近海边际油田电力系统设计浅析.pdf

第4 期 2 1 近海边际油田 电力系统设计浅析 唐立国 ( 中国石油工程建设公司，北京 1 O o 1 2 0 ) 摘 要随着近海油田投产年限的延长，油田的产量呈逐年下降趋势。为更好地开发和利用海底石油资源，提高油田开发效 益，开发近海边际油田已 成为 目 前石油开采领域的一个重要课题。本文对锦,k l1 9 3 w 简易无人井口平台电力系统新技术的集成 及新型复合海底电缆等新产品的应用进行了阐述，可为边际油田的后续开发 提供示范。 关键词边际油田；井口平台；新型海底电缆；应用 锦 I 1 9 3 W简 易无人井 口平 台是为 改善原锦州 9 3 油 田开采效果，提高油 田开发经济效益 ，充分 利用和 依托 锦州9 3 油 田现有 设施 ，简化工 艺流 程 ，通过创新和集成应用现有成熟技术 ，为开发 渤海湾边际油田而实施的示范性项 目。 锦州9 3 W简易无人井 口平 台的电力系统根据 该平 台的具体 需求 ，在设计过程 中进行 了相应 的 技术创新，通过简化平台的电力系统，将新建井 口平 台 ( WHP B)的 电潜泵控制盘及变压器放在 锦 1 1 9 3 油 田DR P W平 台上，新建平台中只有一台 3 3 k V 0 2 3 k V的降压变压器及小功率照明配电盘， 依托一根新型动力复合海缆而成，该设计减少 了 操作和维修带来 的工作量 ，降低 了设备布置对空 间的要求，大大降低了成本，真正体现了无人平 台的设计理念 。 l 简易无人平台电力系统组成 简易无人平台的电力系统由以下元器件及子 系统构成：电源、复合海缆、变压器、小功率照 明及动力配电盘 、导航系统、U P S 系统等 。原理图 见 图l 。 图1 简易无人平台电力系统原理图 1 1电源 锦卅1 9 3 W简易无人平台未设发 电机 ，因平 台 为无人值 守，电力系统 的设计应尽量简化 ，平 台 主 电源 引 自锦 I 1 9 3 油 田群的DR P W 中心平台，通 过一根海底复合 电缆为简 易无人平 台提供 电源和 通讯，日常无需操作和维护。 1 2 复合海缆 作者简介：唐立国 ( 1 9 7 6 一)，男，蒙古族， 辽宁人，本科学历， 中级职称。 在中国石油工程建设公司工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 2 2 一 论文广场 石 油 和 化工 设备 2 0 1 4 年 第1 7 卷 锦 州 9 3 w 简 易 无 人 平 台 依 托 一 根 新 型 复 合海 缆 ，规格 为5 ( 3 2 5 mm )， 电压 等级 为 3 3 6 k v，用电缆将 电源从锦州9 3 油田D R P W平台 输送到新建井 口平 台，为简 易无人井 口平 台的 电 潜泵及其他附属用电设备提供动力。 1 3变压器 海洋石油井 口平 台常用变压器主要为干式变 压器和油浸式变压器两种 。考虑 到平 台未设变压 器室 ，采用油浸式变压器会增加操作和维护工作 量 ，因此采用干式变压器对来 自DR P W 中心平 台 的电源进行 降压 ，由于海上盐雾 重，加之 雨、雪 等恶劣气象条件 ，此干式变压器 设计要求为防雨 型 ，防护等级为I P 5 6 ，满 足露天布置要求 。变压 器散热结构采用双层百叶窗结构 ，既能有效防止 雨雪浸入，又满足了变压器 的散热要求。 1 4小功率照明及动力配电盘 该平 台采 用 小功 率 防爆 型照 明及 动 力配 电 盘柜为平 台上 的照明、导航 、仪表等子系统提供 电力 ，盘柜采用隔爆型式，内部元器件为隔爆元 件 。 1 5导航系统 导航 系 统包 括 导航 控制 盘 、主 雾 笛 、副 雾 笛、导航灯4 套、导航系统太阳能 电池板 。由于平 台没有房间 ，且 导航 系统均布置在危险 区域 内， 导航控制盘及 附属设 备 ( 包括雾笛 、导航灯 )均 设计为隔爆型，为 防止平 台主动力系统 电源 发生 停 电故障影响导航 系统 的正常工作 ，特 别设计了 太阳能 电源 系统，布置在顶层 甲板 四周。这样 即 使在平台主 电源失 电的情况下 ，太阳能 电源 系统 也能有效维持导航系统正常工作7 2 d 时。 1 6 UP S 系统 由于平 台的通讯 、监控系统 需要提供不问断 电源 ，在平 台主 电源失 电情况下 ，应能保持平 台 间的通讯联络并在紧急情况 下对生产实施关断 ， 平 台设置了一套5 k V A的小型UP S ，体积较小 ，操 作和维护简便 ，用于保证平 台在主 电源失 电情况 下 ，为通讯和紧急关断生产系统维持3 0 分钟的应 急供 电。 2 平台的创新点及关键技术 锦卅1 9 3 W油 田开发项 目的电力系统设计与 以 往项 目有许多不同，本着无人操作 的设计理念 ， 力求系统简单、可靠 ，达 到既满足无人平台的生 产需求，又降低开发成本 ，便于操作和维护 的 目 的。设计中采用的技术创新有以下几点： 2 1 采用新型动力复合海底 电缆 经计算分析，在 核实厂家生产 能力后 ，设计 并应用 了电压 等级为3 6 6 k v，规格为5 ( 32 5 mi l l )新型海底电缆，新型海缆 的首次成功应用使 项 目的投 资节约 了近5 0 万美元 ，取得 了可观 的经 济效益，为其在后续边 际油 田的开发应用探索 了 一 条新 的途径。 