JPH04262190A - 電気加熱される可とう性パイプラインを備えた海底パイプラインシステム - Google Patents
電気加熱される可とう性パイプラインを備えた海底パイプラインシステムInfo
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- JPH04262190A JPH04262190A JP3289869A JP28986991A JPH04262190A JP H04262190 A JPH04262190 A JP H04262190A JP 3289869 A JP3289869 A JP 3289869A JP 28986991 A JP28986991 A JP 28986991A JP H04262190 A JPH04262190 A JP H04262190A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
- F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
- F16L11/12—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting
- F16L11/127—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting electrically conducting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
- F16L53/30—Heating of pipes or pipe systems
- F16L53/35—Ohmic-resistance heating
- F16L53/37—Ohmic-resistance heating the heating current flowing directly through the pipe to be heated
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
- H05B2214/03—Heating of hydrocarbons
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/6416—With heating or cooling of the system
- Y10T137/6606—With electric heating element
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ジュール効果にもとづ
いて電流により可とう性海底パイプラインを一様に加熱
する加熱システムに関するものである。この場合、熱は
、パイプラインの金属外装を介して循環する電流によっ
て生じる。パイプライン内では、原油が流れ温度に加熱
又は維持されることによって、パイプライン内での圧力
降下が低減し、流動期間が長くなり、したがって、より
多くの原油が取出せるのである。
いて電流により可とう性海底パイプラインを一様に加熱
する加熱システムに関するものである。この場合、熱は
、パイプラインの金属外装を介して循環する電流によっ
て生じる。パイプライン内では、原油が流れ温度に加熱
又は維持されることによって、パイプライン内での圧力
降下が低減し、流動期間が長くなり、したがって、より
多くの原油が取出せるのである。
【0002】
【公知の技術】水深の深いところにある埋蔵個所から原
油を取出すさいの難点の1つは、油井から産出プラット
フォームへ流れるさい、原油が低温になることである。 低温になると粘度が増し、したがってパイプライン内で
の圧力降下が増大する。この結果、流量が減少し、油井
からの流動期間が短くなる。この好ましくない現象の主
要因は、海底が低温であること(10℃以下)、油井か
らプラットフォームまでのパイプラインの距離が長いこ
と、原油の自然粘度が大であることにある。
油を取出すさいの難点の1つは、油井から産出プラット
フォームへ流れるさい、原油が低温になることである。 低温になると粘度が増し、したがってパイプライン内で
の圧力降下が増大する。この結果、流量が減少し、油井
からの流動期間が短くなる。この好ましくない現象の主
要因は、海底が低温であること(10℃以下)、油井か
らプラットフォームまでのパイプラインの距離が長いこ
と、原油の自然粘度が大であることにある。
【0003】沖合にある油田では、複数の油井が、1つ
の産出プラットフォームか、1つの海底マニホールドに
、海底に配設されたパイプラインを介して接続されてい
る。どのような産出システムを選択するか、また油井の
数をいくつにするかは、たとえば、油田の寸法や性質、
取出し方法、水深等の複数のパラメータに左右される。 油井からは、プラットフォームまで直接に個々のパイプ
ラインを介して原油を取出すか、もしくは海底の産出マ
ニホールドに個別のパイプラインを集めて、そこから、
より大きい口径の単一のパイプラインによってプラット
フォームへ送るかする。
の産出プラットフォームか、1つの海底マニホールドに
、海底に配設されたパイプラインを介して接続されてい
る。どのような産出システムを選択するか、また油井の
