CN111899927A - 一种线芯连续的动静态海缆及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线芯连续的动静态海缆，具有连续的线芯，以及静态段、动态段以及位于静态段和动态段之间过渡段，线芯外部挤出形成内护套，内护套位于过渡段中的部分选取一处标记为过渡点；内护套上绞合铠装钢丝形成至少一层内铠装层，且内铠装层上与过渡点对应位置进行标记；从动态段向过渡段方向绞合铠装钢丝形成至少一层外铠装层，且外铠装层延伸至过渡段，过渡点处切断内铠装层和外铠装层，且通过过渡段的内铠装层及外铠装层结合安装密封组件。本发明还提供一种线芯连续的动静态海缆的生产方法，线芯连续生产，线芯外部形成铠装层和护套层，并在过渡段处切断铠装层的铠装钢丝，配合安装密封组件。
Description
技术领域
本发明涉及海缆相关技术领域，更准确的说涉及一种线芯连续的动静态海缆及其生产方法。
背景技术
随着海洋油气资源及海上新能源的开发逐渐走向深远海，承担电能及通讯信号传输任务的海缆逐渐成为整套系统的关键及成本高昂的组成部分。现有技术的动态海缆通常由传输电流的电缆线芯和传输光信号的光缆线芯绞合组成海缆线芯，外部设置若干护套层、铠装层等。动态海缆逐渐向大水深、高电压、大容量信号传输方向发展，相应的对动态海缆的防护要求也逐渐提升。例如，浮式采油平台和浮式风力发电设备组件应用至800m以下的超水深环境，动态海底电缆承受浮体晃动和波浪洋流造成的直接载荷，会导致动态海缆和配套附件受损风险增加。由深水环境运行的浮体至海床或岸上接入设备，其距离通常达到数百公里。整条海缆的敷设距离较长。为保障电压降满足传输要求，电缆导体截面通常设计较大，成本急剧增加。
现有技术中，为了在满足长距离铺设的同时降低成本，通常采用海缆动态段和静态段分开生产的方式，静态段采用单层铠装，不挤出外护套，静态段和动态段通过接头盒进行连接，接头盒内电缆通过软接头或预制硬接头进行接续，光缆通过接纤盒进行接续。采用采用接续连接存在传输损耗大，易受潮气影响，高电场应力下击穿风险高等缺陷。
为了避免接续连接的缺陷，考虑动态段和静态段采用整根的方式，但是随着传输距离的增加，整根方式将导致成本大大增加。静态段海缆在海底不稳定或锚害作用下，极易形成护套破损事故，海水在打水压下沿着铠装层迅速渗透至整条缆体，并有可能压入电气设备舱体内，造成短路事故。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种线芯连续的动静态海缆，具有线芯不间断的静态段和动态段，静态段和动态段之间具有过渡段，过渡段上安装密封组件，电力、通讯传输系统无人工接头接续，保证长距离传输稳定性和安全性，同时满足海缆防护要求。
本发明的另一个目的在于提供一种线芯连续的动静态海缆的生产方法，线芯连续生产，线芯外部形成铠装层和护套层，并在过渡段处切断铠装层的铠装钢丝，配合安装密封组件，提高制造效率，降低制造成本。
为了达到上述目的，本发明提供一种线芯连续的动静态海缆，具有连续的线芯，以及静态段、动态段以及位于所述静态段和所述动态段之间过渡段，所述线芯外部挤出形成内护套，所述内护套位于所述过渡段中的部分选取一处标记为过渡点；所述内护套上绞合铠装钢丝形成至少一层内铠装层，且所述内铠装层上与所述过渡点对应位置进行标记；从所述动态段向所述过渡段方向绞合铠装钢丝形成至少一层外铠装层，且所述外铠装层延伸至所述过渡段，所述过渡点处切断所述内铠装层和所述外铠装层，且通过所述过渡段的所述内铠装层及所述外铠装层结合安装密封组件。
优选地，所述静态段包括静态内铠装层和外披层，所述静态内铠装层包裹在所述内护套外部，所述外披层包裹在所述静态内铠装层外部；所述静态内铠装层延伸至所述过渡点，所述外披层延伸至所述静态段与所述过渡段的交界处，所述过渡段内的所述静态内铠装层90°弯折。
优选地，所述动态段包括动态内铠装层、动态外铠装层以及外护套，所述动态内铠装层包裹在所述内护套外部，所述动态外铠装层包裹在所述动态内铠装层外部，所述外护套包裹在所述动态外铠装层外部；所述动态内铠装层延伸至所述过渡点，所述过渡段的所述动态内铠装层及所述动态外铠装层扩张成伞状。
