NO20120172A1 - Havbunns varmesammenstilling og tilhorende fremgangsmate - Google Patents

Abstract

Havbunns varmesammenstilling omfattende en komponentgrensesnittskabel (9) anordnet i tilknytning til en havbunnskomponent (7) som skal varmes. Komponentgrensesnittskabelen (9) mottar kraft fra en elektrisk kraftkilde som omfatter en induksjonskobler (100) med en eller flere kjerneringer (101) som omslutter en vekselsstrømførende kildekabel (5, 6) og med en viklingskabel (107) viklet rundt kjerneringen (101). Viklingskabelen (107) er koblet til komponentgrensesnittskabelen (9). Induksjonskobleren (100) omfatteren øvre seksjon (1 OOa) med et første antall av første kjernedeler (101a) og en nedre seksjon (100b) med et andre antall av andre kjernedeler (101b). Viklingskabelen (107) er anordnet i den øvre seksjonen (100a), hvorved de første kjernedelene (101a) er innrettet med andre kjernedeler (101b) når den øvre seksjonen (100a) er landet på den nedre seksjonen (100b).

Description

Havbunns varmesammenstilling

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en havbunns varmesammenstilling innrettet for oppvarming av forskjellige typer havbunnskomponenter. Særlig er den innrettet for oppvarming av havbunns metallkomponenter anvendt i olje- og gassindustrien.

Bakgrunn

Innenfor feltet havbunns hydrokarbonproduksjon er dannelse av hydrater og/eller voksavsettinger et godt kjent problem. Ved lave temperaturer kan hydrokarboner stivne og begrense eller blokkere strømningen i havbunns rør-ledninger. Ett kjent tiltak er å innføre inhibitorer inn i den strømmende brønn-strømmen, så som MEG.

En annen fremgangsmåte omfatter å sikre en viss temperatur på det strømmen-de fluidet. Dette blir for eksempel oppnådd med en metode kjent som direkte elektrisk oppvarming (DEH - direct electrical heating). Metoden omfatter å anordne en kabel langs et stålrør og å koble den til stålrøret ved to fjerne posi-sjoner. Ved å påføre vekselstrøm til kabelen og således også gjennom stålrøret, vil dette bli varmet på grunn av både ohmsk og induktivt effekttap. DEH-metoden blir ofte anvendt for å varme strømningsrør på flere kilometers lengde. Inter-nasjonal patentpublikasjon WO2007011230 beskriver en slik løsning.

I tillegg til oppvarming langs lengder av strømningsrør, vil man noen ganger behøve å varme mindre havbunnskomponenter, slik som et ventiltre eller en kortere rørlengde. Noen ganger ønsker man også å varme en spesiell del av et strømningsrør mer enn hva som er mulig med de installerte DEH-komponent-ene. Patentpublikasjon US6278095 beskriver en løsning hvor en elektrisk kabel er viklet rundt en havbunnskomponent som skal bli varmet, som en induksjons-spole (jf. ledningen 27 i Fig. 5 i nevnte publikasjon). Elektrisk effekt blir forsynt til induksjonsspolene fra strøm som strømmer i veggene til det oppvarmete rørled-ningssegmentet eller fra en ekstern kilde, så som en havbunns transformator eller ROV.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en alternativ elektrisk kraftkilde.

Oppfinnelsen

I samsvar med et første aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en havbunns varmesammenstilling omfattende en komponentgrensesnittskabel anordnet i tilknytning til en havbunnskomponent som skal varmes. Her skal betegnelsen "i tilknytning til" bety at komponentgrensesnittskabelen er anordnet slik at den varmer havbunnskomponenten som skal varmes. Den kan følgelig eksempelvis være plassert langsmed og i nærhet til havbunnskomponenten, viklet rundt komponenten, eller anordnet i en serpentinkonfigurasjon nær til eller i kontakt med komponenten. Komponentgrensesnittskabelen mottar energi fra en elektrisk kraftforsyning som omfatter en induksjonskobler. Induksjonskobleren har en kjernering som omgir en vekselsstrømførende kildekabel. En viklingskabel er viklet rundt kjerneringen.

Kjerneringen er av et materiale som kan lede magnetisk fluks. Betegnelsen ring skal forstås bredt, idet funksjonen til kjerneringen er å lede magnetisk fluks rundt kildekabelen. Følgelig omfatter betegnelsen ring for eksempel en kvadrat-form eller annen polygonform, eller en oval eller konsentrisk ringform.

Videre, betegnelsen "viklet rundt", som i "viklet rundt kjerneringen", skal omfatte en hel runde, flere runder, og til og med mindre enn en full runde. Som vil forstås av en fagmann på området er det tekniske resultatet av viklingen av viklingskabelen å indusere elektrisk strøm i viklingskabelen. Følgelig, et hvilket som helst antall runder eller andel av en full vikling som tilveiebringer det nød-vendige tekniske resultatet av indusert strøm i viklingskabelen skal forstås å være omfattet av begrepet "viklet rundt".

Kildekabelen fungerer som en primærvikling og viklingskabelen fungerer som en sekundærvikling.

