NO20130589A1

NO20130589A1 - Induksjonsoppvarmingssystem for elektrisk oppvarmede rørledninger

Info

Publication number: NO20130589A1
Application number: NO20130589A
Authority: NO
Inventors: David John Liney
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2013-04-30
Also published as: WO2012064641A3; AU2011326147B2; CN103202096B; WO2012064641A2; GB2497062A; GB201306384D0; BR112013010004B1; BR112013010004A2; MY165475A; US20130220996A1; AU2011326147A1; CN103202096A

Abstract

Et induksjonsoppvarmingssystem, omfattende: en induksjonsoppvarmingsspiral, der induksjonsoppvarmingsspiralen har en første ende og en andre ende og en omkrets; en strømkilde elektrisk koblet til den første enden og den andre enden; en elektrisk forbindelse gjennom induksjonsoppvarmingsspiralen og mellom første ende og andre ende og strømkilden; og en åpning plassert langs omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen, der åpningen strekker seg vesentlig langs induksjonsoppvarmingsspiralen og skiller omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen i en første del og en andre del.

Description

Område for oppfinnelsen

Oppfinnelsen er rettet mot en anordning for induksjonsoppvarming av korte segmenter av rørledningssystemer, spesielt når midlertidig induksjonsvarmere må installeres raskt og enkelt.

Bakgrunn

US patentnummer 5,241,147 avdekker en fremgangsmåte og anordning for oppvarming en transportrørledning med induktiv oppvarming. Rørledningen for transport har en termisk isolator montert på en ytre overflate. Et par parallelle utstrekkende elektriske ledninger uten metallisk beskyttelse, er montert på en ytre overflate av den termiske isolatoren. US 5,241,147 er herved innlemmet som referanse i sin helhet.

US patentnummer 6,278,095 avdekker et undervannsrørledningssystem som har forbindelsessegmenter (korte segmenter som kobler utstyr eller brønner og hoved-segmentene) som kan oppvarmes elektrisk. Forbindelsessegmentene oppvarmes med induksjonsspiraler som plasseres rundt forbindelsessegmentene, enten før forbindelsessegmentene er plassert undersjøisk eller etter. Elektrisk kraft kan bli levert til induksjonsspiralene fra strømmen som går i veggene i oppvarmingssegmentet av rørledningen eller fra en ekstern kilde som fra en undervannstransformator eller ROV. US 6,278,095 er herved innlemmet dom referanse i sin helhet.

US patentnummer 6,509,557 avdekker en anordning og en fremgangsmåten for oppvarming av enkle isolerte strømningsrør. Anordningen og fremgangsmåten tilveiebringes for elektrisk oppvarming av undervannsrørledninger. Et elektrisk/termisk isolerende lag er plassert over røret i segmentet av rørledningen for å varmes opp og elektrisk strøm strømmer aksialt gjennom stålveggen av røret. I en utførelsesform (ende matet), brukes det en isolerende sammenføyning på vertsenden av rørledningen for å påføre spenning til enden av segmentet. På den fjerne enden brukes en elektrisk tilkobling for å lede den elektriske strømmen til en returkabel eller en sjøvann-elektrode. En buffersone av rørledningen tilveiebringes utover den eksterne enden. Separat elektrisk oppvarming kan også brukes i buffersonen. Elektrisk reduksjonsventil kan brukes i forskjellige arrangementer for å redusere lekkasje i rørledningen utenfor det oppvarmede segmentet. I en annen utførelsesform (sentralt matet), påføres spenning på eller nær midtpunktet av segmentet som skal oppvarmes gjennom en elektrisk kobling og ingen isolerende sammenføyning brukes. Buffersoner, oppvarming av buffersoner og elektriske reduksjonsventiler kan også anvendes i denne utførelses-formen. US 6,509,557 er herved innlemmet som referanse i sin helhet.

US patentnummer 6,688,900 avdekker en elektrisk isolerende sammenføyning (EIJ) for en elektrisk oppvarmet rør-i-rør rørledning. En keramisk plate under kompresjonsbelastning og dielektriske i et ringrom gir elektrisk isolasjon og mekanisk styrke. En isolerende foring strekker seg rundt den keramiske platen for å gi elektrisk isolasjon når andre materialer enn hydrokarboner passerer gjennom EIJ. Den isolerende foringen kan strekke seg gjennom et kneledd. Trykkportene kan brukes til å overvåke fluidlekkasjer og en innebygd transformator kan brukes til å overvåke lekkasje elektronisk. US 6,688,900 er herved innlemmet som referanse i sin helhet.

US patentnummer 6,739,803 avdekker fremgangsmåter for å installere en elektrisk oppvarmet rør-i-rør rørledning på havbunnen. Indre og ytre rørsegmenter er formet og det indre røret er belagt og isolert. Belegg kan inkludere sprayet polyuretan-skum og isolerende halvmantler som er plassert rundt sveiser. Epoksy er fortrinnsvis belagt innvendig av røret før annen belegging. Segmentene blir lastet på en lekter og vannstoppere installeres fortrinnsvis i ringrommet ettersom rørledningen er dannes. Vannstoppere kan formes ved å plassere en væskeformig polymer i ringrommet og la det herde.

Det er et behov på området for én eller flere av følgende:

Forbedrede systemer og fremgangsmåter for oppvarming kort rørlednings-seksjoner;

Forbedrede systemer og fremgangsmåter for å bruke midlertidige induksjonsvarmere på rørledninger;

Forbedrede systemer og fremgangsmåter for å bruke midlertidige induksjonsvarmere på undervannsrørledninger installert via fjernstyrte fartøy;

Forbedrede systemer og fremgangsmåter for å bruke midlertidige induksjonsvarmere på undervamsrørledninger installert via fjernstyrte fartøy som ikke krever at elektriske tilkoblinger skal gjøres i sjøvann.

