CN104724553A - 电缆布放和回收的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆布放和回收的装置及方法，该装置包括：浮筒、钢缆及悬吊部件。浮筒上部设置存缆盘，内部设置出缆管道；钢缆一端缠绕固定在存缆盘上，另一端穿过出缆管道与悬吊部件固连，悬吊部件中部外壁固连定位部件，定位部件与钢缆连接，悬吊部件将电缆夹紧固定在通孔中。该方法包括：根据悬链线分析计算公式确定悬吊部件离设备平台的初始距离；吊车将浮筒、悬吊部件及电缆在距设备平台初始距离的位置放入水中；布缆船朝远离设备平台的方向低速直线航行；电缆绞车随着布缆船的移动不断的放开电缆。该装置及方法能快速便捷的布放电缆，同时能有效回收电缆进行重复利用，大大降低成本，提高经济效益。

Description

电缆布放和回收的装置及方法

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，特别涉及电缆布放和回收的装置及方法。

背景技术

随着海洋开发工程从浅海走向深海，深水设备电缆的布放难度也随之增加，而深水设备要能在水下工作，需要电缆传输数据信号和电源信号，电缆布放回收的快慢及方便程度很大影响了深水设备的工作状况。

现有常用的电缆布放方式有两种。第一种：把电缆布放到水底，并埋放在淤泥层中，由于此种方式需要在水下工作布放电缆，从而导致工作量大，工艺要求高，且电缆不可以回收利用，导致成本较高。第二种：采用很多个水面浮标间隔固定在电缆上，以使得电缆布放在水面上，但此种方式工作量大，且浮标在水中影响航道，加大航道管理难度，并且不利于电缆的快速回收。

发明内容

本申请实施例通过提供电缆布放和回收的装置及方法，解决了现有技术中电缆布放的工作量大，且不利于电缆回收的技术问题，实现了快速便捷的布放电缆，同时能有效回收电缆进行重复利用，大大降低成本，提高经济效益。

本申请实施例提供的一种电缆布放和回收的装置，用于布放和回收大型深水设备平台的电缆；所述装置包括用于承载和托运所述电缆的布缆船；所述装置还包括：

浮筒，悬浮于水上，用于提拉所述电缆；所述浮筒上部设置存缆盘；所述浮筒内部设置出缆管道；

悬吊部件，中部设置通孔，两端呈喇叭形；所述悬吊部件将所述电缆夹紧固定在所述通孔中；所述悬吊部件中部外壁固连定位部件；

钢缆，一端缠绕固定在所述存缆盘上，另一端穿过所述出缆管道与所述定位部件连接；

其中，所述浮筒通过所述钢缆提拉所述悬吊部件完成所述电缆的布放和回收工作。

作为优选，所述悬吊部件包括：

第一悬吊部件，所述第一悬吊部件呈弓形；

第二悬吊部件，所述第二悬吊部件呈弓形；所述第一悬吊部件与第二悬吊部件固连后形成所述悬吊部件。

作为优选，所述装置还包括：

吊车，所述吊车包括：

二支架，所述二支架的底部固连所述布缆船的艉部；

顶杆，所述顶杆两端分别固连所述二支架的顶端；所述顶杆的一端伸出所述布缆船的艉部；

滚轮，设置在所述顶杆上，能沿所述顶杆滑移；

吊钩，通过吊缆固定在所述滚轮的下方，用于悬挂所述钢缆。

作为优选，所述装置还包括：

电缆绞车，固定在所述布缆船上，用于收放所述电缆；所述电缆缠绕在所述电缆绞车上。

本申请实施例提供的一种电缆布放和回收的方法，所述方法包括：

根据悬链线分析计算公式确定所述悬吊部件离设备平台的初始距离；所述电缆的一端固连所述设备平台，另一端缠绕固连所述电缆绞车；其中，所述悬链线分析计算公式为S＝(H/2)+10；其中S为所述初始距离，单位为m；H为所述设备平台的深度，单位为m；

