CN105552821A - 一种隔水式水下电缆连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下作业技术领域，具体涉及一种隔水式水下电缆连接的施工方法，具体包括设备预处理、安置隔水罩、水下连接作业和设备后处理等步骤，其利用内空结构的隔水罩为潜水员对电缆接头的处理提供无水环境，并在隔水罩内设置充气阀和排气阀组成的充气排水系统，能够实时排除隔水罩内积水，以确保无水施工条件；该方法为水下电缆检测、维修、更换等创造了类似于陆地的施工条件，使得电缆在水下现场连接成为现实，为类似的水下作业项目提供了技术可行、经济有效的新工艺和新方法；其工艺操作简便，安全性高，施工质量好，所用设备结构新颖，成本低廉，制造容易，移动和维修方便，施工环境友好。

Description

一种隔水式水下电缆连接方法

技术领域：

本发明属于水下作业技术领域，具体涉及一种隔水式水下电缆连接的施工方法，能够为水下电缆的检修连接创造出类似旱地施工的条件，以降低工程人员水下工作的难度。

背景技术：

近年来，随着通信、新能源等产业的大力发展，我国的特种电缆——水下电缆的发展也是欣欣向荣。水下电缆是指埋设与海水或淡水中用于传输电信号的线缆，包括用于海底通信或电力传输的海底电缆以及海上风力发电/输电、江河/湖泊改造或水库大坝建设等的水下电缆；由于其良好的防水性、耐腐蚀性和抗压性而得到了较为广泛的使用。但是在水下电缆长期使用过程中，总会出现各类故障需及时检查、维修，而检修过程中对水下电缆的接头处的防水和密封均具有较高要求，目前采用是修复方法大都是将事先埋设好的电缆重新拉出水面，在陆地上处理好接头后再铺设至水下，此种方法不仅工作量大、操作麻烦，且耗时长、成本高；而目前已知的技术中也没有公开有关水下作业系统或装置中如何对水下电缆连接头进行防水密封处理的工艺或方法，例如中国专利ZL201320217278.5和中国专利ZL201320217033.2公开的一种海洋石油水下作业系统，中国专利ZL201320216931.6公开的一种海洋石油水下勘探系统，中国专利ZL201320599356.2公开的一种水下电缆连接密封装置等等。因此，本发明研究设计出一种专门用于水下电缆连接的隔水施工方法，能够为操作人员在水下电缆连接作业时提供类似于陆地的施工条件，从而保障电缆连接头处的密封质量和使用效果，具有良好的实用价值和推广效益。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种隔水式水下电缆连接方法，利用隔水罩实现对水下电缆的直接施工而无需拉出水面。

为了实现上述目的，本发明涉及的隔水式水下电缆连接方法在隔水罩中实现，具体包括以下步骤：

(1)设备预处理：将工作船开至工作水域，在隔水罩的顶板上部固定设置浮箱，并通过外部独立的充气管与隔水罩左右侧板上的充气阀密封连接，然后利用提升机将隔水罩起吊入水并打开排气阀使隔水罩内充满水，再通过浮箱调节隔水罩的浮力使隔水罩在水中为零浮力，以方便控制隔水罩移动；

(2)安置隔水罩：潜水员下水后控制隔水罩移动至待维修电缆附近，若待维修电缆附近有固定结构物，则潜水员将隔水罩的下部耳板通过膨胀螺栓连接在固定结构物的上部，并将拉杆拉起通过膨胀螺栓连接在固定结构物的下部；若待维修电缆附近没有固定结构物，则潜水员通过增加配重和打锚固桩的方式将隔水罩的下部耳板固定于临时固桩的上部，并将拉杆拉起通过膨胀螺栓连接在临时固桩的下部；

(3)水下连接作业：潜水员在隔水罩内关闭排气阀并打开充气阀对隔水罩进行充气排水，待隔水罩内水位下降至操作台以下15-30cm处时关闭充气阀；潜水员通过踏板与拉杆之间的空挡潜出隔水罩，将待维修电缆从原埋线盒中牵出再从踏板与拉杆之间的空挡穿入至隔水罩内，从而在操作台上于无水环境下进行电缆接头连接或维修处理；

(4)设备后处理：当待维修电缆连接或维修处理完毕后，潜水员将其从踏板与拉杆之间的空挡引出至隔水罩外并埋入原埋线盒中，然后拆除用于固定隔水罩的膨胀螺栓并将隔水罩移动至下一个维修点，实现隔水式水下电缆连接的施工。