Havbunnskomponenten som skal varmes kan for eksempel være et brønnhode eller et ventiltre, en rørspole (pipe spool) eller en rørseksjon, eller en rørgrense-snittsseksjon mellom en endeterminering til et DEH-system og et brønnhode.

I en utførelsesform av det første aspektet av den foreliggende oppfinnelsen er den strømførende kildekabelen en direkte elektrisk varmingskabel (DEH) som er anordnet langsmed et havbunns strømningsrør for å varme nevnte strøm-ningsrør. DEH-kabelen kan for eksempel være anordnet på måten kjent i teknikken som piggyback-stil. Slike DEH-kabler er anvendt for å varme strømningsrør ved hjelp av tap i stålet i strømningsrøret. Disse tapene er ofte en kombinasjon av induksjonstap og resistive tap.

Kjerneringen kan omfatte to kjernedeler som er innrettet til å innta en åpen og en lukket tilstand. I den lukkete tilstanden omslutter kjerneringen et tomrom som er innrettet til å motta den strømførende kildekabelen. I den åpne tilstanden fremviser kjerneringen en åpning mellom to motstående endeseksjoner til kjerneringen, gjennom hvilken den strømførende kildekabelen kan passere. I noen utførelsesformer kan de to kjernedelene være anordnet i forskjellige induksjonskoblerdeler som løsbart kan bli fjernet fra hverandre.

I én utførelsesform omfatter induksjonskobleren et flertall kjerneringer om hvilke viklingskabelen er viklet. Varmesammenstillingen kan videre omfatte en strøm-måler omfattende en strømforsyningskabel viklet rundt i det minste én kjernering, en sentralenhet som gis kraft fra nevnte forsyningskabel, en kommunikasjonsanordning for kommunikasjon av en målt strømverdi, og i det minste én av følgende: i) en første strømmålekabel viklet rundt den strømførende grensesnitts-kabelen;

ii) en andre strømmålekabel viklet rundt et stålrør.

I stedet for at én eller flere kjerneringer blir innrettet til å omgi én elektrisk kildekabel, kan induksjonskobleren omfatte tre sett av én eller flere kjerneringer, hvorved hvert sett er innrettet til å være tilknyttet én fase til en elektrisk kilde-

I en foretrukket utførelsesform av havbunns varmesammenstillingen i samsvar med det første aspektet ved oppfinnelsen, omfatter induksjonskobleren en øvre seksjon med et første antall av første kjernedeler og en nedre seksjon med et andre antall av andre kjernedeler. Viklingskabelen blir så fordelaktig anordnet i den øvre seksjonen, hvorved de første kjernedelene er innrettet med andre kjernedeler når den øvre seksjonen er landet på den nedre seksjonen. I en alternativ utførelsesform er det første antallet mindre enn det andre antallet. Med andre ord, antallet kjernedeler i den øvre seksjonen er mindre enn antallet kjernedeler i den nedre seksjonen.

En slik todelt induksjonskobler gjør det mulig å endre utleggingen av den øvre seksjonen for å endre karakteristikkene til hele induksjonskobleren.

I en annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen er kjerneringen

eller kjerneringene til induksjonskobleren installert sammen med installasjonen av den vekselstrømførende kildekabelen. I denne utførelsesformen kan kjerneringene være kontinuerlige rundt den vekselstrømførende kildekabelen. Med en slik løsning er induksjonskobleren mindre egnet for ettermontering, men uten delingen av kjerneringen(e) i to separate deler blir det imidlertid oppnådd mindre tap av magnetisk fluks i kjerneringen. I en slik utførelsesform kan den vekselstrømførende kildekabelen vikles én eller flere ganger rundt kjerneringen eller kjerneringene.

I samsvar med et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for oppvarming av en havbunnskomponent. Fremgangsmåten omfatter

a) å anordne en komponentgrensesnittskabel i tilknytning til havbunnskomponenten, der komponentgrensesnittskabelen er innrettet til, når

strøm blir matet gjennom den, å forårsake induksjonstap eller resistive tap i komponentgrensesnittskabelen eller i havbunnskomponenten; b) å anordne (en) kjernering(er) til en induksjonskobler rundt en elektrisk kildekabel; d) å levere elektrisk vekselstrøm til komponentgrensesnittskabelen via induksjonskobleren ved å mate vekselstrøm gjennom kildekabelen.

I en utførelsesform i samsvar med det andre aspektet av oppfinnelsen omfatter trinn b)

i) å anordne en nedre seksjon av induksjonskobleren på én side av den

elektriske kildekabelen; og

ii) å anordne en øvre seksjon av induksjonskobleren på den andre siden av den elektriske kildekabelen;

på en slik måte at én eller flere kjerneringer av induksjonskobleren omslutter den elektriske kildekabelen, idet den nedre seksjonen omfatter én eller flere andre kjernedeler og den øvre seksjonen omfatter én eller flere første kjernedeler som sammen med de andre kjernedelene utgjør de én eller flere kjerneringene.

Det skal bemerkes at selv om betegnelsene "øvre seksjon" og "nedre seksjon" er anvendt, kan de to seksjonene meget vel være anordnet på respektive late-rale sider av den elektriske kildekabelen. Det vil si, de kan beveges inn til en fungerende modus med en horisontal eller lateral (eller skrå) bevegelse, så vel som en vertikal bevegelse.