将所述悬吊部件穿套在所述电缆外，进而将所述电缆固定在所述通孔内；将所述出缆管道底部伸出的所述钢缆固连在所述悬吊部件中部的所述定位部件；

所述布缆船行驶至距所述设备平台初始距离的位置停止；所述吊车将所述浮筒、悬吊部件及电缆在距所述设备平台初始距离的位置放入水中；

所述布缆船朝远离所述设备平台的方向低速直线航行；

所述电缆绞车随着所述布缆船的移动不断的放开所述电缆；当所述布缆船行驶到设定位置停泊，完成所述电缆的布放工作；

当进行所述电缆的回收工作时，所述电缆绞车工作，开始缠绕回收所述电缆；所述布缆船随着所述电缆绞车的工作不断的低速直线倒退航行；所述布缆船倒退到距离所述设备平台设定位置时停止航行；所述电缆绞车继续慢速缠绕回收所述电缆；所述悬吊部件及电缆上升到水面附近后，所述吊车将所述悬吊部件及电缆吊运至所述布缆船的甲板；分拆所述悬吊部件后，所述电缆绞车将所述电缆完全回收，这样完成所述回收工作。

作为优选，所述吊车将所述浮筒、悬吊部件及电缆在距所述设备平台初始距离的位置放入水中；所述吊钩钩住所述浮筒与悬吊部件之间的所述钢缆；所述吊钩上端的所述吊缆不再受拉力的情况下，卸掉所述吊钩上的所述钢缆。

作为优选，所述吊车将所述浮筒放入水之前，所述浮筒通过临时牵引缆与所述设备平台连接；所述临时牵引缆的长度等于所述初始距离。

本申请实施例提供的电缆布放和回收的装置通过设置一个浮筒及悬吊部件即能实现电缆的布放和回收，相比于常规的电缆布放装置，节省大量的浮标，避免浮标与设备平台发生相互干涉的缺陷。悬吊部件两端呈喇叭形保证电缆布放时在水中悬吊的动态任意方向的弯曲半径都在规定的范围以内，避免电缆在水深变化时发生缠绕进而影响布放效果，将电缆快速便捷的布放在水下设定位置，同时能有效回收电缆后重新利用，大大降低成本，提高经济效益。

进一步的，本申请实施例提供的电缆布放和回收的方法通过采用悬链线分析计算公式找到合适的悬吊部件离设备平台的初始距离，通过设置一个浮筒及悬吊部件实现对电缆的布放和回收过程的牵引和导向作用，在布缆船和电缆绞车的配合下，布缆船低速直线航行的同时电缆绞车同步放出或回收电缆，保证电缆布放或回收过程的快捷顺畅，能有效将电缆布放到设计的水下位置，同时实现电缆回收过程的快速快捷。该方法能满足在30～100m水深工作的大型设备平台，解决现有常规电缆的布放困难，水面布设作业量大，布放程序复杂，难以回收重复利用，造价过高的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电缆布放和回收的装置的吊放示意图；

图2为本发明实施例提供的电缆布放和回收的装置中的电缆布放示意图；

图3为本发明实施例提供的电缆布放和回收的装置中的电缆工作示意图；

图4为本发明实施例提供的电缆布放和回收的装置中的电缆回收示意图；

图5为本发明实施例提供的电缆布放和回收的装置的回收示意图。

(图示中各标号代表的部件依次为：1设备平台、2临时牵引缆、3浮筒、4电缆、5钢缆、6悬吊部件、7滚轮、8顶杆、9支架、10电缆绞车、11布缆船)

具体实施方式

本申请实施例通过提供电缆布放和回收的装置及方法，解决了现有技术中电缆布放的工作量大，且不利于电缆回收的技术问题，运用悬吊部件将电缆夹紧固定在其通孔中，通过浮筒的浮力牵引悬吊部件及电缆，实现了电缆布放过程的方便快捷，同时能有效回收电缆进行重复利用，大大降低成本，提高经济效益。

