[發(fā)明專利]一種深海油氣田供電系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010425745.8
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111555351A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 代天嬌;詹貴寧
• 申請（專利權(quán)）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

本發(fā)明屬于海洋工程相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，并公開了一種深海油氣田供電系統(tǒng)及方法。該供電系統(tǒng)中包括浮式風場、海上升壓站、臍帶纜和全水下生產(chǎn)機構(gòu)，浮式風場設置在近海中，用于將風能轉(zhuǎn)化為電能；海上升壓站一方面用于將電流進行升壓和穩(wěn)流，另一方面用于存儲全水下生產(chǎn)機構(gòu)所需的液壓液體和化學藥劑，浮式風場將風能轉(zhuǎn)化為電能后，電流經(jīng)臍帶纜傳遞給海上升壓站，在海上升壓站中被升壓和穩(wěn)流后，被輸送給全水下生產(chǎn)機構(gòu)，同時，海上升壓站中的液壓液體也通過臍帶纜傳遞給全水下生產(chǎn)機構(gòu)，以此實現(xiàn)全水下生產(chǎn)機構(gòu)的電、液壓液體和化學藥劑的供應。通過本發(fā)明，降低深海油氣田的開采風險和供電成本，以完善深海開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的知識體系，保障能源安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋工程相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種深海油氣田供電系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

海上油田石油儲量豐富，目前淺水域的石油開采已取得一定的發(fā)展，但是已探明大量油氣資源分布在深遠海區(qū)，海況惡劣，使用目前的海上石油平臺進行開采難度較高，危險系數(shù)大。以我國南海為例，南海海域的油氣儲量十分巨大，但海況相當復雜，離岸二十公里左右水深便斷崖式下降至1500米水深，加之南海臺風頻繁，極端天氣情況出現(xiàn)頻率增加，使得淺水域使用的油氣開采方案不再適用。因此，有必要提出一種新型的深海油氣田供電方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種深海油氣田供電系統(tǒng)及方法，其通過對該系統(tǒng)的整體布局和關(guān)鍵組件的結(jié)構(gòu)設計，實現(xiàn)全水下生產(chǎn)機構(gòu)的電、液壓液體和所需化學藥劑的工藝，降低深海油氣田的開采風險和供電成本，以完善深海開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的知識體系，保障能源安全。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種深海油氣田供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)中包括浮式風場、海上升壓站、臍帶纜和全水下生產(chǎn)機構(gòu)，其中：

所述浮式風場設置在近海中，用于利用海面上的風能轉(zhuǎn)化為電能；所述海上升壓站一方面用于將來自所述浮式風場的電流進行升壓和穩(wěn)流，另一方面用于存儲所述全水下生產(chǎn)機構(gòu)所需的液壓液體和化學藥劑，所述臍帶纜用于連接海上升壓站和全水下生產(chǎn)機構(gòu)，所述全水下生產(chǎn)機構(gòu)設置在深海底下的油氣處理設備，所述浮式風場將風能轉(zhuǎn)化為電能后，電流經(jīng)所述海洋電纜傳遞給所述海上升壓站，在所述海上升壓站中被升壓和穩(wěn)流后，被輸送給所述全水下生產(chǎn)機構(gòu)，同時，所述海上升壓站中的液壓液體也通過所述臍帶纜傳遞給所述全水下生產(chǎn)機構(gòu)，以此實現(xiàn)所述全水下生產(chǎn)機構(gòu)的電、液壓液體和化學藥劑的供應；其中：

所述浮式風場中設置有多個浮在近海中的風機，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(fā)電單元，所述底座包括固定壓載和第一存儲箱，所述固定壓載用于提供壓載力以保障穩(wěn)性，所述第一存儲箱用于存儲所述全水下生產(chǎn)機構(gòu)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和多個長度不一的浮箱，所述浮箱沿垂直于海平面的方向設置，為所述風機提供浮力，所述垂蕩板沿海平面方向設置，捆綁在所述浮箱上，在所述風機上下浮動時增加其運動阻尼；所述發(fā)電單元用于將風能轉(zhuǎn)化為電能，設置在海平面上，包括風葉和發(fā)電機組，所述風葉隨風轉(zhuǎn)動，所述發(fā)電機組將所述風葉轉(zhuǎn)動的風能轉(zhuǎn)化為電能。

進一步優(yōu)選地，所述海上升壓站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和設置在基板中的升壓和穩(wěn)流單元，所述下半部分自下而上包括壓載水艙、第二存儲箱和浮力艙，所述壓載水艙中設置有海水，用于提供壓載力以保障海上升壓站的穩(wěn)性，所述第二存儲箱用于存儲所述全水下生產(chǎn)機構(gòu)所需的液壓液體和化學藥劑，所述浮力艙用于提供浮力；所述上半部分和下半部分之間由豎直方向的立柱連接，通過該立柱連接間隔分布的基板。

進一步優(yōu)選地，所述升壓和穩(wěn)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(wěn)流。

進一步優(yōu)選地，所述臍帶纜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。