数をいくつにするかは、たとえば、油田の寸法や性質、
取出し方法、水深等の複数のパラメータに左右される。 油井からは、プラットフォームまで直接に個々のパイプ
ラインを介して原油を取出すか、もしくは海底の産出マ
ニホールドに個別のパイプラインを集めて、そこから、
より大きい口径の単一のパイプラインによってプラット
フォームへ送るかする。
【0004】産出時に、原油は、とりわけ、産出区域の
水深(幾何学的勾配)と原油の流量(伝達と対流とによ
る熱交換)との関数である温度で油井のヘッド部分に到
達する。軽い原油の場合、前述の構成で、断熱や加熱の
措置のない海底パイプラインを介してプラットフォーム
まで容易に流れることができる。流れ温度は、パイプラ
インの長さとパイプラインの経路に沿った水の温度に応
じて変化する。前記原油は高い流動性を有しているので
、この水温により流量が落ちることはない。
水深(幾何学的勾配)と原油の流量(伝達と対流とによ
る熱交換)との関数である温度で油井のヘッド部分に到
達する。軽い原油の場合、前述の構成で、断熱や加熱の
措置のない海底パイプラインを介してプラットフォーム
まで容易に流れることができる。流れ温度は、パイプラ
インの長さとパイプラインの経路に沿った水の温度に応
じて変化する。前記原油は高い流動性を有しているので
、この水温により流量が落ちることはない。
【0005】これに対して、重い、つまり粘性のある原
油は、従来の海底パイプラインを介して流れる場合、一
層粘性が増し、パイプライン内で可なり圧力が降下し、
産出量が減少することが稀ではない。
油は、従来の海底パイプラインを介して流れる場合、一
層粘性が増し、パイプライン内で可なり圧力が降下し、
産出量が減少することが稀ではない。
【0006】海底パイプラインの断熱は、既に利用もさ
れ、十分に開発も行なわれている措置ではあるが、それ
だけでは粘性のある原油の流動性に関係する問題は解決
されない。言いかえると、断熱措置によって、この問題
は最小限に抑えられるが、低温でパイプラインが長い場
合には、可なりの熱交換が生じるために、粘性が増し、
パイプライン内の圧力が降下し、油井からの原油の流動
期間が短かくなる。
れ、十分に開発も行なわれている措置ではあるが、それ
だけでは粘性のある原油の流動性に関係する問題は解決
されない。言いかえると、断熱措置によって、この問題
は最小限に抑えられるが、低温でパイプラインが長い場
合には、可なりの熱交換が生じるために、粘性が増し、
パイプライン内の圧力が降下し、油井からの原油の流動
期間が短かくなる。
【0007】原油の主な物理化学的特性は、以下で述べ
るように、流動点と粘性である。これら2つの特性にも
とづいて原油の種類の相違を区別し、利用する取出し法
を決めることが可能であるが、そのさい勧められるのは
、各種の流動性を個別に扱って、当該原油の特別な性質
と当該地域の条件を考慮に入れることである。原油の流
れに生じる圧力降下を最小限に抑えるためには、3つの
措置が存在する: a) パイプラインのパイプ直径を大きくする。但し
、水深の深いところに使用するパイプの口径には制限が
ある。 b) 原油の汲出しヘッドの数をふやす:すなわち、
たとえばプラットフォーム、船などポンプを容易に設置
できる場所にのみ、汲出しヘッドを設けるようにする。 c) 原油の粘性を低減させる:これは、パイプライ
ン内の原油を加熱すること(又は原油温度を維持するこ
と)により達成されよう。
るように、流動点と粘性である。これら2つの特性にも
とづいて原油の種類の相違を区別し、利用する取出し法
を決めることが可能であるが、そのさい勧められるのは
、各種の流動性を個別に扱って、当該原油の特別な性質
と当該地域の条件を考慮に入れることである。原油の流
れに生じる圧力降下を最小限に抑えるためには、3つの
措置が存在する: a) パイプラインのパイプ直径を大きくする。但し
、水深の深いところに使用するパイプの口径には制限が
ある。 b) 原油の汲出しヘッドの数をふやす:すなわち、
たとえばプラットフォーム、船などポンプを容易に設置
できる場所にのみ、汲出しヘッドを設けるようにする。 c) 原油の粘性を低減させる:これは、パイプライ
ン内の原油を加熱すること(又は原油温度を維持するこ
と)により達成されよう。
【0008】最後に挙げた仮説の場合、流体の粘性は温
度上昇につれて急激に減少するので、その関係は、下記
のアンドラーデ(Andrade)の方程式が示すよう
に幾何級数的である: μ=A・e(B/T) (1) この式に
おいて、μは粘性、A及びBは定数、Tは温度、eは2
.718282である。
度上昇につれて急激に減少するので、その関係は、下記
のアンドラーデ(Andrade)の方程式が示すよう
に幾何級数的である: μ=A・e(B/T) (1) この式に
おいて、μは粘性、A及びBは定数、Tは温度、eは2
.718282である。
【0009】可とう性パイプラインの製作費は、剛性の
パイプラインのそれより高いにも拘らず、水深の深いと
ころで用いる原油取出しシステムの設計者は、可とう性
パイプラインを優先して用いてきた。可とう性パイプラ
インが、より好まれる理由が次の比較表から理解されよ
う。
パイプラインのそれより高いにも拘らず、水深の深いと
ころで用いる原油取出しシステムの設計者は、可とう性
