CN102593760A - 海底电缆抽拉导向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海底电缆抽拉导向装置，其包括导向滚轴结构、支撑结构及配重结构；该支撑结构包括对称设置的两个支撑框架，该导向滚轴结构包括多个导向滚轴，该多个导向滚轴的两端分别设置在两个支撑框架上端，该配重结构包括两个配重块，两个配重块分别设置在两个支撑框架底部；确保电缆在抽拉过程中不发生折弯及滑动摩擦，达到保护电缆的功效；作业时可对电缆限位导向，避免提拉力直接作用在电缆护管上，有效保护电缆护管；操作简单、安全、高效，大大缩短作业时间及施工成本。

Description

海底电缆抽拉导向装置

技术领域

本发明涉及一种用于深水油气平台电缆，尤其是电缆护管喇叭口带密封塞的电缆的保护性海底抽拉的海底电缆抽拉导向装置。

背景技术

随着海上石油工业的深入发展和海上油田不断地开发，一些深水油气田的电缆也陆续频繁地发生故障。为满足平台的供电和通讯要求，保证平台的正常生产，电缆的修复变得尤为重要。电缆海底下抽拉出护管的技术是电缆修复作业中一项最为核心的技术。传统方法直接进行电缆护管下抽拉，在喇叭口部位摩擦力极大，会对护管造成较大的作用力，并容易破坏护管，而对于电缆护管喇叭口处带有密封塞的电缆海底下抽拉，用传统方法几乎不可能实现，如何保证电缆在水下能够顺利抽拉，且在抽拉过程中不损伤护管及电缆本身成为本技术领域亟待解决的一个难题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种海底电缆抽拉导向装置，主要包括由导向滚轴结构、支撑结构及配重结构；确保电缆在抽拉过程中不发生折弯及滑动摩擦，达到保护电缆的功效；作业时可对电缆限位导向，避免提拉力直接作用在电缆护管上，有效保护电缆护管；操作简单、安全、高效，大大缩短作业时间及施工成本。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明海底电缆抽拉导向装置，其特征在于，包括导向滚轴结构、支撑结构及配重结构；该支撑结构包括对称设置的两个支撑框架2、2’；该导向滚轴结构包括多个导向滚轴1，该多个导向滚轴的两端分别设置在两个支撑框架2、2’上端；该配重结构包括两个配重块3、3’，该两个配重块3、3’分别设置在两个支撑框架2、2’的底部。

前述的海底电缆抽拉导向装置，其中两个支撑框架2、2’为相对设置的对称框架，且两个支撑框架之间的距离等于导向滚轴1的长度；该支撑框架2包括底座21、数个支柱22、两个斜撑23、24以及数个连接体25，该底座21为方形框体，该方形框体一侧设有多个支柱22，相邻的两个支柱上端之间分别通过连接体25固定，其中一个斜撑23一端与排列在首位的支柱22上端固定，另一端与底座21固定，另一个斜撑24一端与排列在末位的支柱22上端固定，另一端与底座21固定；该数个支柱22的高度按照大于电缆弯曲半径的圆弧排列；该支撑框架2’包括底座21’、数个支柱22’、两个斜撑23’、24’以及数个连接体25’，该底座21’为方形框体，该方形框体与底座21为方形框体相对的一侧设有多个支柱22’，相邻的两个支柱上端之间分别通过连接体25’固定，其中一个斜撑23’一端与排列在首位的支柱22’上端固定，另一端与底座21’固定，另一个斜撑24’一端与排列在末位的支柱22’上端固定，另一端与底座21’固定；该数个支柱22’的高度按照大于电缆弯曲半径的圆弧排列；数个支柱22的高度分别与相对侧的数个支柱22’的高度两两对应。

前述的海底电缆抽拉导向装置，其中两个支撑框架2和2’的底座21和21’、支柱22和22’、斜撑(23、24、23’、24’)以及连接体25和25’均为H型钢。

前述的海底电缆抽拉导向装置，其中导向滚轴1为内管外部套设外管构成的管中管结构，其外管套在内管外部且围绕内管自由转动，内管两端分别固定在支柱22、22’的上端，多个导向滚轴按圆弧形排列，该圆弧形的半径大于电缆弯曲半径。

前述的海底电缆抽拉导向装置，其中配重结构包括两个相同重量的配重块3、3’，该配重块3、3’的重量大于电缆抽拉时产生的向上提拉力；该配重块3通过筋板焊接固定在支撑框架2的底座21上，且配重块3的顶部设有两个吊耳31、32，供安装吊装索具；该配重块3’通过筋板焊接固定在支撑框架2’的底座21’上，且配重块3’的顶部设有两个吊耳31’、32’，供安装吊装索具。