优选地，所述密封组件包括静态段锚固、动态段锚固以及密封圈，所述过渡段的所述动态内铠装层及所述动态外铠装层装设在所述动态段锚固的腔体内，所述密封圈装设在所述动态段锚固的腔体内，且所述密封圈安装在所述内护套上，所述动态段锚固内部灌入钢丝紧固胶；所述静态段锚固与所述动态段锚固配合夹住所述过渡段内的所述静态内铠装层，且所述静态段锚固通过螺栓与所述动态缆锚固锁紧连接，所述静态段锚固内部注满树脂胶。
优选地，所述静态段锚固为哈弗式。
优选地，所述内铠装层和所述外铠装层的铠装钢丝采用中碳镀锌钢丝。
优选地，所述内护套上绞合铠装钢丝形成两层内铠装层，从所述动态段向所述过渡段方向绞合铠装钢丝形成两层外铠装层
本发明还提供一种线芯连续的动静态海缆的生产方法，用于所述线芯连续的动静态海缆，包括步骤；
(A)连续生产电缆线芯和光缆线芯，绞合成束形成所述线芯，挤出统一规格尺寸的所述内护套，在所述内护套上标记所述动态段和所述静态段的过渡点；
(B)在所述内护套上连续绞合铠装钢丝形成所述内铠装层，并在所述动态段和所述静态段标记过渡点；
(C)从所述动态段开始，与所述内铠装层绞合方向相反地进行所述外铠装层绞合，且所述外铠装层延伸至所述过渡段结束，采用钢带进行所述外铠装层端部固定；
(D)对所述静态段进行所述外披层绞合，至动静态过渡段时结束；
(E)完成收线后，对所述动态段进行所述外护套挤出，所述外护套挤出使并延伸至所述静态段结束；
(F)在所述过渡点位置进行所述内铠装层和所述外铠装层的铠装钢丝切断，所述过渡段的所述动态内铠装层及所述动态外铠装层扩张形成伞状，装入所述动态段锚固腔体内，在所述内护套上安装所述密封圈，塞入所述动态段锚固内，所述动态段锚固灌入钢丝紧固胶；
(G)所述过渡段内的所述静态内铠装层进行90°弯折，向四周铺平，采用所述静态段锚固夹住所述过渡段内的所述静态内铠装层，通过螺栓将所述静态段锚固与所述动态段锚固进行锁紧；
(H)所述静态段锚固和所述动态段锚固锁紧后，对所述静态段锚固注入树脂胶，将其腔体内注满。
优选地，所述步骤(E)中在所述动态段进入收线盘位置固定所述动态段锚固。
优选地，所述步骤(F)中的所述密封圈安装在所述内护套上前，通过不锈钢夹片和螺栓对所述密封圈进行预紧变形。
与现有技术相比，本发明公开的一种线芯连续的动静态海缆及其生产方法的优点在于：所述线芯连续的动静态海缆无人工接头接续，传输损耗低，稳定性和安全性较高；所述线芯连续的动静态海缆防护性能好，能够有效避免运行事故；所述线芯连续的动静态海缆的生产方法效率高，无需改造现有的生产设备即可实现，成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明一种线芯连续的动静态海缆的结构示意图。
图2所示为本发明一种线芯连续的动静态海缆的动态段连接哈弗式密封圈和动态缆锚固的侧截面示意图。
图3所示为本发明一种线芯连续的动静态海缆未安装密封组件时的正截面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2和图3所示，本发明一种线芯连续的动静态海缆具有连续的线芯10，以及静态段11、动态段12以及过渡段13，过渡段13位于静态段11和动态段12之间，过渡段13结合安装密封组件20。线芯10包括电缆线芯和光缆线芯，电缆线芯和光缆线芯连续生产，通过立式成缆机进行绞合成束。线芯10外部挤出形成内护套101，内护套101位于过渡段13中的部分选取一处标记为过渡点131。内护套101上绞合铠装钢丝形成至少一层内铠装层，且内铠装层上与过渡点131对应位置进行标记。从动态段12向过渡段13方向绞合铠装钢丝形成至少一层外铠装层，且外铠装层延伸至过渡段13，过渡点131处切断内铠装层和外铠装层，且通过过渡段131的内铠装层及外铠装层结合安装密封组件20。密封组件20可作为固定销，与海床固定装置进行对接固定，防止动态海缆受外部载荷作用发生较大的水下偏移。优选的，内护套101上绞合铠装钢丝形成两层内铠装层，从动态段12向过渡段13方向绞合铠装钢丝形成两层外铠装层，增大海缆的单位重量和强度，提升其服役环境适应能力，从而满足大水深、剧烈环境载荷使用要求。