パイプラインを優先して用いてきた。可とう性パイプラ
インが、より好まれる理由が次の比較表から理解されよ
う。
【0010】
表 I 特性
可とう性
剛性 設置時間
より短時間
より長時間 製作費
より高い
より安い 設置費用
より安い
より高い 海底での順
応能力 より大きい
より小さい 回収及び再利用の可
能性 あり な
し
表 I 特性
可とう性
剛性 設置時間
より短時間
より長時間 製作費
より高い
より安い 設置費用
より安い
より高い 海底での順
応能力 より大きい
より小さい 回収及び再利用の可
能性 あり な
し
【0011】可とう性パイプラインは、世界各地で広
く用いられている。製造会社も数社あって、それぞれが
種々の構成配置及び使用材料によって決められた設計の
パイプを製造している。これらの可とう性パイプライン
は、基本的には、ら旋状のスチール層に、ポリアミドを
ベースとしたエラストマー等の断熱材層が交互にそう入
される形式を有している。内側のスチール層は重ね合わ
されており最も外側の層は交差した外装から成っている
。この外装の目的は、パイプラインの構造を補強するこ
とにあり、これら全体がポリアミド層で被覆されている
。
く用いられている。製造会社も数社あって、それぞれが
種々の構成配置及び使用材料によって決められた設計の
パイプを製造している。これらの可とう性パイプライン
は、基本的には、ら旋状のスチール層に、ポリアミドを
ベースとしたエラストマー等の断熱材層が交互にそう入
される形式を有している。内側のスチール層は重ね合わ
されており最も外側の層は交差した外装から成っている
。この外装の目的は、パイプラインの構造を補強するこ
とにあり、これら全体がポリアミド層で被覆されている
。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、可とう性の海底パイプラインを一様に加熱する
システムを得ることにある。このシステムは、可とう性
パイプラインのスチール外装を伝わる電流の循環によっ
て、エネルギーを発生し、一定量の熱をパイプラインと
その内部を流れる流体とに放散し、周囲と産出ラインと
の間の温度差を維持して流体の流れを中断しないように
するものである。
目的は、可とう性の海底パイプラインを一様に加熱する
システムを得ることにある。このシステムは、可とう性
パイプラインのスチール外装を伝わる電流の循環によっ
て、エネルギーを発生し、一定量の熱をパイプラインと
その内部を流れる流体とに放散し、周囲と産出ラインと
の間の温度差を維持して流体の流れを中断しないように
するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明による、可とう性
海底パイプライン用の電気加熱システムは、電源となる
、制御された整流ユニットと、可とう性パイプラインと
平行に配置された電流帰還用の電気ケーブルと、2重の
交差補強外装を電気絶縁する2つの端子接続部とを有し
ている。電流は、引張り外装を介して伝導され、可とう
性パイプラインの外部に設けられた電気ケーブルを介し
て戻るようになっている。
海底パイプライン用の電気加熱システムは、電源となる
、制御された整流ユニットと、可とう性パイプラインと
平行に配置された電流帰還用の電気ケーブルと、2重の
交差補強外装を電気絶縁する2つの端子接続部とを有し
ている。電流は、引張り外装を介して伝導され、可とう
性パイプラインの外部に設けられた電気ケーブルを介し
て戻るようになっている。
【0014】更に本発明による電気加熱システムは、電
源となる制御された整流ユニットと、海底に接地された
その端部に電極(陽極)を有する帰還電流用の電気ケー
ブルと、2つの端子接続部とを有する電気ユニット設備
を備えている。この場合、電流の帰還は、引張り外装、
内側カーカスいずれを介して行なう場合も、海底に設け
られ、プラットフォームに接続された電極を介して行な
われる。
源となる制御された整流ユニットと、海底に接地された
その端部に電極(陽極)を有する帰還電流用の電気ケー
ブルと、2つの端子接続部とを有する電気ユニット設備
を備えている。この場合、電流の帰還は、引張り外装、
内側カーカスいずれを介して行なう場合も、海底に設け
られ、プラットフォームに接続された電極を介して行な
われる。
【0015】更に、本発明によれば、可とう性パイプラ
インの各層の断熱措置や電気接続の態様は、このほかに
も可能であるが、これについては以下で詳述する。
インの各層の断熱措置や電気接続の態様は、このほかに
も可能であるが、これについては以下で詳述する。
【0016】
【実施例】本発明の特徴及び利点を添付図面につき詳説
する。図1と図2から分かるように、水深約600mま
でのところに設置される原油産出システムに用いる可と
う性パイプライン1は、基本的には、同心的な複数の層
から成っている。これらの層は、ステンレス鋼のら旋状
カーカス3、ポリアミド層5、2重の交差外装7、ポリ
アミド被覆層9から成っている。約600mを超える水
深に用いる場合は、図2に示したように、ポリアミド層
5と2重の外装7との間にゼータワイヤ11のら旋状カ
ーカスを設けて補強する。
する。図1と図2から分かるように、水深約600mま
でのところに設置される原油産出システムに用いる可と
