管道束结构的利记博彩app

专利名称：管道束结构的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及管道束，具体地涉及一种加热海底或岸上管道，以及有关的管道系统的方法。
一般地，海底的油、气体和水是由用于不同媒质的独立管道传送的。在从海井向一平台或陆上基地传送多相产品时，来自井中的流体可包括油、气体和水的混合物。
在海底传送过程中，管道和其内容物可被冷却到3℃的海底温度。
在传送未经稳定化的油时，这一冷却可能促使蜡粘度和/或在冷却的管道表面上的蜡沉积量增加，这可能使流动堵塞。
相应地，在高压下的过冷的多相流体会进一步形成氢氧化物，它们可阻塞管道，而且清理工作需花时和花钱。
由于此原因，对温度有要求的管道绝热，并且经常提供可阻碍氢氧化物的沉积和形成的化学物质。另一种方法是电加热绝热的管道，以使温度通常保持在20℃以上。
用于产品以及气体和水的注入等的独立的工艺管道的铺设费用代表了与在平台附近的铺设、埋藏以及安装有关的基本费用。
这项工作的一种简单方法是将工艺管道集中在通常所称的管道或管道束中，在其中这些管道相互都保持一定的间距。
为了、尤其是为了加强结构的支撑性能、对工艺管道提供保护、简化铺设等目的，管道束经常安装在具有合适性能的外围承载管中。
对温度有要求的工艺管道，已知有注预热注水的工艺管道，或者是携有预热介质的专用管道回路可用来加热这种管道束。这种管道束必须具有一外部隔热件、并且应充满用来分配和传递热量的液体和/或气体。
由于液体在长管道中传递时，需要在管道的整个长度上有足够高的温度，所以这种加热方式受到明显的限制。
欧洲专利第0 521 582号(EP0521 582 Colemann-Kammula/Shell Int.)中揭示了一种绝热的流体管道系统，包括至少一安装在承载管中的流体管道，在所述流体管道和承载管之间采用间隔器以将流体管道保持在位。在其图3中，示出了至少一根用来电加热至少一根流体管道的电缆，就如其公开文本中权利要求8所述的那样。
然而，从图3中所示的实施例可知，该发明建议用三根电缆来加热一根单个的流体管道，流体管道是由一隔热件包围的，该隔热件包括三个装有颗粒的独立腔室，并且在所述颗粒之间的孔隙中有空气，所述这些腔室在其间留有一空间以分别用来容纳所述电缆。
根据欧洲专利第0 521 582号、尤其是根据其权利要求书第9项的内容，显然电缆中的任何一根都可安装在围绕流体管线本身周围的一部分并且在流体管线系统的纵向延伸的第一和第二腔室之间，因此，这里不存在加热承载管的问题，而可以说是直接加热一单个的流体管道。
根据欧洲专利第0 521 582号所述的已有技术解决方案与第170 695号(Grosvik等人/Aker Engineering/Alcatel STK)中揭示的变化形式类似，相应于美国专利第5 256 844号，在其公开文本中，建议用电缆加热单根管道，并且其中在围绕所述单个管道的隔热件中留有供电缆用的空间。
已有技术中，采用导电体对各个管道进行感应加热，从对应于WO90/05266号的第174 068号(Ahlen/Den norske stats oljeselskap)(其公开文本在本文中引作参考)也可得知这是由一体化地设置在管道周围的管道隔热件中的导电件完成的。
本发明涉及对第170 695号和第174 068号中所描述的、有关用电能的感应性和电阻性加热利用技术的进一步改进。尽管如此，本发明开辟了利用用于传递和分配热量的外部和/或内部绝热的承载管加热整个管道束，而不是仅加热单个管道的道路，其具体内容如所附的权利要求书所述。
美国专利第4 789 230(Hopperdietzel)涉及一种可加热的塑料护套，它具有横截中心点以及护套壁，该护套壁在其内表面上形成一纵向腔室，该腔室具有一横截中心点，它与管状护套的横截中心点横向偏置。然而，在此专利说明书中没有建议加热管道束，而仅涉及包围多个独立管道的承载管。
美国专利第4 653 541(Oehlschlaeger)涉及一种双层壁的安全管子的组件，包括多个布置在一外部承载管中的流体管道，但是也没有任何加热绝热的承载管的表示，只是有一缠绕在内部流体管道周围的加热电缆，所以它与本发明是完全不同的。
美国专利第3 315 703(Matthews等人)涉及一种复合管，包括一中心流体传递芯体，围绕其设置了多个用来加热流体承载芯体的传热管件，该系统与本发明所涉及的应用领域，即加热设置在一承载管中的管道束是有区别的。
涉及管道和套管加热的其它公开文件有GB 2 084 284-a(Hoshira)，No164942(Bilstad/Den norske stats oljeselskap)以及US 5 381 511(Baker等人).