Sammendrag av oppfinnelsen

I et aspekt av oppfinnelsen, tilveiebringes et induksjonsoppvarmingssystem, omfattende en induksjonsoppvarmingsspiral, der induksjonsoppvarmingsspiralen har en første ende og en andre ende og en omkrets; en strømkilde elektrisk koblet til den første enden og den andre enden; en elektrisk forbindelse gjennom induksjonsoppvarmingsspiralen og mellom første ende og andre ende og strømkilden; og en åpning plassert langs omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen, der åpningen strekker seg vesentlig langs induksjonsoppvarmingsspiralen og skiller omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen i en første del og en andre del

I et annet aspekt av oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte, omfattende å tilveiebringe en induksjonsoppvarmingsspiral, der induksjonsoppvarmingsspiralen har en første ende og en andre ende og en åpning på omkretsen av induksjonsoppvarmings spiralen, der åpningen strekker seg vesentlig langs mduksjonsoppvarmingsspiralen og skiller omkretsen fra mduksjonsopvarrningsspiralen i en første del og en andre del; å overføre elektrisk strøm fra en strømkilde til den første enden eller til den andre enden; å elektrisk koble induksjonsoppvarmingsspiralen til den første enden og den andre enden og strømkilden; å installere induksjonsoppvarmingsspiralen på en struktur; og å oppvarme strukturen ved å overføre elektrisk strøm gjennom induksjonsoppvarmingsspiralen.

Kort beskrivelse av tegningene

Slik at funksjoner og fordeler av denne oppfinnelsen skal forstås i detalj, er en mer utførlig beskrivelse av oppfinnelsen med referanse til utførelsesformer av disse illustrert i de tilføyde tegningene. Disse tegningene er brukt til å illustrere typiske utførelsesformer av denne oppfinnelsen, og skal ikke betraktes som begrensende av dens omfang, for at oppfinnelsen kan romme andre like effektive utførelsesformer. Figurene er ikke nødvendigvis i skala og enkelte trekk og bestemte figurhenvisninger kan være vist overdrevet i skala eller skjematisk av hensyn til klarhet og conciseness. Figur 1 er et skjematisk diagram som viser en induksjonsoppvarmingsspiral, induksjonsoppvarmingsspiralen rundt en del av røret og koblet til en strømkilde for A/C i samsvar med et aspekt av denne oppfinnelsen. Figur 2 er et skjematisk diagram som viser en annen utførelsesform av induksjonsoppvarmingsspiralen. Figur 3 er en tverrsnittssvisning gjennom linjen Z-Z'i figur 1, som viser induksjonsoppvarmingsspiralen rundt en del av røret. Figur 4 er et skjematisk diagram som viser en annen utførelsesform av induksjonsoppvarmingsspiralen, hvori induksjonsoppvarmingsspiralen er viklet rundt en hylse, hylsen og induksjonsoppvarmingsspiral rundt en del av rør og koblet til en strømkilde for A/C i samsvar med et aspekt av denne oppfinnelsen. Figur 5 er en tverrsnittssvisning gjennom linjen Y-Y' i figur 4, som viser induksjonsoppvarmingsspiralen og hylsen rundt en del av røret. Figur 6 er et skjematisk diagram som viser en annen utførelsesform av induksjonsoppvarmingsspiralen, induksjonsoppvarmingsspiralen omgitt av et hus, huset og induksjonsoppvarmingsspiralen omgir en del av røret og er koblet til en flerfase A/C kraftkilde i samsvar med et aspekt av denne oppfinnelsen. Figur 7 er en tverrsnittssvisning gjennom linjen X-X' av figur 6, som viser induksjonsoppvarmingsspiralen og huset rundt en del av røret. Figur 8 er et skjematisk diagram av et tverrsnitt av enda en utførelsesform av induksjonsoppvarmingsspiralen, induksjonsoppvarmingsspiralen som inneholder flere tilkoblingselementer og sentreringsenheter. Figur 9 er et skjematisk diagram som viser bruk av en induksjonsoppvarmingsspiral i et undervannsmiljø.

Detaljert beskrivelse

Foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er vist i de ovenfor identifiserte figurene og beskrevet i detalj nedenfor. Utførelsesformer beskrives med referanse til bestemte trekk og teknikker for bruk på rørledninger i et undervannmiljø.

Figur 1:

Figur 1 er et skjematisk diagram som viser en utførelsesform av induksjonsoppvarming sanordninger. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 er koblet til vekselstrøm-kraftkilde (A/C) 4 og omgir rør 6. A/C kraftkilde 4 kan brukes til å levere elektrisk kraft. A/C kraftkilde 4 leverer vanligvis 50 Hz eller 60 Hz, men andre frekvenser kan velges for å forbedre effektiviteten. A/C kraftkilde 4 kan være en uavhengig strømkilde som er knyttet til induksjonsoppvarmingsspiralen 2, en separat strømforsyning som er tilgjengelig i nærheten av rørledningen, en strømkilde, tilveiebrakt av et fjernstyrt fartøy (ROV), en strømkilde levert av en kontrollkabel, etc. A/C kraftkilde 4 kan være koblet til induksjonsoppvarmingsspiralen 2 slik at ingen elektriske tilkoblinger kreves under installasjon av induksjonsoppvarmingsspiralen 2.

Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan være, for eksempel en metallisk kabel som er i stand til å lede en elektrisk strøm, for eksempel kobber, eller annet materiale som er kjent på området. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan være elektrisk isolert for å hindre tap av energi til omgivelsene av enhver fremgangsmåte som er kjent på området, inkludert plastbelegg, gummi, etc.

