CN114221281A - 海缆防护装置及其铺设方法及铺设设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海缆防护装置及其铺设方法及铺设设备，其中，海缆防护装置包括：柔性防护套；绑扎固定结构，设置在柔性防护套的第一端；第一接口结构，设置在柔性防护套的第二端，第一接口结构适于与铺设设备连接；容纳袋，设置在柔性防护套的内侧并位于柔性防护套的第二端，容纳袋内设置有凝固剂。上述的海缆防护装置安装完成后，柔性防护套即可罩设在动态海缆外，并起到保护的效果。当使用一段时间，柔性防护套外的海洋生物附着物较多时，将绑扎固定结构松开，使得柔性防护套脱落，并更换新的柔性防护套即可。因此本发明的技术方案解决了现有技术中的动态海缆容易生长海洋生物附着物，难以进行清理的缺陷。

Description

海缆防护装置及其铺设方法及铺设设备

技术领域

本发明涉及水下固定物技术领域，具体涉及一种海缆防护装置及其铺设方法及铺设设备。

背景技术

随着我国“碳达峰”、“碳中和”目标的提出，各沿海地区纷纷提出各自海上风电建设计划，要想充分开发海上风电资源，深海漂浮式风电技术是重点发展方向。然而海上漂浮式风电技术仍有很多技术难题需要克服，其中动态海缆海上生物附着生长，引发海缆自重增加、线型变化，影响海缆服役安全，是其中的问题之一。目前，针对动态海缆附着生物生长这一问题开展的研究较很少，对于油气平台、船舶等构筑物附着生物问题，一般采取定期清理方法。但这种清理方式不能防止海洋生物附着生长，相应方法难以应用至柔性动态海缆附着生物防护与清理。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的动态海缆容易生长海洋生物附着物，难以进行清理的缺陷，从而提供一种海缆防护装置及其铺设方法及铺设设备。

为了解决上述问题，本发明提供了一种海缆防护装置，包括：柔性防护套；绑扎固定结构，设置在柔性防护套的第一端；第一接口结构，设置在柔性防护套的第二端，第一接口结构适于与铺设设备连接；容纳袋，设置在柔性防护套的内侧并位于柔性防护套的第二端，容纳袋内设置有凝固剂。

可选地，容纳袋上设置有扯线，扯线适于释放凝固剂。

可选地，第一接口结构上设置有容纳孔，扯线穿过容纳孔后适于与铺设设备连接。

可选地，绑扎固定结构为扎带。

本发明还提供了一种铺设设备，用于铺设上述的海缆防护装置，铺设设备包括：外壳；第二接口结构，设置在外壳的顶部，并适于与第一接口结构可拆卸地连接；驱动机构，设置在外壳内；行走轮，驱动机构适于驱动行走轮转动，行走轮适于与海缆的外壁配合。

可选地，第二接口结构为磁性件，第二接口结构外绕设有线圈。

可选地，驱动机构为电机，电机通过齿轮传动机构驱动行走轮转动。

可选地，铺设设备还包括摩擦轮，摩擦轮适于与海缆的外壁配合。

可选地，外壳上设置有吊环。

本发明还提供了一种海缆防护装置的铺设方法，采用上述的铺设设备对上述的海缆防护装置进行铺设，铺设方法包括：步骤S1：将柔性防护套套设在海缆上；步骤S2：将第二接口结构与第一接口结构进行连接；步骤S3：驱动机构驱动行走轮转动，以使铺设设备沿海缆向下行进，并使得柔性防护套展开；步骤S4：铺设设备运动至预定位置后，第一接口结构和第二接口结构分离，释放容纳袋内的凝固剂，将绑扎固定结构绑紧固定。

本发明具有以下优点：

利用本发明的技术方案，海缆防护装置在进行安装时，柔性防护套套设在动态海缆外。然后使第一接口结构与铺设设备连接，铺设设备沿动态海缆向下运动进而将柔性防护套伸展。柔性防护套伸展完成后，对柔性防护套的第一端的绑扎固定结构进行绑扎固定，并使容纳袋内的凝固剂流出，将动态海缆与柔性防护套之间的间隙填充。安装完成后，柔性防护套即可罩设在动态海缆外，并起到保护的效果。当使用一段时间，柔性防护套外的海洋生物附着物较多时，将绑扎固定结构松开，使得柔性防护套脱落，并更换新的柔性防护套即可。因此本发明的技术方案解决了现有技术中的动态海缆容易生长海洋生物附着物，难以进行清理的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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示出了本发明的海缆防护装置的结构示意图；

