[发明专利]一种海底管道长线电缆伴热装置及方法

说明书

本发明涉及一种海底管道长线电缆伴热装置及方法，包括：电源端切换装置、负载端切换装置、油气管道和主超长距离伴热电缆组；电源端切换装置和负载端切换装置根据具体工况要求在长输伴热模式和电力传输模式之间切换；主超长距离伴热电缆组首端由电源端切换装置引出后，经油气管道内预设的电缆槽平行敷设于油气管道内；主超长距离伴热电缆组尾端以星型方式相互连接并接地。本发明实施例提供的海底管道长线电缆伴热装置及方法，由于海底管道长线电缆伴热装置及方法，利用电流的热效应产生热量，对海底管道进行长距离连续伴热，保障海底管道安全运行。本发明可以广泛应用于海洋石油开发领域。

技术领域

本发明涉及一种海底管道长线电缆伴热装置及方法，属于海洋石油开发领域。

背景技术

我国海上易凝高黏原油的储量巨大，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，现有技术中基于交变电流经集肤电缆和伴热管时，由于伴热管的磁性和临近效应而产生集肤效应现象，迫使电流只能在伴热管的内壁流动，产生热能，进而对海底管道进行加热，从而保障海底管道安全运行。该方法具有伴热效率高、伴热管应用成本低、操作简单、安全可靠等优势。然而，该方案铜芯电缆的高成本、伴热管与集输管道内管焊接时会破环内管的外防腐涂层进而导致通电后电位差腐蚀、铆固件应力集中等问题，对其在海底集输管道长线连续伴热的应用构成了较大的挑战。

因此，在海底长距离连续伴热条件下，现有技术提出的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。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种海底管道长线电缆伴热装置及方法，利用电流的热效应产生热量，对海底管道进行长距离连续伴热，保障海底管道安全运行。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种海底管道长线电缆伴热装置，包括：

电源端切换装置、负载端切换装置、油气管道和主超长距离伴热电缆组；

所述电源端切换装置和负载端切换装置根据具体工况要求在长输伴热模式和电力传输模式之间切换；

所述主超长距离伴热电缆组首端由所述电源端切换装置引出后，经所述油气管道内预设的电缆槽平行敷设于油气管道内；所述主超长距离伴热电缆组尾端分为两路，一路与所述负载端切换装置相连，另一路以星型方式相互连接并接地。

优选地，所述电源端切换装置包括供应电源，

所述供应电源与所述主超长距离伴热电缆组之间设置有电力传输支路和伴热传输支路；

所述伴热传输支路上依次设置有变电装置入口开关和变电装置，所述变电装置用于在长输伴热模式下将所述供应电源输出的高压直流电转换为符合预设要求的交变电流送入所述主超长距离伴热电缆组；

所述电力传输支路上设置有所述超长距离电力传输模式下首端开关和超长距离电力传输模式下首端保险丝，用于在超长距离电力传输模式下将所述供应电源输出的高压直流电经所述主超长距离伴热电缆组输送至负载端切换装置。

优选地，所述负载端切换装置包括负载装置、超长距离电力传输模式下尾端开关和超长距离电力传输模式下尾端保险丝；所述负载装置经所述超长距离电力传输模式下尾端开关和超长距离电力传输模式下尾端保险丝与所述主超长距离伴热电缆组尾端相连。

优选地，所述油气管道分为内外层结构，包括油气管道内层输送管和油气管道外层密封管；