Rør 6 kan være for eksempel sirkelformet rør, kvadratisk rør, sekskantet rør eller en annen form som er i stand til å være omgitt av induksjonsoppvarmingsspiralen 2. Rør 6 kan være ethvert ledende materiale, for eksempel, kobber, stål, aluminium, etc. Rør 6 kan være et rør med en hvilken som helst lengde. De åpne endene som vist på figur 1, skal ikke tolkes til å angi at rør 6 skal være en bestemt lengde eller at endene av rør 6 må være tilgjengelig.

Elektrisk strøm kan gå fra A/C kraftkilde 4 i retning av angitt pil 8, å strømme gjennom kontinuerlig mduksjonsopvarrningsspiral 2 og gå tilbake til A/C kraftkilde 4 i retning angitt av pilen 10. Elektrisk strøm kan også gå i motsatt rekkefølge, ut fra A/C kraftkilde 4 i motsatt retning av pil 10 og tilbake i motsatt retning av pilen 8. Ettersom elektrisk strøm påtvunget av A/C kraftkilde 4 går gjennom induksjonsoppvarmingsspiralen 2, dannes et skiftende magnetfelt og virvelstrømmer dannes i rør 6, og forårsaker en økning i termisk energi i rør 6.

Hvis en uavhengig strømkilde for A/C 4 brukes, kan mengden strøm som går gjennom induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kontrolleres av antall vendinger i spiralen og ved å justere spenning og frekvens som blir påført induksjonsoppvarmingsspiralen 2. Motstanden av ledningen i induksjonsoppvarmingsspiralen 2 påvirker også strømmen, men for å minimere strømbehovet til A/C kraftkilden 4, er ledningsmot-standen vanligvis valgt å være lav nok slik at det meste av krafttapet er i røret, og ikke i spiralledningen. Fremgangsmåten for å kontrollere hvor mye strøm som går gjennom induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan være enhver fremgangsmåte som er kjent på området.

Fremgangsmåter for induksjonsoppvarming av rørledninger er forklart i US 6,278,095, som herved innlemmes som referanse i sin helhet.

Figur 2:

Figur 2 er en tverrsnittssvisning gjennom linjen Z-Z' som viser en løkke av induksjonsoppvarmingsspiralen 2 omkringliggende rør 6. Rom 12 mellom induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og rør 6 kan variere avhengig av omgivelsene. Rom 12 kan være konstant rundt omkretsen av rør 6 eller 12 rom kan være større på en første del av omkretsen av rør 6 enn på en andre del av omkretsen av rør 6 eller 12, eller rom kan være fraværende, som når induksjonsoppvarmingsspiralen 2 fysisk kontakter rør 6. Kravet til rom 12 bestemmes for hvert miljø.

Induksjonsoppvarmingsspiral 2 innbefatter en åpning 14 på omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen 2. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 omfatter minst to deler som er atskilt av åpning 14, første del 2a og andre del 2b. Åpning 14 kan strekke seg langs induksjonsoppvarmingsspiralen 2, og kan være tilstrekkelig stor slik at induksjonsoppvarmingsspiralen 2 enkelt kan plasseres på rør 6.1 en annen utførelses-form, kan induksjonsoppvarmingsspiralen 2 være tilstrekkelig fleksibel slik at åpning 14 kan forstørres ved å påføre kraft til første del 2a og/eller andre del 2b, slik at induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan omgi rør 6, eller seksjoner 2a og 2b kan ha en flippanordning med et hengsel slik at seksjonene kan åpnes og lukkes. Når induksjonsoppvarmingsspiralen 2 omgir rør 6, kan enhver anvendt kraft fjernes og/eller første del 2a og/eller andre del 2b kan bli omformet hvis noen deformasjon har oppstått.. Selv om begrepet omkretsen har blitt brukt, betyr dette ikke at formen på induksjonsoppvarmingsspiralen 2 bør være sirkulær i naturen.

I en annen utførelsesform kan første del 2a og andre del 2b være koblet for eksempel av et tilkoblingselement 16. Tilkoblingselement 16 kan være plassert motstående åpning 14, slik at første del 2a og andre del 2b er like lange, eller tilkoblingselement 16 kan være plassert slik at den første del 2a og den andre del 2b er av forskjellige lengder. Plasseringen av tilkoblingselement 16 kan bestemmes avhengig av miljøet.

Tilkoblingselement 16 kan være for eksempel ethvert materiale i stand til å lede en elektrisk strøm. Tilkoblingselement 16 kan være et fleksibel eller deformerbart materiale, for eksempel kobber, aluminium, osv., et hengsel, et kuleledd, en skrue eller hvilken som helst annen fremgangsmåte for å feste to stykker sammen. Tilkoblingselement 16 kan forbedre enkelheten av installering og/eller redusere kraften som er nødvendig for å forstørre åpning 14 ved å gi et foretrukket dreiepunkt eller bøye området. Tilkoblingselement 16 kan være elektrisk isolert for å hindre tap av energi til omgivelsene av enhver fremgangsmåte som er kjent på området, å inkludere plastbelegg, gummi, etc.

Åpning 14 kan fortørres ved å påføre kraft til første del 2a og/eller andre del 2b, enten med eller uten å forårsake deformasjon av første del 2a og/eller andre del 2b. Ved å forstørre åpning 14, kan mduksjonsopvarrningsspiralen 2 omringe rør 6. Første del 2a og/eller andre del 2b kan bli omformet hvis noen deformasjon har forekommet.

Gjennom bruk av en kontinuerlig induksjonsoppvarmingsspiral 2 og åpning 14, kan induksjonsoppvarmingsspiralen 2 enkelt installeres hvor som helst på røret 6. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan prefabrikkeres og deretter raskt og enkelt installeres på rør 6 på overflaten eller undervanns, enten for hånd eller med maskin, som via ROV for undervannsbruk. Når delen av røret 6 har blitt tilstrekkelig oppvarmet, kan mduksjonsopvarrningsspiralen 2 raskt fjernes og installeres på en annen del av rør 6 som krever induksjonsoppvarming. En enkel induksjonsoppvarmingsspiral 2 kan være forsettlig deformert eller sized for å tillate induksjonsoppvarmingsspiralen 2 å bli installert på ulike former og størrelser av rør 6 brukt i et overflate- eller undervannsmiljø.

