CN112466521B - 一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆。本发明包括耐高压中心管，所述耐高压中心管外依次设置有绝缘线芯、自粘带、阻水层、非金属加强层、耐卤防腐外护套。上述脐带电缆具为优异的耐老化密封防水性，高抗拉强度、柔韧性好、耐高温、耐腐蚀、机械性能好，减轻了电缆的整体自重，延长了电缆使用寿命，所使用的线路可靠性进一步提高，从而能创造更多的效益。

Description

一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，特别地，涉及一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆。

背景技术

脐带电缆作为海上油气田水下生产系统中不可或缺的一部分，其上端连接上部控制模块，下端连接海底生产设备，为海底设备提供电力、液压和化学药剂注入以及数据传输等功能，被称为水下生产系统的“生命线”。

为了适应海洋的环境，脐带电缆不仅需要集电力传输、数字信号传输和视频信号传输以及气体液体输送等多功能于一体，而且需具备结构稳定以及性能优良的电磁兼容设计，确保电缆具有良好的信号传输能力。除此外脐带电缆还需具有耐海水腐蚀、阻水和耐压力等基本特性。

目前现有的海底工程上使用的电缆难以达到上述的要求，抗拉性以及耐磨性较差，整体脐带电缆的质量不高。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆，其具有较为优异的高抗拉性以及耐磨性，电缆质量高。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆，包括耐高压中心管，所述耐高压中心管外依次设置有绝缘线芯、自粘带、阻水层、非金属加强层、耐卤防腐外护套。

通过上述技术方案，耐高压中心气管采用纤维增强高密度聚乙烯复合材料经高温拉挤固化一次成型；耐高压中心管外设有绝缘线芯；在阻水层外包裹有非金属加强层；通过设置非金属加强层，不仅减轻了电缆的自重，而且，在强度、韧性、耐高温和耐腐蚀性也具有较佳的效果，使电缆的安全性更高，抗拉性更优异；在非金属加强层的外侧设置有耐卤防腐耐磨外护套，该耐卤防腐耐磨外护套由交联聚烯烃材料构成，机械性能好，耐磨抗压，且能有效防止海水对电缆的腐蚀，从而延长电缆的寿命；

上述结构的电缆具有优异的抗拉性以及耐磨性，使用该电缆的线路可靠性得到进一步提高，从而创造更多的效益。

优选的，所述阻水层包括依次设置于自粘带外侧的阻水基层、阻水填充层。

通过上述技术方案，阻水层与绝缘线芯之间能更稳定地粘附在一起，使用稳定性高。

优选的，所述阻水层还包括设置于阻水填充层外侧的防水内护套。

通过上述技术方案，阻水层外侧挤包有防水内护套，防水内护套由丁腈-聚氯乙烯复合物材料构成，耐老化密封防水性好。

优选的，所述耐高压中心管与所述绝缘线芯之间设有阻水填充绳。

通过上述技术方案，在耐高压中心管、绝缘线芯之间填充有阻水填充绳，该阻水填充绳被高强度涂胶玻璃丝自粘带包裹，阻水层贴合在自粘带的外侧。

优选的，所述非金属加强层与所述耐卤防腐外护套之间设有螺旋筋条，所述耐卤防腐外护套覆盖于所述螺旋筋条上。

通过上述技术方案，一方面，螺旋筋条能进一步提升该电缆外表面的结构强度；另一方面，当电缆发生弯折形变时，螺旋筋条也具有较高的可形变能力，能持续稳定地贴附于非金属加强层与耐卤防腐外护套之间。

优选的，所述耐卤防腐外护套外套壁上对应于所述螺旋筋条的位置上设有凸起，所述凸起形成外螺旋线形结构。

通过上述技术方案，当电缆放置于地面时，凸起部分能与地面直接接触，并且凸起部分大幅度增加了电缆外表面的整体厚度，提升了电缆表面的耐磨性。

优选的，所述耐卤防腐外护套外侧套设有除杂套，所述除杂套包括外套以及内套，所述内套转动连接于外套内，所述内套上设有安装槽，所述安装槽内设有推力弹簧、弧形套，所述弧形套上设有弧形凹面，所述推力弹簧用于推动弧形套往凸起一侧移动，且使所述弧形凹面与所述凸筋相互配合；

