CN108894734A - 一种电伴热带置于油层立管外的可燃冰原气油层立管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电伴热带置于油层立管外的可燃冰原气油层立管装置，该装置集成了一层缠绕于油层立管外的电伴热带、一层保温隔热层和一套立管间的电源联通装置，保证了立管接头和伴热带接头一次连接完成，该装置所含伴热带电触点设置在螺纹密封面之外，不与立管内的可燃流体接触，使得可燃冰油层立管具有安全的电伴热功能，从而解决可燃冰开采过程中管道易于堵塞的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于海洋能源开采制造业，具体是一种电伴热带置于油层立管外的可燃冰原气油层立管装置。
背景技术
随着海洋能源的勘探，用于开采海洋可燃冰能源的设备也越来越受到世界各大海工装备制造厂的青睐，其中用于可燃冰原气传输的立管系统是开采可燃冰能源的关键部件之一。
可燃冰开采的基本方法：降压开采法、热激开采法、化学药剂注入开采法、二氧化碳置换法，或这四种方法的组合，这些方法均是使得可燃冰分解生成甲烷和水，再将甲烷和水的混合物通过立管输送到海面，可燃冰流体在立管内向海面输送的过程中存在以下风险：1、可燃冰开采时，生产立管中的大部分流体是甲烷和水的混合物，当流体通过立管向海面输送的过程中，由于与外界的换热，温度会逐渐降低，可能会再次形成天然气水合物（可燃冰），堵塞管道；2、在计划内或者计划外的停产期间，由于生产立管道内的流体温度会逐渐下降至环境温度（水温），形成天然气水合物堵塞管道的风险；3、由于深海开发水深较深，要将流体输送至海面，需要使用下潜泵对井下流体进行增压，克服静水压和管道阻力，增高的压力加上流体温度的下降也会导致天然气水合物的再次形成，堵塞立管。
上述风险是可燃冰开采过程中的瓶颈问题之一，需要找到一种经济性较好的方案，降低可燃冰开采过程中的立管堵塞风险，为可燃冰资源实现商业化开采铺平道路。
发明内容
本发明提出了一种电伴热带置于油层立管外的可燃冰源气油层立管装置，目的在于降低可燃冰开采过程中的立管堵塞风险，为可燃冰资源实现商业化开采铺平道路。
本发明采用的技术方案是：一种电伴热带置于油层立管外的可燃冰原气油层立管装置，该装置包括以下部件，一根连接海底井口到水上的生产树的油层立管，立管的一端为外螺纹接头，另一端为内螺纹接头；一层缠绕于油层立管外的电伴热带，在立管内外螺纹接头的端面上设置多个电气触点；在立管内外螺纹接头表面开槽，槽内安装绝缘体包覆的导体，与伴热带相连；电伴热带外层的保温隔热层；一根连接海底井口到水上的生产树的外层套管，与油层立管形成管中管；一套立管管段间的电源联通装置。
作为优选，点接触式电伴热立管结构包括由一套外层保护管200，中间保温隔热层170，电伴热带160，和内层油层立管110构成的管中管油层立管管段，在油层立管的一端为外螺纹接头100A，在油层立管管段的另一端为内螺纹接头100B，油层立管外侧缠绕电伴热带160，电伴热带160可采用二相或三相交流电供电，正常生产时，利用海面平台为电伴热带供电，使电伴热带发热，由于保温绝热层170的包覆，使得电伴热带产生的热量绝大部分通过内层套管110的管壁传送给流体，从而实现对流体的持续加热；油层立管的外螺纹接头110A的螺纹根部以下设置环面平台，在此环面平台上可根据需要设置多个电气触点，从该电气触点开始沿油层立管外表面开槽至伴热带的接头180处，槽内铺设绝缘体包覆的导体，实现与伴热带的连通。
作为优选，在立管内螺纹的接头端面设置多个电气触点，其分别与外螺纹接头的电气触点相对应，从内螺纹接头的电气触点开始在立管表面开槽，槽内安装被绝缘体包覆的导体，与金属立管实现绝缘，槽内导体延伸至190处，与伴热带相连；组装时，立管管段101A的内螺纹接头与另一段101B的外螺纹接头相耦合，实现在紧固连接并密封的同时，保证触点的两两接触，实现所有管段的伴热带电源导通。
作为优选，在最后一段需要伴热的管段末端，可将伴热带的多根导线接头汇聚到一点，形成回路。
作为优选，环接触式电伴热立管外螺纹接头触点可采用多个互相绝缘的接触环，加工时先在金属表面开槽，将绝缘材料注入后形成绝缘层，而后通过机加工方式，在绝缘层表面开槽，安装接触环。
作为优选，环接触式电伴热立管内螺纹接头触点采用多个互相绝缘的圆弧状触点，内螺纹接头触点位置和内外直径分别与外螺纹接头的触点对应。
本发明的有益效果是：在立管管段组装时，不管螺纹如何旋转，都能保证伴热带的电流导通，降低可燃冰开采过程中的立管堵塞风险。
附图说明
图1是点接触式电伴热立管结构和外螺纹接头示意图；
图2是图1点接触式电伴热立管的内螺纹接头示意图；
图3是环接触式电伴热立管外螺纹接头的实施例示意图；
图4是图3环接触式电伴热立管内螺纹接头的实施例示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
一种电伴热带置于油层立管外的可燃冰原气油层立管装置，该装置包括以下部件，一根连接海底井口到水上的生产树的油层立管，立管的一端为外螺纹接头，另一端为内螺纹接头；一层缠绕于油层立管外的电伴热带，在立管内外螺纹接头的端面上设置多个电气触点；在立管内外螺纹接头表面开槽，槽内安装绝缘体包覆的导体，与伴热带相连；电伴热带外层的保温隔热层；一根连接海底井口到水上的生产树的外层套管，与油层立管形成管中管；一套立管管段间的电源联通装置。