静态段11包括静态内铠装层111和外披层112，静态内铠装层111包裹在内护套101外部，外披层112包裹在静态内铠装层111外部。静态内铠装层111延伸至过渡点131，外披层112延伸至静态段11与过渡段13的交界处。过渡段13内的静态内铠装层111进行90°弯折，垂直于线芯10轴线，且静态内铠装层111的铠装钢丝向四周铺平。其中外披层113由PP绳绞合形成，铠装钢丝采用中碳镀锌钢丝。
动态段12包括动态内铠装层121、动态外铠装层122以及外护套123，动态内铠装层121包裹在内护套101外部，动态外铠装层122包裹在动态内铠装层121外部，外护套123包裹在动态外铠装层122外部。动态内铠装层121延伸至过渡点131，外护套123延伸至动态段12与过渡段13的交界处。过渡段13的动态内铠装层121及动态外铠装层122的铠装钢丝扩张形成伞状。其中外护套123挤出形成。
密封组件20包括静态段锚固21、动态段锚固22以及密封圈23，静态段锚固21从静态段11一侧安装至过渡段13，动态段锚固22从动态段12一侧安装在过渡段13。过渡段13的动态内铠装层121及动态外铠装层122装设在动态段锚固22的腔体内，密封圈23装设在动态段锚固22的腔体内，且密封圈23安装在内护套101上，位于过渡段13的动态内铠装层121及动态外铠装层122内部，动态段锚固22内部灌入钢丝紧固胶。值得注意的是，密封圈23为哈弗式密封圈，包括对称的两部分231、232。密封圈23采用高弹性模量，满足大变形不受损橡胶材料，通过不锈钢夹片和螺栓进行预紧变形，满足密封要求。静态段锚固21与动态段锚固配合夹住过渡段13内的静态内铠装层111的铠装钢丝，且静态段锚固21通过螺栓与动态缆锚固22进行锁紧，锁紧后对静态段锚固21注入树脂胶，将静态段锚固21的腔体内注满。静态段锚固21优选为哈弗式，包括两部分211、212。静态段锚固21也可以选用整体式结构。
本发明还公开了一种线芯连续的动静态海缆的生产方法，用于生产所述线芯连续的动静态海缆，包括步骤：
(A)连续生产电缆线芯和光缆线芯，绞合成束形成线芯，挤出统一规格尺寸的内护套，在内护套上标记动态段和静态段的过渡点；
(B)在内护套上连续绞合铠装钢丝形成内铠装层，并在动态段和静态段标记过渡点；
(C)从动态段开始，与内铠装层绞合方向相反地进行外铠装层绞合，且外铠装层延伸至过渡段结束，采用钢带进行外铠装层端部固定；
(D)对静态段进行外披层绞合，至动静态过渡段时结束；
(E)完成收线后，对动态段进行外护套挤出，外护套挤出使并延伸至静态段结束；
(F)在过渡点位置进行内铠装层和外铠装层的铠装钢丝切断，过渡段的动态内铠装层及动态外铠装层扩张形成伞状，装入动态段锚固腔体内，在内护套上安装密封圈，塞入动态段锚固内，动态段锚固灌入钢丝紧固胶；
(G)过渡段内的静态内铠装层进行90°弯折，向四周铺平，采用静态段锚固夹住过渡段内的静态内铠装层，通过螺栓将静态段锚固与动态段锚固进行锁紧；
(H)静态段锚固和动态段锚固锁紧后，对静态段锚固注入树脂胶，将其腔体内注满。
值得注意的是，步骤(E)中在动态段进入收线盘位置固定动态段锚固，使得动态缆可以顺利通过锚固孔。步骤(F)中的密封圈安装在护套上前，通过不锈钢夹片和螺栓对密封圈进行预紧变形，以提高密封性能。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种线芯连续的动静态海缆，其特征在于，具有连续的线芯，以及静态段、动态段以及位于所述静态段和所述动态段之间过渡段，所述线芯外部挤出形成内护套，所述内护套位于所述过渡段中的部分选取一处标记为过渡点；所述内护套上绞合铠装钢丝形成至少一层内铠装层，且所述内铠装层上与所述过渡点对应位置进行标记；从所述动态段向所述过渡段方向绞合铠装钢丝形成至少一层外铠装层，且所述外铠装层延伸至所述过渡段，所述过渡点处切断所述内铠装层和所述外铠装层，且通过所述过渡段的所述内铠装层及所述外铠装层结合安装密封组件。
2.如权利要求1所述的线芯连续的动静态海缆，其特征在于，所述静态段包括静态内铠装层和外披层，所述静态内铠装层包裹在所述内护套外部，所述外披层包裹在所述静态内铠装层外部；所述静态内铠装层延伸至所述过渡点，所述外披层延伸至所述静态段与所述过渡段的交界处，所述过渡段内的所述静态内铠装层90°弯折。
