CN116601418A - 用于海底管线的热绝缘毯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于海底管线的热绝缘毯，该热绝缘毯设计成有助于在相关工程中将温度保持在期望的最小值以上，因为在管线中输送的流体趋向于将热损失到环境中。本发明解决了诸如石蜡或水垢的形成、油的粘度增加和水合物形成等问题。本发明应当在更大的深度(其中，外部温度更低)和靠近流体源处使用，其中，流体温度最高，并且其中，由于更大的温差，潜在的热交换最强烈。然后，毯将被管线加热的水保持在管线附近，从而提供附加的绝热件。此外，毯通过展开(以便于安装)纵向安装在相关管线上。
Description
技术领域
本发明涉及用于海底管道的热绝缘的毯，该毯用于提升和石油流动技术领域中，主要用于其中温度下降是保证所生产的流体流动的关键因素的长生产线中，旨在有利于将温度维持在相应设计中的希望的最小值以上。
背景技术
对于长距离和深水中的管道，绝热非常重要，因为内部输送的流体具有更多的时间与环境进行热交换，从而有利于达到低于相应设计的最低舒适温度。管道的热绝缘是用于维持输送流体的温度的关键因素。这种担心主要是由于潜在发生的问题，比如石蜡形成、油粘度增加和水合物形成等。
无论是刚性管道还是柔性管道，典型构型都是使用热绝缘层。这些大大提高了管道的成本。当常规绝热件(复合聚丙烯层)不能满足需要时，可以使用管中管技术，其中，一个管道在另一管道内，具有填充某种更有效的热绝缘件的环形空间，并且由于其不具有机械阻力(典型材料：气凝胶)，因此受到保护。这种解决方案的构建和安装要复杂和昂贵得多。一些设计中使用的替代方案是掩埋管道，这种方案提供了绝热并且还减少了通过对流的热交换，其中，与输送热流体的管道接触的冷水被加热并移动到上方，从而允许交换更加强烈。这种掩埋过程可能不需要使用附加绝热件，并且涉及其他变量：用于这种掩埋的专门设备，远程操作；成本高；管道损坏的风险；以及暗流“挖开”管道的风险。
本发明必须在其中热交换倾向于更明显的部段下水，典型地在更深的深度(其中，外部温度更低)并靠近流体的来源(其中，流体将具有最高温度，并且由于温度差异最大，交换将更强烈)处。长度必须足够长，以使温度(通过模拟评估)能够保持在容许极限以上。毯然后将通过管道加热的水限制在其周围环境，从而用作附加绝热件。
文献WO1997033122A1涉及一种管道绝热毯和用于管道绝热毯的绝热单元。该毯包括至少一个隔热单元，该绝热单元或每个绝热单元包括保护层和绝热层。有利的是，绝热层完全被保护层包围。保护层合适地是混凝土，优选高强度混凝土。保护层提供了将毯保持在一起的刚性，即，保护层为毯提供了加固。此外，保护层可以保护绝热层免受主要海底条件、比如高压的影响，并且可以保护绝热层免受海水侵入。绝热层是具有低热导率的材料，其优选地在0.015W/m.K到0.04W/m.K的范围内，更优选地在0.022W/m.K到0.039W/m.K的范围内。合适的绝热材料的示例是聚苯乙烯泡沫。围绕绝热层的混凝土层的厚度理想地在20mm至40mm的范围内，并且可以在20mm至30mm的范围内。文献WO1997033122A1似乎没有展示出在可安装性方面的优势，因为其混凝土单元不允许有助于成卷下水的曲率。它似乎只在通过传导传递热时起作用，这可以通过管道本身可能存在的固有或补充绝热件来获得。该文件还提出了沿着管道的整个外周工作的替代性构型。对要保护的管道进行必要的调整表明，考虑到下水的精度，其应用仅限于浅水。与本发明不同，这些单元不能承受190bar至200bar(19MPa至20MPa)的压力，因为这些单元将是反向压力容器(从外向内非常高的压力)。另一个问题是，对于长距离，除了在结构失效的情况下绝热材料可能污染当地动物这一事实之外，还需要制造数十亿个混凝土单元(它们需要固化时间以避免过早脱水)。因此，该文献不同于本发明，本发明除了不与管道接触之外，还具有诸如易于制造、更大的强度和柔性、易于大量卷绕的优点。
文件PI0402391-9A涉及一种用于管道、立管和水下设备的热绝缘毯系统(Capa)，该系统在它们下水在海底上和在海底上回收期间易于且快速安装。该毯以提供了相同的灵活性，足以缠绕在卷轴上或容纳在盒子中的方式和材料建造，或以任何其他便于其在安装或回收海底管道和设备期间的储存、运输和处理的方式建造。该方案是一种现场涂层，非常适用于接缝的维修或应用，但考虑到容器下水的成本非常高，且在管道中应用需要时间，因此不适用于大型延伸部。与本发明不同，在管道搁置在海底上的情况下，该文献公开了整个管道被毯包裹，并且尽管提到在某些情况下，它们可以使用具有空的空间(中空)的元件作为热绝缘件，但是该文献没有提到使用水本身作为热绝缘件。
文献CA2524830C涉及一种重量轻且紧凑的绝热系统，其也能够承受高水平的压缩载荷。该系统利用间隔件来提供结构支承，并利用由间隔件支承的薄保护外承载管的受控弯曲来形成坚固的悬链表面，以保护下面的绝热材料。间隔件可以包括气凝胶，或者气凝胶可以提供与仍然容纳在薄外层中的间隔件分离的绝热件。该文献以及本发明提出了一种使用热绝缘件来减少从管道到环境的热损失的方法，但是它是管中管的替代性结构，其不同于呈间隔件构型的常规构型(在这种情况下，是螺旋形的)。这是一项非常昂贵的技术，目前正在寻找替代方案。当其他策略无法维持给定情况/设计所需的输送流体温度时，可采用这种方法。它与本发明的不同之处还在于，它没有考虑将毯从管道上拆卸，这将为被管道限制并且加热的用作附加绝热件的水留下空的空间。
