本發明專利技術提供了一種適于海底環境的用于運輸碳氫化合物的管道(2)的管段(1)，所述管段由包括一個外套管(5)及一個內套管(6)的至少一個雙套管構成，在所述外套管與所述內套管之間布置包括隔熱材料(7)的環形空間(104)，其特征在于所述管段包括布置在所述環形空間(104)中的至少一個加熱電路(12)及固定到所述外套管(5)且鏈接到外部電力電纜(9)的連接插頭(4)的連接基座(8)，所述連接基座(8)封閉與所述環形空間(104)連通的進入通道(10)，所述加熱電路(12)由形成封閉加熱電路的所述連接基座供電以加熱所述管段。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術的
涉及到碳氫化合物運輸管道的加熱方式，即保持碳氫化合物的溫度。
技術介紹
眾所周知，碳氫化合物的運輸管道，即通常所說的管線可通過不同方法加熱。安裝在水下的管道，多采用電加熱方式，以避免碳氫化合物內形成固體阻塞物，又稱堵塞物。電加熱方式可將管內溫度保持在20或20攝氏度以上。在海底油井典型壓力條件(幾十到幾百巴)下，管道內部會在20攝氏度時出現汽水合物，如果液體內含有固化溫度較高的石蠟時，溫度甚至超過30、40度，甚至60攝氏度?！る娂訜岱绞娇赏ㄟ^多種途徑實現。通過在管壁上制造渦流，可制造出磁場來加熱管道。專利EP-0441814對該方法有詳細闡述。專利EP-0441814方法的缺點之一是需要第二套套管，從而影響保溫效果(液體管與海底環境之間的熱交換系數“U”低于2甚至IW/(m2. K))。第二套套管使用碳鋼制成，形成了一層電磁屏，妨礙了對第一層內套管形成的主管進行加熱。另外一種方式如專利US-3293407所述直接向金屬壁內注入電流。但管道內通了電的管壁對于進入管道作業的操作人員來說危險重重。而且，一旦管線周圍發生漏電現象，將導致管道的腐蝕和提前老化。專利EP-1461559則闡述了使用焦耳效應通過電熱電纜來加熱雙層壁的管道。雙層壁管道及絕緣裝置的配合使用使得熱交換降低到上述水平(“U”低于2甚至IW/ (m2. K))，而且當電源在通常的3到50W/m2時，可加熱更長的管道。不過，EP1461559里提到的雙壁管道必須使用卷管技術。當安裝的管道直徑小，且長度適中，在已安裝就位的容器的承受范圍之內時，該技術十分具有優勢。該鋪設技術原本是用來鋪設很短的管道，最多鋪幾十公里，而且管道的彎曲硬度與已安裝就位的容器的卷繞及拉直系統的變形能力相兼容。形成碳氫化合物管道的塑形彎曲力矩，實際上與其厚度和直徑的平方的乘積成正比。雙壁管道與耐熱材料的結合使用在緊密性和含能性方面優勢明顯，因為除了提高保溫性能外，還可通過使用小口徑管的電線均勻加熱。當卷起的管道被拉直后，空置的容器必須回到端點裝載另外一卷管道。裝載了新的卷起管道的容器必須回到鋪設點，恢復已經鋪設的那部分管道，以便在拉直新管道前做好銜接。對于重要的間距，S或J形鋪設技術更適用，或僅僅適用于大口徑管道。該鋪設技術用于組裝已安裝就位的容器的短直段管道，例如12到71米，以便構造長度合適的管道。組裝時，即可水平鋪設(S形鋪設)，也可垂直鋪設(J形鋪設)。專利EP1461559提到的管道加熱方法的另外一個缺陷是雙壁管內定位在確定部位的加熱回路一旦發生故障，故障點以下所有管道的加熱完全罷工。
技術實現思路
本專利技術的目的旨在克服以前工藝的一個或多個缺陷，以S或J形的鋪設方式安裝管段，并優化管道的保溫及加熱。目標是碳氫化合物運輸管道的管段用于海底環境，上述管段由至少包括一個有內部和外部套管的雙層套管，雙層套管放置在環形空間內，環形空間包括保溫絕緣材料。其特點為上述的管段包括至少一個加熱回路，該回路布置在上述環形空間內；連接基座固定在外部套管上，并與連在外部電源電纜相連的插座相連接；連接基座靠近與環形空間通信的入口段；加熱回路由連接基座供電；連接基座形成閉合的加熱電回路用來加熱管段。實際上，最重要的是將S或J形鋪設技術用于運輸管道，并結合耐電加熱和出色的保溫性能，因為近海的電力耗損的減少可大大提高利用率。本專利技術的特色之一是閉合密封的環形空間。該空間在預先設定的壓力水平內工作，可優化保溫性能。 其優勢是，施加在環形空間上的壓力，如上所述，是預先設定的優化值，其壓力水平低于大氣壓。本專利技術的特點之一是加熱回路包括電加熱線路,該線路獨立于外部套管和內部套管。這種形狀使得近海部分通過與內部管道焊接而連接在一起。管段的外部套管并未焊接在一起，可通過安裝加強絕緣套筒的方式加強彎曲強度并加固焊縫周圍的保溫層。本專利技術的另外一個特征是布置在環形空間內部的加熱回路，該加熱回路的電源與管段外部的電源并聯。這樣一來，管段內部和外部的電纜即可區分開來。本專利技術的另外一個特征是加熱回路里包括一個加熱閉合電路，該閉合電路僅用于焦耳效應的加熱，并由外部電纜單相供電。本專利技術的另外一個特征是加熱回路里包括三個加熱三角回路，或首尾相連的回路，并由外部電纜三相供電。 