I samsvar med en særlig variant av den forrige utførelsesformen omfatter fremgangsmåten videre det følgende trinn e) å justere karakteristikkene til induksjonskobleren ved i) å trekke den øvre seksjonen til overflaten;

ii) å endre antallet første kjernedeler i den øvre seksjonen og/eller endre antallet viklinger med hvilke en viklingskabel er viklet rundt én eller flere første kjernedeler; og

iii) å anordne den øvre seksjonen tilbake på den nedre seksjonen.

Med en slik utførelsesform av fremgangsmåten i samsvar med det andre aspektet av oppfinnelsen, kan det fysiske utlegget og følgelig karakteristikkene til induksjonskobleren bli endret på en hensiktsmessig måte.

I samsvar med et tredje aspekt av den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebrakt en havbunns induksjonskobler som er innrettet til å bli anordnet i tilknytning til en vekselsstrømførende havbunns kildekabel for å koble elektrisk kraft fra kildekabelen til en viklingskabel. Viklingskabelen er viklet rundt én eller flere kjerneringer i induksjonskobleren. I samsvar med det tredje aspektet av den foreliggende oppfinnelsen omfatter induksjonskobleren en øvre seksjon med én eller flere første kjernedeler og en nedre seksjon med én eller flere andre kjernedeler, hvorved de øvre og nedre kjernedelene er innrettet til å bli sam-menstilt på en slik måte at de én eller flere første kjernedelene og de én eller flere andre kjernedelene sammen danner én eller flere kjerneringer som omgir en kanal som kan oppta nevnte kildekabel.

Forskjellige utførelsesformer av havbunns induksjonskobleren i samsvar med det tredje aspektet ved oppfinnelsen vil fremgå av beskrivelsen nedenfor ved-rørende det første og andre aspektet ved oppfinnelsen.

Eksempel på utførelsesform

Idet den foreliggende oppfinnelsen er blitt beskrevet generelt ovenfor, vil et mer detaljert, ikke-begrensende eksempel på utførelsesform bli gitt i det følgende med henvisning til tegningene, der

Fig. 1 er en prinsippskisse av en havbunns varmesammenstilling i samsvar med oppfinnelsen, i tilknytning til et havbunns strømningsrør som blir varmet med en DEH-kabel som forsynes med kraft fra en flytende installasjon; Fig. 2 er et prinsipp-sideriss av en induksjonskobler; Fig. 3 er et prinsipp-perspektivriss av en induksjonskobler anordnet om en vekselsstrømførende kabel; Fig. 4 er et prinsipp-toppriss av et stålrør med en piggyback DEH-kabel og en rørspoleforgrening (pipe spool branch) som skal bli varmet ved hjelp av varmesammenstillingen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 5 er et prinsipp-toppriss av deler av varmesammenstillingen i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 6 er et prinsipp-toppriss av en alternativ utførelsesform av varmesam menstillingen; Fig. 7 er et perspektivriss av induksjonskobleren til varmesammenstillingen; Fig. 8 er et perspektivriss av induksjonskobleren vist i Fig. 7 og en rørspole som skal varmes; Fig. 9 er et forstørret perspektivriss av induksjonskobleren vist i Fig. 7; Fig. 10 er et tverrsnittsriss av induksjonskobleren vist i Fig. 7; Fig. 11a til 11c er prinsippriss av særlige utførelsesformer av varmesammenstil lingen i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 12 er et prinsippriss av en trefase-utførelsesform av induksjonskobleren; Fig. 13 er et prinsipp-tverrsnittsriss gjennom kjerneringen til induksjonskobleren

illustrert i Fig. 12;

Fig. 14 er et prinsippriss av et mulig utlegg av komponentgrensesnittskablene

som er koblet til trefase-induksjonskobleren vist i Fig. 12; og

Fig. 15 viser et perspektivriss av en kjernedel til en kjernering anordnet inne i

en induksjonskobler og med en laminert kjernedesign.

Fig. 1 viser et prinsippriss av en flytende installasjon 1, slik som en FPSO-installasjon (floating production storage and offloading) som flyter på havover-flaten. På en havbunn er det anordnet et stål-strømningsrør 3 som fører hydro-karbonholdig fluid. Idet dette kun er en prinsippskisse, er stålrøret 3 vist uten sine endetermineringer eller tilknyttet havbunnskomponenter.

Stålrør- eller strømningsrøranordningen på havbunnen ville vært tilsvarende for en fast gravitasjonsbasert struktur (GBS - gravity based structure), fundament-eller havbunnsbasert installasjon.

Til stålrøret 3 er det anordnet en rørgrensesnittskabel 5 som er forsynt med en vekselstrøm gjennom en matekabel 2 som strekker seg fra den flytende installasjonen 1. I utførelsesformen vist i Fig. 1 strekker rørgrensesnittskabelen 5 seg mellom et par elektriske grensesnitt 4 og til stålrøret 3. Rørgrensesnittskabelen 5 kan bli stroppet på rørledningen 3. Innenfor teknikken er dette kjent som en "piggyback-kabel". Rørgrensesnittskabelen 5 kan strekke seg titalls kilometer varmeteknikk er kjent som DEH (direct electric heating). Med denne teknikken blir en vekselstrøm ført delvis gjennom stålrøret og delvis gjennom det om-givende sjøvannet. Stålrøret 3 vil bli varmet delvis på grunn av induksjonstap i stålet og delvis på grunn av de resistive tapene i stålet.

