金 秋 戴國(guó)華 王萬(wàn)旭 陳豐波 高 陽(yáng) 王海濤

(1.中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司 天津 300459；2.中天科技海纜股份有限公司 南通 226010)

1 引言

1.1 邊際油田定義及開發(fā)模式

渤海是被山東半島和遼東半島包圍的半封閉內(nèi)海，由遼東灣、渤海灣、萊州灣、渤海中部和渤海海峽組成。渤海灣盆地在形成過(guò)程中受古生代、第三紀(jì)兩個(gè)時(shí)期地殼運(yùn)動(dòng)的影響，導(dǎo)致了斷層大量發(fā)育，形成了大大小小260 多個(gè)含油氣構(gòu)造，也促使了圈閉規(guī)模、地質(zhì)儲(chǔ)量較小的小型油氣藏的形成。這類由于儲(chǔ)量規(guī)模小，在現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下難以經(jīng)濟(jì)有效開采的油氣藏通稱為“邊際油田”，目前已探明的低品位儲(chǔ)量達(dá)4.1 億噸[1]。

中海油開發(fā)邊際油田主要有以下模式[2]。

(1)“三一”開發(fā)模式。對(duì)距離已開發(fā)油田20 km以內(nèi)的邊際油田，利用一座新建平臺(tái)(或水下井口)、一條海底管道、一條海底電纜將其生產(chǎn)的油氣送入在運(yùn)營(yíng)油田的開發(fā)模式，該模式已在渤海和北部灣海域得到成功應(yīng)用。

(2)“蜜蜂式”開發(fā)模式。對(duì)于距離已開發(fā)油田20 km 以外的、無(wú)法依托已開發(fā)油田的較小的、孤立的小型邊際油田，采用可移動(dòng)式的集生產(chǎn)、動(dòng)力、儲(chǔ)油、外輸、生活為一體的小型生產(chǎn)裝置進(jìn)行開發(fā)的模式。像蜜蜂一樣，采完一個(gè)小油田，可以移動(dòng)到另一個(gè)小油田采油，該裝置的投資可在多個(gè)油田開發(fā)中回收。

1.2 無(wú)人值守平臺(tái)

海上無(wú)人值守平臺(tái)，是一項(xiàng)新型海上石油勘探開發(fā)的助力設(shè)施，其目的是為海上油氣資源開發(fā)提供一系列兼具成本效益和生產(chǎn)效率的解決方案。對(duì)于未來(lái)海上油氣開發(fā)，尤其是邊際油田的開發(fā)與利用具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

目前，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的無(wú)人值守平臺(tái)已經(jīng)投運(yùn)，為行業(yè)降本增效帶來(lái)顯著效果。根據(jù)文獻(xiàn)[3]可知，截止到2016年，全球近7 000個(gè)平臺(tái)中約23%(約1 600 座)為無(wú)人值守平臺(tái)。

無(wú)人值守平臺(tái)僅通過(guò)臍帶纜與有人平臺(tái)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)電力補(bǔ)給、化學(xué)藥劑輸入、信號(hào)傳輸、液壓驅(qū)動(dòng)，用造價(jià)相對(duì)很低的電動(dòng)葫蘆代替吊機(jī)；用泡沫系統(tǒng)代替常規(guī)的海水系統(tǒng)；用節(jié)省面積和鋼材的三腿平臺(tái)代替常規(guī)的四腿平臺(tái)，采用計(jì)算機(jī)通信，通過(guò)有人平臺(tái)的終端對(duì)平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和遙控，是海上數(shù)字化油田和智能油田建設(shè)的基礎(chǔ)[3]。

1.3 集束海纜應(yīng)用

集束海底電纜，是指根據(jù)無(wú)人值守平臺(tái)周圍井口數(shù)量，將多于井口數(shù)量的常規(guī)三芯回路海纜束集成在一個(gè)海纜結(jié)構(gòu)中。集束海纜同時(shí)輸送不同電壓等級(jí)、不同頻率的電能，它一端連接油氣平臺(tái)上的變頻器，另一端通過(guò)水下中壓電力分配單元經(jīng)電力飛纜和井下電纜為電潛泵供電。

由圖1 可知，通過(guò)對(duì)比常規(guī)海纜和集束海纜的輸電模式下平臺(tái)上的設(shè)備組成，可知集束海纜可以極大降低平臺(tái)上關(guān)鍵電氣設(shè)備數(shù)量，如中高壓配電盤、降壓變電器、低壓配電盤、低壓變頻器等。

