本发明专利技术提供了一种适于海底环境的用于运输碳氢化合物的管道(2)的管段(1)，所述管段由包括一个外套管(5)及一个内套管(6)的至少一个双套管构成，在所述外套管与所述内套管之间布置包括隔热材料(7)的环形空间(104)，其特征在于所述管段包括布置在所述环形空间(104)中的至少一个加热电路(12)及固定到所述外套管(5)且链接到外部电力电缆(9)的连接插头(4)的连接基座(8)，所述连接基座(8)封闭与所述环形空间(104)连通的进入通道(10)，所述加热电路(12)由形成封闭加热电路的所述连接基座供电以加热所述管段。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的
涉及到碳氢化合物运输管道的加热方式，即保持碳氢化合物的温度。
技术介绍
众所周知，碳氢化合物的运输管道，即通常所说的管线可通过不同方法加热。安装在水下的管道，多采用电加热方式，以避免碳氢化合物内形成固体阻塞物，又称堵塞物。电加热方式可将管内温度保持在20或20摄氏度以上。在海底油井典型压力条件(几十到几百巴)下，管道内部会在20摄氏度时出现汽水合物，如果液体内含有固化温度较高的石蜡时，温度甚至超过30、40度，甚至60摄氏度。·电加热方式可通过多种途径实现。通过在管壁上制造涡流，可制造出磁场来加热管道。专利EP-0441814对该方法有详细阐述。专利EP-0441814方法的缺点之一是需要第二套套管，从而影响保温效果(液体管与海底环境之间的热交换系数“U”低于2甚至IW/(m2. K))。第二套套管使用碳钢制成，形成了一层电磁屏，妨碍了对第一层内套管形成的主管进行加热。另外一种方式如专利US-3293407所述直接向金属壁内注入电流。但管道内通了电的管壁对于进入管道作业的操作人员来说危险重重。而且，一旦管线周围发生漏电现象，将导致管道的腐蚀和提前老化。专利EP-1461559则阐述了使用焦耳效应通过电热电缆来加热双层壁的管道。双层壁管道及绝缘装置的配合使用使得热交换降低到上述水平(“U”低于2甚至IW/ (m2. K))，而且当电源在通常的3到50W/m2时，可加热更长的管道。不过，EP1461559里提到的双壁管道必须使用卷管技术。当安装的管道直径小，且长度适中，在已安装就位的容器的承受范围之内时，该技术十分具有优势。该铺设技术原本是用来铺设很短的管道，最多铺几十公里，而且管道的弯曲硬度与已安装就位的容器的卷绕及拉直系统的变形能力相兼容。形成碳氢化合物管道的塑形弯曲力矩，实际上与其厚度和直径的平方的乘积成正比。双壁管道与耐热材料的结合使用在紧密性和含能性方面优势明显，因为除了提高保温性能外，还可通过使用小口径管的电线均匀加热。当卷起的管道被拉直后，空置的容器必须回到端点装载另外一卷管道。装载了新的卷起管道的容器必须回到铺设点，恢复已经铺设的那部分管道，以便在拉直新管道前做好衔接。对于重要的间距，S或J形铺设技术更适用，或仅仅适用于大口径管道。该铺设技术用于组装已安装就位的容器的短直段管道，例如12到71米，以便构造长度合适的管道。组装时，即可水平铺设(S形铺设)，也可垂直铺设(J形铺设)。专利EP1461559提到的管道加热方法的另外一个缺陷是双壁管内定位在确定部位的加热回路一旦发生故障，故障点以下所有管道的加热完全罢工。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服以前工艺的一个或多个缺陷，以S或J形的铺设方式安装管段，并优化管道的保温及加热。目标是碳氢化合物运输管道的管段用于海底环境，上述管段由至少包括一个有内部和外部套管的双层套管，双层套管放置在环形空间内，环形空间包括保温绝缘材料。其特点为上述的管段包括至少一个加热回路，该回路布置在上述环形空间内；连接基座固定在外部套管上，并与连在外部电源电缆相连的插座相连接；连接基座靠近与环形空间通信的入口段；加热回路由连接基座供电；连接基座形成闭合的加热电回路用来加热管段。实际上，最重要的是将S或J形铺设技术用于运输管道，并结合耐电加热和出色的保温性能，因为近海的电力耗损的减少可大大提高利用率。本专利技术的特色之一是闭合密封的环形空间。该空间在预先设定的压力水平内工作，可优化保温性能。 其优势是，施加在环形空间上的压力，如上所述，是预先设定的优化值，其压力水平低于大气压。本专利技术的特点之一是加热回路包括电加热线路,该线路独立于外部套管和内部套管。这种形状使得近海部分通过与内部管道焊接而连接在一起。管段的外部套管并未焊接在一起，可通过安装加强绝缘套筒的方式加强弯曲强度并加固焊缝周围的保温层。本专利技术的另外一个特征是布置在环形空间内部的加热回路，该加热回路的电源与管段外部的电源并联。这样一来，管段内部和外部的电缆即可区分开来。本专利技术的另外一个特征是加热回路里包括一个加热闭合电路，该闭合电路仅用于焦耳效应的加热，并由外部电缆单相供电。