う性パイプライン1は、基本的には、同心的な複数の層
から成っている。これらの層は、ステンレス鋼のら旋状
カーカス3、ポリアミド層5、2重の交差外装7、ポリ
アミド被覆層9から成っている。約600mを超える水
深に用いる場合は、図2に示したように、ポリアミド層
5と2重の外装7との間にゼータワイヤ11のら旋状カ
ーカスを設けて補強する。
【0017】既述の方程式(1)に戻り、流体の粘性(
μ)の変化と温度との関係を示した図4を分析すると、
原油の粘性が高ければ、それだけ温度上昇につれて粘性
の減少する度合も大であることが分かる。流れている流
体の温度は、注意深く研究する必要がある。なぜなら、
原油の吸上げヘッドをふやすより、流体を加熱するほう
が経済的だからである。
μ)の変化と温度との関係を示した図4を分析すると、
原油の粘性が高ければ、それだけ温度上昇につれて粘性
の減少する度合も大であることが分かる。流れている流
体の温度は、注意深く研究する必要がある。なぜなら、
原油の吸上げヘッドをふやすより、流体を加熱するほう
が経済的だからである。
【0018】方程式(1)は、層流の場合、パイプライ
ン内での圧力降下が、直接に流体の粘性に比例すること
を示している。
ン内での圧力降下が、直接に流体の粘性に比例すること
を示している。
【0019】
【数1】
この式において、ΔH=圧力降下、f=摩擦係数、L=
パイプラインの長さ、V=流体の速度、D=パイプライ
ンの口径、g=重力加速、μ=流体の粘性である。
パイプラインの長さ、V=流体の速度、D=パイプライ
ンの口径、g=重力加速、μ=流体の粘性である。
【0020】図4の線図と方程式(2)を分析すると、
次のことがわかる。すなわち、所与の流体温度を20℃
に高めることにより、初期温度と原油の種類とに応じて
、圧力降下は50%から70%減少し、原油の初期温度
が低く、粘性が高ければ、それだけ圧力降下の減少率も
大となるということである。
次のことがわかる。すなわち、所与の流体温度を20℃
に高めることにより、初期温度と原油の種類とに応じて
、圧力降下は50%から70%減少し、原油の初期温度
が低く、粘性が高ければ、それだけ圧力降下の減少率も
大となるということである。
【0021】前述のデータにもとづいて、本発明によれ
ば、ジュール効果にもとづき海底の可とう性パイプライ
ンを電気的に加熱するシステムが得られる。言いかえる
と、この場合、熱は、可とう性パイプラインの金属外装
を通る電流の循環によって発生せしめられる。このシス
テムは、図5から分かるように、プラットフォーム15
から海底19に配置された湿式クリスマスツリー17ま
で延びる可とう性パイプライン13と、電源となる制御
された整流ユニット21と、ブラッケット25により可
とう性パイプライン13と平行に保持された電気ケーブ
ル23と、金属製外装と電気的に絶縁された2個の端子
接続部27とを有している。
ば、ジュール効果にもとづき海底の可とう性パイプライ
ンを電気的に加熱するシステムが得られる。言いかえる
と、この場合、熱は、可とう性パイプラインの金属外装
を通る電流の循環によって発生せしめられる。このシス
テムは、図5から分かるように、プラットフォーム15
から海底19に配置された湿式クリスマスツリー17ま
で延びる可とう性パイプライン13と、電源となる制御
された整流ユニット21と、ブラッケット25により可
とう性パイプライン13と平行に保持された電気ケーブ
ル23と、金属製外装と電気的に絶縁された2個の端子
接続部27とを有している。
【0022】図6から分かるように、可とう性パイプラ
イン13は、基本的には、ポリアミド被覆層29と、2
重の交差補強外装31と、ポリアミド層33と、ステン
レス鋼の内側カーカス35とから成っている。可とう性
パイプライン13は、頂部のところに配置されたコネク
タ27を介して、頂部がアダプタ37と結合され、頂部
の内部では出来絶縁体39及び支持体41と結合されて
いる。また、パイプライン13の2重の交差補強外装3
1は、折曲げられて、ブラケット43により保持されて
いる。ブラケット43は、コネクタの内側で、端部を支
持体41に保持された絶縁体39の内側に連結されてい
る。更に、コネクタ27内には、絶縁充てん材45が充
てんされている。電流は、制御された整流ユニット21
から出て、2重の交差補強外装31(引張り外装)を通
り、可とう性パイプライン13の外側に設けられた電気
ケーブルを介して戻って来る。
イン13は、基本的には、ポリアミド被覆層29と、2
重の交差補強外装31と、ポリアミド層33と、ステン
レス鋼の内側カーカス35とから成っている。可とう性
パイプライン13は、頂部のところに配置されたコネク
タ27を介して、頂部がアダプタ37と結合され、頂部
の内部では出来絶縁体39及び支持体41と結合されて
いる。また、パイプライン13の2重の交差補強外装3
1は、折曲げられて、ブラケット43により保持されて
いる。ブラケット43は、コネクタの内側で、端部を支
持体41に保持された絶縁体39の内側に連結されてい
る。更に、コネクタ27内には、絶縁充てん材45が充
てんされている。電流は、制御された整流ユニット21
から出て、2重の交差補強外装31(引張り外装)を通
り、可とう性パイプライン13の外側に設けられた電気
ケーブルを介して戻って来る。
