NO20110612A1

NO20110612A1 - Direkte, elektrisk oppvarmingskabel med beskyttelsessystem for undersjoisk rorledning

Info

Publication number: NO20110612A1
Application number: NO20110612A
Authority: NO
Inventors: Per Arne Osborg; Hans Kvarme
Original assignee: Nexans
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2012-10-22
Also published as: AU2012201795A1; BR102012008927A2; US20120267165A1; EP2515606A3; NO333169B1; US8952255B2; EP2515606A2; EP2515606B1

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører en piggyback- kabel (10) som omfatter en kobberleder (2) med et standard trippel ekstrudert isolasjonssystem som inkluderer en lederskjerm (13), et isolasjonslag (14) og et isolasjonslag (15), en indre mantel (16) som omgir isolasjonssystemet og en ytre mantel (18), der rommet mellom den indre (16) og den ytre mantelen er fylt med beskyttende elementer. Den viktigste tekniske egenskapen til en piggyback-kabel ifølge oppfinnelsen er at de beskyttende elementene omfatter termoplastiske elementer (21) som er arrangert sammen for å danne minst ett spiralformet lag som er viklet rundt nevnte kabel(10).

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en undervannsrørledning med direkte elektrisk oppvarmingskabel (DEH), en såkalt "piggyback-kabel".

For oppvarming av olje eller gassrørledninger for å forhindre hydrat og is-dannelse på rørledningsveggene, er det vanlig å utvikle et direkte oppvarmingssystem basert på en eksisterende strømforsyningskabel som tradisjonelt blir laget samtidig med utleggingen av rørledningen. På en vanlig måte blir en piggyback-kabel spent fast til rørledningen under installasjon av denne.

Piggyback-kabler er godt kjent og er allerede presentert i patenter. For eksempel, med referanse til figur 1, som er en tverrsnittsvisning av en piggyback-kabel beskrevet i WO2007096775, viser en piggyback-kabel 1 som omfatter en kobberleder2 med et standard trippel ekstrudert isolasjonssystem: lederskjerm 3 (halvledende), tverrbundet polyetylenisolasjon 4 og isolasjonsskjerm (halvledende) 5. Et stålrør 6 som inneholder optiske fibre er utført med sinusutforming for å oppnå nødvendige bøyeegenskaper og er plassert på isolasjonsskjermen 5. En eller flere halvledende skjerm(er) 7 er ekstrudert over denne sammenstillingen.

Noen av piggyback-kablene som er presentert i dokumenter fra kjent teknikk kan også ha et beskyttelsessystem for å oppta begrensede laster, enten radielle eller aksielle, eller kan ha en begrenset motstand mot slag og støtlaster med en stor ytre diameter.

Piggyback-kablene ifølge den foreliggende oppfinnelsen inkluderer et beskyttelsessystem som tar opp både aksielle og radielle laster, uten å ha en stor ytre diameter. Den reduserte ytre diameteren vil gi reduserte transportomkostninger og også muliggjøre transport av lengre lengder.

Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en piggyback-kabel som omfatter en kobberleder med et standard trippel ekstrudert isolasjonssystem som består av en lederskjerm, et isolasjonslag og en isolasjonsskjerm, en indre mantel som omgir dette isolasjonssystemet og en ytre mantel, der området mellom den indre og den ytre mantelen blir fylt med beskyttende elementer. Den viktigste tekniske egenskapen til en piggyback-kabel ifølge oppfinnelsen er at de beskyttende elementene omfatter termoplastiske elementer som er arrangert sammen for å danne minst ett lag som er spiralviklet rundt piggyback-kabelen. Med slike termoplastiske lag spiralviklet rundt piggyback-kabelen kan beskyttelsessytemet oppta både aksielle og radielle laster uten å øke kabelens ytre diameter. Et spiralarrangement er spesielt egnet til å gi et tilfredsstillende beskyttelsesnivå både vedrørende radielle og aksiale laster, slik at kabelen beholder sin opprinnelige funksjon uten å bli ødelagt. Videre er et spiralformet arrangement også egnet til ikke å oppta for mye plass rundt kabelen og til ikke å gjøre det nødvendig å øke kabelens ytre diameter.

Med fordel kan piggyback-kabelen ifølge oppfinnelsen omfatte flere termoplastiske lag som er spiralformet viklet rundt nevnte kabel, for å forbedre dens motstand mot radiale og aksiale laster.

De beskyttende elementene kan med fordel omfatte armerte halvledende termoplastiske elementer som er arrangert med termoplastiske elementer for å danne minst ett lag som er spiralformet viklet rundt piggyback-kabelen. Med en slik oppbygging av kabelen, som involverer et beskyttelsessystem med armerte termoplastiske halvledende elementer, tar nevnte beskyttelsessystem opp både radiale og aksiale laster i tillegg til å danne en elektrisk ledende bane slik at kabelen kan testes elektrisk og verifiseres før installasjon. Beskyttelsessystemet sikrer to funksjoner som er mekanisk å beskytte kabelen og å tillate å trekke vekk ladestrøm. Til en kabel som omfatter flere termoplastiske lag inneholder hvert av nevnte lag armerte halvledende elementer for å danne flere lag som er spiralformet viklet rundt kabelen.