本发明的一个目的在于设计一种利用电能的感应性、电容性和电阻性加热管道束的新的应用领域。
本发明的另一个目的在于创立一种沿着承载管或在承载管或管道束端部加热管道束和传递电能给消耗者的联合方式。
本发明的再一个目的在于提供一种加热系统，与电加热单个的管道相比，其中所用的电缆数量明显减少。
本发明的又一个目的在于提供一种加热系统，由于这种系统的生产可以在岸上进行且仅与一根管子的长度有关，所以简化了与管道束连接的电缆安装。
上述的目的可由根据本发明的管道束结构而实现，其特征都记述在所附的权利要求书中。
在一种用于加热海底或岸上的管道、尤其是加热用于传送大体上为油、气体和水的管道的方法中，所述管道排列成一束或多束，它们都较佳地设置在一个圆柱形的外承载管中，根据本发明该方法的特征在于-为所述承载管提供一外部和/或内部隔热件，-在所述承载管的纵向提供一个或多个纵向延伸的能量载体分别用于将热量直接和/或间接地输送到所述管道、所述一个管道束或多个管道束，从而输送到所述管道中的内容物。
在一种用于加热海底或岸上的管道、尤其是加热用于传送大体上为油、气体和水的管道的系统中，所述管道排列成一束或多束，它们较佳地设置在一圆柱形的外部承载管中，根据本发明该系统的特征在于-所述承载管包括一个外部和/或内部隔热件，-所述承载管在其纵向设置一个或多个纵向延伸的能量载体，用于将热量直接和/间接地分别传递到所述管道、所述管道束或多个管道束，从而传递到所述管道的内容物中。
本发明的其它特征和优点可从以下结合附图对实施例的描述、以及所附专利权利要求书中获得进一步了解。


图1是在一承载管中的管道束的示意截面图，示出了当承载管具有外部隔热件时，电缆是如何安装在本发明第一个实施例中的。
图2是管道束的示意截面图，示出了当承载管具有内部隔热件时，电缆是如何安装在本发明第二个实施例中的。
图3是贯穿管道束的纵剖面示意图，示出了电缆是如何根据本发明安装和连接的，以及是如何为电加热和电源所用的。
图4是纵剖面示意图，示出了一具体的电气连接方式，其中管道束的承载管用作电气回路导体。
图5是贯穿承载管中的管道束的一个实施例的纵剖示意图，其中电气连接方式是采用管道束中的一个管道作为电气回路导体。
图6是另一个实施例管道束结构的横截面图，该管道束包括两个包含在一个承载管中的工艺管道，该承载管携带着一个外部隔热件，此处的加热电缆设置成50/60Hz的三相系统。
图7是本发明的管道束结构再一个实施例的横截面图，此处的加热电缆设置成200Hz的三相电感系统。
图8是本发明的管道束结构的又一个实施例的横截面图，其中携带50/60Hz电流的一个加热电缆用于直接加热。
在图1中所示的为根据本发明的管道束的第一种结构的横截面图，图中示出了一大致呈圆柱形的外部承载管1，它较佳地由铁磁性钢材制成。
该承载管1已经具有一外部隔热件2，即在所述承载管1的外表面上。三个导电体3，4，5适当地安装在所述承载管1的内壁和其隔热件2的内部，所述导电体3，4，5基本上沿着所述承载管1的整个长度方向延伸。导电体3，4，5均由大致环形的隔架和导向装置6保持在与承载管1有关的位置上，该隔架和导向装置6还将多个工艺管道8以及一个电缆7保持在与所述外部绝热的承载管1的有关位置上。所述电缆7可以适当地容装在一电缆管道7’中。虚线6’表示一尼龙衬层。
通过扩散或传递来自所述导电体3，4，5的电能而加热的工艺管道8可用来引导水、气体和油等物质。在所述物质的多相传送情况下，混合物时常是处于高压下的，并且在低温下很容易生成氢氧化物和蜡沉积。
供应电缆7可包括低压电源和数据电缆，以及一个或多个用于液压油的管道，并且可通过包含在所述独立的管道或电缆管道7’中而屏蔽电场。
另外，一个或多个工艺管道8可被绝热以排除热量干扰。
在图1所示的实施例中，一种建议的结构包括三个导电体3，4和5，它们可适当地包括在一三相交流电系统中。然而，应当理解，所用的导电体数量也可以不同，例如在单相系统或直流电路中采用两个导电体。为了增加对设置在承载管中的管道的加热能力，可考虑采用至少一个辅助导电体，这种辅助导电体可适当地分布在承载管周边。当然，导电体3，4和5也可用于低频和高频交流电路中。为了有效地感应产生更大数量的能量用于所述加热就必须采用比50Hz更高的频率。
而且，应当理解，承载管1可以充满任何一种液体，该液体用来将热量从电缆分配到内部管道和其中的内容物中。