【0023】本発明によれば、可とう性パイプラインの
各層の絶縁や電気接続には、以上とは別の態様も可能で
ある。図7の場合、図6のポリアミド層33に代えて電
気絶縁層47が設けられている。電流は、この場合、外
装31を介して伝えられ、カーカスを介して戻る。この
実施例の場合、電気ケーブル23は用いないで済む。こ
のため材料の節約にもなれば、電気ケーブルが接続され
ていないので、取扱いや設置も容易になる。外装31と
、重ね合わされたステンレス鋼のカーカス35とは、パ
イプライン内で絶縁され、コネクタ27とも絶縁されて
おり、電気的にケーブル49を介して接続されている。
各層の絶縁や電気接続には、以上とは別の態様も可能で
ある。図7の場合、図6のポリアミド層33に代えて電
気絶縁層47が設けられている。電流は、この場合、外
装31を介して伝えられ、カーカスを介して戻る。この
実施例の場合、電気ケーブル23は用いないで済む。こ
のため材料の節約にもなれば、電気ケーブルが接続され
ていないので、取扱いや設置も容易になる。外装31と
、重ね合わされたステンレス鋼のカーカス35とは、パ
イプライン内で絶縁され、コネクタ27とも絶縁されて
おり、電気的にケーブル49を介して接続されている。
【0024】図8の実施例の場合は、電流の循環が、ス
テンレス鋼のカーカス35を介して送られ、パイプライ
ン13の外部に取付けられた電気ケーブルを介して戻さ
れる。この形式を選択する場合は、熱の発生がパイプラ
イン内側のすぐ近くのところに集中する利点が得られる
。外装31とカーカス35とは、互いに絶縁され、コネ
クタ27とも絶縁されている。また、電気ケーブル51
がカーカス35と接続されている。
テンレス鋼のカーカス35を介して送られ、パイプライ
ン13の外部に取付けられた電気ケーブルを介して戻さ
れる。この形式を選択する場合は、熱の発生がパイプラ
イン内側のすぐ近くのところに集中する利点が得られる
。外装31とカーカス35とは、互いに絶縁され、コネ
クタ27とも絶縁されている。また、電気ケーブル51
がカーカス35と接続されている。
【0025】カーカス35を介して加熱するシステムは
熱源とパイプライン内側との間がより近くなる利点に加
えて、もう一つの重要な可能性を有している。パイプラ
イン内にパラフィンが生成してパイプラインをふさいで
しまい、これを除去せねばならない場合がある。その場
合には、圧縮空気を注入し、妨害しているパラフィンに
孔を開けたあと、水を注入し、その孔に充てんする。こ
れによって、電流は、内側のカーカス35と電気接触す
るであろう流体を介して流れることができる。
熱源とパイプライン内側との間がより近くなる利点に加
えて、もう一つの重要な可能性を有している。パイプラ
イン内にパラフィンが生成してパイプラインをふさいで
しまい、これを除去せねばならない場合がある。その場
合には、圧縮空気を注入し、妨害しているパラフィンに
孔を開けたあと、水を注入し、その孔に充てんする。こ
れによって、電流は、内側のカーカス35と電気接触す
るであろう流体を介して流れることができる。
【0026】更に、図9、図10、図11の場合、外装
31は、重ね合わされたステンレス鋼のカーカス35及
びコネクタ27と絶縁されている。また、このカーカス
35とコネクタ27とは電気接続されている。外装31
とカーカス35とは、パイプライン内では絶縁され、コ
ネクタ27を介して電気接続されている。さもなければ
、外装31とカーカス35とは互いに絶縁されるように
し、外装31がコネクタ27及び、コネクタ27と絶縁
されたカーカスに接続されるようにする。
31は、重ね合わされたステンレス鋼のカーカス35及
びコネクタ27と絶縁されている。また、このカーカス
35とコネクタ27とは電気接続されている。外装31
とカーカス35とは、パイプライン内では絶縁され、コ
ネクタ27を介して電気接続されている。さもなければ
、外装31とカーカス35とは互いに絶縁されるように
し、外装31がコネクタ27及び、コネクタ27と絶縁
されたカーカスに接続されるようにする。
【0027】海底に布設する可とう性パイプライン用電
気加熱システムは、本発明の別の実施例によれば、図1
2に見られるように、海底19に接地された下端部に電
極(陽極)55を有する電気ケーブル53を備えている
。電流の帰還は、外装31、カーカス35いずれを介し
て戻る場合も、海底19に設置されてプラットフォーム
15に接続された電極55を介して行なわれる。このシ
ステムは、複数のサテライト油井が、電気加熱システム
を利用している産出パイプラインを有している場合に適
している。なぜなら、それらの油井すべてに共通の1つ
の帰路を得ることができるからである。加えて、このシ
ステムによれば、パイプライン付属具の絶縁が不要のた
め、付属具の細部を簡単化することができる。すなわち
、電気的に付属具に接続される導電的なカーカスが海水
を介して電極との回路を閉じることになる。このシステ
ムの場合、場合によっては、付属具に接続される構成要
素(WCT、すなわち湿式クリスマスツリーや、可とう
性パイプラインの金属層自体)に陰極防食を施すことも
できる。
気加熱システムは、本発明の別の実施例によれば、図1
2に見られるように、海底19に接地された下端部に電