参见附图1～5，本申请实施例提供的一种电缆布放和回收的装置，用于布放和回收大型深水设备平台1的电缆4。该装置包括用于承载和托运电缆4的布缆船11。该装置还包括：浮筒3、悬吊部件6、钢缆5。浮筒3悬浮于水上，用于提拉电缆4，浮筒3呈水鼓状，上部设置存缆盘。悬吊部件6的中部设置通孔，两端呈喇叭形，确保电缆4在水中悬吊的动态任意方向的弯曲半径都在规定的范围以内。悬吊部件6将电缆5夹紧固定在通孔中，悬吊部件6的中部外壁固连定位部件，悬吊部件6用于牵引电缆4，悬吊部件6使电缆4悬浮在水中。使用时，悬吊部件6中部的定位部件用钢缆5与浮筒3连接，浮筒3通过钢缆5提拉悬吊部件6完成电缆4的布放和回收工作。其中，悬吊部件6包括：第一悬吊部件及第二悬吊部件。第一悬吊部件呈弓形，第二悬吊部件呈弓形，第一悬吊部件与第二悬吊部件合拢固定成为悬吊部件6，进而将电缆4固定。第一悬吊部件与第二悬吊部件关于悬吊部件6的轴心对称，第一悬吊部件与第二悬吊部件的两端的弧形面为导缆圆弧，导缆圆弧半径≥640毫米。

存缆盘上缠绕有钢缆5，作为一种优选的实施例，钢缆5为镀锌钢缆。浮筒3的轴线位置固连出缆管道，钢缆5的一端固定在存缆盘上，钢缆5的另一端穿过出缆管道向下出缆并与定位部件连接。浮筒3为钢结构体，浮筒3在电缆4布放时给电缆4提供浮力，浮筒3提供的正浮力能保证电缆4布放到设定位置后浮筒3悬浮于水面上，作为一种优选的实施例，浮筒3自重约400公斤，可提供约500公斤正浮力。钢缆5的直径为φ14，总长度约80米，备用长度平时储存在存缆盘上，钢缆5从浮筒3中间的出缆管道中向下出缆。浮筒3能为水下的悬吊部件6和电缆4提供浮力，使得布放完成后的电缆4悬浮在水下设定的位置。

作为优选，该装置还包括：吊车，用于将浮筒3、悬吊部件6及电缆4放入水下，该吊车包括：二支架9、顶杆8、滚轮7及吊钩。二支架9底部固连布缆船11的艉部，两支架9平行设置。顶杆8两端分别固连二支架9的顶端，顶杆9的一端伸出布缆船11的艉部，滚轮7设置在顶杆8上，滚轮7能沿顶杆8滑移，吊钩通过吊缆固定在滚轮7的下方。两支架9用于支撑顶杆8及其上设置的滚轮7、吊钩及待吊装物体，吊钩用于悬挂钢缆5，操作人员在布缆船11的甲板上用吊钩将浮筒3与悬吊部件6之间的钢缆5钩住，然后推动吊钩往布缆船11的艉部外侧移动，此时滚轮7受吊缆的拉力沿顶杆8往布缆船11的艉部外侧滑移，当滚轮7滑移到顶杆8端部时，吊钩钩住的浮筒3与悬吊部件6位于水面上，方便浮筒3和悬吊部件6下入水中。

其中，参见附图1和2，在电缆4布放过程中，浮筒3和悬吊部件6下入水里后，电缆绞车10不断放出电缆4，电缆4带动悬吊部件6往水下沉，悬吊部件6不断拉扯钢缆5，同时浮筒3不断放出钢缆5。当电缆4下沉到一定的深度后，处于悬浮状态，吊钩上的钢缆5不再受拉力，此时卸掉吊钩上的钢缆5。

作为优选，该装置还包括：电缆绞车10。电缆绞车10固定在布缆船11上，电缆4缠绕在电缆绞车10上，光缆绞车10用于收放电缆4。

参见附图1～5，本申请实施例提供的一种电缆布放和回收的方法包括：

S1：根据悬链线分析计算公式确定悬吊部件6离设备平台1的初始距离；电缆4的一端固连设备平台1，另一端缠绕固连电缆绞车10；此时，根据此电缆4的连接布放状态，可将电缆4视作简单悬链线，根据设备平台1在不同水深工作计算浮筒3及悬吊部件6的安装位置。电缆4在布放之前需要从悬吊部件6内穿过，且将电缆4的一段固定在悬吊部件6上，其中固定位置离设备平台1的长度，可以根据悬链线分析计算得到。其中，悬链线分析计算公式为S＝(H/2)+10；其中S为初始距离，单位为m；H为设备平台1的深度，单位为m。作为一种优选的实施例，设备平台1的工作深度为H为100m，则初始距离为S＝(100/2)+10＝60m；那么相应的确定电缆4与悬吊部件6的固定位置离设备平台1的距离为60m，同时，连接浮筒3与设备平台1的临时牵引缆2的长度也等于60m。