图1是点接触式电伴热立管结构和外螺纹接头示意图，在该实施例中包括由一套外层保护管200，中间保温隔热层170，电伴热带160，和内层油层立管110构成的管中管油层立管管段，在油层立管的一端为外螺纹接头100A，在油层立管管段的另一端为内螺纹接头100B（图2），油层立管外侧缠绕电伴热带160，电伴热带160可采用二相或三相交流电供电，正常生产时，利用海面平台为电伴热带供电，使电伴热带发热，由于保温绝热层170的包覆，使得电伴热带产生的热量绝大部分通过内层套管110的管壁传送给流体，从而实现对流体的持续加热。
油层立管的外螺纹接头110A的螺纹根部以下设置环面平台，在此环面平台上可根据需要设置多个电气触点，本实施例设置了3个触点，分别为130A1、130A2和130A3，从该电气触点开始沿油层立管外表面开槽至伴热带的接头180处，槽内铺设绝缘体包覆的导体，实现与伴热带的连通。
图2是点接触式电伴热立管内螺纹接头示意图，可根据需要，在立管内螺纹的接头端面设置多个电气触点，本实施例设置了3个电气触点，即130B1、130B2和130B3，其分别与外螺纹接头的电气触点130A1、130A2和130A3相对应，从130B1、130B2和130B3开始在立管表面开槽，槽内安装被绝缘体包覆的导体，与金属立管实现绝缘，槽内导体延伸至190处，与伴热带相连。
组装时，立管管段101A的内螺纹接头与另一段101B的外螺纹接头相耦合，实现在紧固连接并密封的同时，保证触点130A1和130B1、130A2和130B2、130A3和130B3的两两接触，实现所有管段的伴热带电源导通。
根据需要，在最后一段需要伴热的管段末端，可将伴热带的多根导线接头汇聚到一点，形成回路。
图3是环接触式电伴热立管外螺纹接头的实施例示意图，外螺纹接头触点可采用多个互相绝缘的接触环，本实施例为3个接触环，130C1、130C2、130C3，加工时先在金属表面开槽，将绝缘材料注入后形成绝缘层，而后通过机加工方式，在绝缘层表面开槽，安装接触环。
图4是环接触式电伴热立管内螺纹接头的实施例示意图，内螺纹接头触点采用多个互相绝缘的圆弧状触点，本实施例为3个触点，130D1、130D2和30D3，位置和内外直径分别与130C1、130C2、130C3对应。
本实施例中，在立管管段组装时，不管螺纹如何旋转，都能保证伴热带的电流导通。
本发明的有益效果是：在立管管段组装时，不管螺纹如何旋转，都能保证伴热带的电流导通，降低可燃冰开采过程中的立管堵塞风险。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种电伴热带置于油层立管外的可燃冰原气油层立管装置，其特征在于：该装置包括以下部件，一根连接海底井口到水上的生产树的油层立管，立管的一端为外螺纹接头，另一端为内螺纹接头；一层缠绕于油层立管外的电伴热带，在立管内外螺纹接头的端面上设置多个电气触点；在立管内外螺纹接头表面开槽，槽内安装绝缘体包覆的导体，与伴热带相连；电伴热带外层的保温隔热层；一根连接海底井口到水上的生产树的外层套管，与油层立管形成管中管；一套立管管段间的电源联通装置。
2.根据权利要求1所述的立管装置，其特征在于，点接触式电伴热立管结构包括由一套外层保护管，中间保温隔热层，电伴热带，和内层油层立管构成的管中管油层立管管段，在油层立管的一端为外螺纹接头，在油层立管管段的另一端为内螺纹接头，油层立管外侧缠绕电伴热带，电伴热带可采用二相或三相交流电供电，正常生产时，利用海面平台为电伴热带供电，使电伴热带发热，由于保温绝热层的包覆，使得电伴热带产生的热量绝大部分通过内层套管的管壁传送给流体，从而实现对流体的持续加热；油层立管的外螺纹接头的螺纹根部以下设置环面平台，在此环面平台上可根据需要设置多个电气触点，从该电气触点开始沿油层立管外表面开槽至伴热带的接头处，槽内铺设绝缘体包覆的导体，实现与伴热带的连通。
3.根据权利要求2所述的立管装置，其特征在于，在立管内螺纹的接头端面设置多个电气触点，其分别与外螺纹接头的电气触点相对应，从内螺纹接头的电气触点开始在立管表面开槽，槽内安装被绝缘体包覆的导体，与金属立管实现绝缘，槽内导体延伸至处，与伴热带相连；组装时，立管管段的内螺纹接头与另一段的外螺纹接头相耦合，实现在紧固连接并密封的同时，保证触点的两两接触，实现所有管段的伴热带电源导通。
4.根据权利要求3所述的立管装置，其特征在于，在最后一段需要伴热的管段末端，可将伴热带的多根导线接头汇聚到一点，形成回路。
5.根据权利要求1所述的立管装置，其特征在于，环接触式电伴热立管外螺纹接头触点可采用多个互相绝缘的接触环，加工时先在金属表面开槽，将绝缘材料注入后形成绝缘层，而后通过机加工方式，在绝缘层表面开槽，安装接触环。
6.根据权利要求5所述的立管装置，其特征在于，环接触式电伴热立管内螺纹接头触点采用多个互相绝缘的圆弧状触点，内螺纹接头触点位置和内外直径分别与外螺纹接头的触点对应。
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