極(陽極)55を有する電気ケーブル53を備えている
。電流の帰還は、外装31、カーカス35いずれを介し
て戻る場合も、海底19に設置されてプラットフォーム
15に接続された電極55を介して行なわれる。このシ
ステムは、複数のサテライト油井が、電気加熱システム
を利用している産出パイプラインを有している場合に適
している。なぜなら、それらの油井すべてに共通の1つ
の帰路を得ることができるからである。加えて、このシ
ステムによれば、パイプライン付属具の絶縁が不要のた
め、付属具の細部を簡単化することができる。すなわち
、電気的に付属具に接続される導電的なカーカスが海水
を介して電極との回路を閉じることになる。このシステ
ムの場合、場合によっては、付属具に接続される構成要
素(WCT、すなわち湿式クリスマスツリーや、可とう
性パイプラインの金属層自体)に陰極防食を施すことも
できる。
【0028】電流に関しては、各システムは、各タイプ
の変化形に合った特別の設備に応じて、直流又は交流で
動作できる。しかし、加熱用には直流を用いるのが望ま
しい。直流は、同じピーク電圧時に交流より高い熱を発
生するからである。また、直流は、絶縁材がより少なく
て済み、容量性及び誘導性のリアクタンスなしに回路を
純抵抗的な回路にするので、インピーダンスが低減され
る。
の変化形に合った特別の設備に応じて、直流又は交流で
動作できる。しかし、加熱用には直流を用いるのが望ま
しい。直流は、同じピーク電圧時に交流より高い熱を発
生するからである。また、直流は、絶縁材がより少なく
て済み、容量性及び誘導性のリアクタンスなしに回路を
純抵抗的な回路にするので、インピーダンスが低減され
る。
【0029】図13に示した電気回路から分かるように
、この回路は、直流電源を有する純抵抗回路である。 この図において、Vccは印加直流電流の電圧、Rd
は可とう性パイプラインの電気抵抗、Rc は電流帰還
用のケーブルの電気抵抗、Iは循環電流である。
、この回路は、直流電源を有する純抵抗回路である。 この図において、Vccは印加直流電流の電圧、Rd
は可とう性パイプラインの電気抵抗、Rc は電流帰還
用のケーブルの電気抵抗、Iは循環電流である。
【0030】Rc /Rd の比は、出来るだけ低くせ
ねばならない。パイプラインやケーブル内に発生する熱
は、それらのものの電気抵抗に比例するからである。し
たがって、電気ケーブルの寸法づけのさい、この点に留
意して、高い加熱効率が得られるようにせねばならない
。原油の温度制御は、OCDC57後方の原油到着パイ
プラインに設けられた温度センサ59により行なわれる
。このセンサ59は、整流ユニット21に信号を送り、
整流ユニット21はケーブルを介して電流を制御する。 かくして流体流の連続的制御が達成される。
ねばならない。パイプラインやケーブル内に発生する熱
は、それらのものの電気抵抗に比例するからである。し
たがって、電気ケーブルの寸法づけのさい、この点に留
意して、高い加熱効率が得られるようにせねばならない
。原油の温度制御は、OCDC57後方の原油到着パイ
プラインに設けられた温度センサ59により行なわれる
。このセンサ59は、整流ユニット21に信号を送り、
整流ユニット21はケーブルを介して電流を制御する。 かくして流体流の連続的制御が達成される。
【0031】本発明による可とう性の海底パイプライン
用電気加熱システムは、極めて簡単であり、かつまた完
全に国産技術の枠内のものである。このシステムを完成
させるのに要する投資額は、比較的小さく、基本的には
供給されるべき熱量に左右される。この熱量は、また、
パイプラインの断熱度の関数として最小限に抑えられる
であろう。
用電気加熱システムは、極めて簡単であり、かつまた完
全に国産技術の枠内のものである。このシステムを完成
させるのに要する投資額は、比較的小さく、基本的には
供給されるべき熱量に左右される。この熱量は、また、
パイプラインの断熱度の関数として最小限に抑えられる
であろう。
【0032】
【発明の効果】本発明による加熱システムにより得られ
る効果として挙げられるのは、とりわけ、原油温度の自
動制御、調節された温度の容易な修正、制限要因である
パイプライン内の圧力降下を除去することによる原油産
出量の増大、油田からの原油実収率の増加、パイプライ
ン内壁へ付着するパラフィン物質の低減もしくは除去等
である。
る効果として挙げられるのは、とりわけ、原油温度の自
動制御、調節された温度の容易な修正、制限要因である
パイプライン内の圧力降下を除去することによる原油産
出量の増大、油田からの原油実収率の増加、パイプライ
ン内壁へ付着するパラフィン物質の低減もしくは除去等
である。
【0033】更にここで指摘しておかねばならないのは
、このシステムは、単に原油流のみを対象としたもので
はなく、ガスのパイプラインにも利用できる点である。 その場合には、したがって、生成する水化物を低減又は
除去したり、掻取具又はピッグによる清掃の必要が低減
又は解消される。
、このシステムは、単に原油流のみを対象としたもので
はなく、ガスのパイプラインにも利用できる点である。 その場合には、したがって、生成する水化物を低減又は
除去したり、掻取具又はピッグによる清掃の必要が低減
又は解消される。
【図1】約600mまでの水深のところに用いる公知の