支撑框架2、2’底座上的配重块3、3’为电缆抽拉导向装置提供了稳定的基座，可避免电缆在抽拉过程中，该导向装置发生侧翻或倾覆。

本发明海底电缆抽拉导向装置的有益效果，其专门用于电缆(尤其是电缆护管喇叭口处带有密封塞)或其它缆状结构物的抽拉，并可防止抽拉过程中电缆护管及护管内的电缆发生损伤。该装置主要由导向滚轴结构、支撑结构及配重结构三部分组成。导向滚轴为管中管结构，内管与支撑结构焊接固定，外管可自由转动，多个导向滚轴按大于电缆弯曲的半径圆弧排列，确保电缆在抽拉过程中不发生折弯及滑动摩擦，达到保护电缆的功效。其次，导向装置骑跨于电缆上，将电缆限位在导向滚轴与底座之间，电缆水平抽出后，先接触设置在低位的导向滚轴底面，最后离开设置在高位的导向滚轴底面，使电缆抽拉方向从水平方向改成倾斜向上的方向，因此对电缆起到限位导向作用，可以避免提拉力直接作用在电缆护管上，使得电缆护管得到有效地保护。支撑结构由H型钢组焊而成，其强度满足吊装下水及电缆抽拉两种工况的要求。配重结构可由钢结构或混凝土结构组成，其重量可根据不同的抽拉作用力自由装配，配重在水中的重力需大于电缆抽拉时产生的向上提拉力。该装置采用一次性吊装到位的设计，所有作业均由ROV完成，无需潜水员参与。作业简单、安全、高效，大大缩短作业时间及施工成本。海底电缆抽拉导向装置用普通的碳钢材料制作而成，对材料要求不高且制作简单。由于其作为临时使用的作业工具，对防腐的要求不高，因此制作费用较低。

附图说明：

图1为本发明海底电缆抽拉导向装置整体结构示意图。

图中主要标号说明：

1导向滚轴、2支撑框架、21底座、22支柱、23斜撑、24斜撑、25连接体、2’支撑框架、21’底座、22’支柱、23’斜撑、24’斜撑、25’连接体、3配重块、31吊耳、32吊耳、3’配重块、31’吊耳、32’吊耳。

具体实施方式

如图1所示，本发明海底电缆抽拉导向装置，其包括导向滚轴结构、支撑结构及配重结构；该支撑结构包括对称设置的两个支撑框架2、2’；该导向滚轴结构包括多个导向滚轴1，该多个导向滚轴的两端分别设置在两个支撑框架2、2’上端；该配重结构包括两个配重块3、3’，该两个配重块3、3’分别设置在两个支撑框架2、2’的底部。

如图1所示，本发明海底电缆抽拉导向装置，其中，该两个支撑框架2、2’为相对设置的对称框架，且两个支撑框架之间的距离等于导向滚轴1的长度；该支撑框架2包括底座21、数个支柱22、两个斜撑23、24以及数个连接体25，该底座21为方形框体，该方形框体一侧设有多个支柱22，相邻的两个支柱上端之间分别通过连接体25固定，其中一个斜撑23一端与排列在首位的支柱22上端固定，另一端与底座21固定，另一个斜撑24一端与排列在末位的支柱22上端固定，另一端与底座21固定；该数个支柱22的高度按照大于电缆弯曲半径的圆弧排列；该支撑框架2’包括底座21’、数个支柱22’、两个斜撑23’、24’以及数个连接体25’，该底座21’为方形框体，该方形框体与底座21为方形框体相对的一侧设有多个支柱22’，相邻的两个支柱上端之间分别通过连接体25’固定，其中一个斜撑23’一端与排列在首位的支柱22’上端固定，另一端与底座21’固定，另一个斜撑24’一端与排列在末位的支柱22’上端固定，另一端与底座21’固定；该数个支柱22’的高度按照大于电缆弯曲半径的圆弧排列；数个支柱22的高度分别与相对侧的数个支柱22’的高度两两对应。该两个支撑框架2和2’的底座21和21’、支柱22和22’、斜撑(23、24、23’、24’)以及连接体25和25’均为H型钢。该导向滚轴1为内管外部套设外管构成的管中管结构，其外管套在内管外部且围绕内管自由转动，内管两端分别固定在支柱22、22’的上端，多个导向滚轴按圆弧形排列，该圆弧形的半径大于电缆弯曲半径。该配重结构包括两个相同重量的配重块3、3’，该配重块3、3’的重量大于电缆抽拉时产生的向上提拉力；该配重块3通过筋板焊接固定在支撑框架2的底座21上，且配重块3的顶部设有两个吊耳31、32，供安装吊装索具；该配重块3’通过筋板焊接固定在支撑框架2’的底座21’上，且配重块3’的顶部设有两个吊耳31’、32’，供安装吊装索具。

本发明海底电缆抽拉导向装置使用时，在船甲板上挂好吊装索具，使用船上吊机将海底电缆抽拉导向装置吊出舷外，下放入水，骑跨到喇叭口电缆之上，电缆位于导向装置导向滚轴下面，和导向装置底座之间，导向装置设置在低位的导向滚轴靠近喇叭口，导向装置设置在高位的导向滚轴远离喇叭口，并保证导向装置低位导向滚轴端与护管之间有足够的安全距离。将索具摆放到导向装置两侧并远离导向滚轴，由水下机器人(ROV)解脱ROV钩。ROV在导向装置前方的电缆拖拉头上挂好吊装索具，完成后由ROV移位至喇叭口处就位观察。利用绞车提升电缆直至密封塞及电缆全部抽拉出。由于导向滚轴能使电缆抽拉时保持最小弯曲半径，因此可避免电缆受损。