图2示出了图1中海缆防护装置的剖视示意图；

图3示出了本发明的铺设设备的结构示意图；

图4示出了图3中A处放大示意图；

图5示出了图3中铺设设备的俯视示意图；

图6示出了图5中B处放大示意图；

图7示出了本发明的海缆防护装置与铺设设备的配合示意图；

图8示出了图7中铺设设备运动到位后的结构示意图；以及

图9示出了图7中海缆防护装置安装完成后的结构示意图。

附图标记说明：

10、柔性防护套；20、绑扎固定结构；30、第一接口结构；31、容纳孔；40、容纳袋；41、扯线；100、外壳；200、第二接口结构；300、驱动机构；400、行走轮；500、线圈；600、齿轮传动机构；700、摩擦轮；800、吊环；900、总线；1000、铺设设备；2000、海缆；3000、海缆防护装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和图2所示，本实施例中的海缆防护装置包括柔性防护套10、绑扎固定结构、绑扎固定结构20、第一接口结构30以及容纳袋40。其中，绑扎固定结构20设置在柔性防护套10的第一端。第一接口结构30设置在柔性防护套10的第二端，第一接口结构30适于与铺设设备1000连接。容纳袋40，设置在柔性防护套10的内侧并位于柔性防护套10的第二端，容纳袋40内设置有凝固剂。

利用本实施例的技术方案，海缆防护装置在进行安装时，柔性防护套10套设在动态海缆外。然后使第一接口结构30与铺设设备1000连接，铺设设备1000沿动态海缆向下运动进而将柔性防护套伸展。柔性防护套10伸展完成后，对柔性防护套10的第一端的绑扎固定结构20进行绑扎固定，并使容纳袋40内的凝固剂流出，将动态海缆与柔性防护套10之间的间隙填充。安装完成后，柔性防护套10即可罩设在动态海缆外，并起到保护的效果。当使用一段时间，柔性防护套10外的海洋生物附着物较多时，将绑扎固定结构20松开，使得柔性防护套10脱落，并更换新的柔性防护套10即可。因此本发明的技术方案解决了现有技术中的动态海缆容易生长海洋生物附着物，难以进行清理的缺陷。

上述结构中，通过铺设设备1000对柔性防护套10进行铺设，在海缆2000周围装饰一层柔性密封保护层，使海缆2000与海洋生物隔离，达到防止附着的目的，实现动态海缆的防护。

需要说明的是，上述的“铺设设备”指的是，能够沿着海缆2000上下行走的设备。例如，铺设设备1000可以选用轮式行走机器人。通过第一接口结构30使得柔性防护套10的下端与铺设设备1000连接。铺设设备1000沿着海缆2000向下行走时，可以带动柔性防护套10向下运动，进而起到覆盖海缆2000的效果。

进一步地，柔性防护套10位柔性不透水材料，优选地，该材料可以选为具有防腐作用，且长时间可被腐蚀分解，因此柔性防护套不具有污染性。柔性防护套10用于定期保护海缆2000。柔性防护套10铺设完成后和海缆2000之间有一定的缝隙。所述柔性防护套10的上下端分别设置有绑扎固定结构20和第一接口结构30。

进一步地，绑扎固定结构20优选为扎带。扎带为塑料或其它防腐材料，且厚度较小，便于定期拆卸，定期更换柔性防护套10。扎带设置有卡扣，拉紧扎带后卡扣防止扎带松弛，起到固定并密封柔性防护套10的上端的作用。

进一步地，上述的第一接口结构30呈法兰状，并且由金属（铁质）材料制成，用于与铺设设备1000进行对接连接。第一接口结构30与海缆2000之间有一定缝隙。第一接口结构30的上部与柔性防护套10连接处的内侧设置有容纳袋40。容纳袋40可以为塑料膜，凝固剂装载塑料膜内，并将凝固剂与海水隔离开。塑料膜黏接在所述第一接口结构30和柔性防护套10上，塑料膜靠近海缆2000一侧设置有扯线41，扯线41端部和凝固剂外塑料膜连接。通过拉扯扯线41，可使塑料膜破裂，使凝固剂与海水融合。凝固剂进入第一接口结构30与海缆2000之间的缝隙后凝固，并使第一接口结构30和海缆2000之间的缝隙被密封固定，从而柔性防护套10的下端密封固定。