进一步的，所述隔水罩主体结构包括顶板、前后侧板、左右侧板、操作台、踏板、上部耳板、下部耳板、排气阀、充气阀和拉杆，内空式方形结构的隔水罩外围由钢板结构的顶板、前后侧板和左右侧板密封式固定连接构成，顶板的上部四个拐角处固定焊接设置有环状结构的上部耳板，以便于提升吊起整体隔水罩，左右侧板的底部两端处分别固定焊接有带螺孔的下部耳板，用于实现与固定结构物的螺栓式连接；隔水罩的底部敞开，内部的左右侧板的一侧处固定设置有操作台用于实现对电缆接头的处理，另一侧的顶部处开设有充气阀用于实现对隔水罩充气排水，左右侧板上对应操作台下方位置处固定焊接有板状结构的踏板用于潜水员踩踏；隔水罩上部顶板上开设有排气阀用于控制隔水罩排气注水，隔水罩下部左右侧板的左侧底部连接有合页结构的拉杆，拉杆上开设有螺孔用于实现与固定结构物的螺栓式连接。

本发明与现有技术相比，利用内空结构的隔水罩为潜水员对电缆接头的处理提供无水环境，并在隔水罩内设置充气阀和排气阀组成的充气排水系统，能够实时排除隔水罩内积水，以确保无水施工条件；该方法为水下电缆检测、维修、更换等创造了类似于陆地的施工条件，使得电缆在水下现场连接成为现实，为类似的水下作业项目提供了技术可行、经济有效的新工艺和新方法；其工艺操作简便，安全性高，施工质量好，所用设备结构新颖，成本低廉，制造容易，移动和维修方便，施工环境友好。

附图说明：

图1为本发明隔水式水下电缆连接方法的流程示意图。

图2为本发明中涉及的隔水罩的主体结构原理正视图。

图3为本发明中涉及的隔水罩的主体结构原理俯视图。

图4为本发明中隔水罩与固定结构物的连接状态原理示意图，其中包括浮箱11、原埋线盒12、待维修电缆13、膨胀螺栓14和潜水员15。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不限于以下实施方式。

实施例1：

本实施例中涉及的隔水式水下电缆连接方法在隔水罩中实现，具体包括以下步骤：

(1)设备预处理：将工作船开至工作水域，在隔水罩的顶板1上部固定设置浮箱11，并通过外部独立的充气管与隔水罩左右侧板3上的充气阀9密封连接，然后利用提升机将隔水罩起吊入水并打开排气阀8使隔水罩内充满水，再通过浮箱11调节隔水罩的浮力使隔水罩在水中为零浮力，以方便控制隔水罩移动；

(2)安置隔水罩：潜水员下水后控制隔水罩移动至待维修电缆13附近，若待维修电缆13附近有固定结构物，则潜水员将隔水罩的下部耳板7通过膨胀螺栓14连接在固定结构物的上部，并将拉杆10拉起通过膨胀螺栓14连接在固定结构物的下部；若待维修电缆13附近没有固定结构物，则潜水员通过增加配重和打锚固桩的方式将隔水罩的下部耳板7固定于临时固桩的上部，并将拉杆10拉起通过膨胀螺栓14连接在临时固桩的下部；

(3)水下连接作业：潜水员在隔水罩内关闭排气阀8并打开充气阀9对隔水罩进行充气排水，待隔水罩内水位下降至操作台4以下15-30cm处时关闭充气阀9；潜水员通过踏板5与拉杆10之间的空挡潜出隔水罩，将待维修电缆13从原埋线盒12中牵出再从踏板5与拉杆10之间的空挡穿入至隔水罩内，从而在操作台4上于无水环境下进行电缆接头连接或维修处理；

(4)设备后处理：当待维修电缆13连接或维修处理完毕后，潜水员将其从踏板5与拉杆10之间的空挡引出至隔水罩外并埋入原埋线盒12中，然后拆除用于固定隔水罩的膨胀螺栓14并将隔水罩移动至下一个维修点，实现隔水式水下电缆连接的施工。

本实施例中所使用的隔水罩主体结构包括顶板1、前后侧板2、左右侧板3、操作台4、踏板5、上部耳板6、下部耳板7、排气阀8、充气阀9和拉杆10，内空式方形结构的隔水罩外围由钢板结构的顶板1、前后侧板2和左右侧板3密封式固定连接构成，顶板1的上部四个拐角处固定焊接设置有环状结构的上部耳板6，以便于提升吊起整体隔水罩，左右侧板3的底部两端处分别固定焊接有带螺孔的下部耳板7，用于实现与固定结构物的螺栓式连接；隔水罩的底部敞开，内部的左右侧板3的一侧处固定设置有操作台4用于实现对电缆接头的处理，另一侧的顶部处开设有充气阀9用于实现对隔水罩充气排水，左右侧板3上对应操作台4下方位置处固定焊接有板状结构的踏板5用于潜水员踩踏；隔水罩上部顶板1上开设有排气阀8用于控制隔水罩排气注水，隔水罩下部左右侧板3的左侧底部连接有合页结构的拉杆10，拉杆10上开设有螺孔用于实现与固定结构物的螺栓式连接。