本专利技术的另外一个特征是加热回路里包括三个加热三角回路，或首尾相连的回路，并由外部电缆三相供电。 三相外部电缆可包括三个电缆及一个或多个额外的中性线。一个单相加热回路可以由外部电源单相的三相的外部电缆单各类相供电。例如，三相电缆里的两条线可给一个单相加热回路供电。熟知工艺的技术人员应可辨认各类变化都可导致球体平衡电路图，例如将三段连续的管段沿着整根管道与外部电缆的不同相连接起来。另外一个特征是管段可通过将内部套管与两个相邻的管段焊接起来进行组装。其加热回路可通过传导焊缝周围区域的热量进行加热。本专利技术的另外一个特征为如果在上述的环形空间里发生短路，与上述连接相连的基座元件可切断供电。本专利技术的另外一个特征是管段包括专门用来加热上述管段的多余的加热回路。这些加热回路的电源由上述连接基座供给；或多个与多个入口段相连的连接基座在与环形空间通信过程中，每个连接基座各关闭一段入口段。本专利技术的另外一个特征为加热回路需要一个5到50W/m2的电源以保持温度。功率越高，加热管段所需时间越短，加热速度越快。为计算供电的电压，必须参考双壁管道的内部或外部管表面的电源(根据实际情况，可同时将两个表面计算在内)。根据该专利技术的另外一个特征，该管段的热交换系数范围为O. I to 2ff/(m2. K)。本专利技术的另外一个目的是运输碳氢化合物的管道由与已安装就位的容器焊在一起的直管段组成，其特性为根据本专利技术组成了大量的加热管段，这些加热管段包括其与上述外部电缆平行连接的电加热回路。本专利技术的另外一个特性通过将加热的管段内的热量分配到邻近的未加热的管段内的方式进行加热。例如气泡内的气体通过管道时传输热量；或通过液体自然对流时产生的宏观移动传输热量。气体或另外一种液体从管到的一端传入。一段加热过的管段在故障后，可能成为一段未加热的管段。但根据本专利技术，管道内的各段依然可以被加热。例如通过多于的加热回路提供热量。本专利技术的另外一个特性为与外部电缆连接的插头被安置在一支分流的一端，该支流与外部电缆的一条线通过一个电器元件相连；当该支流下游发生短路时，该电器元件可切断电源。 本专利技术的另外一个特性为外部电缆由一个发生器供电，根据各管段到发生器的距离，每段管段内的加热回路的电阻值逐渐递减。发生器可根据不同要求提供交流电或直流电。根据本专利技术的另外一个特性，外部电缆供电电压的范围为5到lkV。本专利技术的另外一个目标与铺设管道相关，如-在就位的容器上水平或垂直放置一个管段；-该管段与已经组装的管道的一部分焊在一起；-焊缝上套有保温绝缘套管；-套管下方及两段管段之间的空间内填入材料；-连接基座与外部电缆的支流相连接。本专利技术的第一个优点源自其铺设工艺采用S和J形管道铺设方式，这样，就没有必要沿着双壁管道和连续的环形空间的满程长度的电路通道上施电焊。本专利技术明显不同于过去的工艺技术。如果使用过去的工艺组装短管段，以便为装有电线的区域创建一个连续的环形空间，则根本不可能为每段管段连续提供电连接。假设为了再次创建一个环形空间而组装短管段，这些管段只有几十公里，那么首要的风险就是高缺陷率，第二个风本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适于海底环境的用于运输碳氢化合物的管道(2)的管段(1)，所述管段由包括一个外套管(5)及一个内套管(6)的至少一个双套管构成，在所述外套管与所述内套管之间布置包括隔热材料(7)的环形空间(104)，其特征在于所述管段包括布置在所述环形空间(104)中的至少一个加热电路(12)及固定到所述外套管(5)且到达链接到外部电力电缆(9)的连接插头(4)的连接基座(8)，所述连接基座(8)封闭与所述环形空间(104)连通的进入通道(10)，所述加热电路(12)由形成封闭加热电路的所述连接基座供电以加热所述管段。
【技术特征摘要】
2010.11.18 FR 10.044811.一种适于海底环境的用于运输碳氢化合物的管道(2)的管段(I)，所述管段由包括一个外套管(5)及一个内套管(6)的至少一个双套管构成,在所述外套管与所述内套管之间布置包括隔热材料(7)的环形空间(104)，其特征在于所述管段包括布置在所述环形空间(104)中的至少一个加热电路(12)及固定到所述外套管(5)且到达链接到外部电力电缆(9)的连接插头(4)的连接基座(8)，所述连接基座(8)封闭与所述环形空间(104)连通的进入通道(10)，所述加热电路(12)由形成封闭加热电路的所述连接基座供电以加热所述管段。2.根据权利要求I所述的管段，其特征在于其适于...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安格尔森，韦恩P·格罗贝拉尔，
申请(专利权)人：ITPSA公司，
类型：发明
国别省市：
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