Andre kraftkabler kan også bli installert i piggyback-stil for oppvarming eller andre formål. For eksempel en trefaset kraftforsyningskabel for kombinasjoner av strømningsledningsoppvarming og AC-motordrivere.

Andre varmeteknikker er også kjent for en fagmann på området, slik som rør-i-rør teknikk.

På høyre side i Fig. 1 er det skjematisk vist en induksjonskobler 100. I denne utførelsesformen er induksjonskobleren 100 installert i tilknytning til DEH-systemet beskrevet ovenfor. Som vil bli beskrevet i ytterligere detalj nedenfor (Fig. 2), omfatter induksjonskobleren en kjernering 101 som omslutter rør-grensesnittskabelen 5. Videre er en viklingskabel 107 viklet rundt kjerneringen, slik at strøm vil bli indusert i viklingskabelen når strøm strømmer i rørgrense-snittskabelen. Denne induserte strømmen blir så anvendt for å varme havbunnskomponenter, så som et ventiltre 7 som er skjematisk illustrert ved den høyre siden i Fig. 1.

Fig. 2 viser induksjonskobleren 100 i et skjematisk riss, for å forklare dens funk-sjon. I denne utførelsesformen har den en kjernering 101 som er delt inn i en første kjernedel 101a og en andre kjernedel 101b. Sammen danner de første og andre kjernedelene 101a, 101b en sirkulær form som omslutter et tomrom 103. Induksjonskobleren 100 kan bli montert på rørgrensesnittskabelen 5 ved å separere kjernedelene 101a, 101b og å anordne rørgrensesnittskabelen 5 i tomrommet 103. I denne utførelsesformen er kjernedelene festet i et hengsel 105.

Det henvises fortsatt til Fig. 2. En viklingskabel 107 er viklet om en seksjon av den første kjernedelen 101a. Følgelig, når vekselstrøm strømmer gjennom

Den magnetiske fluksen vil videre indusere en vekselstrøm i viklingskabelen 107. I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen vil denne induserte strøm-men bli anvendt til å varme en havbunnskomponent 7, slik som ventiltreet vist i

Fig. 1, typisk ved induksjon.

Fig. 3 er en annen prinsippskisse av induksjonskobleren 100. I denne utførel-sesformen har induksjonskobleren 100 en kjernering 101 uten en første og andre kjernedel. I stedet er kjerneringen 101 laget i ett stykke. Som et resultat må rørgrensesnittskabelen 5 tres gjennom tomrommet 103.

Det skal bemerkes at rørgrensesnittskabelen 5, som beskrevet i utførelses-formene heri, kan være av en annen type vekselstrømførende kildekabel. Følgelig er oppfinnelsen ikke begrenset til en kildekabel 5 anvendt for å varme en strømningsledning 3.

Fig. 4 er et toppriss som viser stålstrømningsledningen 3. På toppen av strøm-ningsledningen er rørgrensesnittskabelen 5 stroppet (piggyback). I denne

utførelsesformen er en rørspole T avgrenet fra stålrøret 3. Rørspolen T er også et stålrør. Rørgrensesnittskabelen 5 strekker seg imidlertid ikke langs rørspolen T og den blir således varmet på annen måte. For å tilveiebringe varm ing av rør-spolen T er en induksjonskobler 100 festet til stålrøret 3 og kjerneringen 101 til induksjonskobleren 100 omgir rørgrensesnittskabelen 5. Viklingskabelen 107 som rager ut fra induksjonskobleren 100 er festet til en komponentgrensesnittskabel 9 som er viklet om rørspolen T. På grunn av strømmen som strømmer gjennom komponentgrensesnittskabelen 9 blir varme indusert i rørspolen T. En lignende utførelsesform vil bli forklart i nærmere detalj nedenfor.

Fig. 5 viser et prinsippriss av en utførelsesform av induksjonskobleren 100. I denne utførelsesformen har induksjonskobleren 100 fire kjerneringer 101 som omgir rørgrensesnittskabelen 5. Videre, i denne utførelsesformen er viklingskabelen 107 viklet to ganger rundt alle fire kjerneringene 101. Viklingskabelen 101 ender i to viklingskabelkontakter 107a, til hvilke komponentgrensesnittskabelen 9 kan bli koblet (jf. Fig. 4). Mellom to av viklingskabelkontaktene 107a i i i 1— a r\ r\ r— r. * r\ r\ vil forsterke eller tilpasse strøm-spenningsforholdet til viklingskabelen 107 til karakteristikkene til komponentgrensesnittskabelen 9. Det siste vil avhenge av hvordan komponentgrensesnittskabelen 9 blir brukt. For eksempel, hvis den vikles rundt rørspolen 7' som illustrert i Fig. 4, vil komponentgrensesnittskabelen 9 fremvise en induktiv karakteristikk. Også indikert i Fig. 5 er en isolasjons-kappe 5a anordnet om lederen til rørgrensesnittskabelen 5.