通過(guò)集束海纜輸電技術(shù)，將新建平臺(tái)上的電潛泵地面設(shè)備布置于已建平臺(tái)，從已建平臺(tái)直接一對(duì)一給新建平臺(tái)井下電泵供電，最大限度地簡(jiǎn)化新建平臺(tái)上的電力系統(tǒng)，取消新建平臺(tái)上的所有房間及大部分設(shè)備，僅剩下生產(chǎn)管匯、注水管匯、照明伴熱等少量設(shè)備，極大減少新建平臺(tái)上部組塊的面積、重量。隨著上部組塊重量的大幅減少，可將導(dǎo)管架優(yōu)化為井口保護(hù)架，甚至直接采用隔水導(dǎo)管支撐的方式，降低上部組塊與下部組塊的重量，優(yōu)化船舶等施工資源，最終削減工程設(shè)施的投資費(fèi)用，可加快邊際油田的開發(fā)。

按照海纜標(biāo)準(zhǔn)[4]，若采用鉛套分包結(jié)構(gòu)的電纜線芯，在滿足相同數(shù)量集成回路前提下，集束海纜會(huì)迅速增大單位重量和外徑，降低了有效生產(chǎn)長(zhǎng)度，提升了施工難度，制約了依托平臺(tái)更遠(yuǎn)距離的邊際油田集中開發(fā)。

綜上，海上邊際油田的開發(fā)和無(wú)人值守平臺(tái)的推廣都為集束海纜的研發(fā)提供了廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景，因此有必要開展集束海纜關(guān)鍵技術(shù)的研究以滿足未來(lái)的市場(chǎng)需求。

2 集束海纜系統(tǒng)

根據(jù)油田水深條件和井口開發(fā)方式，集束海纜系統(tǒng)組成分為兩種形式，一是采用靜態(tài)集束海纜與兩個(gè)固定平臺(tái)連接，兩端分別進(jìn)入接線箱，完成電力和通信連接；二是采用動(dòng)態(tài)集束海纜，從浮式平臺(tái)懸掛至海床，端部安裝水下電力分配單元(Subsea power distribution unit，SPDU)，通過(guò)電飛線與水下生產(chǎn)設(shè)備對(duì)接。兩種集束海纜系統(tǒng)結(jié)組成見(jiàn)圖2。

靜態(tài)集束海纜通常采用聚丙烯繩纏繞方式作為外被層，鎧裝為單層。如果為硬質(zhì)海床地質(zhì)或200 m以深運(yùn)行環(huán)境，建議采用雙層異向絞合鎧裝結(jié)構(gòu)。整套系統(tǒng)包含平臺(tái)錨固、J 管中心限位裝置、彎曲限制器、海纜本體、接頭盒(如有需要)、牽引頭等。

針對(duì)浮式基礎(chǔ)和大水深環(huán)境，需要采用動(dòng)態(tài)集束海纜結(jié)構(gòu)，即采用兩層及以上偶數(shù)層異向絞合鋼絲，采用聚乙烯作為外護(hù)套。電纜芯進(jìn)入水下電力分配單元后，需要滿足大水深、動(dòng)態(tài)環(huán)境下的機(jī)械和密封要求。其系統(tǒng)主要包括平臺(tái)防水錨固、海纜本體、雙相錨固、彎曲加強(qiáng)件、配重塊、浮力塊、海底觸床防護(hù)管以及水下電力分配單元[5]。

3 集束海纜關(guān)鍵技術(shù)

3.1 抗水樹材料使用

海纜有“干式”和“濕式”設(shè)計(jì)之分[6]，“干式”結(jié)構(gòu)主要采用擠包鉛套、縱包焊接平鋁套、皺紋銅套等環(huán)向防水層結(jié)構(gòu)。而“濕式”海纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，無(wú)擠包或焊接環(huán)向防水層，絕緣采用抗水樹交聯(lián)聚乙烯，絕緣層或絕緣外擠包半導(dǎo)電層可直接與海水接觸，目前濕式結(jié)構(gòu)海纜最高滿足Um=72.5 kV 電壓等級(jí)要求，在海上風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)電纜和動(dòng)態(tài)海纜領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用和驗(yàn)證[7-8]。

