CN101916616B - 海上石油平台电力组网用的海底电缆 - Google Patents

Abstract

一种海上石油平台电力组网用的海底电缆，其特征在于，将分布在一个海域内的多个海上石油钻进平台上的多个海上平台电站通过海底电缆相连接，形成一个并网发电的小型电力系统。海底电缆是电压等级为35KV，截面为3×(150～250)mm²，且设有海光缆单元的带光纤的复合型海底海缆。该海底电缆电性能与物理、化学性能优异，有利于加强组网各油田间的通讯能力，可有效保证光纤通讯的有效性，极大地加强光纤的抗扭能力，保障电力组网的通讯畅通。

Description

海上石油平台电力组网用的海底电缆

【技术领域】

本发明涉及海底电缆，特别是涉及一种连接设于多个海上石油平台的多个海上平台电站用的海底电缆。

【背景技术】

目前，世界各国都不断加强对海洋资源的开发和利用，特别是对近海的石油、天然气资源的开发和利用。而电力供应则是油、气开发中的重要环节。由于海上各油气田大多都相距很远，开采方式上，目前国内外大多采用一个中心平台建一个电站，为中心平台和各井口平台供电的方式。这种供电方式存在着供电可靠性不足、资源配置重复、资源利用不足，运行成本和维修成本高，能源消耗大等问题。另一方面，作为电力传输及通讯用的海底电缆已有较长的应用史，其中包括复合型海底电缆。传统的复合型海底电缆通常为不锈钢套管内带光纤的方式，不锈钢套管由软填料固定在电缆与外钢丝铠装间三角形区域，在海底电缆成缆过程中，运输、施工过程中容易将软填料和光纤不锈钢松套管挤进电缆间而损坏光纤，给后续的电力系统建设造成一定影响。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种电性能与物理、化学性能优异，有利于加强组网各油田间的通讯能力，有效保证光纤通讯的有效性，极大地加强光纤的抗扭能力，保障电力组网的通讯畅通的海上石油平台电力组网用的海底电缆。

为实现上述目的，本发明提供一种海上石油平台电力组网用的海底电缆，其特征在于，将分布在一个海域内的多个海上石油钻进平台上的多个海上平台电站通过海底电缆相连接，形成一个并网发电的小型电力系统。

海底电缆是电压等级为35KV，截面为3×(150～250)mm²，且设有海光缆单元的带光纤的复合型海底海缆。

海底电缆包括三相分相的三根铜芯导线、分别复合在三根铜芯导线外部的绝缘及防水保护层、包覆在绝缘及防水保护层外部的外保护层、填充在外保护层与绝缘及防水保护层之间的填充层、设置在所述填充层内的海光缆单元、加装在外保护层外部的铠装钢丝及设于铠装钢丝外部的外被层。

绝缘及防水保护层包括由里向外复合在三根铜芯导线外部的半导电聚乙烯屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层、半导电聚乙烯阻水层、铅合金套及聚乙烯护套。

外保护层包括涂胶布层和复合在涂胶布层外部的聚丙烯绳与沥青的复合层。

填充层为聚丙烯材料制成的模块式硬填料。

海光缆单元包括两根光缆，每根光缆为12芯，光缆外套有不锈钢套管，不锈钢套管外铠装有钢丝。

钢丝为里外两圈铠装的磷化钢丝，两圈磷化钢丝的铠装方向相反。

海底电缆埋设于海床下0.5～2.5米，其中，海中部分埋入海床下1.5～2.5米，在浅滩部份用海底电缆保护管保护后埋入海床下0.5～1.5米。

海底电缆的两端分别与所要连接的两个海上平台电站上的35KV开关柜连接。

本发明的贡献在于，它提供了一种具有优异的电性能与物理、化学性能以及良好的通讯功能的复合型海底电缆，该海底电缆可将多个海上平台电站连接成一个并网发电系统，并可有效保证该系统的可靠及稳定运行。同时，本发明的海底电缆由于复合有结构完备的海光缆单元，使之能有效加强组网各油田间的通讯能力，保障电力组网的通讯畅通和通信安全。

【附图说明】

图1是本发明的海上小型电力系统示意图。

图2是本发明的海底电缆径向结构剖视图。

图3是本发明的海光缆单元径向结构剖视图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。

参阅图1，本发明的海上石油平台电力组网系统包括多个海上石油钻进平台10、多个海上平台电站20及多条海底电缆30。其中，所述的多个海上石油钻进平台10为分布在一个近海海域内的不同地点的石油钻进平台。多个海上平台电站20相互间的距离为10Km～60Km。所述的多个海上平台电站20是已建成的各自独立为所在海上石油钻进平台供电的海上平台电站，它们可以是任何一种公知的海上平台电站，因本发明仅涉及海底电缆，因此对海上石油钻进平台10及海上平台电站20的具体结构不再赘述。

