125223B1、EP18176118A1等专利提出的基于集输钢管的主动伴热方法可能满足不了实际工程的安全需要，严重制约了海上稠油、高凝油田的开发。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋柔性软管电缆伴热装置及方法，也可用于长距离电力传输。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的海洋柔性软管电缆伴热装置，在带电源供电装置的海上生产处理平台与无电源供电装置的海上生产处理平台之间连接有海洋柔性软管电缆伴热装置，所述海洋柔性软管电缆伴热装置包括海洋柔性软管及与之配套的连接装置、伴热电缆以及与之配套的连接装置，所述带电源供电装置的海上生产处理平台设有电源和变电装置；

所述海洋柔性软管为多层组合结构，包括软管骨架层，软管骨架层外布置伴热电缆，根据伴热电缆布置方式的不同分为分散型海洋柔性软管和紧凑型海洋柔性软管；

所述分散型海洋柔性软管将伴热电缆布置于内层护套与保温层之间，并用隔套固定，相邻伴热电缆之间布置测温光纤；

所述紧凑型海洋柔性软管将伴热电缆替代部分抗拉铠装层缠绕布置，相邻伴热电缆之间布置测温光纤。

上述的海洋柔性软管电缆伴热装置实现主动伴热的方法，包括步骤：

将电源端和负载端切换为主动伴热模式，从电源端引出高压直流电，经变电装置转换后，向伴热电缆提供小于1000伏特的交变电流；电流频率根据加热需求、管道尺寸、管道壁厚以及电缆与管道长度在200赫兹至5000赫兹频率范围内变化；电缆中电流在800安培至15000安培范围内；

闭合变电装置前开关、伴热模式下电缆首端开关、伴热模式下电缆尾端开关，断开第二、第三、第四伴热电缆组首尾端开关以及电力输送模式下电源端和负载端开关；