Elektrisk isolasjon eller annen beskyttelse kan bli inkludert langs induksjonsoppvarmingsspiralen 2, A/C kraftkilde 4, tilkoblingselement 16, eller på andre deler av systemet for å beskytte mot ugunstige forhold.

Figur 3:

Et alternativt opplegg på induksjonsoppvarmingsspiralen 2 rundt rør 6 er vist i figur 3. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan arrangeres på enhver måte som er tilstrekkelig til å indusere varme inn røret 6 og samtidig opprettholde åpning 14 for å tillate installasjon av induksjonsoppvarmingsspiralen 2 rundt rør 6. Andre arrangementer kan inneholde, for eksempel skrueformede spiraler, sikksakk, s-formet, firkantet løkker, doble omslag osv., som er kjent på området.

Figur 4:

Figur 4 er et skjematisk diagram som viser en annen utførelsesform av induksjonsoppvarmingsspiralen 2. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 danner flere sløyfer langs den indre og ytre overflaten av hylsen 200. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 er arrangert i vesentlige parallelle linjer som går vesentlig i lengderetningen langs røret 6. Avstanden mellom hver parallelle del av mduksjonsopvarrningsspiralen 2 kan bestemmes for bruk og kan avhenge av varmen kreves, diameteren på induksjonsoppvarmingsspiralen 2, diameteren på røret 6 eller enhver annen metode som er kjent på området. Hylsen 200 er fortrinnsvis laget av sterkt relativt magnetisk permeabelt materiale, formet på en slik måte dvs. laminert, for å minimere tap i hylsen 200. Hylsen 200 kan være elektrisk isolert for å hindre tap av energi til omgivelsene ved enhver metode som er kjent på området, inkludert plastbelegg, gummi, osv.

Elektrisk strøm kan gå far A/C kraftkilde 204 i retning av angitt av pil

8, strømme gjennom kontinuerlig induksjonsoppvarmingsspiral 2, og gå tilbake til A/C kraftkilde 4 i retning av angitt pil 10. Elektrisk strøm kan også gå i motsatt retning, gå fra A/C kraftkilde 204 i motsatt retning av pil 10 og tilbake i motsatt retning av pilen 8.

Figur 5:

Figur 5 er en tverrsnittssvisning gjennom linjen Y-Y' som viser induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og hylsen 200 omkringliggende rør 6. vesentlige parallelle sløyfer av induksjonsoppvarmingsspiralen 2 er vist viklet rundt den indre og ytre overflaten av hylsen 200.

Rom 212 mellom induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og/eller hylsen 200 og rør 6 kan variere avhengig av omgivelsene. Rom 212 kan være konstant rundt omkretsen av rør 6, eller rom 212 kan være større på en første del av omkretsen av rør 6 enn på den andre delen av omkretsen av rør 6, eller rom 212 kan være fraværende, som når induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og/eller hylsen 200 fysisk kontakter rør 6. Kravet til rom 212 bestemmes for hvert miljø.

Hylsen 200 innbefatte en åpning 214 på omkretsen av hylsen 200. Hylsen 200 omfatter minst to deler som er atskilt med åpning 214, første seksjon 200a og andre seksjon 200b. Åpning 214 strekke seg langs hylsen 200.1 en annen utførelsesform kan hylsen 200 være tilstrekkelig fleksibelt slik at åpning 214 kan forstørres ved å påføre kraft til første del 200a og/eller andre del 200b, dermed tillates hylsen 200 å omgi rør 6. Når hylsen 200 omgir rør 6, kan enhver anvendt kraft fjernes og/eller første del 200a og/eller andre del 200b kan bli omformet hvis noen deformasjon har oppstått.

I en annen utførelsesform kan induksjonsoppvarmingsspiralen 2 arrangeres slik at A/C kraftkilde 204 elektrisk er koblet til induksjonsoppvarmingsspiralen 2 for å hindre induksjonsoppvarmingsspiral 2 fra strekker seg over åpning 214. Første og andre ender av induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan elektrisk kobles til A/C kraftkilde 204 nær tilkoblingselement 216 slik at mduksjonsopvarrningsspiralen 2 ikke forstyrrer installasjon av hylsen 200 rundt rør 6. A/C kraftkilde 204 kan kobles til induksjonsoppvarmingsspiralen 2 slik at ingen elektriske tilkoblinger kreves under installasjon av induksjonsoppvarmingsspiralen 2. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan innbefatte tilstrekkelig tilleggsspiral slik at den ytterligere spiralen kan være mellom indre overflate av hylsen 200 og den ytre overflaten av rør 6 når hylsen 200 installeres på røret 6, eller den ytterligere spiralen kan strekke seg utenfor hylsen 200 og kontakte den ytre overflaten av rør 6. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan alternativt innbefatte elektriske tilkoblinger slik at induksjonsoppvarmingsspiralen 2 elektrisk er koblet til A/C kraftkilde 204 når induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og hylsen 200 er installert på rør 6.

I en annen utførelsesform kan første del 200a og andre del 200b for eksempel være koblet av et tilkoblingselement 216. Tilkoblingselement 216 kan være motstående åpning 214, slik at første del 200a og andre del 200b er like lange, eller tilkoblingselement 216 kan være plassert slik at første del 200a og andre del 200b har forskjellige lengder. Plasseringen av tilkoblingselement 216 kan avgjøres basert på miljøet.

