FPSO電伴熱回路施工斷點(diǎn)檢測方法的研究

劉思

摘要：FPSO是集生產(chǎn)、儲油、卸油為一體的海上浮式平臺，含有復(fù)雜的油氣處理功能模塊，各模塊通過復(fù)雜的管路系統(tǒng)連接，而電伴熱根據(jù)工藝需要可實(shí)現(xiàn)對管路的溫度維持和加熱功能，從而保證油氣處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在管線電伴熱施工過程中，經(jīng)常遇到因施工原因?qū)е码姲闊釒p壞的問題，因電伴熱外面含保溫層，故障點(diǎn)不可見，給現(xiàn)場伴熱帶故障排查造成很大的困難。針對這一問題，本文通過分析伴熱帶施工斷點(diǎn)出現(xiàn)的原因，理論計(jì)算斷點(diǎn)位置以鎖定可能的斷點(diǎn)區(qū)域，研究有效的電伴熱施工斷點(diǎn)檢測方法，用以指導(dǎo)現(xiàn)場施工排查故障。

Abstract： FPSO is an offshore floating platform that integrates production， oil storage， and oil unloading. It contains complex oil and gas processing functional modules. Each module is connected through a complex pipeline system， and the electric heat tracing can realize the temperature maintenance and heating function of the pipeline according to the process requirements. During the construction of pipeline electric heat tracing， it is often encountered that the electric heating cable is damaged due to construction reasons. Because the electric heating cable contains an insulation layer， the fault point is not visible， which makes it very difficult to troubleshoot the on-site heating cable. In response to this problem， this paper analyzes the causes of construction breakpoints in heating cables， theoretically calculates the location of breakpoints to lock in possible breakpoint areas， and researches effective detection methods for electrical heating trace breakpoints， to guide on-site construction troubleshooting.

關(guān)鍵詞：FPSO;電伴熱;斷點(diǎn)檢測

Key words：? FPSO;electric heat tracing;breakpoint detection

中圖分類號：TE952? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）12-0136-02

0? 引言

FPSO是集生產(chǎn)、儲油、卸油為一體的海上浮式平臺，含有復(fù)雜的油氣處理功能模塊，各模塊通過復(fù)雜的管路系統(tǒng)連接，而電伴熱根據(jù)工藝需要可實(shí)現(xiàn)對管路的溫度維持和加熱功能，從而保證油氣處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在管線電伴熱施工過程中，經(jīng)常遇到因施工原因及外在因素導(dǎo)致電伴熱帶損壞的問題，因電伴熱外面含保溫，故障點(diǎn)不可見，如批量拆除保溫又耗時耗力，給現(xiàn)場故障排查造成很大的困難。

1? 電伴熱斷點(diǎn)原因分析

現(xiàn)場電伴熱的施工工序大致如下：

①電伴熱施工前：管線回路施工完成，管路完整，管線回路試壓完畢，伴熱帶絕緣測試合格。

②電伴熱施工中：沿管線回路進(jìn)行電伴熱帶敷設(shè)、報(bào)驗(yàn);一般電伴熱施工前，技術(shù)交底會統(tǒng)一約定電伴熱在管線圓周的某定點(diǎn)位置。通常伴熱帶纏繞于管線的下半圓周4點(diǎn)或8點(diǎn)鐘方向較為合理。

③電伴熱施工后：伴熱帶外保溫施工，外保溫鐵皮根據(jù)項(xiàng)目統(tǒng)一技術(shù)要求可采用管箍型或者自攻釘固定型。

從施工工序和電伴熱施工中期報(bào)驗(yàn)結(jié)果分析，在電伴熱施工前、中階段，不存在伴熱帶受破壞的外在因素，問題主要集中在電伴熱施工后期，即外保溫施工階段，如果保溫鐵皮采用管箍型固定方案，無論是硬型還是軟型保溫材料，在管箍緊固過程中，均不會對伴熱熱造成實(shí)質(zhì)的擠壓損壞。如采用自攻釘固定方案，一般自攻釘位置在管線的上半圓周區(qū)域，理論上自攻釘安裝區(qū)域和伴熱帶敷設(shè)區(qū)域不存在交集，但是這只是在長直管段的理想情況，在管線閥門、三通等位置處，伴熱帶一般需要預(yù)留一定長度，就近纏繞在管段周圍，伴熱帶實(shí)際的位置不固定，這樣伴熱帶受損壞的幾率大大增加。