S2：将悬吊部件6穿套在电缆4外，进而将电缆4固定在通孔内，固定位置为初始距离。将出缆管道底部伸出的钢缆5固连悬吊部件6中部的定位部件，这样完成了浮筒3、悬吊部件6及电缆4的固定，为后面的布放做好准备工作。

S3：布缆船11行驶至距设备平台1初始距离的位置停止，参见附图1，吊车将浮筒3、悬吊部件6及电缆4在距设备平台1初始距离的位置放入水中。此时，电缆4与悬吊部件6的固定位置距离设备平台1的长度为初始距离。

S4：布缆船11朝远离设备平台1的方向低速直线航行。

S5：参见附图2，电缆绞车10随着布缆船11的移动不断的放开电缆4，电缆绞车10持续慢速放出电缆4，放缆过程中注意浮筒3的吃水线，当浮筒3的吃水发生变化时，说明浮筒3开始承受电缆4和悬吊部件6的重量，布缆船11可继续航行。参见附图3，当布缆船11行驶到设定位置停泊，此时浮筒3水位到达满载水线附近，水下部分的电缆4呈悬浮状态，完成电缆4的布放工作。相比于常规电缆埋入水底不能回收的缺点，该方法实现了电缆4的回收利用，大大降低成本，提高经济效益。

参见附图4和5，当进行电缆4的回收工作时，电缆绞车10工作，开始缠绕回收电缆4，布缆船11随着电缆绞车10的工作不断的低速直线倒退航行，布缆船11倒退到靠近设备平台的设定位置时停止航行，作为一种优选的实施例，该设定位置距离设备平台50m。电缆绞车10继续慢速缠绕回收光电复合缆4，悬吊部件6及电缆4上升到水面附近后，吊车将悬吊部件6及电缆4吊运至布缆船11的甲板，分拆悬吊部件6后，电缆绞车10将电缆4完全回收，这样完成回收工作。

其中，在布缆船11和电缆绞车10的配合下，布缆船11低速直线航行的同时电缆绞车10同步放出或回收电缆4，保证布放或回收过程的快捷顺畅，能有效将电缆4布放到设计的水下位置，同时实现电缆4回收过程的方便快捷。

作为优选，吊车将浮筒3、悬吊部件6及电缆4在距设备平台1初始距离的位置放入水中，吊钩钩住浮筒3与悬吊部件6之间的钢缆5，吊钩上端的吊缆不再受拉力的情况下，卸掉吊钩上的钢缆5。浮筒3和悬吊部件6下入水里后，电缆绞车10不断放出电缆4，电缆4带动悬吊部件6往水下沉，悬吊部件6不断拉扯钢缆5，同时浮筒3不断放出钢缆5。当电缆4下沉到一定的深度后，处于悬浮状态，吊钩上的钢缆5不再受拉力，此时卸掉吊钩上的钢缆5。

作为优选，吊车将浮筒3放入水之前，浮筒3通过临时牵引缆2与设备平台1连接；临时牵引缆2的长度等于初始距离。

本申请实施例提供的电缆布放和回收的装置通过设置一个浮筒3及悬吊部件6即能实现电缆4的布放和回收，相比于常规的电缆布放装置，节省大量的浮标，避免浮标与设备平台1发生相互干涉的缺陷。悬吊部件6两端呈喇叭形保证电缆4布放时在水中悬吊的动态任意方向的弯曲半径都在规定的范围以内，避免电缆在水深变化时发生缠绕进而影响布放效果，将电缆4快速便捷的布放在水下设定位置，同时能有效回收电缆4后重新利用，大大降低成本，提高经济效益。