Tilkoblingselement 216 kan for eksempel være et fleksibelt eller deformerbart materiale, for eksempel kobber, aluminium, etc, et hengsel, et kuleledd, en skrue eller hvilken som helst annen fremgangsmåte av å feste to stykker sammen. Tilkoblingselement 216 kan forbedre forenklingen av installering og/eller redusere kraften som er nødvendig for å forstørre åpning 214 ved å gi et foretrukket dreiepunktet eller bøyeområde. Tilkoblingselement 216 kan være ethvert materiale som er i stand til å lede en elektrisk strøm, som kobber, stål, aluminium osv. Tilkoblingselement 216 kan være elektrisk isolert for å hindre tap av energi til omgivelsene ved enhver metode som er kjent på området, inkludert plastbelegg, gummi osv. Imidlertid vil det bli forstått av fagpersoner på området som det kan være tilfeller der det er ønskelig å ha tilkoblingselement 216 som er ikke-metalliske eller ikke-ledende materiale, eller der tilkoblingselement 216 er fjernet fra systemet.

Åpning 214 kan forstørres ved å påføre kraft på første del 200a og/eller andre del 200b, enten med eller uten å forårsake deformasjon av første del 200a og/eller andre del 200b. Ved å forstørre åpning 214 kan induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og hylsen 200 omringe rør 6. Første del 200a og/eller andre del 200b kan bli omformet hvis deformasjon har oppstått.

Gjennom bruk av en kontinuerlig induksjonsoppvarmingsspiral 2 rundt hylsen 200, og åpning 214, kan induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og hylsen 200 enkelt installeres hvor som helst på røret 6. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og hylsen 200 kan prefabrikkeres og deretter raskt og enkelt installeres på rør 6 på overflaten eller undervanns, enten for hånd eller med maskin, som via ROV for undervannsbruk. Når delen av røret 6 har blitt tilstrekkelig oppvarmet, kan mduksjonsopvarrningsspiralen 2 og hylsen 200 raskt fjernes og installert på en annen del av rør 6 som krever induksjonsoppvarming. En enkelt mduksjonsopvarrningsspiral 2 og hylsen 200 kan bli forsettlig deformert eller sized for å tillate induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og hylsen 200 å installeres på ulike former og størrelser av rør som brukes i et overflate- eller undervannsmiljø.

Figur 6:

Figur 6 er et skjematisk diagram som viser en annen utførelsesform av induksjonsoppvarmingsspiralen 2. Hus 318 innbefatter induksjonsoppvarmingsspiralen 2. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 arrangeres om den indre omkretsen av hus 318. Flere hovedsakelige parallelle ledd av mduksjonsopvarrningsspiralen 2 er dannet i tette spiralgrupper 322 som strekker seg langs indre overflaten av hus 318. Par av tette spiralgrupper 322 er arrangert perifert overfor hverandre om den indre overflaten av hus 381. Avstanden mellom hver parallell loop av mduksjonsopvarrningsspiralen 2, avstand mellom de tette spiralgruppene 322 og antall tette spiralgrupper 322 kan bestemmes for nødvendige bruk og kan avhenge av varmen som kreves, diameteren på induksjonsoppvarmingsspiralen 2, diameteren på røret 6 eller enhver annen metode som er kjent på området.

Hus 318 er fortrinnsvis laget av sterkt relativ magnetiske permeabelt materiale, dannet, dvs. laminert, for å minimere tap i hylsen 200, og kan være ethvert materiale som er i stand til å lede en elektrisk strøm, som kobber, stål, aluminium osv. Alternativt kan hus 318 kan være et elektrisk isolert materiale for å hindre tap av energi til omgivelsene ved enhver fremgangsmåte som er kjent på området, inkludert plastbelegg, gummi, etc.

Elektrisk strøm kan gå fra flerfase A/C kraftkilde 320 i retning angitt av pil 8, gå gjennom kontinuerlig mduksjonsopvarrningsspiral 2 og gå tilbake til flerfase A/C kraftkilde 320 i retning angitt av pilen 10. Elektrisk strøm kan også gå i motsatt retning, gå fra flerfase A/C kraftkilde 320 i motsatt retning som pil 10 og tilbake i motsatt retning som pil 8. Flerfase A/C kraftkilde 320 kan produsere trefasestrøm, en enkelt fase, eller enhver annen fasekilde som er kjent på området. Ettersom elektrisk strøm går far flerfase A/C kraftkilde 320 og går gjennom induksjonsoppvarmingsspiralen 2, produseres et roterende magnetfelt og virvelstrømmer dannes i rør 6.

Figur 7:

Figur 7 er en tverrsnittssvisning gjennom linjen X-X', som viser induksjonsoppvarmingsspiralen 2 inne i hus 318 rundt rør 6. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 er ordnet i tette spiralgrupper 322 om indre omkretsen av hus 318. Par av tette spiralgrupper 322 er ordnet perifert overfor hverandre om indre overflate av hus 318.

Rom 312 mellom induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og rør 6 kan variere avhengig av omgivelsene. Rom 312 kan være konstant rundt omkretsen av rør 6, eller rom 312 kan være større på en første del av omkretsen av rør 6 enn på en andre delen av omkretsen av rør 6, eller rom 312 kan være fraværende, som når induksjonsoppvarmingsspiralen 2 fysisk kontakter rør 6. Kravet for rom 312 bestemmes for hvert miljø.

Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og hus 318 innbefatter en åpning 314 på omkretsen av hus 318. Hus 318 omfatter minst to deler som er atskilt med åpning 314, første seksjon 318a og andre seksjon 318b. Åpning 314 kan strekke seg langs hus 318 og åpning 314 kan være store nok slik at hus 318, som innbefatter induksjonsoppvarmingsspiralen 2,lett kan installeres på rør 6.1 en annen utførelsesform kan hus 318, som innbefatter induksjonsoppvarmingsspiralen 2 være tilstrekkelig fleksibelt slik at åpning 314 kan forstørres ved å påføre kraft til første del 318a og/eller andre del 318b, dermed tillater hus 318, som innbefatter induksjonsoppvarmingsspiralen 2, å omgi rør 6. Når hus 318 som innbefatter induksjonsoppvarmingsspiralen 2 omgir rør 6, kan enhver påført kraft fjernes og/eller eller første del 318a og/eller andre del 318b kan bli omformet hvis noen deformasjon har oppstått.

I en annen utførelsesform kan induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan arrangeres slik at flerfase A/C strømkilde 320 er elektrisk koblet til induksjonsoppvarmingsspiralen 2 for å hindre induksjonsoppvarmingsspiralen 2 fra strekker seg over åpning 314. Første og andre ender av induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan være elektrisk koblet til flerfase A/C kraftkilde 320 nær tilkoblingselement 316 slik at induksjonsoppvarmingsspiralen 2 ikke forstyrrer installasjonen av hus 318 om rør 6. Flerfase A/C kraftkilde 320 kan kobles til induksjonsoppvarmingsspiralen 2 slik at ingen elektriske tilkoblinger kreves under installasjon av induksjonsoppvarmingsspiralen 2. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan innbefatte nok en ytterligere spiral slik at induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og hus 318 kan elektrisk kobles til flerfase A/C kraftkilde 320 før installasjon rundt rør 6, der den ytterligere spiralen er mellom indre overflaten av tett spiralgrupper 322 og den ytre overflaten av rør 6 når hus 318 installeres på røret 6, eller den ekstra spiralen kan strekke seg utenfor hus 318 og kontakte den ytre overflaten av rør 6. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan eventuelt innbefatte elektriske koblinger slik at induksjonsoppvarmingsspiralen 2 er elektrisk koblet til flerfase A/C kraftkilde 320 når induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og hus 318 er installert på rør 6.1 en annen utførelsesform kan første delen 318a og andre delen 318b være, for eksempel koblet av tilkoblingselementet 316. Koblingselement 316 kan være motstående åpning 314, slik at første delen 318a og andre delen 318b er like lange, eller tilkoblingselement 316 kan være plassert slik at første delen 318a og andre delen 318b er av forskjellige lengder. Plassering av tilkoblingselement 316 kan avgjøres basert på det nødvendige miljøet.

Tilkoblingselement 316 kan være, for eksempel lik tilkoblingselement 216, som beskrevet ovenfor med referanse til figur 7.

Åpning 314 kan forstørres ved å påføre kraft til første delen 318a og/eller andre delen 318b, enten med eller uten å forårsake deformasjon av første delen 318a og/eller andre delen 318b. Ved å forstørre åpning 314 kan induksjonsoppvarmingsspiralen 2 og

hus 318 omringe rør 6. Første delen 318a og/eller andre delen 318b kan bli omformet hvis deformasjon har oppstått.

Gjennom bruk av en kontinuerlig induksjonsoppvarmingsspiral 2 i hus 318 og åpning 314, kan hus 318, som inneholder induksjonsoppvarmingsspiralen 2 enkelt installeres hvor som helst på røret 6. Hus 318 som innbefatter induksjonsoppvarmingsspiralen 2, kan prefabrikkeres og deretter raskt og enkelt installeres på rør 6 på overflaten eller undervanns, enten for hånd eller med maskin, som via ROV for undervannsbruk. Når delen av røret 6 har vært tilstrekkelig oppvarmet, kan hus 318 som inneholder induksjonsoppvarmingsspiralen 2, raskt fjernes og installeres på en annen del av rør 6 som krever induksjonsoppvarming. Et enkelt hus 318, som inneholder induksjonsoppvarmingsspiralen 2, kan være forsettlig deformert eller sized for å tillate hus 318, som inneholder induksjonsoppvarmingsspiralen 2, å installeres på ulike former og størrelser av rør som brukes i et overflate- eller undervannsmiljø.

Figur 8:

Figur 8 er et skjematisk diagram av tverrsnittet i enda en utførelsesform av induksjonsoppvarmingsspiralen 2. Som vist kan induksjonsoppvarmingsspiralen 2 være en spiral som vist i figur 1 eller figur 2, en spiral viklet rundt hylsen 200 som vist i figur 4, en spiral lokalisert i hus 318 som vist i figur 6, eller en lignende induksjonsoppvarmingsspiral 2 som beskrevet heri. Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan inneholde flere tilkoblingselementer 16, 216, 316, som beskrevet med referanse til figurer 1-7, arrangert om omkretsen og/eller langs lengden på induksjonsoppvarmingsspiralen 2.1 noen utførelsesformer det er fra 1 til 10 tilkoblingselementer 16, for eksempel fra ca 2 til 7 tilkoblingselementer 16, for eksempel 2 tilkoblingselementer 16 arrangert på to steder mindre enn 90 grader fra hverandre og motstående åpning 14, 214, 314. Ytterligere elementer 16 kan forbedre forenklingen av installasjon eller fjerning, gi et foretrukket dreiepunkt eller bøyeområdet, som tillater at anordningen imøtekommer varierende rørstørrelser som tas med for redundans, etc.

Induksjonsoppvarmingsspiralen 2 kan innbefatte flere sentreringsenheter 822 arrangert om omkretsen og/eller langs lengden på mduksjonsopvarrningsspiralen 2.1 noen utførelsesformer det er fra 1 til 10 sentreringsenheter 822, for eksempel fra om 2 til 7 sentreringsenheter 822, for eksempel 3 sentreringsenheter 822 på tre steder 120 grader fra hverandre. Sentreringsenheter 822 kan brukes til å opprettholde en konstant avstand 12 om rør 6, for å hindre induksjonsoppvarmingsspiralen 2 fra direkte kontakt med rør 6, for å opprettholde isolasjon om rør 6 via fluid eller gass i rom 12, for å hindre korrosjon eller skade på rør 6, etc. Sentreringsenheter 822 kan være et ikke-ledende eller ikke-metalliske materiale, for eksempel gummi for å hindre skade på rør 6, eller sentreringsenheter 822 kan være et elektrisk ledende materiale, spesielt når det brukes med isolert induksjonsoppvarmingsspiralen 2.