三相外部電纜可包括三個電纜及一個或多個額外的中性線。一個單相加熱回路可以由外部電源單相的三相的外部電纜單各類相供電。例如，三相電纜里的兩條線可給一個單相加熱回路供電。熟知工藝的技術人員應可辨認各類變化都可導致球體平衡電路圖，例如將三段連續的管段沿著整根管道與外部電纜的不同相連接起來。另外一個特征是管段可通過將內部套管與兩個相鄰的管段焊接起來進行組裝。其加熱回路可通過傳導焊縫周圍區域的熱量進行加熱。本專利技術的另外一個特征為如果在上述的環形空間里發生短路，與上述連接相連的基座元件可切斷供電。本專利技術的另外一個特征是管段包括專門用來加熱上述管段的多余的加熱回路。這些加熱回路的電源由上述連接基座供給；或多個與多個入口段相連的連接基座在與環形空間通信過程中，每個連接基座各關閉一段入口段。本專利技術的另外一個特征為加熱回路需要一個5到50W/m2的電源以保持溫度。功率越高，加熱管段所需時間越短，加熱速度越快。為計算供電的電壓，必須參考雙壁管道的內部或外部管表面的電源(根據實際情況，可同時將兩個表面計算在內)。根據該專利技術的另外一個特征，該管段的熱交換系數范圍為O. I to 2ff/(m2. K)。本專利技術的另外一個目的是運輸碳氫化合物的管道由與已安裝就位的容器焊在一起的直管段組成，其特性為根據本專利技術組成了大量的加熱管段，這些加熱管段包括其與上述外部電纜平行連接的電加熱回路。本專利技術的另外一個特性通過將加熱的管段內的熱量分配到鄰近的未加熱的管段內的方式進行加熱。例如氣泡內的氣體通過管道時傳輸熱量；或通過液體自然對流時產生的宏觀移動傳輸熱量。氣體或另外一種液體從管到的一端傳入。一段加熱過的管段在故障后，可能成為一段未加熱的管段。但根據本專利技術，管道內的各段依然可以被加熱。例如通過多于的加熱回路提供熱量。本專利技術的另外一個特性為與外部電纜連接的插頭被安置在一支分流的一端，該支流與外部電纜的一條線通過一個電器元件相連；當該支流下游發生短路時，該電器元件可切斷電源。 本專利技術的另外一個特性為外部電纜由一個發生器供電，根據各管段到發生器的距離，每段管段內的加熱回路的電阻值逐漸遞減。發生器可根據不同要求提供交流電或直流電。根據本專利技術的另外一個特性，外部電纜供電電壓的范圍為5到lkV。本專利技術的另外一個目標與鋪設管道相關，如-在就位的容器上水平或垂直放置一個管段；-該管段與已經組裝的管道的一部分焊在一起；-焊縫上套有保溫絕緣套管；-套管下方及兩段管段之間的空間內填入材料；-連接基座與外部電纜的支流相連接。本專利技術的第一個優點源自其鋪設工藝采用S和J形管道鋪設方式，這樣，就沒有必要沿著雙壁管道和連續的環形空間的滿程長度的電路通道上施電焊。本專利技術明顯不同于過去的工藝技術。如果使用過去的工藝組裝短管段，以便為裝有電線的區域創建一個連續的環形空間，則根本不可能為每段管段連續提供電連接。假設為了再次創建一個環形空間而組裝短管段，這些管段只有幾十公里，那么首要的風險就是高缺陷率，第二個風本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種適于海底環境的用于運輸碳氫化合物的管道(2)的管段(1)，所述管段由包括一個外套管(5)及一個內套管(6)的至少一個雙套管構成，在所述外套管與所述內套管之間布置包括隔熱材料(7)的環形空間(104)，其特征在于所述管段包括布置在所述環形空間(104)中的至少一個加熱電路(12)及固定到所述外套管(5)且到達鏈接到外部電力電纜(9)的連接插頭(4)的連接基座(8)，所述連接基座(8)封閉與所述環形空間(104)連通的進入通道(10)，所述加熱電路(12)由形成封閉加熱電路的所述連接基座供電以加熱所述管段。
【技術特征摘要】
2010.11.18 FR 10.044811.一種適于海底環境的用于運輸碳氫化合物的管道(2)的管段(I)，所述管段由包括一個外套管(5)及一個內套管(6)的至少一個雙套管構成,在所述外套管與所述內套管之間布置包括隔熱材料(7)的環形空間(104)，其特征在于所述管段包括布置在所述環形空間(104)中的至少一個加熱電路(12)及固定到所述外套管(5)且到達鏈接到外部電力電纜(9)的連接插頭(4)的連接基座(8)，所述連接基座(8)封閉與所述環形空間(104)連通的進入通道(10)，所述加熱電路(12)由形成封閉加熱電路的所述連接基座供電以加熱所述管段。2.根據權利要求I所述的管段，其特征在于其適于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：克里斯蒂安格爾森，韋恩P·格羅貝拉爾，
申請(專利權)人：ITPSA公司，
類型：發明
國別省市：
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