En lignende, men forskjellig utførelsesform er vist i Fig. 6. I denne utførelses-formen fremviser induksjonskobleren 100 fire kjerneringer 101 som strekker seg rundt rørgrensesnittskabelen 5. Videre, i tilknytning til induksjonskobleren 100 er det anordnet en strømmåler 200. Strømmåleren 200 har en sentralenhet 203 til hvilken i det minste én strømmåleanordning 205 er koblet. I denne utførelses-formen er det anordnet én strømmåleanordning 205, typisk en Rogowskispole som er viklet rundt rørgrensesnittskabelen 5. Idet strøm eller spenning blir indusert i denne strømmåleanordningen 205, kan sentralenheten 203 lese mengden strøm som strømmer gjennom rørgrensesnittskabelen 5. I tillegg kan det bli anordnet en annen strømmåleanordning 205' som er viklet rundt stålrøret 3. Med denne strømmåleanordningen 205' kan sentralenheten 203 lese mengden elektrisk strøm som strømmer i stålrøret 3. For å tilveiebringe elektrisk kraft for å drive sentralenheten 3 er en strømforsyningskabel 207 som er koblet til sentralenheten 203 viklet rundt én eller flere kjerneringer 101. Den magnetiske fluksen i kjerneringen(e) 101 vil indusere strøm i strømforsyningskabelen 207.

Strømmåleren 200 vil være verdifull for operatøren for å overvåke strømmen som strømmer gjennom den elektriske kabelen 5 og/eller stålrøret 3. For å over-føre de målte strømverdiene til operatøren, fremviser strømmåleren 200 en kommunikasjonsanordning. Kommunikasjonsanordningen kan omfatte en akustisk transponder 209 som kan sende akustiske signaler til et overflatefartøy eller ROV gjennom sjøvannet på oppfordring. I en annen utførelsesform kan man forestille seg en sender med tilkobling til en optisk ledning 209' anordnet i rørgrensesnittskabelen 5. Strømmålinger fra den fjerne enden av rørgrense-snittskabelen kan være et verdifullt supplement til kondisjonsovervåking (condition monitoring) for et DEH-system.

Fig. 7 er et perspektivriss av en mer realistisk utførelsesform av induksjonskobleren 100. Induksjonskobleren 100 har en øvre seksjon 100a og en nedre seksjon 100b. Begge fremviser en langstrakt boksform. Den nedre seksjonen 100b er stroppet på stålrøret 3 ved hjelp av stropper 111.1 den nedre seksjonen 100b er fem andre kjernedeler 101b anordnet på rekke. Langs rekken av andre kjernedeler 101b og mellom endene til de respektive kjernedelene 101b er det en kanal 113 som er innrettet til å motta rørgrensesnittskabelen 5.

Korresponderende til den nedre seksjonen 100b har den øvre seksjonen 100a en rekke av første kjernedeler 100a anordnet på en slik måte at de er innrettet med de fem andre kjernedelene 101b når den øvre seksjonen 100a blir landet på den nedre seksjonen 100b. Følgelig, når den øvre seksjonen 100a har landet, vil de første og andre kjernedelene 101a, 101b utgjøre fire kjerneringer 101 som omslutter rørgrensesnittskabelen 5.

Ved installasjon av den nedre seksjonen 100b på stålrøret 3 må rørgrense-snittskabelen 5 først bli beveget vekk. Den kan for eksempel bli løftet og trukket vekk ved hjelp av et par løftestropper. For å gjøre det mulig å løfte vekk en del av rørgrensesnittskabelen 5, må stroppene med hvilke den er festet til stålrøret fjernes langsmed en tilstrekkelig distanse av rørgrensesnittskabelen 5. Videre, ved installasjon av rørgrensesnittskabelen 5 bør man forsikre seg om at den fremviser tilstrekkelig slakk til å gjøre det mulig å lage plass til den senere installasjonen av den nedre seksjonen 100b.

Når den nedre seksjonen 100b har landet på stålrøret 3, vil en ROV (ikke vist) rotere to ROV-grensesnitt 118 som i denne utførelsesformen er formet som T-stenger. Rotasjonen vil føre til bevegelse av et par festeelementer 120 langs retningen til stålrøret 3. Festeelementene 120 vil bli innført under stropper 111 idet de beveger seg langs den aksiale retningen til stålrøret 3. Én stropp 111 er anordnet på hver aksiale side av den nedre seksjonen 110b.

Før landing av den øvre seksjonen 100a, blir rørgrensesnittskabelen 5 plassert i kanalen 113. Når den øvre seksjonen 100a blir landet kan den henge på en vaier (ikke vist) fra en kran og bli guidet med en ROV (ikke vist). Vaieren kan være festet til to løfteører 115. Videre, når den øvre seksjonen 100a er blitt landet på den nedre seksjonen 100b, blir den låst til den nedre seksjonen 100b ved rotasjon av et sett låsehendler 122. Låsehendlene 122 kan bli rotert med en ROV og funksjonelt gå i inngrep med ikke viste låseanordninger som sikrer at den øvre seksjonen 100a er sikkert festet til den nedre seksjonen 100b.