隨著濕式結(jié)構(gòu)海纜使用，抗水樹型交聯(lián)聚乙烯成為絕緣材料的首選。目前市面上抗水樹型交聯(lián)聚乙烯分為添加劑型(陶氏HFDC-4202EC，北歐化工LE4212)和共聚物型(北歐化工LH4201R)。

集束海纜采用濕式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以極大降低成纜外徑和單位長(zhǎng)度重量，提升集束海纜一次性連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)度，可保障渤海灣邊際油田開發(fā)中大長(zhǎng)度無(wú)接頭集束海纜的投運(yùn)。圖3 為7×3C(3.6/6kV 35mm2)多芯集束海纜三種結(jié)構(gòu)形式，分別為分相鉛套、單回路統(tǒng)包鉛套和濕式結(jié)構(gòu)。由表1 可知，在三種結(jié)構(gòu)都滿足標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和電氣傳輸要求的情況下，純鉛套結(jié)構(gòu)外徑達(dá)到180 mm，單位重量達(dá)到71.4 kg/m，對(duì)生產(chǎn)和施工造成了極大的不便。

表1 不同結(jié)構(gòu)的集束海纜機(jī)械性能比較

3.2 變頻控制方法

變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)備可以通過(guò)調(diào)節(jié)不同頻率、電壓或電流，使得三相交流電機(jī)輸出不同的轉(zhuǎn)速滿足外部快速變化載荷需求。變頻調(diào)速后，也實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的“軟”起動(dòng)，保持工作平穩(wěn)，減少軸承磨損，延長(zhǎng)了電機(jī)使用壽命和維護(hù)周期。目前，變頻調(diào)速技術(shù)在泵站、風(fēng)機(jī)、傳送帶和車床上廣泛應(yīng)用[9]。

變頻控制器在產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)效益[10]的同時(shí)，在遠(yuǎn)距離控制水下井口電潛泵的同時(shí)也面臨以下主要風(fēng)險(xiǎn)[11]。

(1) 電壓反射造成水下電機(jī)端過(guò)電壓。

電力系統(tǒng)長(zhǎng)距離配電傳輸過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生明顯的電壓反射現(xiàn)象。在如圖4 所示的油田開發(fā)水下電力系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)中，海纜的阻抗為Z1，井下電力系統(tǒng)阻抗為Z2，當(dāng)發(fā)射的電壓第一次到達(dá)電潛泵時(shí)，電壓反射系數(shù)如下[12]所示

當(dāng)Z2＞Z1時(shí)，電壓反射波為正，與入射波發(fā)生疊加后電機(jī)端電壓升高；當(dāng)Z2＜Z1時(shí)，反射電壓為負(fù)，與入射波發(fā)生疊加后電機(jī)端電壓降低；當(dāng)Z2=Z1時(shí)，反射電壓為0，此時(shí)電機(jī)端電壓不變，這是變頻控制路由中最理想狀態(tài)。

圖4 水下電力系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

(2) 變頻過(guò)程中的高頻諧波形成和擴(kuò)散。

任何變頻器的電力電子元件開/閉瞬間，由于波形擾動(dòng)dU/dt，會(huì)產(chǎn)生大量高頻諧波。這種諧波會(huì)破壞海纜和電潛泵電機(jī)繞組的絕緣，也會(huì)產(chǎn)生額外的繞組電流，進(jìn)而產(chǎn)生過(guò)剩熱量甚至燒毀電機(jī)繞組。同時(shí)，高頻諧波會(huì)使電潛泵產(chǎn)生額外的高轉(zhuǎn)矩，加速電潛泵的磨損，甚至破壞電機(jī)。

中壓驅(qū)動(dòng)與長(zhǎng)電纜結(jié)合的配置可能會(huì)對(duì)電力傳輸系統(tǒng)帶來(lái)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，即電路的電感與并聯(lián)電容的相互作用(由于系統(tǒng)中的長(zhǎng)電纜)會(huì)產(chǎn)生諧振。驅(qū)動(dòng)器中的高頻和短波長(zhǎng)諧波足以激發(fā)串聯(lián)諧振[13]。

為了降低高頻諧波干擾，可采用以下措施。

(1) 金屬屏蔽接地方法。

電纜的絕緣線芯金屬屏蔽層可以將各接地點(diǎn)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)降低至最低，抑制過(guò)剩電流流入臨近設(shè)備和系統(tǒng)中，避免電能浪費(fèi)。