3.如权利要求2所述的线芯连续的动静态海缆，其特征在于，所述动态段包括动态内铠装层、动态外铠装层以及外护套，所述动态内铠装层包裹在所述内护套外部，所述动态外铠装层包裹在所述动态内铠装层外部，所述外护套包裹在所述动态外铠装层外部；所述动态内铠装层延伸至所述过渡点，所述过渡段的所述动态内铠装层及所述动态外铠装层扩张成伞状。
4.如权利要求3所述的线芯连续的动静态海缆，其特征在于，所述密封组件包括静态段锚固、动态段锚固以及密封圈，所述过渡段的所述动态内铠装层及所述动态外铠装层装设在所述动态段锚固的腔体内，所述密封圈装设在所述动态段锚固的腔体内，且所述密封圈安装在所述内护套上，所述动态段锚固内部灌入钢丝紧固胶；所述静态段锚固与所述动态段锚固配合夹住所述过渡段内的所述静态内铠装层，且所述静态段锚固通过螺栓与所述动态缆锚固锁紧连接，所述静态段锚固内部注满树脂胶。
5.如权利要求4所述的线芯连续的动静态海缆，其特征在于，所述静态段锚固为哈弗式。
6.如权利要求1所述的线芯连续的动静态海缆，其特征在于，所述内铠装层和所述外铠装层的铠装钢丝采用中碳镀锌钢丝。
7.如权利要求1所述的线芯连续的动静态海缆，其特征在于，所述内护套上绞合铠装钢丝形成两层内铠装层，从所述动态段向所述过渡段方向绞合铠装钢丝形成两层外铠装层。
8.一种线芯连续的动静态海缆的生产方法，用于生产如权利要求4所述的线芯连续的动静态海缆，其特征在于，包括步骤；
(A)连续生产电缆线芯和光缆线芯，绞合成束形成所述线芯，挤出统一规格尺寸的所述内护套，在所述内护套上标记所述动态段和所述静态段的过渡点；
(B)在所述内护套上连续绞合铠装钢丝形成所述内铠装层，并在所述动态段和所述静态段标记过渡点；
(C)从所述动态段开始，与所述内铠装层绞合方向相反地进行所述外铠装层绞合，且所述外铠装层延伸至所述过渡段结束，采用钢带进行所述外铠装层端部固定；
(D)对所述静态段进行所述外披层绞合，至动静态过渡段时结束；
(E)完成收线后，对所述动态段进行所述外护套挤出，所述外护套挤出使并延伸至所述静态段结束；
(F)在所述过渡点位置进行所述内铠装层和所述外铠装层的铠装钢丝切断，所述过渡段的所述动态内铠装层及所述动态外铠装层扩张形成伞状，装入所述动态段锚固腔体内，在所述内护套上安装所述密封圈，塞入所述动态段锚固内，所述动态段锚固灌入钢丝紧固胶；
(G)所述过渡段内的所述静态内铠装层进行90°弯折，向四周铺平，采用所述静态段锚固夹住所述过渡段内的所述静态内铠装层，通过螺栓将所述静态段锚固与所述动态段锚固进行锁紧；
(H)所述静态段锚固和所述动态段锚固锁紧后，对所述静态段锚固注入树脂胶，将其腔体内注满。
9.如权利要求8所述的线芯连续的动静态海缆的生产方法，其特征在于，所述步骤(E)中在所述动态段进入收线盘位置固定所述动态段锚固。
10.如权利要求8所述的线芯连续的动静态海缆的生产方法，其特征在于，所述步骤(F)中的所述密封圈安装在所述内护套上前，通过不锈钢夹片和螺栓对所述密封圈进行预紧变形。
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Denomination of invention: A dynamic and static submarine cable with continuous core and its production method Effective date of registration: 20220613 Granted publication date: 20211123 Pledgee: Rudong sub branch of Bank of China Ltd. Pledgor: Zhongtian Technology submarine cable Co.,Ltd. Registration number: Y2022320000270 |
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