[發明專利]深水傳輸用電線

有效

• 申請號: 201580053546.6
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN106796828B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 威廉·D·尼爾森;黛安·M·尼爾森;瓦爾特·G·馬克斯韋爾
• 申請（專利權）人: 美題隆公司
• 主分類號: H01B7/17
• 分類號: H01B7/17
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 王靜;張珂珂

一種深水傳輸用導電線，其包括第一導電線部分和第二導電線部分。所述第一導電線部分構成所述導電線的一端，并且由第一金屬形成。第二導電線部分由第二金屬形成。第一金屬的極限拉伸強度高于第二金屬的極限拉伸強度。第一導電線部分用于支撐第二導電線部分的重量，由此使得導電線用于水下或海下電力電纜中，這些水下或海下電力電纜可自其源頭起自由懸浮，從而向位于深水或超深水中的電力裝置供電。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年8月21日提交的美國臨時專利申請序列號62/040,272的優先權。其全部內容以引用方式并入本文。

背景技術

本公開涉及導電線。該導電線尤其可用于長電力電纜，例如用于向深水設備供電的長電力電纜。

海底油氣井可能位于超深水設備中(深度為1500米以上，～5000英尺)。向位于此深度的海底設備供電要求將極長的電力電纜由海面位置懸至位于海底的終端位置。電力電纜的固定于海面位置的末端承擔了這些電力電纜的絕大部分的重量。電力電纜還固定至立于海底的提升管/腳手架，以承擔電纜的重量。對這種腳手架的需求使油氣井的構造變得復雜。此外，(例如)由于海浪和/或洋流的運動，電力電纜在其使用期間會經受大的拉力和動態運動。電纜還會暴露于扭轉力，以將電纜扭曲。

電力電纜包括通常由銅構成的金屬導線。這些銅導線的機械性能通常較差。具體而言，導線的末端通常不足以承擔如此長的電力電纜中剩余電線的重量，從而會隨著時間的延長由于各種與應力相關的現象導致故障發生。

人們期望研制出新型導電線，其具有改進的機械強度以及其他有利的性能。

發明內容

本公開涉及適用于海底長電力電纜中的導電線。該導電線由第一導電線部分和第二導電線部分制成。第一導電線部分位于導電線的一個末端，并且由極限拉伸強度高于第二導電線部分的極限拉伸強度的金屬制成。預期的是，第一導電線部分(即，導電線的所述末端)位于電力電纜的固定于海面位置的末端，換言之，位于支撐其余導電線的重量的末端。如此可減少或消除對用于支撐電力電纜的重量的腳手架的需求。在更具體的實施方案中，第二導電線部分的導電率也高于第一導電部分的導電率。

本文的各實施方案中披露了用于深水傳輸的導電線，其具有焊接在一起的第一導電線部分和第二導電線部分；其中第一導電線部分由第一金屬形成，其位于導電線的一個末端，并且長度為約100英尺以上；其中第二導電線部分由第二金屬形成；并且其中第一金屬的極限拉伸強度高于第二金屬的極限拉伸強度。

第一金屬的極限拉伸強度可為100ksi以上。第一金屬可為銅-鎳-鈹合金。更具體而言，第一金屬可含有約0.2重量％至約0.6重量％的鈹、約1.4重量％至約2.2重量％的鎳、以及余量的銅。

第二金屬的極限拉伸強度為75ksi以下。第二金屬可為至少99.9重量％的銅。

在一些實施方案中，第二金屬的導電率高于第一金屬的導電率。在具體實施方案中，第二金屬的導電率為100％IACS以上，并且第一金屬的導電率為80％IACS以下。

第一導電線部分的長度小于第二導電線部分的長度。在特定實施方案中，第二導電線部分的長度與第一導電線部分的長度之比為約10:1至約50:1。更具體而言，第一導電線部分的長度可為約100英尺至約500英尺，并且導電線的長度可為約2,000英尺以上。

導電線的直徑可為約1毫米至約3毫米。

導電線還可包括位于導電線的另一端的第三導電線部分，該第三導電線部分由第一金屬形成，并且被焊接至第二導電線部分，并且長度為約100英尺以上。