采用该装置，仅使用常规D PII级动力定位船及ROV系统等资源便可完成100米及以上水深电缆的抽拉作业。安装该装置时由ROV引导，保证该装置骑跨于电缆正上方，安装就位后由ROV解脱吊装索具。其后，由ROV在装置前方的电缆上挂好吊装索具，指引船上绞车进行电缆提拉，并对电缆抽拉过程进行监控。船上绞车在提拉过程中，通过拉力显示装置确定拉力大小，确保拉力大小不超过电缆的允许拉力值，防止电缆在抽拉过程发生破损。电缆抽拉结束后，由ROV安装吊装索具并指引船上吊机回收该导向装置，完成电缆抽拉作业。整个水下作业均采用ROV完成，无需潜水员参与，大大节省了施工成本。通过实践证明了该装置是一种简单、安全、实用、高效的装置。

该装置采用简单的结构件，将配重和导向装置整合为一体，采用简单的骑跨方式放置于海底电缆上。在抽拉过程中，旧电缆在水平抽出时，先接触导向装置设置在低位的导向滚轴底面，最后离开设置在高位的导向滚轴底面，使抽拉旧电缆的方向是从水平方向逐渐改变为倾斜向上的方向，有效减小旧电缆和电缆护管之间产生摩擦力和相互作用力，所以海底电缆抽拉导向装置为旧电缆提供了保护并改变电缆的受力方向，保护电缆护管；配重为该装置提供重力支持，防止该装置受力侧翻或倾覆。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种海底电缆抽拉导向装置，其特征在于，包括导向滚轴结构、支撑结构及配重结构；该支撑结构包括对称设置的两个支撑框架(2、2’)；该导向滚轴结构包括多个导向滚轴(1)，该多个导向滚轴的两端分别设置在两个支撑框架(2、2’)上端；该配重结构包括两个配重块(3、3’)，该两个配重块(3、3’)分别设置在两个支撑框架(2、2’)的底部。

2.根据权利要求1所述的海底电缆抽拉导向装置，其特征在于，所述两个支撑框架(2、2’)为相对设置的对称框架，且两个支撑框架之间的距离等于导向滚轴(1)的长度；

该支撑框架(2)包括底座(21)、数个支柱(22)、两个斜撑(23、24)以及数个连接体(25)，该底座(21)为方形框体，该方形框体一侧设有多个支柱(22)，相邻的两个支柱上端之间分别通过连接体(25)固定，其中一个斜撑(23)一端与排列在首位的支柱(22)上端固定，另一端与底座(21)固定，另一个斜撑(24)一端与排列在末位的支柱(22)上端固定，另一端与底座(21)固定；该数个支柱(22)的高度按照大于电缆弯曲半径的圆弧排列；

该支撑框架(2’)包括底座(21’)、数个支柱(22’)、两个斜撑(23’、24’)以及数个连接体(25’)，该底座(21’)为方形框体，该方形框体与底座(21)为方形框体相对的一侧设有多个支柱(22’)，相邻的两个支柱上端之间分别通过连接体(25’)固定，其中一个斜撑(23’)一端与排列在首位的支柱(22’)上端固定，另一端与底座(21’)固定，另一个斜撑(24’)一端与排列在末位的支柱(22’)上端固定，另一端与底座(21’)固定；该数个支柱(22’)的高度按照大于电缆弯曲半径的圆弧排列；

数个支柱(22)的高度分别与相对侧的数个支柱(22’)的高度两两对应。

3.根据权利要求2所述的海底电缆抽拉导向装置，其特征在于，所述两个支撑框架(2、2’)的底座(21、21’)、数个支柱(22、22’)、两个斜撑(23、24、23’、24’)以及数个连接体(25、25’)均为H型钢。

4.根据权利要求1或2所述的海底电缆抽拉导向装置，其特征在于，所述导向滚轴(1)为内管外部套设外管构成的管中管结构，其外管套在内管外部且围绕内管自由转动，内管两端分别固定在支柱(22、22’)的上端，多个导向滚轴按圆弧形排列，该圆弧形的半径大于电缆弯曲半径。

5.根据权利要求1所述的海底电缆抽拉导向装置，其特征在于，所述配重结构包括两个相同重量的配重块(3、3’)，该配重块(3、3’)的重量大于电缆抽拉时产生的向上提拉力；该配重块(3)通过筋板焊接固定在支撑框架(2)的底座(21)上，且配重块(3)的顶部设有两个吊耳(31、32)，供安装吊装索具；该配重块(3’)通过筋板焊接固定在支撑框架(2’)的底座(21’)上，且配重块(3’)的顶部设有两个吊耳(31’、32’)，供安装吊装索具。

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