金屬屏蔽與電機(jī)兩端接地應(yīng)360°全覆蓋，保障纜芯金屬屏蔽電氣和機(jī)械連續(xù)完整性，即避免金屬屏蔽層破點(diǎn)而導(dǎo)致高頻諧波泄漏。

(2) 地線設(shè)計(jì)。

集束海纜各回路采用地線方式，并且地線均勻分成三根，即“3+3”模式，結(jié)構(gòu)具有更好的電磁相容性，對(duì)抑制電磁干擾起到一定作用，能抵消高頻諧波中的奇次頻率，可以有效防止高頻軸向電流產(chǎn)生。

(3) 絕緣材料選型。

交聯(lián)聚乙烯(XLPE)具有較低的介電常數(shù)，是變頻電纜理想絕緣材料，使得電纜和水下泵站電機(jī)阻抗呈現(xiàn)更好匹配性，進(jìn)而削弱過(guò)電壓高頻諧波。同時(shí)，它具有高脈沖電壓擊穿值[14]，能顯著降低反射波和電壓峰值引起的擊穿故障風(fēng)險(xiǎn)。

(4)“小三芯”獨(dú)立螺旋絞合成束。

集束海纜中各回路——“小三芯”可以單獨(dú)絞合成束，成為獨(dú)立功能單元后，再與其他“小三芯”按照相同節(jié)距整體絞合成纜，成品包含兩次成纜。也可以將所有電纜芯按照預(yù)定軌道一次性成纜，各功能單元在任一截面上，空間位置相對(duì)固定，如圖5 所示。

圖5 集束海纜成纜方式比較

采用“小三芯”單獨(dú)絞合成束成纜方式，可以有效地抵御外界電磁場(chǎng)干擾[15]，降低其他回路變頻操作時(shí)，對(duì)自身的串音影響。

3.3 載流量設(shè)計(jì)

在熱穩(wěn)定條件下，電纜設(shè)計(jì)導(dǎo)體截面達(dá)到長(zhǎng)期允許工作溫度時(shí)的所對(duì)應(yīng)的電流值稱為電纜載流量。常規(guī)海底電纜設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，工程應(yīng)用廣泛，其結(jié)構(gòu)和載流量設(shè)計(jì)已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

但是集束海纜的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線芯數(shù)目多，各線芯由于成纜方式不同，在空間結(jié)構(gòu)上存在復(fù)雜的電磁感應(yīng)，影響彼此阻抗和感抗，難以評(píng)估電壓降和熱傳遞，解析法不適用，需要采用有限元方法。利用專業(yè)的多物理場(chǎng)耦合分析軟件對(duì)集束海纜的載流量進(jìn)行分析，可以模擬集束海纜在J管中、空氣中、海水中和埋設(shè)在土壤中等不同工況下的載流量，并研究集束海纜內(nèi)不同纜芯排布方式對(duì)于阻抗、諧波、壓降、磁致?lián)p耗、串?dāng)_等電氣性能的影響。圖6 為渤海油田BZ26-3 即將投運(yùn)的3.6/6 kV 7×3C×35mm2集束海纜在J 型管中的溫度場(chǎng)分布。

為了提升集束海纜的載流量，需要通過(guò)數(shù)值分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)反復(fù)迭代，有以下改進(jìn)方式。

(1) 比較“小三芯”獨(dú)立絞合和所有線芯混合絞合后，各回路之間的空間距離和磁場(chǎng)分布，減弱各回路的串音干擾和回路內(nèi)不對(duì)稱的壓降。

(2) 調(diào)整不同回路的成纜節(jié)距，查看集束海纜空間結(jié)構(gòu)中電磁場(chǎng)分布，進(jìn)一步弱化獨(dú)立回路受到其他回路的磁場(chǎng)干擾而造成額外損耗。

圖6 集束海纜熱場(chǎng)有限元模擬

(3) 根據(jù)海纜損耗分布規(guī)律，應(yīng)對(duì)整個(gè)電纜截面中的金屬單元進(jìn)行材料和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。包括鎧裝單元弱磁性材料選擇，金屬屏蔽材料選型及覆蓋形式設(shè)計(jì)。

3.4 關(guān)鍵附件設(shè)計(jì)

與常規(guī)海纜相比，集束海纜面臨纜芯眾多、電單元重量占比大等特點(diǎn)，使得集束海纜在附件設(shè)計(jì)上著重考慮運(yùn)輸、施工和運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械承載能力和維修便利性。