根据用于与导电体连接的电气系统，管道束的加热可以建立在感应或电阻加热方式或两者兼有的方式基础上。在图1所示的实施例中，隔热件2设置在承载管1的外表面上，使导电体3，4和5与所述承载管1直接接触可能较为合适。
因此，当任何一种交流电输送到导电体上时，藉由一个或多个平行导电体中的欧姆损耗以及产生在承载管的金属材料中的电感应损耗便可实现加热。计算所产生的用于加热管道束的热量的基础是与电磁关系有关的欧姆和麦克斯韦的方程式。
由导电体向承载管扩散或传递的能量损耗将进一步分配给内部管道，这是因为当用在海底环境中时，承载管中是充满液体的。在岸上设施中，承载管可交替地充满液体和/或气体。
在图1所示的实施例中，以及在下文中所讨论的其它实施例中，管道都很好地受到保护而避免受到外部机械损害，同时取得了明显较佳的热量扩散效果，这是因为没有能量损耗或发生的电能扩散到周围媒质中，而是完全在承载管内部用于加热。
图2是本发明装置的第二种实施例的横截面图，示出一合适的铁磁性钢材制成的承载管101，只是在此实施例中一隔热件102是设置在其内表面上的。同样地，在此实施例中，沿着承载管101的纵向设置了三个导电体103，104和105，所述导电体103，104和105由一隔架和导向装置106保持在位，该隔架和导向装置106还将内部工艺管道108以及电缆107保持在与内部绝热的承载管101有关的位置上。同样，虚线106’表示一尼龙衬层。
在本实施例中，导电体103，104和105可适当地位于隔热件102的表面中或其上，而且在此处它们也具有将热量直接和/或间接到地扩散或传递到所述各管道108，即本文所定义的管道束上的功能，并由此进而扩散或传递到所述管道或管道束的内容物中。
在图3中示出了贯穿管道束结构的一个实施例的纵剖面，它与图2所示的实施例类似，其中还示出了一个配电箱10以及用于连接所述电缆103、104和105的电源箱9。对于海上设施而言，配电箱10和电源箱9可以作成防水型、尤其是在水深较大的情况下，并且是为绝缘的电气接头特殊设计的。当不用电子设备时，与一多相系统连接的导电体103，104和105可连接在一星形端子连接器，从而提供一回路，它可能仅能用于加热管道108和其中内容物。
在图3中，还示出了电源装置12，其功能是在调节对所述承载管101加热的同时对配电箱10和有关电子设备9供电。这种调节可将频率从0Hz调节到500Hz。在0Hz时，该装置将作为一直流电路工作，仅涉及临界欧姆加热，没有感应加热。
电压值可以作适当选择，并且频率一般可从0至500Hz变化，这取决于计算出的感应损耗程度以及可能连接的设备所采用的频率。
应当理解，间歇工作是可以考虑的。那么第一种工作方式可以是在一适当高的频率下的感应加热。当不需要加热时，相同的电缆可以转换到进行低频供电的第二种工作方式。于是由于传递损耗的电阻发热将作为一副作用对管道和其内容物加热。
因此，导电体可以在一端部连接到一电源12上，另一端连接到配电装置10上以转换不同的工作方式。
另外，一个或两个甚或多个导电体可以连接到不同的电源和已屏蔽的电缆上，它们不会发生任何感应加热。
在图4中示出一种管道束结构，包括在单相或两相加热系统中的至少一个电缆203，其中金属制成的承载管201用作电气回路导体。
在图4中，还示出了电源212的两相是如何连接到两个用于常规感应加热的导电体203和204上的，而第三相则通过一在电源端的连接器211连接到承载管201上，并连接到在相反端上的连接器210上。
图5示出了与结合图4所述有关的一个相应的电气连接，只是此处的工艺管道308中的一个由于具有一前连接器314以及一个端部连接器313而用作回路导电体，而一个常规的导电体303则完成电流通路。
实际上，与用于加热的电能的扩散或传递或电能损耗有关的电缆是以电阻和感应作用有关的混合方式进行工作的。当频率等于0时，即直流时，热量产生将单纯以电能的电阻扩散或传递为基础，而在其它频率或交流电的情况下，感应损耗还将对所讨论的管道束或多个管道束的加热产生影响。
图6-8是一些示意的横截面图，示出了作为本发明基础的功能原理的变化形式，即通过加热电缆、感应电缆和直接加热或其混合方式加热管道束的方法和装置。
