[發明專利]一種深海油氣田供電系統及方法

在審

• 申請號: 202010425745.8
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111555351A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 代天嬌;詹貴寧
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;B63B35/44;H02G9/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;孔娜

1.一種深海油氣田供電系統，其特征在于，該供電系統中包括浮式風場(1)、海上升壓站(2)、臍帶纜(3)和全水下生產機構(4)，其中：

所述浮式風場(1)設置在近海中，用于利用海面上的風能轉化為電能；所述海上升壓站(2)一方面用于將來自所述浮式風場(1)的電流進行升壓和穩流，另一方面用于存儲所述全水下生產機構(4)所需的液壓液體和化學藥劑，所述臍帶纜(3)用于連接海上升壓站和全水下生產機構，所述全水下生產機構(4)設置在深海底下的油氣處理設備，所述浮式風場(1)將風能轉化為電能后，電流經海洋電纜(12)傳遞給所述海上升壓站(2)，在所述海上升壓站中被升壓和穩流后，被輸送給所述全水下生產機構(4)，同時，所述海上升壓站(2)中的液壓液體也通過所述臍帶纜(3)傳遞給所述全水下生產機構(4)，以此實現所述全水下生產機構的電、液壓液體和化學藥劑的供應；其中：

所述浮式風場(1)中設置有多個浮在近海中的風機(11)，每個風機通過纜繩錨固在深海海底，其自下而上包括底座、浮力提供單元和發電單元，所述底座包括固定壓載(13)和第一存儲箱(14)，所述固定壓載(13)用于提供壓載力以保障穩性，所述第一存儲箱(14)用于存儲所述全水下生產機構所需的液壓液體和化學藥劑；所述浮力提供單元中設置有垂蕩板(15)和多個長度不一的浮箱(16)，所述浮箱(16)沿垂直于海平面的方向設置，為所述風機提供浮力，所述垂蕩板(15)沿海平面方向設置，捆綁在所述浮箱(16)上，在所述風機上下浮動時增加其運動阻尼；所述發電單元用于將風能轉化為電能，設置在海平面上，包括風葉(17)和發電機組(18)，所述風葉隨風轉動，所述發電機組將所述風葉轉動的風能轉化為電能。

2.如權利要求1所述的一種深海油氣田供電系統，其特征在于，所述海上升壓站(2)通過纜繩錨固在深海海底，包括上半部分和下半部分，上半部分設置在海平面上，其包括多塊間隔分布的基板(21)和設置在基板中的升壓和穩流單元，所述下半部分自下而上包括壓載水艙(22)、第二存儲箱(23)和浮力艙(24)，所述壓載水艙(22)中設置有海水，用于提供壓載力以保障海上升壓站的穩性，所述第二存儲箱(23)用于存儲所述全水下生產機構所需的液壓液體和化學藥劑，所述浮力艙(24)用于提供浮力；所述上半部分和下半部分之間由豎直方向的立柱(25)連接，通過該立柱連接間隔分布的基板(21)。

3.如權利要求2所述的一種深海油氣田供電系統，其特征在于，所述升壓和穩流單元包括變壓器和換流站，所述變壓器用于將來自所述浮式風場的電流升壓，所述換流站用于將升壓后的電流進行穩流。

4.如權利要求1所述的一種深海油氣田供電系統，其特征在于，所述臍帶纜(3)中包括多個電纜和管道，所述電纜用于傳送電流，所述管道用于傳送液壓液體和化學藥劑。

5.如權利要求1所述的一種深海油氣田供電系統，其特征在于，所述供電系統中還包括陸地電網集控中心(5)，該陸地電網集控中心與所述海上升壓站(2)通過高壓直流動態電纜(7)連接，用于回收所述浮式風場(1)中剩余的電能。

6.如權利要求1所述的一種深海油氣田供電系統，其特征在于，所述第一存儲箱(14)中設左右多個獨立的腔室(19)，用于分開且獨立的存儲液壓液體和化學藥劑，每個腔室中設置有進料管道和出料管道。

7.如權利要求1-6任一項所述的供電系統的供電方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：首先，所述浮式風場將風能轉化為電能，接著所述電流通過所述海洋電纜傳遞至所述海上升壓站進行升壓和穩流，最后將升壓和穩流后的電流通過所述臍帶纜傳遞給所述全水下生產機構，同時，將所述海上升壓站中的液壓液體和化學藥劑通過所述臍帶纜傳遞給所述全水下生產機構，以此實現所述全水下生產機構的電、液壓液體和化學藥劑的供應。