(1) 平臺(tái)錨固。

為避免多芯集束海纜在豎直牽拉過(guò)程中纜芯與鎧裝層發(fā)生滑脫現(xiàn)象，集束海纜成纜縫隙中穿插承力單元，如鋼絞線、凱夫拉纖維束、碳纖維棒等軸向抗拉能力強(qiáng)單元。如圖7 所示的集束海纜用平臺(tái)錨固在約束鎧裝層的同時(shí)，可采用特殊夾具或灌膠方式約束纜芯間隙承載單元，保障集束海纜在長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)載荷和大水深自重作用下不發(fā)生層間相對(duì)滑移和蠕變現(xiàn)象。

圖7 集束海纜用平臺(tái)錨固

(2) 搶修接頭。

施工和運(yùn)維過(guò)程中，集束海纜可能發(fā)生臨時(shí)砍斷躲避臺(tái)風(fēng)或錨害刮傷事故，需要備用一套搶修接頭盒[16]，如圖8 所示。接頭盒內(nèi)接續(xù)方式分為兩種，即現(xiàn)場(chǎng)軟接頭和預(yù)制式中間接頭。

1) 現(xiàn)場(chǎng)軟接頭。

首先對(duì)纜芯端部進(jìn)行處理，打磨絕緣層和屏蔽層，對(duì)導(dǎo)體層每層銅絲進(jìn)行逐層分離和焊接，恢復(fù)導(dǎo)體屏蔽后，采用注塑方式恢復(fù)絕緣層，然后恢復(fù)絕緣屏蔽，隨后進(jìn)行金屬屏蔽和分相護(hù)套恢復(fù)。采用接頭殼體進(jìn)行鎧裝層和護(hù)套恢復(fù)，保證施工過(guò)程中的機(jī)械載荷傳遞。

2) 預(yù)制式中間接頭。

在完成待接續(xù)海纜端部處理后，采用銅制導(dǎo)體連接管將兩側(cè)導(dǎo)體進(jìn)行對(duì)接，然后進(jìn)行壓鉗壓縮。絕緣部分采用預(yù)制式冷縮橡膠絕緣套恢復(fù)本體絕緣水平。

接頭盒內(nèi)多芯集束海纜接頭需要交錯(cuò)安裝，否則徑向直徑過(guò)大。與軟接頭不同的是，預(yù)制式接頭采用金屬套筒完成纜芯接續(xù)的阻水和機(jī)械防護(hù)，預(yù)制式接頭通常較本體粗厚，需要采用較大的外殼體進(jìn)行機(jī)械防護(hù)。為降低接頭盒制造成本，降低外殼尺寸、重量，降低運(yùn)輸和施工難度，多芯集束海纜一般采用軟接頭方式進(jìn)行接續(xù)。

圖8 集束海纜用搶修接頭盒

4 集束海纜成纜技術(shù)

集束海纜成纜技術(shù)包括三種，即立式成纜、臥式成纜和SZ 成纜。

立式成纜機(jī)是集束海纜生產(chǎn)的主要設(shè)備，在垂直空間可以疊加放置多組功能單元。通過(guò)調(diào)整成纜機(jī)第一層放線架尺寸和數(shù)量，滿足更多電纜單元的大長(zhǎng)度連續(xù)生產(chǎn)能力。成纜機(jī)第二層通常安置填充單元和光單元放線架，保障所有功能單元按照集束海纜截面穩(wěn)定絞合成纜。

臥式成纜機(jī)將成纜方式變更成水平布置，可以避免成纜纜芯上下兩輪大角度周轉(zhuǎn)，進(jìn)而降低線芯的累積塑性應(yīng)變，并可以滿足更多數(shù)量的成纜單元一次性絞合。但是臥式成纜機(jī)采用行星式絞籠，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生較大的離心力，主軸結(jié)構(gòu)強(qiáng)度制約了承載線芯的盤具尺寸，縮短了單根集束海纜的連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)度。