序号 名称。 尺寸 1 1 1 1 1 1 外径 mi ll l 攮 t 。 2 2 5 r o m e 钢导 率弦 扁离 ! j X P E绝缘 壁强 3 扣 扁鬲 l l 8 4 3 3 5 = u ,a 包带 0 5 2 5 ! s 葡 销篱 壁席2 0 2 9 蟊 Y 了 0 3 2 5 组 成、 共 4 镪， 8 J D谚骥0 弦 外 径 3 0 9 7 Y J Q 3 2 5 mm ： fl 盛、 l 蛔 外径 2 9t 8 成羧填充 p P埋 藏缆外径 9 砖蛙瀹胶布带 一 赛爨f 3 2 8 5 t 0 p p缝狮 营 内幸 寸 层 厚 1 8 7 S ! t 键锌 撼 自 4 6 0 根 5 P p蜓 浦啬 ， 被屡饱 帝 犀 一 电缆外任 1 0 4 图2 3 6 6 k V 5( 3 x 2 5 ra m )电缆结构示意图 2 2变压器 通常海上石油平 台的干式变压器布置在专用 的变压器室 ， 由于简 易无人平 台上无任何房间， 变压器为露 天布置 ，应满足防雨雪、防盐雾的要 ( 下转2 8 页) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 2 8 一 论文广场 石 油 和 化 工 设 备 2 0 1 4 年 第1 7 卷 内 侧1 层 l S A W I H I O M n 2 I qb 4 0 l 直 流 反 接 I 6 3 0 6 5 0 I 3 3 3 6 l 2 5 2 7 外 侧1 层 I S A W l H I O M n 2 I qb 4 0 l 直 流反 接 l 6 5 0 6 8 0 l 3 3 3 6 I 2 5 2 7 表6 筒体与球形封头环焊缝焊接工艺参数 填充材料 焊接电流 层 道 焊接方法 电弧电压( V ) 焊接速度 ( c m m i n ) 牌号 直径 极性 电流 ( A ) 组对点焊 S M A W J 5 0 7 3 2 直流反接 9 0 1 1 0 2 2 2 6 5 0 7 0 m m 根 内侧1 层 S A w H I O M n 2 4 O 直流反接 5 5 0 6 0 0 3 4 3 6 2 5 2 8 m h 外侧1 层 S A W H l O M n 2 4 0 直流反接 6 o 0 6 5 O 3 3 3 6 2 5 2 8 m h 3 3 其他焊接要求 坡 口边缘5 0 m m内的铁锈 、油污应去除干净； 焊剂经3 5 0 烘烤，保温 I h ；严格按本工艺卡规定 的焊 接参数进行焊接 ；焊缝成形后 ，除接头外 ， 未经允许不得 随意用砂轮进 行打磨 ；焊缝如需外 观修补应遵守相应修补工艺。 4 分析讨论 该 工 艺省去 了开 坡 口时 间 ，且 背面 不用 气 刨清根 ，节省碳棒 ，避免 了气 刨后 的砂轮打磨工 序 ，节省 了焊接 时间，减少 了焊接材料和辅材 的 消耗 。 该工艺的难点在于控制焊缝高度，避免焊缝 余高超高；在焊接纵缝时 ，临近收弧处 易出现裂 纹 ；在焊接最后一道封头环缝时 ，拆装焊机有些 费事 ，建议采用小型专用焊 机，不用拆卸就更加 合理。 5结论 该焊接工艺经过一年多的生产 实际运 行，共 生产 1 0 0 多台液化气体汽车罐车罐体，无损检测合 格率9 5 以上。产品焊接试板力学性能指标均达到 标准要求 。该焊接工艺可在压力容器罐车生产 中 推广应用 。 参考文献 I 】 N Bf F 4 7 0 1 4 2 0 1 1 ，承压设备焊接工艺评定 S 】 2 G BI S 0 1 1 5 0 4 2 0 1 1 ，压力容器 S 】 3 T S G R 0 0 0 5 2 0 1 1 ，移动式压力容器安全技术监察规程【 S ( 上接2 2 页) 求 ，同时还要有充分的散 热空间，为此 ，干式变 压器 的散热型式采 用双层 百叶窗式散热结构，防 护等级I P 5 6 ，这是此种 型式变压器在海洋石 油平 台的首次应用， 自2 0 0 9 年投产至今 ，运行平稳， 未发生任何故障，达到了预期的设计 目的。 3取得的经济效益 通过新技术的集成和新产 品在锦州9 3 W简 易 无人平台的应用，取得了 良好 的经济效益。 ( 1 ) 原设计方案要使用两根海底 电缆，新型复 合海缆只需采用一根 ，节约 了海底 电缆采购费用 3 O 万美元 ，施工用船和施工周期得 以大大缩短 ， 节约了施工船舶及人工费用2 0 万美元，两项合计 节约资金5 0 万美元 。 ( 2 ) 干式变压器及小功率照明动力配 电盘均采 用室外布置，不 需额外增加电气设备间，从而节 约了平 台使用空间，平 台钢结构用量得 以减少， 节省费用1 5 万美元。 4结论 随着近海 油田的持续开发 ，部分油 田主要区 块的产能已呈下降趋势，为 了更有效地提高油 田 的资源利用率 ，边际油 田的开发将 日益增 多。锦 州9 3 W边 际油 田电力系统 的设计给后续边际油田 的开发提供了一种可供借鉴的模式 ，可创 造更好 的经济效益和社会效益。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m