Mantlene er med fordel halvledende. I likhet med de armerte elementene som befinner seg i beskyttelsessystemet er også mantlene halvledende slik at den ledende banen blir etablert. Det halvledende materialet i mantelen er det samme som det til de armerte termoplastiske lagene slik at piggyback-kabelen er enklere og raskere å produsere.

De indre mantlene kan med fordel omfatte et fiberoptisk element. Dette fiberoptiske elementet strekker seg langs kabelen og benyttes til å detektere en feiltilstand som påtrykker effekter eller skader på kabeldelen.

Med fordel kan forholdet mellom antallet armerte termoplastiske halvlederelementer og det totale antallet av elementer som omfatter både termoplastiske og termoplastiske armerte halvlederelementer omfatte mellom 5% og 50%. Et slikt forhold er i virkeligheten variabelt avhengig av kravet til enten strekkstyrke eller ledningsevne. Til en kabel som omfatter flere beskyttende lag vil forholdet forbli det samme fra ett lag til et annet.

I en annen foretrukket utførelsesform av kabelen ifølge oppfinnelsen, er indre og ytre mantler av polyetylen.

En av de store fordelene med en piggyback-kabel ifølge oppfinnelsen at de inkluderer et ikke veldig omfattende beskyttelsessystem som er i stand til å sikre to funksjoner, en som består i å ta opp både radiale og aksiale krefter og den andre bestående i å trekke vekk ladestrøm under elektrisk testing før installasjon.

En detaljert beskrivelse av en foretrukken utførelsesform av en piggyback-kabel ifølge oppfinnelsen er gitt med referanse til figurene 1 og 2.

- Figur 1 er en tverrsnittsvisning av en piggyback-kabel med kjent teknikk,

- Figur 2 er en tverrsnittsvisning av en piggyback-kabel ifølge oppfinnelsen.

Som vist i figur 2 omfatter en piggyback-kabel 10 ifølge oppfinnelsen en kobberleder 12 med et standard, trippel ekstrudert isolasjonssystem: lederskjerm 13 (halvledende), tverrbundet polyetylen isolasjon 14 og isolasjonsskjerm 15 ( halvledende). Det nevnte standard trippel ekstruderte isolasjonssystemet er omgitt av en indre mantel 16 i polyetylen og omfatter minst ett fiberoptisk element 17 som strekker seg langs kabelen 10 og som blir brukt til å detektere feilinduserende effekter eller skader på kabeldelen. Kabelen 10 omfatter også en ytre mantel i polyetylen som er plassert rundt den indre mantelen 16 og der det frie rommet mellom disse to mantlene 16, 17 er fylt med flere beskyttende elementer 20 som resultat av en kombinasjon av termoplastiske 21 og armerte termoplastiske halvlederelementer som er arrangert sammen for å danne et lag som er spiralviklet rundt piggyback-kabelen 10. Indre mantel 16 og ytre mantel er halvledende. Som vist i figur 2 er forholdet mellom antallet armerte halvledende termoplastelementer 22 og det totale antallet av elementer som omfatter både termoplast 21 og armerte halvledende termoplastelementer 22 for eksempel lik 10%. Generelt kan dette forholdet variere mellom 5% og 50%, avhengig av ledningsevne og/eller de forventede radiale og aksiale lastene. Et beskyttelsessystem som innbefatter slike termoplastiske 21 og armerte halvledende termoplastiske elementer 22 arrangert sammen for å danne et lag som er spiralformet viklet rundt kabelen 10, er kompakt og øker ikke den ytre diameteren til nevnte kabel 10. Piggyback-kabelen 10 i henhold til oppfinnelsen inkluderer et kompakt og effektivt beskyttelsessystem som kan forbedre dennes motstand mot aksiale og radiale laster og som kan trekke ut ladestrøm under elektrisk testing før installasjon.

Claims

1. Piggyback-kabel (10) omfattende en kobberleder (2) med et standard trippel ekstrudert isolasjonssystem som inkluderer en lederskjerm (13), et isolasjonslag (14) og et isolasjonslag (15), en indre mantel (16) som omgir isolasjonssystemet og en ytre mantel (18), der rommet mellom den indre (16) og den ytre mantelen er fylt med beskyttende elementer, karakterisert vedat: de beskyttende elementene omfatter termoplastiske elementer (21) arranger sammen for å danne minst ett lag som er spiralformet viklet rundt nevnte kabel (10).

2. Piggyback-kabel ifølge krav 1, karakterisert vedat: den omfatter flere termoplastiske lag spiralformet viklet rundt nevnte kabel.

3. Piggyback-kabel ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat: de beskyttende elementene omfatter armerte halvledende termoplastiske elementer (22) som er arrangert med de termoplastiske elementene for å danne minst ett lag som er spiralformet viklet rundt nevnte kabel (10).

4. Piggyback-kabel ifølge krav 3, karakterisert vedat: mantlene (16,18) er halvledende.

5. Piggyback-kabel ifølge krav 1,2,3 eller 4, karakterisert vedat: den indre mantelen (16) omfatter et fiberoptisk element (17).

6. Piggyback-kabel ifølge krav 3, karakterisert vedat: forholdet mellom antallet armerte halvledende termoplastiske elementer (22) og det totale antallet elementer som omfatter både termoplastiske (21) og armerte halvledende termoplastiske elementer (22) omfattes av området mellom 5% og 50%.

7. Piggyback-kabel ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert vedat: indre og ytre mantler er i polyetylen.