For å sikre sjøvann fra å bli fanget mellom de motstående endeflatene til de første kjernedelene 101a og de andre kjernedelene 101b, kan rommet i hvilket disse endeflatene er posisjonert bli ventilert etter landing av den øvre seksjonen 100a. Man kan benytte for eksempel en inert gass eller en inert væske. En annen måte å forhindre tilstedeværelsen av sjøvann på er å dekke nevnte ender med en gel som vil bli presset vekk når endene nærmer hverandre. Endene vil fortrinnsvis være i kontakt med hverandre etter landing for å sikre et så lite tap som mulig av magnetisk fluks i kjerneringene.

For å redusere den effektive vekten av den øvre og nedre seksjonen 100a, 100b til induksjonskobleren 100, kan et skum eller annet oppdriftselement være anordnet i dem.

Fig. 8 viser induksjonskobleren 100 vist i Fig. 7 i en tilstand hvor den øvre seksjonen 100a er blitt landet på den nedre seksjonen 100b. For illustrasjons-formål er den ytre flaten til induksjonskobleren 100 vist transparent i Fig. 8. I den beskrevne utførelsesformen er havbunnskomponenten som skal varmes en rørspole T som korresponderer med rørspolen T vist i Fig. 4. I denne utførel-sesformen er imidlertid komponentgrenesnittskabelen 9 stroppet på rørspolen T langs utstrekningen til rørspolen 7', mens i utførelsesformen vist i Fig. 4 var komponentgrensesnittskabelen 9 viklet rundt rørspolen T. Vekselstrømmen i komponentgrensesnittskabelen 9 vil varme rørspolen 7', typisk ved induksjon.

Et mer detaljert riss av induksjonskobleren 100 er vist i Fig. 9. I denne tegning-en er viklingskabelen 107 vist viklet tre ganger rundt de fire kjerneringene 101. Også vist er våtkoblingskontakter 119 som er innrettet til å koble viklingskabelen 107 til komponentgrensesnittskabelen 9 (eller eventuelt en kabel mellom komponentgrensesnittskabelen og viklingskabelen). Disse er også vist i Fig. 7, imidlertid med blindplugger innført inn i kontaktene 119.

Fig. 10 viser en særlig utførelsesform med et tverrsnittsriss av en induksjonskobler 100 og stålrøret 3 langs et plan på tvers av den aksiale retningen til stål-røret 3. Fra dette synspunktet kan man se hvordan viklingskabelen 107 er strukket tre ganger gjennom tomrommet 103 (jf. Fig. 2) til kjerneringene 101 og tre ganger langs deres utsider. Antallet runder kan bli tilpasset til den aktuelle anvendelsen.

På utsiden av kjerneringene 101 er det to forbindelseskabler 108 som strekker seg mellom våtkoblingskontaktene 119 og viklingskabelen 107. Forbindelses-kablene 108 kan selvfølgelig være den samme kabelen som viklingskabelen 107.

Det vil forstås av en fagmann på området at antallet kjerneringer 101 i induksjonskobleren 100 kan velges i samsvar med behovet for kraftoverføring til viklingskabelen 107. Følgelig kan man anvende kun én kjernering 101, to kjerneringer, eller til og med ti eller flere kjerneringer 101.

Som vist i utførelsesformen illustrert med tverrsnittsrisset i Fig. 10, er viklingene til viklingskabelen 107 viklet kun rundt første kjernedeler 101a anordnet i den øvre seksjonen 100a. Dette trekket gjør det mulig å trekke kun den øvre seksjonen 100a til induksjonskobleren 100 dersom man behøver å tilpasse karakteristikkene til induksjonskobleren 100. Foreksempel kan operatøren vikle viklingskabelen 107 et mindre eller høyere antall runder rundt kjerneringene 101, eller de første kjernedelene 101a. Videre kan man også forestille seg at man kun behøver å vikle viklingskabelen 107 rundt bare noen av de tilgjenge-lige kjerneringene 101, for eksempel rundt bare fire av de fem kjerneringene vist i Fig. 9. I en slik situasjon kan operatøren også fjerne kjerneringene 101 eller de første kjernedelene 101a, henholdsvis, som ikke behøves. I et slikt tilfelle kan han installere en øvre seksjon 100a med for eksempel tre første kjernedeler 101a på en nedre seksjon 100b som fremviser fem andre kjernedeler 101b.

Fig. 11a, Fig. 11b og Fig. 11c er skjematiske riss av noen særlige utførelses-former av havbunns varmesammenstillingen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. I disse utførelsesformene er komponentgrensesnittskabelen 9 viklet rundt rørledningen 3. Som i den foregående beskrevne utførelsesformen er en rørgrensesnittskabel 5 strukket langsmed rørledningen 3 for å varme rørledningen 3. I disse utførelsesformene er komponenten 7" som skal varmes en seksjon av rørledningen 3.

I utførelsesformen vist i Fig. 11a strekker rørgrensesnittskabelen 5 seg langsmed og stroppet på rørledningen 3. Den varmer følgelig den korresponderende lengden av rørledningen 3. Ved én seksjon av den varmete rørledningen 3 er ytterligere varming tilveiebrakt ved å vikle en komponentgrensesnittskabel 9 rundt seksjonen av rørledning 3. Kraft til komponentgrensesnittskabelen 9 blir tilveiebrakt fra induksjonskobleren 100 som er koblet til rørgrensesnittskabelen 5.