本发明涉及海底管道的热绝缘件，以有利于将温度维持在相应的设计中的期望的最小值以上，这不同于现有技术的文献所公开的内容。
发明内容
本发明涉及一种用于海底管道的热绝缘的毯，以有利于在相应的设计中将温度维持在期望的最小值以上，因为内部输送的流体倾向于将热损失到环境中。本发明解决了与潜在的石蜡形成、石油粘度增加和水合物形成等相关的问题。
本发明在更大的深度(其中，外部温度更低)和靠近流体的来源(其中，流体将具有最高温度，并且由于温度的差异将最大，所以交换将更强烈)处下水。毯在被安装时将由管道加热的水限制在毯周围，从而用作附加绝热件。此外，展开的毯(以便于安装)将纵向布置在其中作用的管道上。
发明目的
本发明旨在有利于在相应的设计中将温度维持在期望的最小值以上。
本发明旨在降低设计的资本支出(获取资本货物的成本)，因为技术(材料和安装服务)倾向于更便宜。
本发明的另一个目的是保护管道下面的区域不发生淤积和形成自由跨度，这将加剧管道(主要是刚性管道)中的疲劳问题，从而避免了对衬垫的需要。
本发明还旨在提高生产率，因为通过保持更高的温度，生产水平趋于提高，并且生产中断的风险和/或对清管器通过的需求趋于降低。
除了这些目的之外，毯还具有安装在处于运行中的管道中的优点，而不需要移除或停止生产。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本发明，以示意性方式且不限制本发明范围的附图代表本发明的示例。在附图中，具有：
-图1图示了毯的典型构型(隔离管道和掩埋管道)和毯的所提出的构型；-图2以立体图图示了所提出的发明。
具体实施方式
首先，要强调的是，下面的描述将从本发明的优选实施方式开始。然而，如对于任何本领域技术人员来说将明显的是，本发明不限于这些特定的实施方式，而是由权利要求限定的范围。
本发明涉及一种用于海底管道(2)的热绝缘的毯(1)，以有利于在相应的设计中将温度保持在期望的最小值以上，因为内部输送的流体倾向于将热损失到环境中。在图1中，可以看到典型构型——隔离(4)管道和掩埋(3)管道、本发明的用于隔离管道(2)的毯(1)以及当与隔离管道相比时在掩埋管道和使用毯的情况下较小的在现场的对流(5)的表示。展开的(以便于安装)毯(1)纵向安装在将在其中作用的管道(2)上。毯具有与管道(2)的直径相适应的宽度，并且尺寸必须根据具体的设计来确定。毯(1)在两侧具有内置重物(6)(其可以是沙子、水泥或其他高密度和低成本材料的贮存器)，内置重物(6)用于防止毯(1)被潜流或被加热并被限制在其下的水移除。毯(1)具有用以允许毯下水，从而支承对于每个部段所采用的长度的其自身重量的拉伸强度。毯还具有附接至下水和回收工具的方式，包括部段之间的附接装置，以便于安装和回收。毯(1)将由管道(2)加热的水保持限制在毯的周围，从而用作附加绝热件。毯(1)是防水的，以便阻碍通过由管道(2)自身加热的水的温差形成的对流。期望但非必要的是，毯(1)具有保持相同“组装”的加强件或间隔件，以防止其与管道(2)接触，从而降低其使用效率。这种加强件必须足够柔软，使得毯(1)可以成卷装载，从而便于其安装。
最后，热毯中使用的材料与通过其他几种技术使用的材料相同，这些技术可以与申请PI 0402391-9A中描述的相同，或者设置成它们具有低热导率，优选地相当于聚苯乙烯或聚氨酯，并且具有低机械刚度和高弹性区(高屈服点/极限)。所选材料的组合与毯的厚度成正比。因此，总热传递系数具有较低的值，以确保热绝缘。
Claims (6)
1.一种用于海底管道的热绝缘的毯，所述毯具有热绝缘材料和高弹性，其特征在于，所述毯具有与所述管道(2)的直径相适应的宽度，所述毯在所述管道(2)上纵向展开，所述毯包括完全防水的侧部重物(6)，并且所述毯可选地具有柔性加强件或间隔件。
2.根据权利要求1所述的用于海底管道的热绝缘的毯，其特征在于，所述侧部重物(6)防止所述毯(1)被潜流和在所述毯下加热的水的对流(5)的力移除。
3.根据权利要求1所述的用于海底管道的热绝缘的毯，其特征在于，由所述管道本身(2)加热的水被限制在所述管道(2)附近并且用作附加绝热件。
4.一种用于海底管道的热绝缘的毯，其特征在于，所述毯具有用以允许所述毯下水并且支承对于每个部段所采用的长度的所述毯自身重量的拉伸强度。
5.一种用于海底管道的热绝缘的毯，其特征在于，所述毯具有在部段之间的附接装置。
6.根据权利要求1所述的用于海底管道的热绝缘的毯，其特征在于，柔性加强件或间隔件保持所述毯(1)组装，并防止所述毯(1)与所述管道(2)之间的接触。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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