SZ 絞在多芯集束海纜成纜方面具有巨大優(yōu)勢(shì)。首先，各個(gè)功能盤具無(wú)需退扭設(shè)備，降低了設(shè)備占地空間。其次，各個(gè)功能單元盤具可以按照需求調(diào)整尺寸，滿足集束海纜更大長(zhǎng)度連續(xù)生產(chǎn)要求。最后，成纜設(shè)備可以不受場(chǎng)地限制，可以便捷移動(dòng)，甚至整體搬移至施工現(xiàn)場(chǎng)，并且生產(chǎn)過(guò)程可以降低流轉(zhuǎn)頻次，避免塑性應(yīng)變累積。但是SZ 絞成纜節(jié)距較大，成纜后需要強(qiáng)度高的扎帶進(jìn)行成纜束縛以防止松散。

5 集束海纜測(cè)試技術(shù)

按照油氣標(biāo)準(zhǔn)[17]，水下生產(chǎn)系統(tǒng)用臍帶纜和動(dòng)態(tài)海纜需要按照表2 測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行全性能測(cè)試，并且在測(cè)試過(guò)程中監(jiān)測(cè)功能單元的性能變化。集束海底電纜根據(jù)施工條件和使用環(huán)境參數(shù)，可根據(jù)表2有選擇性地進(jìn)行整體性能驗(yàn)證。

針對(duì)渤海灣邊際油田開發(fā)，集束海纜在導(dǎo)纜過(guò)程中，面臨大長(zhǎng)度軸向拉伸和張力牽引機(jī)側(cè)向擠壓作用，需要評(píng)估拉伸過(guò)程中扭轉(zhuǎn)角度變化和極限承載能力以及集束海纜抗側(cè)壓能力。

在施工過(guò)程中，集束海纜往往采用高度退扭方式進(jìn)行海纜鋪放，需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度測(cè)試，以設(shè)計(jì)合適的退扭剛度，保障海纜下水后不發(fā)生轉(zhuǎn)矩殘存[18]。施工船在鋪纜過(guò)程中，受到惡劣環(huán)境影響，可能發(fā)生縱蕩、橫搖現(xiàn)象，需要測(cè)試集束海纜彎曲剛度，進(jìn)而評(píng)判纜與海床接觸時(shí)，是否出現(xiàn)彎曲半徑臨界點(diǎn)[19]。同時(shí)，集束海纜可能發(fā)生鋪放-回收-鋪放過(guò)程，以調(diào)整纜在水下合適路由，該過(guò)程可通過(guò)張力彎曲試驗(yàn)驗(yàn)證纜是否滿足這一施工要求。

為提升集束海纜載流量，內(nèi)護(hù)套結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行間隔鉆孔，以便海水流入，提升纜內(nèi)部熱傳導(dǎo)效率，可以通過(guò)自由溢流方式驗(yàn)證集束海纜在運(yùn)行水壓下，縫隙中海水傳輸速率。

集束海纜在運(yùn)行過(guò)程中，錨固點(diǎn)長(zhǎng)期承受纜自身重量，需要評(píng)估錨固的長(zhǎng)期可靠性，也可通過(guò)終端強(qiáng)度測(cè)試，來(lái)驗(yàn)證鎧裝蠕變和極限承載能力。

表2 集束海底電纜綜合性能測(cè)試項(xiàng)目

6 總結(jié)與展望

文章以渤海灣邊際油田開發(fā)為例，闡述了多芯集束海纜電氣接續(xù)和系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)。隨著抗水樹絕緣材料和先進(jìn)設(shè)計(jì)分析方法的投用，集束海纜逐漸突破由于變頻控制和多芯集中溫升而引起的瓶頸，使得更高電壓、更多芯數(shù)、更長(zhǎng)距離的集束海纜實(shí)現(xiàn)一次性生產(chǎn)，并投運(yùn)至邊際油田開發(fā)進(jìn)程中。

(1) 隨著集束海纜走向深海，動(dòng)態(tài)使用條件將促進(jìn)集束海纜系統(tǒng)動(dòng)態(tài)防護(hù)措施進(jìn)一步提升。水下電力分配單元(SPDU)的使用，將帶動(dòng)國(guó)產(chǎn)更高電壓、更大水深的濕插拔關(guān)鍵器件投用。

(2) 集束海纜連續(xù)大長(zhǎng)度生產(chǎn)嚴(yán)重依賴成纜設(shè)備和流轉(zhuǎn)通道打通。多芯集束海纜的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求將提速國(guó)內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、施工裝備進(jìn)一步升級(jí)，為深遠(yuǎn)海油氣開發(fā)用管纜生產(chǎn)做好準(zhǔn)備。