在图6的实施例中，在一个28”承载管401中适当地采用了两个10”工艺管道408，该承载管401是由导电系数K＝0.15W/m℃的60mm隔热件402绝热的。如果在外界环境温度为5℃时计算出内部温度为30℃，这将需要150W/m的加热作用。在一个50/60Hz三相电气系统中，可以采用三个铜导电体横截面均为240mm2的电缆403，404和405。例如，对于一10km长的管道束的实际应用而言，将涉及到在电压U＝3.7KV、额定电流If＝850A的情况下，输电Ptot＝1.7MW。
图7是本发明的管道束结构另一个实施例的横截面图，其中建议采用200Hz的三相感应系统。在电压U＝8KV、名义电流If＝410A的情况下，传输容量将为Ptot＝1.55MW。
图8是根据本发明的电缆束结构又一种实施例的横截面图，其中在频率为50/60Hz条件下由一个导电体可发生直接加热。在电压U＝4，.5KV、电流If＝600A时，传输容量Ptot＝1.58MW。
与用于加热产品管道的现有技术相比，本发明从实际操作、经济性以及生态学特性上来说都具有显著的优点和进步。与NO.174068和NO.170695的已有技术相比，本发明明显地节省了电缆，这是因为仅仅用一组平行电缆加热多个管道。而且，根据本发明的结构，电缆安装到承载管中是很容易的，这是因为其制造可在岸上进行并且仅与承载管的单根长度有关。
还应当理解，虽然没有对电容电流的作用作详细的说明，然而，根据要用的电压、频率和负载，这种电流可用来控制与整个系统有关的电气参数。
而且，应当理解，管道束的定义应当覆盖任何数量的管道，即一个或多个管道包含在一个承载管中。
权利要求
1.一种用于加热海底或岸上管道的方法，尤其是加热用于传送大致上为油、气体和水的管道的方法，所述管道(8，108，208)设置在一大致呈圆柱形的外部承载管(1，101，201)中，其特征在于加热所述管道(8，108，208)的方法包括-为所述承载管(1，101)提供一个外部(2)和/或内部(102)隔热件(2；102)，-在所述承载管(1，101)的纵向提供一个或多个纵向延伸的能量载体(3，4，5；103，104，105)，用来分别将热量直接和/或间接地扩散/传递到所述管道(8，108)、所述管道束或多个管道束，并进而传递到所述管道束中的内容物中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于采用一种充满流体、较佳地为液体或气体的承载管(1，101)，而将热量从能量载体(3，4，5；103，104，105)传递到所述管道(8，108)、所述承载管(1，101)中的管道束，并进而传递到所述传送管道(8，108)的内容物上。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于能量载体为一个、两个或几个导电体(3，4，5；103，104，105)，它们在所述承载管(1，101)的纵向以很接近的关系沿所述承载管(1，101)的隔热壁(2，102)延伸。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于采用一由导电材料制成的隔热承载管(1，101)，以及采用用于感应和电阻加热的承载能量的导电体(3，4，5；103，104，105)。
5.如权利要求3或4所述的方法其特征在于所用承载能量的导电体(103，104，105)设置在承载管(101)的一内部隔热件(102)中或其上。
6.如权利要求3或4所述的方法其特征在于所述承载能量的导电体(3，4，5)设置成直接靠着承载管(1)的内表面，该承载管具有一外部隔热件(2)。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于向能量载体(3，4，5；103，104，105)输入一电流，其频率从0至大约500Hz或更大，这取决于电阻和/或感应加热的程度。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于以间歇工作的方式用所述能量载体(3，4，5；103，104，105)加热，所述在不同工作方式的能量载体用于不同的能量供应，例如电流输入，其中传递损耗将对先前的加热方式作出贡献。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所用的能量载体，尤其是导电体(103，104，105)，其一端连接到一电源(12)上，另一端连接到一开关装置(10)上以转换各种操作方式(9)。