I utførelsesformen vist i Fig. 11 b er rørgrensesnittskabelen 5 fjernet fra rørled-ningen 3 i seksjonen som blir varmet med komponentgrensesnittskabelen 9. Følgelig, langs denne seksjonen bidrar rørgrensesnittskabelen 5 ikke til varming av rørledningen 3.

I utførelsesformen vist i Fig. 11c er rørgrensesnittskabelen 5 stroppet på rørled-ningen 3 langs hele dens lengde. En seksjon av rørledningen 3 som er posisjonert bortenfor dens lengde blir varmet med komponentgrensesnittskabelen 9. Komponentgrensesnittskabelen 9 blir forsynt med elektrisk strøm fra induksjonskobleren 100 anordnet rundt rørgrensesnittskabelen 5.

Idet utførelsesformene beskrevet ovenfor viser en induksjonskobler 100 innrettet for overføring av kraft fra én rørgrensesnittskabel 5, illustrerer Fig. 12 en nedre seksjon 100b' av en induksjonskobler 100' innrettet for en trefase kildekabel 6. Lederne 6' til trefase kildekabelen 6 er atskilt og hver leder er anordnet i en separat kanal 113'. I Fig. 12 er kun den nedre seksjonen 100b' vist. Trefase induksjonskobleren 100' omfatter imidlertid også en øvre seksjon 100a' som ikke er vist.

Fig. 13 viser skjematisk hvordan de tre lederne 6' til trefase rørgrensesnitts-kabelen 6 forløper gjennom tomrommene 103' til de respektive kjerneringene 101', langsmed to runder til viklingskabelen 107'. Fig. 14 viser skjematisk hvordan hver av de tre fasene til komponentgrensesnittskablene 9' kan bli anordnet for å varme separate deler av et stålrør 3', om hvilket fasene er viklet. Fig. 15 viser en annen kjernedel 101b. Dette perspektivrisset viser hvordan tverrsnittet til den metallaminerte kjerneringen 101 haren rektangulær form. Den laminerte kjerneringen kan ha en overlappende form, som er typisk for transformatorkjerner. Rundt det rektangulære tverrsnittet er en sirkulærformet beskyttelse, typisk støpt rundt kjernen.

Som vil bli forstått av en fagmann på området kan komponentgrensesnittkabel-en 9 bli anordnet i tilknytning til havbunnskomponenten 7 som skal varmes på et flertall forskjellige måter. For eksempel kan komponentgrensesnittskabelen 9 bli viklet rundt havbunnskomponenten, eller anordnet parallelt langsmed den, eller kan anordnes med en serpentinkonfigurasjon. Dette vil avhenge av den aktuelle utførelsesformen.

Videre, som vil forstås av en fagmann på området, varmesammenstillingen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er ikke begrenset til anvendelse i forbindelse med en rørgrensesnittskabel slik som DEH-kabelen beskrevet i utførelsesformene ovenfor. Den vekselsstrømførende kildekabelen kan absolutt være en annen AC-førende kabel som kan strekke seg gjennom kjerneringen(e) til induksjonskobleren.

Det skal også forstås at havbunns varmesammenstillingen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan bli anvendt for å varme en hvilken som helst type havbunnsutstyr, slik som rørspolen og ventiltreet som beskrevet ovenfor. Videre, varm ingen kan være basert på induksjonstap og/eller resistive tap.

Claims (13)

1. Havbunns varmesammenstilling omfattende en komponentgrensesnittskabel (9) anordnet i tilknytning til en havbunnskomponent (7) som skal varmes, hvilken komponentgrensesnittskabel (9) mottar kraft fra en elektrisk kraftkilde, karakterisert vedat nevnte elektriske kraftkilde omfatter en induksjonskobler (100) med en kjernering (101) som omslutter en vekselsstrømførende kildekabel (5, 6) og med en viklingskabel (107) viklet rundt kjerneringen (101).

2. Havbunns varmesammenstilling i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat den strømførende kildekabelen (5) er en direkte elektrisk oppvarmingskabel anordnet langsmed en havbunns rørledning (3) for å varme nevnte rørledning (3).

3. Havbunns varmesammenstilling i samsvar med patentkrav 1 eller 2,karakterisertved at kjerneringen (101) omfatter to kjernedeler (101a, 101b) som er innrettet til å innta en åpen og en lukket tilstand, hvorved - i den lukkete tilstanden omslutter kjerneringen (101) et tomrom (103) som er innrettet til å motta den strømførende kildekabelen (5); og - i den åpne tilstanden fremviser kjerneringen (101) en åpning mellom to motstående endeseksjoner av kjerneringen (101), gjennom hvilke den strømførende kildekabelen (5) kan passere.