进一步的，本申请实施例提供的电缆布放和回收的方法通过采用悬链线分析计算公式找到合适的悬吊部件6离设备平台1的初始距离，通过设置一个浮筒3及悬吊部件6实现对电缆4的布放和回收过程的牵引和导向作用，在布缆船11和电缆绞车10的配合下，布缆船11低速直线航行的同时电缆绞车10同步放出或回收电缆4，保证电缆4布放或回收过程的快捷顺畅，能有效将电缆4布放到设计的水下位置，同时实现电缆4回收过程的快速快捷。该方法是一种快速便捷，能满足在30～100m水深工作的大型设备平台1，解决现有常规电缆4的布放困难，水面布设作业量大，布放程序复杂，难以回收重复利用，造价过高的问题。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电缆布放和回收的装置，用于布放和回收大型深水设备平台的电缆；所述装置包括用于承载和托运所述电缆的布缆船；其特征在于，所述装置还包括：

浮筒，悬浮于水上，用于提拉所述电缆；所述浮筒上部设置存缆盘；所述浮筒内部设置出缆管道；

悬吊部件，中部设置通孔，两端呈喇叭形；所述悬吊部件将所述电缆夹紧固定在所述通孔中；所述悬吊部件中部外壁固连定位部件；

钢缆，一端缠绕固定在所述存缆盘上，另一端穿过所述出缆管道与所述定位部件连接；

其中，所述浮筒通过所述钢缆提拉所述悬吊部件完成所述电缆的布放和回收工作。

2.根据权利要求1所述电缆布放和回收的装置，其特征在于，所述悬吊部件包括：

第一悬吊部件，所述第一悬吊部件呈弓形；

第二悬吊部件，所述第二悬吊部件呈弓形；所述第一悬吊部件与第二悬吊部件固连后形成所述悬吊部件。

3.根据权利要求1所述电缆布放和回收的装置，其特征在于，所述装置还包括：

吊车，所述吊车包括：

二支架，所述二支架的底部固连所述布缆船的艉部；

顶杆，两端分别固连所述二支架的顶端；所述顶杆的一端伸出所述布缆船的艉部；

滚轮，设置在所述顶杆上，能沿所述顶杆滑移；

吊钩，通过吊缆固定在所述滚轮的下方，用于悬挂所述钢缆。

4.根据权利要求1所述电缆布放和回收的装置，其特征在于，所述装置还包括：

电缆绞车，固定在所述布缆船上，用于收放所述电缆；所述电缆缠绕在所述电缆绞车上。

5.一种电缆布放和回收的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据悬链线分析计算公式确定所述悬吊部件离设备平台的初始距离；所述电缆的一端固连所述设备平台，另一端缠绕固连所述电缆绞车；其中，所述悬链线分析计算公式为S＝(H/2)+10；其中S为所述初始距离，单位为m；H为所述设备平台的深度，单位为m；

将所述悬吊部件穿套在所述电缆外，进而将所述电缆固定在所述通孔内；将所述出缆管道底部伸出的所述钢缆固连在所述悬吊部件中部的所述定位部件；

所述布缆船行驶至距所述设备平台初始距离的位置停止；所述吊车将所述浮筒、悬吊部件及电缆在距所述设备平台初始距离的位置放入水中；

所述布缆船朝远离所述设备平台的方向低速直线航行；

所述电缆绞车随着所述布缆船的移动不断的放开所述电缆；当所述布缆船行驶到设定位置停泊，完成所述电缆的布放工作；

当进行所述电缆的回收工作时，所述电缆绞车工作，开始缠绕回收所述电缆；所述布缆船随着所述电缆绞车的工作不断的低速直线倒退航行；所述布缆船倒退到距离所述设备平台设定位置时停止航行；所述电缆绞车继续慢速缠绕回收所述电缆；所述悬吊部件及电缆上升到水面附近后，所述吊车将所述悬吊部件及电缆吊运至所述布缆船的甲板；分拆所述悬吊部件后，所述电缆绞车将所述电缆完全回收，这样完成所述回收工作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述吊车将所述浮筒、悬吊部件及电缆在距所述设备平台初始距离的位置放入水中；所述吊钩钩住所述浮筒与悬吊部件之间的所述钢缆；所述吊钩上端的所述吊缆不再受拉力的情况下，卸掉所述吊钩上的所述钢缆。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述吊车将所述浮筒放入水之前，所述浮筒通过临时牵引缆与所述设备平台连接；所述临时牵引缆的长度等于所述初始距离。