可とう性パイプラインの構造を示した斜視図。
可とう性パイプラインの構造を示した斜視図。
【図2】約600m以上の水深のところに用いる公知の
可とう性パイプラインの構造を示した斜視図。
可とう性パイプラインの構造を示した斜視図。
【図3】使用水深(m)とパイプライン口径(cm)と
の関係を示した図で、水深の深いところで用いるための
パイプライン口径の限度を示したもの。
の関係を示した図で、水深の深いところで用いるための
パイプライン口径の限度を示したもの。
【図4】ブラジル、リオデジャネイロのカンポス海盆で
産出される数種の原油について、粘性(CP)の変化を
温度との関係で示した線図。
産出される数種の原油について、粘性(CP)の変化を
温度との関係で示した線図。
【図5】可とう性の海底パイプラインと平行に設けられ
た電流帰還用のケーブルを有する海底パイプライン用電
気加熱システムの図。
た電流帰還用のケーブルを有する海底パイプライン用電
気加熱システムの図。
【図6】図5に示したシステムの可とう性パイプライン
とコネクタとの縦断面図。
とコネクタとの縦断面図。
【図7】本発明による可とう性パイプラインの各層の絶
縁及び電気接続の別の態様を示した縦断面図。
縁及び電気接続の別の態様を示した縦断面図。
【図8】本発明による可とう性パイプラインの各層の絶
縁及び電気接続の更に別の態様を示した縦断面図。
縁及び電気接続の更に別の態様を示した縦断面図。
【図9】本発明による可とう性パイプラインの各層の絶
縁及び電気接続の更に別の態様を示した縦断面図。
縁及び電気接続の更に別の態様を示した縦断面図。
【図10】本発明による可とう性パイプラインの各層の
絶縁及び電気接続の更に別の態様を示した縦断面図。
絶縁及び電気接続の更に別の態様を示した縦断面図。
【図11】本発明による可とう性パイプラインの各層の
絶縁及び電気接続の更に別の態様を示した縦断面図。
絶縁及び電気接続の更に別の態様を示した縦断面図。
【図12】端部に電極を有する電流帰還用電気ケーブル
を備えた可とう性海底パイプライン用の電気加熱システ
ムを示した図。
を備えた可とう性海底パイプライン用の電気加熱システ
ムを示した図。
【図13】直流電流電源を有する純抵抗電気回路を示し
た図。
た図。
1 可とう性パイプライン
3 ステンレス鋼のらせん状カーカス5 ポリアミ
ド層 7 2重の交差補強外装 9 ポリアミド被覆層 11 ゼータワイヤのらせん状カーカス13 可と
う性パイプライン 15 プラットフォーム 17 湿式クリスマスツリー 19 海底 21 整流ユニット 23 電気ケーブル 25 ブラケット 27 コネクタ 29 ポリアミド被覆層 31 2重の交差補強外装 33 ポリアミド層 35 ステンレス鋼のカーカス 37 アダプタ 39 電気絶縁体 41 支持体 43 ブラケット 45 絶縁充てん材 47 電気絶縁層 49,51,53 電気ケーブル 55 電極(陽極)
ド層 7 2重の交差補強外装 9 ポリアミド被覆層 11 ゼータワイヤのらせん状カーカス13 可と
う性パイプライン 15 プラットフォーム 17 湿式クリスマスツリー 19 海底 21 整流ユニット 23 電気ケーブル 25 ブラケット 27 コネクタ 29 ポリアミド被覆層 31 2重の交差補強外装 33 ポリアミド層 35 ステンレス鋼のカーカス 37 アダプタ 39 電気絶縁体 41 支持体 43 ブラケット 45 絶縁充てん材 47 電気絶縁層 49,51,53 電気ケーブル 55 電極(陽極)
Claims (10)
- 【請求項1】 基本的には、ポリアミド被覆層(29
)と、2重の交差補強外装(31)と、ポリアミド層(
33)と、ステンレス鋼の内側カーカス(35)とを有
する可とう性海底パイプライン用電気加熱システムにお
いて、2重の交差補強外装(31)と、プラットフォー
ム(15)から、海底(19)に配置された湿式クリス
マスツリーまで延びる前記可とう性パイプライン(13
)と、制御された整流ユニット(21)と、ブラッケッ
ト(25)により前記パイプライン(13)のところに
同パイプライン(13)と平行に取付けられた電気ケー
ブル(23)と、前記2重の交差補強外装(31)を電
気絶縁する端子接続部(27)とを介して電流が循環す
ることを特徴とする、可とう性海底パイプライン用の電
気加熱システム。 - 【請求項2】 前記可とう性パイプライン(13)が
、頂部にはアダプタ(37)を、また、内部には電気絶
縁体(39)と支持体(41)とを有するコネクタ(2
7)を介して頂部のところで接続され、前記可とう性パ
イプラインの前記2重の交差補強外装(13)が折曲げ
られて、端部を支持体(41)に保持された電気絶縁体
(39)の内側に、前記コネクタ(27)の内側で連結
されたブラッケット(43)によって包込まれており、
更に、前記制御された整流ユニット(21)から発せら
れる電流が、前記2重の交差補強外装(31)を介して
伝えられて、前記可とう性パイプライン(13)の外部
に設けられた電気ケーブル(23)を介して帰還するこ
とを特徴とする、請求項1記載の電気加熱システム。 - 【請求項3】 前記ポリアミド層(33)の代わりに
電気絶縁層(47)が用いられ、電流が2重の交差補強
外装(31)を介して伝導され、重ね合わされたステン
レス鋼のカーカス(35)を介して戻されるか、もしく