4. Havbunns varmesammenstilling i samsvar med et av de foregående patentkravene,karakterisert vedat induksjonskobleren (100) omfatter et flertall kjerneringer (101) om hvilke viklingskabelen (107) er viklet, og at varmesammenstillingen videre omfatter en strømmåler (200) omfattende - en kraftforsyningskabel (207) viklet om minst én kjernering (101); - en sentralenhet (203) kraftforsynt av nevnte kraftforsyningskabel (207); - en kommunikasjonsanordning (209, 209') for kommunikasjon av målte strøm-verdier; og - i det minste én av de følgende: i) en første strømmålingskabel (205) viklet om den strømførende grensesnitts-kabelen (5); ii) en andre strømmålingskabel (205') viklet om et stålrør (3).

5. Havbunns varmesammenstilling i samsvar med hvilket som helst av de foregående patentkravene,karakterisert vedat induksjonskobleren (100') omfatter tre sett av én eller flere kjerneringer (101), hvorved hvert sett er innrettet til å være tilknyttet én fase (6') av en elektrisk kildekabel (6) omfattende tre faser.

6. Havbunns varmesammenstilling i samsvar med et av de foregående patentkravene,karakterisert vedat induksjonskobleren (100) omfatter en øvre seksjon (100a) med et første antall av første kjernedeler (101a) og en nedre seksjon (100b) med et andre antall av andre kjernedeler (101b), hvorved viklingskabelen (107) er anordnet i den øvre seksjonen (100a), hvorved de første kjernedelene (101a) er innrettet med andre kjernedeler (101b) når den øvre seksjonen (100a) er landet på den nedre seksjonen (100b).

7. Havbunns varmesammenstilling i samsvar med patentkrav 6,karakterisert vedat det første antallet er mindre enn det andre antallet.

8. Havbunns varmesammenstilling i samsvar med patentkravene 1 eller 2,karakterisert vedat kjerneringen eller kjerneringene (101) til induksjonskobleren (100) er installert sammen med installasjonen av den vekselsstrømførende kildekabelen (5) og at de er kontinuerlige rundt den vekselsstrømførende kildekabelen (5).

9. Havbunns varmesammenstilling i samsvar med patentkrav 8,karakterisert vedat den vekselsstrømførende kildekabelen (5) er viklet én eller flere runder rundt kjerneringen eller kjerneringene (101).

10. Fremgangsmåte ved varming av en havbunnskomponent (7), omfattende a) å anordne en komponentgrensesnittskabel (9) i tilknytning til havbunnskomponenten (7), der komponentgrensesnittskabelen (9) er innrettet til, når strøm føres gjennom den, å forårsake induksjonstap eller resistive tap i komponentgrensesnittskabelen (9) eller i havbunnskomponenten (7); karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter de følgende trinn b) å anordne en kjernering eller kjerneringer (101) til en induksjonskobler (100) rundt en elektrisk kildekabel (5); c) å koble komponentgrensesnittskabelen (9) til induksjonskobleren (100); og d) å levere elektrisk vekselstrøm til komponentgrensesnittskabelen (9) via induksjonskobleren (100) ved å mate vekselstrøm gjennom kildekabelen (5).

11. Fremgangsmåte ved varming av en havbunnskomponent (7) i samsvar med patentkrav 10,karakterisert vedat trinn b) omfatter i) å anordne en nedre seksjon (100b) av induksjonskobleren (100) på én side av den elektriske kildekabelen (5); og ii) å anordne en øvre seksjon (100a) av induksjonskobleren (100) på den andre siden av den elektriske kildekabelen (5); på en slik måte at én eller flere kjerneringer (101) til induksjonskobleren (100) omslutter den elektriske kildekabelen (5), idet den nedre seksjonen (100b) omfatter én eller flere andre kjernedeler (101b) og den øvre seksjonen (100a) omfatter én eller flere første kjernedeler (101a), som sammen med de andre kjernedelene utgjør den éne eller flere kjerneringene (101).

12. Fremgangsmåte ved oppvarming av en havbunnskomponent (7) i samsvar med patentkrav 11,karakterisert vedat fremgangsmåten ytterligere omfatter det følgende trinn e) å justere karakteristikkene til induksjonskobleren (100) ved i) å trekke den øvre seksjonen (100) til overflaten; ii) å endre antallet av første kjernedeler (101a) i den øvre seksjonen (100a) og/eller å endre antallet viklinger med hvilke en viklingskabel (107) er viklet rundt én eller flere første kjernedeler (101a); og iii) å anordne den øvre seksjonen (100a) tilbake på den nedre seksjonen (100b).

13. En havbunns induksjonskobler (100) innrettet til å være anordnet i tilknytning til en vekselstrømførende havbunns kildekabel (5) for å koble elektrisk kraft fra kildekabelen (5) til en viklingskabel (107) som er viklet rundt én eller flere kjerneringer (101) i induksjonskobleren (100),karakterisert vedat den omfatter en øvre seksjon (100a) med én eller flere første kjernedeler (101a) og en nedre seksjon (100b) med én eller flere andre kjernedeler (101b), hvorved den øvre og nedre seksjonen (100a, 100b) er innrettet til å bli montert sammen på en slik måte at de ene eller flere første kjernedelene (101a) og de ene eller flere andre kjernedelene (101b) sammen danner én eller flere kjerneringer (101) som omgir en kanal (113) som er i stand til å romme nevnte kildekabel (5).