辽河滩海地区海底电缆技术应用初步研究

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1、辽河滩海地区海底电缆技术应用初步研究王延涛(中油辽河石油工程设计有限公司)摘要本文针对辽河滩海地区的特殊自然环境，根据2001年在海南4井平台设计应用的我油田第一条海底电缆的一些情况，介绍了海底电缆在设计选型，施工技术及维护经验方面的知识，为我油田在海上石油平台中进一步应用海底电缆提供经验。一、辽河滩海地区概况辽河滩海油田位于辽东湾的湾顶，一部分位于潮问带地区(如海南3块和笔架岭区块)；一部分位于浅海和极浅海地区(如海南8块，海南24块，月东区块等)。滩海地区自然环境比较恶劣，地表层以淤泥、粉砂为主，含水量大，渗透性差，受荷变形大

2、，由于受潮、流的作用，大小潮沟纵横分布。该地区潮差大，最大潮差可达4．8m，且冬季冰情严重，冰期110多天，潮问带地区涨潮时有水，落潮时露出地表软质淤泥，冰多为固定冰，厚达0．5m，涨潮时随潮推移，会对设备造成危害。浅海和极浅海地区海图水深在1～5m，大型船只难以进入，冬季冰多为堆积冰。二、研究课题的提出随着我油田对滩海地区油气资源勘探开发的深入，对电力输送的可靠性和可行性以及经济性提出了更高的要求。现在海南三地区、笔架岭地区、太阳岛地区均采用6kV架空线路供电，选用钢管杆以及涵洞管保护和毛石砌筑基础，导线为绝缘导线，存在着一次性

3、投资较高，部分潮水和冰情严重地区运行维护费也较高等缺点，特别是在笔架岭地区，架三平台至架四平台的架空线路每公里的投资达到了120万元，而且，在潮水的冲刷下，电杆基础底部被掏空，电杆倾斜，每年的维护费用就达数十万元。更重要的是，今年已在海南8块和海南24块地区钻井开发，将来有条件的情况下还要开发距岸边更远的月东油田，这些区块在浅海地区，若用岸电只能采用海底电缆供电。因此，对于今年新建的滩海地区海南4井平台提出了利用海底电缆供电的方案，其目的主要是：(1)为自然条件极恶劣的滩海地区供电提供一种新的途径。(2)为将来海南8块及月东区块海

4、上石油平台开发输送岸电从设计施工及维护上提供依据和经验。三、海底电缆的设计选型由于滩海地区特殊的自然条件，敷设于其中的电缆长期受海水浸泡、腐蚀、海流冲刷和159船锚的危害，另外，在浅滩地区还要考虑冬季海冰的影响。因此，对电缆的防水性、防腐性和机械性能提出了更高的要求。随着我国聚乙烯制造技术的发展，水中电缆的应用也由油浸纸绝缘电力电缆逐渐被交联聚乙烯电力电缆所代替。另外，还有乙丙橡胶绝缘海底电力电缆。我国国家规范要求，在水中应用的交联聚乙烯绝缘电缆应选择具备耐水树特性的绝缘构造形式，外护层应选择符合使用场所要求的金属塑料复合阻水层、

5、铅套、铝套或膨胀式阻水带等防水构造，对于水中的中、高压交联聚乙烯电缆还宜具有纵向阻水构造，水中电缆的粗钢丝铠装尚应有纤维外被。在今年海南3地区海南4井平台海底电缆的设计中，经调研，我们选用了国内青岛汉河电缆集团生产的综合阻水交联聚乙烯绝缘纤维外被细钢丝铠装海底电力电缆HYJAY31，选用该厂生产的产品，主要是考虑了(1)青岛汉河电缆集团从1998年开始生产海底电缆，在胜利油田海洋平台、青岛黄岛、烟台崆峒岛、威海刘公岛都有过应用，反映良好。其生产的HYJAY33—6／10kV3×70型号海底电缆经过了国家电线电缆质量监督检验中心的检

6、验，完全符合Q／02HDL011—1998的要求。(2)国内产品和国外产品相比，在价格上具有很大的优势，能节约近三分之二的资金，而且汉缆集团通过引进国外先进生产设备，提高制造工艺水平，使国内海缆产品在质量上有很大提高。青岛汉河电缆集团生产的交联聚乙烯绝缘海底电缆的型号有：HYJAY31，HYJAY33两种。电压等级包括6／10kV和25／35kV，芯数为一芯或三芯，截面31的为25～1000，33的为25-300。其型号含义为：H代表海底电缆；YJ为交联聚乙烯；AY为综合阻水；31是细钢丝纤维外被；33为细钢丝聚乙烯外套。对于大电

7、流回路可以选用单芯电缆，较三芯电缆能改善盘柜内终端连接部位的电气安全间距或长线路情况减免中间接头。而三芯电缆比单芯电缆在投资上要经济的多。另外，每根电缆的最大生产长度根据具体型号有区别，主要受电缆盘外径和交通运输等方面的限制。在海南4井平台选用的HVJAY31—8．7／10kV3×95长度为1200m，由于电流不大且能够整根制造，故选用三芯电缆比较经济。该海底电缆HYJAY31在结构上主要为：(从内Olj,b)A、导体采用镀锌铜线；B、导体屏蔽采用进口半导电交联聚和物；C、绝缘为进口抗水树交联聚乙烯；D、绝缘屏蔽采用进口不可剥半导

8、电交联聚合物(以上三层在生产上实现了三层共挤)；E、内阻水层采用半导电屏蔽带；F、金属屏蔽采用铜带；G、外阻水层采用半导电屏蔽带；H、复合防水层采用铝塑复合带+高密度聚乙烯；I、成缆填充采用阻水膨胀绳；J、内衬层采用单面涂胶布带；K、内防腐涂层采用