Imidlertid vil det bli forstått av en fagperson på området at flere tilkoblingselementer 16 eller sentreringsenheter 822 kan være ønskelig, og det kan være bruk-sområder der et enkelt tilkoblingselement 16 eller sentreringsenhet 822 kan være tilstrekkelig.

I en annen utførelsesform kan sentreringsenhet 822 være en sensor for å måle en ønsket egenskap, som temperatur, trykk, tetthet, hydrokarboninnhold osv. Sentreringsenhet 822 kan være en sensor, eller kan ha en integrert sensor for å gi informasjon om omgivelsene. Det kan være ønskelig å inkludere sensorer i sensitive miljøer, for eksempel der temperatur eller trykk må nøye kontrolleres.

Låseelement 824 kan være plassert over åpning 14, 214, 314. Låseelement 824 kan være et flyttbart element slik at låseelementet 824 som er igjen i åpen posisjon, tillater at induksjonsoppvarmingsspiralen 2 installeres rundt rør 6 via åpning 14, og deretter kontaktes låseelementet 824 for å hindre åpning 14 forstørres, dermed beholdes induksjonsoppvarmingsspiralen 2 om rør 6. Låseelement 824 kan være ikke-metallisk eller ikke-ledende materiale, som plast, gummi, stoff, glassfiber, osv., eller låseelement 824 kan være et elektrisk ledende materiale, for eksempel, kobber, stål, aluminium, etc.

Figur 9:

Figur 9 er et skjematisk diagram som viser et undervannmiljø. Undervannsutstyr 900 kan være et brønnhode, utblåsningssikring, undervannsmanifold, undervanns-anlegg for separasjon, lekkasjeoppsamlingsenhet osv. Ulike deler av undervannsutstyr 900 er hydraulisk tilkoblet av rørledninger 906. Rørledninger 906 kan være av varierende størrelser, form og lengder som er kjent på området. Overflaterørledning tilkoblinger 908 kan koble undervannsutstyr 900 til overflateutstyr 904 lokalisert på havoverflaten 902.

Et induksjonsvarmespiralsystem 910, som mer fullstendig forklart ovenfor med referanse til figurene 1-8, kan installeres på rørledningen 906 til å gi varme til rør-ledningen 906. Induksjonsoppvarming for korte segmenter av rørledningssystemer er forklart i US 6,278,095, som herved er innlemmet som referanse i sin helhet. Induksjonsvarmespiralsystem 910 kan installeres midlertidig på enhver del av rørledningen 906, overflaterørledningstilkobling 908 eller andre aktuelle delen av undervannsutstyr 900. Induksjonsvarmespiralsystem 910 kan også installeres permanent.

Illustrerende utførelsesformer:

I en utførelsesform er det avdekket et induksjonsoppvarmingssystem, omfattende en induksjonsoppvarmingsspiral, der induksjonsoppvarmingsspiralen har en første ende og en andre ende og en omkrets; en strømkilde elektrisk koblet til den første enden og den andre enden; en elektrisk forbindelse gjennom induksjonsopp varmingsspiralen og mellom første ende og andre ende og strømkilden; og en åpning plassert langs omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen, der åpningen strekker seg vesentlig langs induksjonsoppvarmingsspiralen og skiller omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen i en første del og en andre del. I noen utførelsesformer innbefatter systemet også et koblingselement plassert langs omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen, der tilkoblingselementet ligger mellom den første delen og den andre delen. I noen utførelsesformer innbefatter systemet også en hylse, der hylsen har en omkrets, og induksjonsoppvarmingsspiralen er langsgående viklet rundt hylsen og åpningen er langs omkretsen av hylsen. I noen utførelsesformer innbefatter systemet også en struktur, der mduksjonsopvarrningsspiralen omgir strukturen. I noen utførelsesformer er strømkilden er en vekselstrømstrømkilde. I noen utførelsesformer er strømkilde en trefase vekselstrømkilde. I noen utførelsesformer innbefatter systemet også et koblingselement som ligger langs omkretsen av hylsen, der koblingselementet er plassert mellom den første delen og den andre delen. I noen utførelsesformer omfatter strukturen også en rørledning. I noen utførelsesformer innbefatter systemet også et hus, der huset har en omkrets, og induksjonsoppvarmingsspiralen er langsgående viklet i sløyfer for å danne tette spiralgrupper, der de tette spiralgruppene er arrangert perifert om indre overflate av huset og åpningene er plassert langs omkretsen av huset. I noen utførelsesformer innbefatter systemet også et koblingselement som ligger langs omkretsen av huset, der koblingselementet er mellom den første delen og den andre delen. I noen utførelsesformer innbefatter systemet også flere koblingselementer arrangert perifert om induksjonsoppvarmingsspiralen. I noen utførelsesformer innbefatter systemet også flere sentreringsenheter arrangert perifert om induksjonsoppvarmingsspiralen. I noen utførelsesformer omfatter sentreringsenheten også sensorer som er i stand til å måle en egenskap til omgivelsene. I noen utførelsesformer innbefatter systemet også et låseelement som er plassert over åpningen og hindrer åpningen fra å øke i størrelse. I noen utførelsesformer omfatter induksjonsoppvarmingsspiralen videre elektrisk isolasjon fra et ytre miljø.