如图1所示，优选地，第一接口结构30上设置有容纳孔31，扯线41穿过容纳孔31后适于与铺设设备1000连接。

如图3至图6所示，本实施例还提供了一种铺设设备，铺设设备用于铺设上述的海缆防护装置。铺设设备包括外壳100、第二接口结构200、驱动机构300以及行走轮400。其中，第二接口结构200设置在外壳100的顶部，并适于与第一接口结构30可拆卸地连接。驱动机构300设置在外壳100内。行驱动机构300适于驱动行走轮400转动，行走轮400适于与海缆2000的外壁配合。

当需要对柔性防护套10进行铺设时，将第二接口结构200与柔性防护套10的第一接口结构30进行连接。然后驱动机构驱动行走轮400转动，并使得铺设设备沿着海缆2000向下移动，铺设设备向下移动的过程中即可将柔性防护套10展开。铺设完成后，铺设设备拉扯扯线41，并释放容纳袋40内的凝固剂。密封完成后，将第一接口结构30和第二接口结构200分离，从而使得铺设设备1000与柔性防护套10分离。

结合图3和图5所示，在本实施例中，外壳100为框架结构，外壳100由横杆和竖杆拼接组成。第二接口结构200为半环形结构，进而使得海缆2000可以从侧部卡入至第二接口结构200内，便于第二接口结构200与第一接口结构30的连接。横杆和竖杆之间可以通过螺栓连接。同时外壳100可以在水平方向或者竖直方向上分为两个或者多个部分，相邻的部分之间通过电磁阀进行锁接，并且便于拆卸。

优选地，第二接口结构200和和外壳之间有一定缝隙。本实施例中，第二接口结构200通过两个所述固接销固定在外壳上，固接销为有机玻璃、高强度塑料或其它非金属材料。

优选地，在本实施例的技术方案中，第二接口结构200为磁性件，第二接口结构200外绕设有线圈500。具体而言，当线圈500通电时，第二接口结构200具有磁性，进而可以使得第二接口结构200与第一接口结构30连接在一起。当线圈500失电时，第二接口结构200失去磁性，进而使得第一接口结构30和第二接口结构200可以分离。上述结构使得第一接口结构30和第二接口结构200之间的安装和分离操作简便。

当然，在一些未示出的实施方式中，第一接口结构30和第二接口结构200之间也可以采用其他方式进行连接，例如通过紧固件，卡扣等方式实现可拆卸地连接。

如图3至图6所示，在本实施例的技术方案中，驱动机构300为电机，电机通过齿轮传动机构600驱动行走轮400转动。具体而言，电机通过紧固件安装在外壳100的内部。进一步地，结合图4和图6可以看到，齿轮传动机构包括输入齿轮、中间传动齿轮以及输出齿轮。具体而言：输入齿轮与电机的电机轴连接。中间传动齿轮包括同轴设置的大齿轮和小齿轮，其中，小齿轮与输入齿轮啮合。并且优选地，小齿轮和输入齿轮均为斜齿，从而起到改变传动方向的效果。大齿轮和消除轮同步转动，进而起到减速的效果。输出齿轮与行走轮同轴连接，并且输出齿轮与大齿轮啮合。通过上述的齿轮传动机构600，能够将电机的扭矩传递至行走轮400处，行走轮400与海缆2000的外壁摩擦配合，从而实现铺设设备1000整体沿着海缆2000上升或者下降。

优选地，结合图3和图5可以看到，本实施例中的行走轮400设置为两个，两个行走轮400相对设置，并夹设在海缆2000的相对的两侧。设置两个行走轮400可以使得铺设设备1000的上升和下降更加平稳。

优选地，本实施例中，电机为双轴电机，电机轴的两端分别通过齿轮传动机构600与连个行走轮400连接。

当然，在一些未示出的实施方式中，也可以在外壳100内设置两个驱动机构300，两个驱动机构300分别驱动两个行走轮400。

如图3和图5所示，在本实施例的技术方案中，铺设设备还包括摩擦轮700，摩擦轮700适于与海缆2000的外壁配合。具体而言，摩擦轮700在周向上位于两个行走轮400之间，摩擦轮700主要起到支撑和稳定的作用。