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于采用一个或多个独立管道和/或承载管作为电气路导体和热量扩散元件。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于采用单相或两相电源与相应数量的热量载体相连，尤其是与具有很小感应热的若干屏蔽电缆的一个接头相连。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于管道、承载管和用于加热输送产品的管道的能量载体(3，4，5；103，104，105)均采用岸上制造的组件。
13.一种用于加热海底或岸上管道、尤其是用于传送大体上为油、气体和水的管道的系统，所述管道(8，108，208)设置在一大致呈圆柱形的外部承载管(1，101，201)中，其特征在于所述系统包括-具有一外部和/或内部隔热件(2，102)的承载管(1，101)，-一个或多个沿所述承载管(1，101)的纵向延伸的能量载体(3，4，5；103，104，105)，用来将热量直接和/或间接地扩散/传递到所述管道(8，108)、所述管道束或多个管道束，以及所述管道的内容物中。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于包括一充满流体、较佳地为液体或气体的承载管(8，108)，用来将热量从能量载体(3，4，5；103，104，105)传递到所述管道(8，108)、所述承载管(1，101)中的管道束以及所述传送管道(8，108)的内容物中。
15.如权利要求13或14所述的系统，其特征在于一个、两个或几个导电体(3，4，5；103，104，105)作为能量载体，它们在所述承载管(1，101)的纵向以很接近的关系沿所述承载管(1，101)的隔热壁(2，102)延伸。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于包含由导电材料制成的隔热承载管(1，101)，以及采用用于感应和电阻加热的能量携带的导电体(3，4，5；103，104，105)。
17.如权利要求15或16所述的系统，其特征在于，包含所述能量携带的导电体(103，104，105)，设置在承载管(101)的内部隔热件(102)中或其上。
18.如权利要求15或16所述的系统，其特征在于包含能量携带的导电体(103，104，105)并直接靠在具有一外部隔热件(2)的承载管(1)的内表面上。
19.如权利要求13所述的系统，其特征在于一电源(12)向能量载体(3，4，5；103，104，105)输送频率为0至大约500Hz或更大的电流，这取决于电阻和/或感应加热的程度。
20.如权利要求13所述的系统，其特征在于有一调节和转换装置(9)用来调节由所述能量载体(3，4，5；103，104，105)按间歇工作方式所进行的加热，所述的能量载体在不同的工作方式被用于不同的的能量供给，例如电流输入，其中传递损耗将对先前的加热方式作出贡献。
21.如权利要求13所述的系统，其特征在于包含能量载体、尤其是导电体(3，4，5)，其一端连接到一电源(12)上，其另一端连接到一用于转换各种工作方式(9)的开关装置(10)上。
22.如权利要求13所述的系统，其特征在于包含一个或多个独立的管道和/或承载管用作电气回路导体以及热量扩散元件。
23.如权利要求13所述的系统，其特征在于一个单相或两相电源用于连接到相应数量的热量载体、尤其是连接到具有较小感应热的各屏蔽电缆的一个接头上。
24.如权利要求13所述的系统，其特征在于包含一个岸上制造的管道、承载管和用于加热传送产品的管道的能量载体(3，4，5；103，104，105)的组件。
全文摘要
一种管道束以及用于加热海底或岸上传送油、气体和水的管道的方法,可减少加热电缆的数量、制造简单,可加热管道和其内容物;包括:管道设置在一圆柱形外部承载管中、有外部和/或内部隔热件的承载管;一个或多个在承载管内纵向延伸的纵向能量载体以将热量直接或间接地扩散/传递到管道、管道束或多个管道束及其内容物。
文档编号F16L53/00GK1190713SQ9710184
公开日1998年8月19日 申请日期1997年2月14日 优先权日1997年2月14日
发明者芬·阿塞特 申请人:阿克工程As