FPSO电伴热回路施工断点检测方法的研究

刘思

摘要：FPSO是集生产、储油、卸油为一体的海上浮式平台，含有复杂的油气处理功能模块，各模块通过复杂的管路系统连接，而电伴热根据工艺需要可实现对管路的温度维持和加热功能，从而保证油气处理系统的正常运行。在管线电伴热施工过程中，经常遇到因施工原因导致电伴热带损坏的问题，因电伴热外面含保温层，故障点不可见，给现场伴热带故障排查造成很大的困难。针对这一问题，本文通过分析伴热带施工断点出现的原因，理论计算断点位置以锁定可能的断点区域，研究有效的电伴热施工断点检测方法，用以指导现场施工排查故障。

Abstract： FPSO is an offshore floating platform that integrates production， oil storage， and oil unloading. It contains complex oil and gas processing functional modules. Each module is connected through a complex pipeline system， and the electric heat tracing can realize the temperature maintenance and heating function of the pipeline according to the process requirements. During the construction of pipeline electric heat tracing， it is often encountered that the electric heating cable is damaged due to construction reasons. Because the electric heating cable contains an insulation layer， the fault point is not visible， which makes it very difficult to troubleshoot the on-site heating cable. In response to this problem， this paper analyzes the causes of construction breakpoints in heating cables， theoretically calculates the location of breakpoints to lock in possible breakpoint areas， and researches effective detection methods for electrical heating trace breakpoints， to guide on-site construction troubleshooting.

關键词：FPSO;电伴热;断点检测

Key words：  FPSO;electric heat tracing;breakpoint detection

中图分类号：TE952                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）12-0136-02

0  引言

FPSO是集生产、储油、卸油为一体的海上浮式平台，含有复杂的油气处理功能模块，各模块通过复杂的管路系统连接，而电伴热根据工艺需要可实现对管路的温度维持和加热功能，从而保证油气处理系统的正常运行。在管线电伴热施工过程中，经常遇到因施工原因及外在因素导致电伴热带损坏的问题，因电伴热外面含保温，故障点不可见，如批量拆除保温又耗时耗力，给现场故障排查造成很大的困难。

1  电伴热断点原因分析

现场电伴热的施工工序大致如下：

①电伴热施工前：管线回路施工完成，管路完整，管线回路试压完毕，伴热带绝缘测试合格。

②电伴热施工中：沿管线回路进行电伴热带敷设、报验;一般电伴热施工前，技术交底会统一约定电伴热在管线圆周的某定点位置。通常伴热带缠绕于管线的下半圆周4点或8点钟方向较为合理。

③电伴热施工后：伴热带外保温施工，外保温铁皮根据项目统一技术要求可采用管箍型或者自攻钉固定型。

从施工工序和电伴热施工中期报验结果分析，在电伴热施工前、中阶段，不存在伴热带受破坏的外在因素，问题主要集中在电伴热施工后期，即外保温施工阶段，如果保温铁皮采用管箍型固定方案，无论是硬型还是软型保温材料，在管箍紧固过程中，均不会对伴热热造成实质的挤压损坏。如采用自攻钉固定方案，一般自攻钉位置在管线的上半圆周区域，理论上自攻钉安装区域和伴热带敷设区域不存在交集，但是这只是在长直管段的理想情况，在管线阀门、三通等位置处，伴热带一般需要预留一定长度，就近缠绕在管段周围，伴热带实际的位置不固定，这样伴热带受损坏的几率大大增加。

2  电伴热断点检测方法

伴热带物理结构上由两根镀镍铜母线、导电芯体、编织铠装、外护套等构成。一般FPSO项目，管线上应用最多的是自调控伴热带。自调控伴热带属于并联结构，现场施工可根据需要随意裁剪和接线。

自调控伴热带能够根据环境与工艺条件自动调节输出功率，适时适地产生所需热量。如果伴热带周围环境温度下降，导电芯体小幅度收缩导致电阻减小同时增加母线之间的导电通路数量，伴热带功率增加产热增加。随着伴热带周围的温度升高，导电芯体小幅度膨胀导致电阻增大同时导电通路的数量减少，伴热带功率降低产热减少。

从理论层面上分析，自调控伴热带断点检测方法有如下几种：

①母线电阻测量法——检测母线短路故障。

该方法通过测量问题伴热带的始末两端母线间的导体阻值，等比例推算出故障点的位置。如图3所示，测量问题伴热带始端电阻值A，末端电阻值B，则故障点位置L测算公式如下。假定L计算值10%，表示伴热带沿始端方向在10%长度处存在母线短路故障点。

②绝缘电阻测量法——检测母线和铠装低阻接地故障。

该方法通过测量问题伴热带的始末两端母线-铠装间的导体阻值，等比例推算出故障点的位置。如图4所示，测量问题伴热带始端绝缘阻值A，末端绝缘阻值B，两次测量需保证为同一根母线。则故障点位置L测算公式如下。假定L计算值20%，表示伴热带沿始端方向20%长度处存在低阻接地故障点。

③1/R测量法——检测完全断点故障。

该方法通过测量问题伴热带的始末两端母线间的导体阻值，等比例推算出故障点的位置。如图5所示，测量问题伴热带始端并联电阻值A，末端并联电阻值B，则故障点位置L测算公式如下。假定L计算值30%，表示伴热带沿始端方向在30%长度处存在完全断点故障。

1/R测量法适用于伴热带已断，母线未短接的情况，但该方法同样适用于测算单个回路伴热带的总长度。

3  检测方法应用效果

结合某FPSO项目现场电伴热问题排查结果分析，现场对方法1和方法2应用较为普遍，其中母线和铠装间短路故障居多。通过理论方法指导，现场基本可以锁定故障点位置，然后定点保温拆除，再进行伴热带修复，基本杜绝了全回路保温返工拆除工作，极大地提高了施工效率。

4  结语

电伴热断点检测方法可指导现场施工快速寻找断点区域，局部进行保温拆除，从而避免了大量拆保温工作。在后续的项目中，建议保温铁皮使用管箍固定方案替换自攻钉固定方案，这样能降低伴热带受损风险，从根本上解决伴热带损坏的问题。

参考文献：

[1]Raychem電伴热厂家技术资料.

[2]翟华.海洋石油平台伴热系统漏电保护问题的探讨[J].卷宗，2019（27）：344-345.

[3]宗希媛.自限温电伴热带应用中常见问题分析[J].低温建筑技术，2017，39（1）：126-128.

[4]蒋建军.电伴热施工技术存在的问题及解决方案[J].工程建设与设计，2017（z1）：61-62.