2? 電伴熱斷點(diǎn)檢測方法

伴熱帶物理結(jié)構(gòu)上由兩根鍍鎳銅母線、導(dǎo)電芯體、編織鎧裝、外護(hù)套等構(gòu)成。一般FPSO項(xiàng)目，管線上應(yīng)用最多的是自調(diào)控伴熱帶。自調(diào)控伴熱帶屬于并聯(lián)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場施工可根據(jù)需要隨意裁剪和接線。

自調(diào)控伴熱帶能夠根據(jù)環(huán)境與工藝條件自動調(diào)節(jié)輸出功率，適時適地產(chǎn)生所需熱量。如果伴熱帶周圍環(huán)境溫度下降，導(dǎo)電芯體小幅度收縮導(dǎo)致電阻減小同時增加母線之間的導(dǎo)電通路數(shù)量，伴熱帶功率增加產(chǎn)熱增加。隨著伴熱帶周圍的溫度升高，導(dǎo)電芯體小幅度膨脹導(dǎo)致電阻增大同時導(dǎo)電通路的數(shù)量減少，伴熱帶功率降低產(chǎn)熱減少。

從理論層面上分析，自調(diào)控伴熱帶斷點(diǎn)檢測方法有如下幾種：

①母線電阻測量法——檢測母線短路故障。

該方法通過測量問題伴熱帶的始末兩端母線間的導(dǎo)體阻值，等比例推算出故障點(diǎn)的位置。如圖3所示，測量問題伴熱帶始端電阻值A(chǔ)，末端電阻值B，則故障點(diǎn)位置L測算公式如下。假定L計(jì)算值10%，表示伴熱帶沿始端方向在10%長度處存在母線短路故障點(diǎn)。

②絕緣電阻測量法——檢測母線和鎧裝低阻接地故障。

該方法通過測量問題伴熱帶的始末兩端母線-鎧裝間的導(dǎo)體阻值，等比例推算出故障點(diǎn)的位置。如圖4所示，測量問題伴熱帶始端絕緣阻值A(chǔ)，末端絕緣阻值B，兩次測量需保證為同一根母線。則故障點(diǎn)位置L測算公式如下。假定L計(jì)算值20%，表示伴熱帶沿始端方向20%長度處存在低阻接地故障點(diǎn)。

③1/R測量法——檢測完全斷點(diǎn)故障。

該方法通過測量問題伴熱帶的始末兩端母線間的導(dǎo)體阻值，等比例推算出故障點(diǎn)的位置。如圖5所示，測量問題伴熱帶始端并聯(lián)電阻值A(chǔ)，末端并聯(lián)電阻值B，則故障點(diǎn)位置L測算公式如下。假定L計(jì)算值30%，表示伴熱帶沿始端方向在30%長度處存在完全斷點(diǎn)故障。

1/R測量法適用于伴熱帶已斷，母線未短接的情況，但該方法同樣適用于測算單個回路伴熱帶的總長度。

3? 檢測方法應(yīng)用效果

結(jié)合某FPSO項(xiàng)目現(xiàn)場電伴熱問題排查結(jié)果分析，現(xiàn)場對方法1和方法2應(yīng)用較為普遍，其中母線和鎧裝間短路故障居多。通過理論方法指導(dǎo)，現(xiàn)場基本可以鎖定故障點(diǎn)位置，然后定點(diǎn)保溫拆除，再進(jìn)行伴熱帶修復(fù)，基本杜絕了全回路保溫返工拆除工作，極大地提高了施工效率。

4? 結(jié)語

電伴熱斷點(diǎn)檢測方法可指導(dǎo)現(xiàn)場施工快速尋找斷點(diǎn)區(qū)域，局部進(jìn)行保溫拆除，從而避免了大量拆保溫工作。在后續(xù)的項(xiàng)目中，建議保溫鐵皮使用管箍固定方案替換自攻釘固定方案，這樣能降低伴熱帶受損風(fēng)險(xiǎn)，從根本上解決伴熱帶損壞的問題。

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