本发明的要点在于，将分布在一个海域内的多个海上石油钻进平台10上的多个海上平台电站20通过海底电缆30相连接，形成一个并网发电的小型电力系统100。

本实施例中，该海底电缆30的电压等级为35KV，截面为3×185mm²，电缆内设有海光缆单元35，形成带光纤的复合型海底海缆。该海底电缆的结构如图2所示，其包括三根铜芯导线31、绝缘及防水保护层32、外保护层33、填充层34、海光缆单元35、铠装钢丝36及外被层37，其中，三根铜芯导线31为三相分相的三根铜芯导线，其具有较大的送电能力和较小的电压降。在三根铜芯导线31外部复合有绝缘及防水保护层32，该绝缘及防水保护层包括绝缘及防水保护层32包括由里向外复合在三根铜芯导线31外部的半导电聚乙烯屏蔽层321、交联聚乙烯绝缘层322、半导电聚乙烯阻水层323、铅合金套324及聚乙烯护套325。所述半导电聚乙烯屏蔽层321、交联聚乙烯绝缘层322、半导电聚乙烯阻水层323、铅合金套324及聚乙烯护套325由里向外复合在三根铜芯导线31的外部，形成对铜芯导线31的多重保护。图2中，在三根铜芯导线的绝缘及防水保护层32外部包覆有外保护层33，该外保护层33包括涂胶布层331和聚丙烯绳与沥青的复合层332，其将复合有绝缘及防水保护层32的三根铜芯导线包覆固定，聚丙烯绳与沥青的复合层332复合在涂胶布层331外部，以抗海水的浸蚀。图2中，在外保护层33与绝缘及防水保护层32之间填充有填充层34，该填充层34为聚丙烯材料制成的模块式硬填料，其可有效保护海光缆单元35。在所述填充层34内设有海光缆单元35，其结构如图3所示，该海光缆单元包括两根光缆351，每根光缆为12芯，两根光缆对称设置在复合有绝缘及防水保护层32的铜芯导线的两侧，并由填充层34固定，使得海底电缆在异常弯曲的情况下依然能够保护好其中一侧的那根光纤。在光缆外套有不锈钢套管352，以抗海水的浸蚀并起到固定作用。在不锈钢套管外铠装有钢丝353，该钢丝为里外两圈铠装的磷化钢丝，其中内层钢丝的直径较大，且铠装方向为左向，外层钢丝的铠装方向为右向，它们可大大加强光纤不锈钢套管的硬度和抗钮能力。在钢丝353外部包覆有外护套354，其由高密度聚乙烯材料制成，用于外部防护。

上述海底电缆30的最大允许输送电流为360A。

如图1所示，所述海底电缆30的海中部分埋入海床下约2米，在可疑的礁石区加电缆保护管保护。浅滩部份用海底电缆保护管保护后埋入海床下1米。该海底电缆30的两端分别与所要连接的两个海上平台电站20上的35KV开关柜连接。

经取样拉伸强度、弯曲等破坏性实验证实，该海底电缆的允许使用最大张力达110kN，允许最大侧压力3000N/m，电缆弯曲刚度0.15kg/mm2，允许最小弯曲半径：敷设中2720毫米，运行中2040毫米，张力弯曲后光纤残余衰减≤0.02dB。其性能远优于现有的复合型海底电缆。

Claims (3)

1.一种海上石油平台电力组网用的海底电缆，其特征在于，所述海底电缆(30)是电压等级为35KV，截面为3×(150～250)mm²，且设有海光缆单元(35)的带光纤的复合型海底海缆，所述海底电缆(30)包括三相分相的三根铜芯导线(31)、分别复合在三根铜芯导线外部的绝缘及防水保护层(32)、包覆在绝缘及防水保护层(32)外部的外保护层(33)、填充在外保护层(33)与绝缘及防水保护层(32)之间的填充层(34)、设置在所述填充层内的海光缆单元(35)，加装在外保护层(33)外部的铠装钢丝(36)及设于铠装钢丝(36)外部的外被层(37)，所述绝缘及防水保护层(32)包括由里向外复合在三根铜芯导线(31)外部的半导电聚乙烯屏蔽层(321)、交联聚乙烯绝缘层(322)、半导电聚乙烯阻水层(323)、铅合金套(324)及聚乙烯护套(335)，所述外保护层(33)包括涂胶布层(331)和复合在涂胶布层(331)外部的聚丙烯绳与沥青的复合层(332)，所述填充层(34)为聚丙烯材料制成的模块式硬填料，所述海光缆单元(35)包括两根光缆(351)，每根光缆为12芯，光缆外套有不锈钢套管(352)，不锈钢套管外铠装有钢丝(353)，所述海底电缆(30)埋设于海床下0.5～2.5米，其中，海中部分埋入海床下1.5～2.5米，在浅滩部份用海底电缆保护管保护后埋入海床下0.5～1.5米，该海底电缆(30)将分布在一个海域内的多个海上石油钻井平台(10)上的多个海上平台电站(20)连接形成一个并网发电的小型电力系统(100)。

2.如权利要求1所述的海上石油平台电力组网用的海底电缆，其特征在于，所述不锈钢套管外铠装有钢丝(353)为里外两圈铠装的磷化钢丝，两圈磷化钢丝的铠装方向相反。

3.如权利要求1所述的海上石油平台电力组网用的海底电缆，其特征在于，所述海底电缆(30)的两端分别与所要连接的两个海上平台电站(20)上的35KV开关柜连接。

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