I en utførelsesform er det avdekket en fremgangsmåte, omfattende å tilveiebringe en induksjonsoppvarmingsspiral, der induksjonsoppvarmingsspiralen har en første ende og en andre ende og en åpning på omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen, der åpningen strekker seg vesentlig langs induksjonsoppvarmingsspiralen og skiller omkretsen fra mduksjonsopvarrningsspiralen i en første del og en andre del; å overføre elektrisk strøm fra en strømkilde til den første enden eller til den andre enden; å elektrisk koble mduksjonsopvarrningsspiralen til den første enden og den andre enden og til strømkilden; å installere induksjonsoppvarmingsspiralen på en struktur; og å oppvarme strukturen ved å overføre elektrisk strøm gjennom induksjonsoppvarmingsspiralen. I noen utførelsesformer omfatter fremgangsmåten også å fjerne induksjonsoppvarmingsspiralen fra strukturen. I noen utførelsesformer utføres installasjonen av induksjonsoppvarmingsspiralen av et fjernstyrt fartøy. I noen utførelsesformer omfatter fremgangsmåten også å elektrisk isolere induksjonsoppvarmingsspiral fra et ytre miljø. I noen utførelsesformer er strukturen en rørledning. I noen utførelsesformer er strømkilden elektrisk koblet til induksjonsoppvarmingsspiralen før plassering i et undervannmiljø.

Det vil bli forstått fra foregående beskrivelsen at forskjellige modifikasjoner og endringer kan gjøres i de foretrukne og alternative utførelsesformer av denne oppfinnelsen uten å avvike fra oppfinnelsens omfang.

Denne beskrivelsen er tiltenkt kun for illustrasjonsformål og skal ikke tolkes i en begrensende forstand. Omfanget av denne oppfinnelsen skal bestemmes kun av ordlyden i karvene som følger. Begrepet "omfattende" i kravene er ment å bety "innbefatter minst" slik at beskrevet liste av elementer i et krav er en åpen gruppe. "Et", "en" og andre entallsformer er ment å innbefatte flertallsformer derav med mindre spesifikt ekskludert.

Claims

1. Et mduksjonsoppvarmingssystem, omfattende: en induksjonsoppvarmingsspiral, der induksjonsoppvarmingsspiralen har en første ende og en andre ende og en omkrets; en strømkilde elektrisk koblet til den første enden og den andre enden; en elektrisk forbindelse gjennom induksjonsoppvarmingsspiralen og mellom første ende og andre ende og strømkilden; og en åpning posisjonert langs omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen, der åpningen strekker seg vesentlig langs induksjonsoppvarmingsspiralen og skiller omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen i en første del og en andre del.

2. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 1, videre omfattende et koblingselement plassert langs omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen, der tilkoblingselementet er plassert mellom den første delen og den andre delen.

3. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 1, videre omfattende en hylse, der hylsen har en omkrets, og induksjonsoppvarmingsspiralen er langsgående viklet rundt hylsen og åpningen er posisjonert på omkretsen av hylsen.

4. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 1, videre omfattende en struktur, der induksjonsoppvarmingsspiralen omgir strukturen.

5. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 1, hvor strømkilden er en vekselstrøm-strømkilde.

6. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 1, hvor strømkilden er en trefase vekselstrømkilde.

7. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 3, videre omfattende et koblingselement som er posisjonert langs omkretsen av hylsen, der koblingselementet er plassert mellom den første delen og den andre delen.

8. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 4, der strukturen videre omfatter en rørledning.

9. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 1, videre omfattende et hus, der huset har en omkrets, og induksjonsoppvarmingsspiralen er langsgående viklet i sløyfer for å danne tette spiralgrupper, der de tette spiralgruppene er arrangert perifert om indre overflate av huset og åpningene er plassert langs omkretsen av huset.

10. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 9, videre omfattende et koblingselement som ligger langs omkretsen av huset, der koblingselementet er mellom den første delen og den andre delen.

11. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 2, videre omfattende flere koblingselementer arrangert perifert om mduksjonsopvarrningsspiralen.

12. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 1, videre omfattende flere sentreringsenheter arrangert perifert om induksjonsoppvarmingsspiralen.

13. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 12, hvor sentreringsenheten videre omfatter sensorer som er i stand til å måle en egenskap til omgivelsene.

14. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 1, videre omfattende et låseelement plassert over åpningen og hindrer åpningen fra å øke i størrelse.

15. En fremgangsmåte, omfattende; å tilveiebringe en induksjonsoppvarmingsspiral, der induksjonsoppvarmingsspiralen har en første ende og en andre ende og en åpning posisjonert på omkretsen av induksjonsoppvarmingsspiralen, der åpningen strekker seg vesentlig langs induksjonsoppvarmingsspiralen og skiller omkretsen til induksjonsoppvarmingsspiralen i en første del og en andre del; å overføre elektrisk strøm fra en strømkilde til den første enden eller til den andre enden; å elektrisk koble induksjonsoppvarmingsspiralen til den første enden og den andre enden og til strømkilden; å installere induksjonsoppvarmingsspiralen på en struktur; og å oppvarme strukturen ved å overføre elektrisk strøm gjennom induksjonsoppvarmingsspiralen.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, videre omfattende å fjerne induksjonsoppvarmingsspiralen fra strukturen.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 15, hvor å installere induksjonsoppvarmingsspiralen utføres av et fjernstyrt fartøy.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 15, videre omfattende å elektrisk isolere induksjonsoppvarmingsspiral fra et ytre miljø.

19. Fremgangsmåten ifølge krav 15, hvor strukturen er en rørledning.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 15, der strømkilden er elektrisk koblet til induksjonsoppvarmingsspiralen før plassering i et undervannmiljø.

21. Induksjonsoppvarmingssystem ifølge krav 1, der induksjonsoppvarmingsspiralen videre omfatter elektrisk isolasjon fra et ytre miljø.