如图3和图5所示，在本实施例的技术方案中，外壳100上设置有吊环800。吊环为具有一定强度的防腐圆环，用于与吊装铺设设备的起吊绳挂钩挂接。

进一步地，铺设设备还外接有总线900，总线900中包含供电线、控制线等。总线900和电机、线圈500、电磁阀等待供电或者电控设备连接。

本实施例还提供了一种海缆防护装置的铺设方法，铺设方法采用上述的铺设设备1000对上述的海缆防护装置3000进行铺设。具体而言，如图7至图9所示，所述铺设方法包括：

步骤S1：将柔性防护套10套设在海缆2000上；

步骤S2：将第二接口结构200与第一接口结构30进行连接；

步骤S3：驱动机构300驱动行走轮400转动，以使铺设设备1000沿海缆向下行进，并使得柔性防护套10展开；

步骤S4：铺设设备1000运动至预定位置后，第一接口结构30和第二接口结构200分离，释放容纳袋40内的凝固剂，将绑扎固定结构20绑紧固定。

本发明通过在动态海缆外铺设柔性防护套，可有效阻止海洋生物在海缆表面附着生长，可通过定期更换柔性防护套，起到清理作用，操作简易，适用性强，可有效解决漂浮式风电动态海缆海洋生物附着生长污染难题，为动态海缆安全运行提供保障。

此外，本发明中的铺设设备发明尺寸小、重量轻，可直接在需防护的动态海缆上运行，无需额外施工，经济易行。本发明可实现在动态海缆外铺设柔性防护套，上下两端密封，使海缆与海洋生物隔离，可有效阻止海洋生物在海缆上附着生长。相比附着物生长后，定期清理方法，本发明通过定期更换保护层，可对海缆起到更全面的防护作用，对于动态海缆更高效且适用性更强。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种海缆防护装置，其特征在于，包括：

柔性防护套（10）；

绑扎固定结构（20），设置在所述柔性防护套（10）的第一端；

第一接口结构（30），设置在所述柔性防护套（10）的第二端，所述第一接口结构（30）适于与铺设设备（1000）连接；

容纳袋（40），设置在所述柔性防护套（10）的内侧并位于所述柔性防护套（10）的第二端，所述容纳袋（40）内设置有凝固剂。

2.根据权利要求1所述的海缆防护装置，其特征在于，所述容纳袋（40）上设置有扯线（41），所述扯线（41）适于释放所述凝固剂。

3.根据权利要求2所述的海缆防护装置，其特征在于，所述第一接口结构（30）上设置有容纳孔（31），所述扯线（41）穿过所述容纳孔（31）后适于与铺设设备（1000）连接。

4.根据权利要求1所述的海缆防护装置，其特征在于，所述绑扎固定结构（20）为扎带。

5.一种铺设设备，其特征在于，用于铺设如权利要求1至4中任一项所述的海缆防护装置，所述铺设设备包括：

外壳（100）；

第二接口结构（200），设置在所述外壳（100）的顶部，并适于与所述第一接口结构（30）可拆卸地连接；

驱动机构（300），设置在所述外壳（100）内；

行走轮（400），所述驱动机构（300）适于驱动所述行走轮（400）转动，所述行走轮（400）适于与海缆（2000）的外壁配合。

6.根据权利要求5所述的铺设设备，其特征在于，所述第二接口结构（200）为磁性件，所述第二接口结构（200）外绕设有线圈（500）。

7.根据权利要求5所述的铺设设备，其特征在于，所述驱动机构（300）为电机，所述电机通过齿轮传动机构（600）驱动所述行走轮（400）转动。

8.根据权利要求5所述的铺设设备，其特征在于，所述铺设设备还包括摩擦轮（700），所述摩擦轮（700）适于与海缆（2000）的外壁配合。

9.根据权利要求5所述的铺设设备，其特征在于，所述外壳（100）上设置有吊环（800）。

10.一种海缆防护装置的铺设方法，采用如权利要求5至9中任一项所述的铺设设备（1000）对如权利要求1至4中任一项所述的海缆防护装置（3000）进行铺设，其特征在于，所述铺设方法包括：

步骤S1：将柔性防护套（10）套设在海缆（2000）上；

步骤S2：将第二接口结构（200）与第一接口结构（30）进行连接；

步骤S3：驱动机构（300）驱动所述行走轮（400）转动，以使铺设设备（1000）沿海缆向下行进，并使得柔性防护套（10）展开；

步骤S4：铺设设备（1000）运动至预定位置后，第一接口结构（30）和第二接口结构（200）分离，释放容纳袋（40）内的凝固剂，将绑扎固定结构（20）绑紧固定。

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