所述内套上设有切割刀，所述切割刀贴合于所述凸起背离耐卤防腐外护套的侧壁，所述切割刀的刃口朝向相切于所述耐卤防腐外护套外圆周侧壁。

通过上述技术方案，由于电缆用于海洋环境当中，电缆外表面会附着有海草等杂物，此时，将外套固定于地面，通过拉动电缆，推力弹簧推动弧形套贴紧于外螺旋线形结构的凸起，弧形套的弧形凹面始终与凸筋相互配合，整个内套便可绕着外套发生周向旋转，此时，位于内套壁上切割刀不仅能沿着电缆的长度方向进行直接移动，而且会绕着电缆的周向方向进行周向转动，切割刀便可对缠绕于电缆外表面的海草等杂物进行切割，进而达到电缆表面除杂物的目的。

优选的，所述内套背离切割刀的端面上设有清洁刷，所述清洁刷包括刷毛，所述刷毛延伸至耐卤防腐外护套的外侧壁上。

通过上述技术方案，内套发生旋转的过程中，清洁刷也能对耐卤防腐外护套外侧壁进行有效清洁。

优选的，所述弧形凹面设有滚珠，所述滚珠与所述耐卤防腐外护套相接触。

通过上述技术方案，滚珠能有效提升弧形套与凸起之间的相对滑移顺畅度。

优选的，所述弧形套背离弧形凹面的一侧转动连接有转台，所述推力弹簧端部连接在所述转台上。

通过上述技术方案，由于电缆在拉动的过程中，可能会发生一定的弯折形变，此时，凸起也会随之发生一定的形变，弧形套能适应性地绕着转台发生一定角度的旋转以及对推力弹簧产生一定的挤压，保证弧形套的弧形凹面始终与凸起外表面进行有效贴合。

本发明技术效果主要体现在以下方面：上述脐带电缆具为优异的耐老化密封防水性，高抗拉强度、柔韧性好、耐高温、耐腐蚀、机械性能好，减轻了电缆的整体自重，延长了电缆使用寿命，所使用的线路可靠性进一步提高，从而能创造更多的效益。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例二的结构示意图；

图3为图2的A部放大图；

图4为实施例三的结构示意图；

图5为图4的B部放大图；

图6为实施例四的结构示意图；

图7为图6的C部放大图；

图8为图6的D部放大图。

附图标记：1、耐高压中心管；2、阻水填充绳；3、绝缘线芯；4、自粘带；5、阻水层；51、阻水基层；52、阻水填充层；53、防水内护套；6、非金属加强层；7、耐卤防腐外护套；8、螺旋筋条；9、凸起；10、除杂套；101、外套；102、内套；11、安装槽；12、推力弹簧；13、弧形套；14、切割刀；15、清洁刷；151、刷毛；16、滚珠；17、转台；18、弧形凹面；19、齿轮组；191、驱动齿盘；192、不完全齿轮；20、同步轴；21、第一齿面；22、活动槽；23、弹力弹簧；24、第二齿面。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

实施例一：

一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆，参见图1，包括耐高压中心管1，耐高压中心管1外依次设置有阻水填充绳2、绝缘线芯3、自粘带4、阻水层5、非金属加强层6、耐卤防腐外护套7。

其中，耐高压中心气管采用纤维增强高密度聚乙烯复合材料经高温拉挤固化一次成型。

绝缘线芯3由多根电力电缆线芯、多根控制电缆线芯和多根通信光缆线芯组成。电力电缆线芯和控制电缆线芯包括多根导体；通过在每个导体设置绝缘膜，然后将多根彼此绝缘的导体束成一束，再由交联聚乙烯包裹形成电力电缆线芯或控制电缆线芯。

阻水层5包括依次设置于自粘带4外侧的阻水基层51、阻水填充层52。

阻水层5还包括设置于阻水填充层52外侧的防水内护套53。

非金属加强层6最好选用芳纶纤维编织物层，通过设置芳纶纤维编织物层不仅减轻了电缆的自重，而且，在强度、韧性、耐高温和耐腐蚀性上也具有超越了金属铠装的效果，芳纶纤维编织物层具有高抗拉强度，可以帮助实现电缆的高承载水下采样，使电缆的安全性更高。

实施例二：在实施例一的基础上，增加以下结构。

参见图2以及图3，非金属加强层6与耐卤防腐外护套7之间设有螺旋筋条8，耐卤防腐外护套7覆盖于螺旋筋条8上。耐卤防腐外护套7外套101壁上对应于螺旋筋条8的位置上设有凸起9，凸起9形成外螺旋线形结构。

另外，在耐卤防腐外护套7外侧套设有除杂套10，除杂套10整体最好为圆环形，除杂套10包括外套101以及内套102，外套101和内套102均为圆环形，外套101和内套102之间呈同心设置，外套101需在使用时进行固定，内套102转动连接于外套101的内环面上。