はその逆であり、前記2重の交差補強外装(31)と、
重ね合わされたステンレス鋼のカーカス(35)とが、
コネクタ(27)のライン内で絶縁され、電気的に電気
ケーブル(49)により接続されていることを特徴とす
る、請求項1又は2記載の電気加熱システム。 - 【請求項4】 電流が、重ね合わされたステンレス鋼
のカーカス(35)を介して伝導され、前記可とう性パ
イプライン(13)の外部にクランプされた電気ケーブ
ル(51)を介して帰還し、前記2重の交差補強外装(
31)とが、相互に、かつまたコネクタ(27)と絶縁
され、電気ケーブル(51)が、重ね合わされたステン
レス鋼のカーカス(35)と接続されていることを特徴
とする請求項1又は2記載の電気加熱システム。 - 【請求項5】 前記2重の交差補強外装(31)が、
前記の重ね合わされたステンレス鋼のカーカス(35)
及び前記コネクタ(27)と絶縁されており、前記カー
カスと前記コネクタとが電気接続されていることを特徴
とする、請求項1又は2記載の可とう性海底パイプライ
ン用の電気加熱システム。 - 【請求項6】 前記2重の交差補強外装(31)と重
ね合わされたステンレス鋼のカーカス(35)とが、パ
イプライン内で絶縁され、前記コネクタ(27)を介し
て電気的に接続されていることを特徴とする、請求項1
又は2記載の可とう性海底パイプライン用の電気加熱シ
ステム。 - 【請求項7】 前記2重の交差補強外装(31)と重
ね合わされたステンレス鋼のカーカス(35)とが互い
に絶縁され、更に、前記外装(31)が前記コネクタ(
27)と接続され、前記カーカス(35)が前記コネク
タ(27)と絶縁されていることを特徴とする、請求項
1又は2に記載の可とう性海底パイプライン用の電気加
熱システム。 - 【請求項8】 海底(19)に接地された下端部に電
極(陽極)(55)を有する電気ケーブル(53)が備
えられ、電流の帰還が、前記2重の交差補強外装(31
)を介して行われる場合と、前記の重ね合わされたステ
レンス鋼のカーカス(35)を介して行なわれる場合の
いずれの場合も、海底(19)に設けられてプラットフ
ォーム(15)に接続された前記電極を介して行なわれ
ることを特徴とする、請求項1記載の可とう性海底パイ
プライン用の電気加熱システム。 - 【請求項9】 直流又は交流にて使用され、好ましく
は直流にて使用されることを特徴とする、請求項1記載
の可とう性海底パイプライン用の電気加熱システム。 - 【請求項10】 原油温度の制御が、原油の流れるパ
イプラインに設けた温度センサ(59)を介して行なわ
れ、前記温度センサ(59)が、ケーブルを流れる電流
を制御する前記整流ユニット(21)へ信号を送ること
を特徴とする、請求項1記載の可とう性海底パイプライ
ン用の電気加熱システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BR9005628 | 1990-11-07 | ||
BR9005628A BR9005628C1 (pt) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | Método de desobstrução de linhas flexìveis submarinas. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04262190A true JPH04262190A (ja) | 1992-09-17 |
JP2500242B2 JP2500242B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=4050700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28986991A Expired - Lifetime JP2500242B2 (ja) | 1990-11-07 | 1991-11-06 | 電気加熱される可とう性パイプラインを備えた海底パイプラインシステム |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5289561A (ja) |
EP (1) | EP0485220B1 (ja) |
JP (1) | JP2500242B2 (ja) |
BR (1) | BR9005628C1 (ja) |
CA (1) | CA2055026C (ja) |
DE (1) | DE69101900T2 (ja) |
MX (1) | MX9101954A (ja) |
NO (1) | NO303949B1 (ja) |
RU (1) | RU2090016C1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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NO953217L (no) * | 1995-08-16 | 1997-02-17 | Aker Eng As | Metode og innretning ved rörbunter |
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