本实施例中所使用的工作船为常规水上作业用船舶，船上配有相应的浮箱11，用于连接的塑料或金属结构的充气管，还有提升机等设施，以配合完成施工。

实施例2：

本实施例利用实施例1中的隔水施工方法，详细阐述具体工程中的应用过程。

工程名称：荒沟抽水蓄能电站，位于黑龙江省牡丹江市海林市三道河子镇；

工程内容：荒沟抽水蓄能电站在续建之前，要求对之前埋设的下水库进出水口安全监测设备电缆进行水下连接，并将连接后的电缆引至岸边可进行安全观测的部位；所需铺设的电缆共计65根，每根长200m，共计65个接头；电缆材质为铜质五芯电缆，单芯截面面积0.75mm2，均为绝缘电缆；

实现过程：申请人于2014年8月至9月，采用实施例1中的隔水施工方法为水下电缆连接创造了局部陆地施工条件；首先，由潜水员将隔水罩安装固定在电缆附近的混凝土结构上，在进行电缆连接之前水下打开电缆埋线盒，检查线盒内的电缆接头状况，将旧电缆接头带进隔水罩中在操作台上对旧电缆进行测试；同时将新电缆接头做密封处理后由潜水员带入隔水罩内，把新旧电缆连接端的芯线按照相同的颜色剪成长度不等的线段，并保证各芯线连接之后长度一致、结点错开，再把铜丝的氧化层用砂布擦去，按同种颜色互相搭接，将铜丝相互叉入、拧紧后进行电缆测试，最后采用密封材料对接头进行绝缘密封处理。

本实施例利用实施例1中的隔水施工方法首次在国内实现了对水下电缆采用局部陆地条件进行连接，并取得了良好的效果，成为国内首例电缆水下成功连接的案例，为今后类似水下作业工程提供了技术可行、经济可靠的新思路。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域技术人员根据本发明所述内容所作的等效变化，皆应纳入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种隔水式水下电缆连接方法，其特征在于具体包括以下步骤：

(1)设备预处理：将工作船开至工作水域，在隔水罩的顶板上部固定设置浮箱，并通过外部独立的充气管与隔水罩左右侧板上的充气阀密封连接，然后利用提升机将隔水罩起吊入水并打开排气阀使隔水罩内充满水，再通过浮箱调节隔水罩的浮力使隔水罩在水中为零浮力，以方便控制隔水罩移动；

(2)安置隔水罩：潜水员下水后控制隔水罩移动至待维修电缆附近，若待维修电缆附近有固定结构物，则潜水员将隔水罩的下部耳板通过膨胀螺栓连接在固定结构物的上部，并将拉杆拉起通过膨胀螺栓连接在固定结构物的下部；若待维修电缆附近没有固定结构物，则潜水员通过增加配重和打锚固桩的方式将隔水罩的下部耳板固定于临时固桩的上部，并将拉杆拉起通过膨胀螺栓连接在临时固桩的下部；

(3)水下连接作业：潜水员在隔水罩内关闭排气阀并打开充气阀对隔水罩进行充气排水，待隔水罩内水位下降至操作台以下15-30cm处时关闭充气阀；潜水员通过踏板与拉杆之间的空挡潜出隔水罩，将待维修电缆从原埋线盒中牵出再从踏板与拉杆之间的空挡穿入至隔水罩内，从而在操作台上于无水环境下进行电缆接头连接或维修处理；

(4)设备后处理：当待维修电缆连接或维修处理完毕后，潜水员将其从踏板与拉杆之间的空挡引出至隔水罩外并埋入原埋线盒中，然后拆除用于固定隔水罩的膨胀螺栓并将隔水罩移动至下一个维修点，实现隔水式水下电缆连接的施工。

2.根据权利要求1所述的隔水式水下电缆连接方法，其特征在于所述隔水罩的主体结构包括顶板、前后侧板、左右侧板、操作台、踏板、上部耳板、下部耳板、排气阀、充气阀和拉杆，内空式方形结构的隔水罩外围由钢板结构的顶板、前后侧板和左右侧板密封式固定连接构成，顶板的上部四个拐角处固定焊接设置有环状结构的上部耳板，以便于提升吊起整体隔水罩，左右侧板的底部两端处分别固定焊接有带螺孔的下部耳板，用于实现与固定结构物的螺栓式连接；隔水罩的底部敞开，内部的左右侧板的一侧处固定设置有操作台用于实现对电缆接头的处理，另一侧的顶部处开设有充气阀用于实现对隔水罩充气排水，左右侧板上对应操作台下方位置处固定焊接有板状结构的踏板用于潜水员踩踏；隔水罩上部顶板上开设有排气阀用于控制隔水罩排气注水，隔水罩下部左右侧板的左侧底部连接有合页结构的拉杆，拉杆上开设有螺孔用于实现与固定结构物的螺栓式连接。