在内套102的内环面上设有安装槽11，安装槽11内设有推力弹簧12、弧形套13，弧形套13上设有弧形凹面18，弧形凹面18设有滚珠16， 推力弹簧12用于推动弧形套13往凸起9一侧移动，且使弧形凹面18内的滚珠16与凸筋相接触。

参见图3，弧形套13背离弧形凹面18的一侧转动连接有转台17，推力弹簧12端部连接在转台17上。

实施例三：在实施例二的基础上，增加以下结构。

参见图4以及图6，内套102上设有切割刀14，切割刀14贴合于凸起9背离耐卤防腐外护套7的侧壁，切割刀14的刃口朝向相切于耐卤防腐外护套7外圆周侧壁。

参见图4以及图5，内套102背离切割刀14的端面上设有清洁刷15，清洁刷15包括刷毛151，刷毛151延伸至耐卤防腐外护套7的外侧壁上。

实施例四：在实施例三的基础上，增加以下结构。

参见图6、图7以及图8，内套102上设有转动设置有齿轮组19，齿轮组19包括驱动齿盘191以及不完全齿轮192，驱动齿盘191和不完全齿轮192之间连接有同步轴20，凸起9侧壁上设有第一齿面21，驱动齿盘191与齿面相互啮合，内套102上设有活动槽22，活动槽22的槽深方向与电缆的长度一致，切割刀14插入到活动槽22内并能沿活动槽22的槽深方向进行移动，活动槽22的槽底壁与切割刀14之间连接有弹力弹簧23，切割刀14上设有第二齿面24，第二齿面24能与不完全齿轮192相啮合。

当拉动电缆时，电缆上的凸起9会带动内套102进行转动，与此同时，凸起9上的第一齿面21会与驱动齿盘191产生啮合，驱动齿盘191发生转动，驱动齿盘191带动不完全齿轮192进行转动，不完全齿轮192会与切割刀14上的第二齿面24间歇性啮合，切割刀14在弹力弹簧23的拉力作用下而在活动槽22内进行往复移动，切割刀14上的刃口能对海草等杂物产生往复切割动作，除杂功能更强。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆，包括耐高压中心管(1)，其特征是：所述耐高压中心管(1)外依次设置有绝缘线芯(3)、自粘带(4)、阻水层(5)、非金属加强层(6)、耐卤防腐外护套(7)；

所述非金属加强层(6)与所述耐卤防腐外护套(7)之间设有螺旋筋条(8)，所述耐卤防腐外护套(7)覆盖于所述螺旋筋条(8)上；

所述耐卤防腐外护套(7)外套(101)壁上对应于所述螺旋筋条(8)的位置上设有凸起(9)，所述凸起(9)形成外螺旋线形结构；

所述耐卤防腐外护套(7)外侧套设有除杂套(10)，所述除杂套(10)包括外套(101)以及内套(102)，所述内套(102)转动连接于外套(101)内，所述内套(102)上设有安装槽(11)，所述安装槽(11)内设有推力弹簧(12)、弧形套(13)，所述弧形套(13)上设有弧形凹面(18)，所述推力弹簧(12)用于推动弧形套(13)往凸起(9)一侧移动，且使所述弧形凹面(18)与所述凸起（9）相互配合；

所述内套(102)上设有切割刀(14)，所述切割刀(14)贴合于所述凸起(9)背离耐卤防腐外护套(7)的侧壁，所述切割刀(14)的刃口朝向相切于所述耐卤防腐外护套(7)外圆周侧壁。

2.根据权利要求1所述的一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆，其特征是：所述阻水层(5)包括依次设置于自粘带(4)外侧的阻水基层(51)、阻水填充层(52)。

3.根据权利要求2所述的一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆，其特征是：所述阻水层(5)还包括设置于阻水填充层(52)外侧的防水内护套(53)。

4.根据权利要求1所述的一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆，其特征是：所述耐高压中心管(1)与所述绝缘线芯(3)之间设有阻水填充绳(2)。

5.根据权利要求1所述的一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆，其特征是：所述内套(102)背离切割刀(14)的端面上设有清洁刷(15)，所述清洁刷(15)包括刷毛(151)，所述刷毛(151)延伸至耐卤防腐外护套(7)的外侧壁上。

6.根据权利要求1所述的一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆，其特征是：所述弧形凹面(18)设有滚珠(16)，所述滚珠(16)与所述耐卤防腐外护套(7)相接触。

7.根据权利要求1所述的一种海洋工程用高抗拉性耐磨脐带电缆，其特征是：所述弧形套(13)背离弧形凹面(18)的一侧转动连接有转台(17)，所述推力弹簧(12)端部连接在所述转台(17)上。

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