CN115410760A - 一种零浮力电缆和深海设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种零浮力电缆,其包括:电缆;套设在电缆上的多个浮子;包覆层,包覆层紧密包覆多个浮子和电缆,将浮子固定于电缆。本申请提供的零浮力电缆可以有效避免浮子丢失或浮子在电缆上滑移,从而提高零浮力电缆在水中的平衡性。
Description
技术领域
本申请涉及电力技术领域,特别是涉及一种零浮力电缆和深海设备。
背景技术
零浮力电缆在水中既不下沉也不上浮,有效降低了电缆产生的重力或浮力对水中设备的影响,被广泛应用于水下的设备。在深海油气开采中,连接水面浮式装置和海底设备的深海脐带缆安全性至关重要,但商业化的零浮力电缆多适用于海水深度小于300米的浅海区域。目前,零浮力电缆的主要通过以下两种方式进行制备:第一种方式是在电缆外层设置发泡材料,且多以聚乙烯发泡材料为主,但发泡材料可耐受的水压小,因此此类零浮力电缆多用于海水深度小于300米的浅海区域。第二种方式是在电缆外围通过捆绑或卡锁的方式固定浮力材料,可以选择高强度浮力材料来实现深度达数千米的深海应用。但是,捆绑或卡锁的方式在海水的腐蚀、冲击或者其它外力作用下,容易造成捆绑或卡锁失效而形成单浮体漂浮,或者浮子在电缆的长度方向上发生明显位移,影响电缆的平衡性,导致电缆折弯不能正常工作。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种零浮力电缆和深海设备,以避免零浮力电缆上的浮子丢失或者浮子在电缆上滑移,从而提高零浮力电缆在水中的平衡性。具体技术方案如下:
本申请第一方面提供了一种零浮力电缆,其包括:
电缆;
套设在所述电缆上的多个浮子;
包覆层,所述包覆层紧密包覆所述多个浮子和所述电缆,将浮子固定于所述电缆。
在本申请的一些实施例中,零浮力电缆还包括套设在电缆上的多个隔离垫,每个隔离垫设置在两个相邻的浮子之间。
在本申请的一些实施例中,所述隔离垫为弹性隔离垫。
在本申请的一些实施例中,所述隔离垫的外径小于或等于所述浮子的外径。
在本申请的一些实施例中,所述隔离垫的外径和内径之差大于所述浮子的内径和电缆的外径之差。
在本申请的一些实施例中,所述浮子为圆柱形、棱柱形或纺锤形。
在本申请的一些实施例中,所述浮子的内径和所述电缆的外径之差不大于10mm。
在本申请的一些实施例中,所述浮子包含浮力材料,所述浮力材料包括环氧树脂和空心玻璃微珠的复合材料。
在本申请的一些实施例中,所述包覆层的厚度为0.5mm至2mm。
在本申请的一些实施例中,所述包覆层由选自热缩管、冷缩管、橡胶管、热缩带、冷缩带或橡胶带中的任意一种或多种形成。
本申请的第二方面提供了一种深海设备,包括上述任一实施例中的零浮力电缆。
本申请提供的零浮力电缆,浮子套设在电缆的外侧,无需进行额外加固,不会造成浮子丢失的情况;同时包覆层紧密包覆在电缆和浮子外,使电缆和浮子形成一个整体,浮子与电缆之间不易产生相对滑动,也不会因外力作用而丢失浮子,从而电缆的平衡性好,不易折弯,能够保障电缆的正常工作。
当然,实施本申请任一实施例的产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本申请一些实施例的零浮力电缆的剖视图;
图2为本申请一些实施例不包含包覆层的零浮力电缆的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
如图1和图2所示,本申请第一方面提供了一种零浮力电缆10,其包括:
电缆11;
套设在电缆11上的多个浮子12;
包覆层13,包覆层13紧密包覆多个浮子12和电缆11,将浮子12固定于电缆11。
本申请提供的零浮力电缆10,浮子12套设在电缆11的外侧,无需进行额外加固,不会造成浮子12丢失的情况;同时包覆层13紧密包覆在电缆11和浮子12外,使电缆11和浮子12形成一个整体,浮子12与电缆11之间不易产生相对滑动,也不会因外力作用而丢失浮子12,从而电缆11的平衡性好,不易折弯,能够保障电缆11的正常工作,可以应用于最大深度为10000米的深海。
本申请对包覆层的没有特别限制,只要能实现本申请的目的即可。例如,包覆层可以但不限于由选自热缩管、冷缩管、橡胶管、热缩带、冷缩带或橡胶带中的任意一种或多种形成。本申请对热缩管、冷缩管、橡胶管、热缩带、冷缩带或橡胶带的尺寸没有特别限制,可以根据浮子12的外径进行选择。热缩管是指在加热时可以收缩的套管,在常温下保持制备过程中形成的扩张状态,使用时对其加热可以回缩。冷缩管是指在常温下可以收缩的套管,包括冷缩管套和支撑冷缩管套的螺旋支撑物,使用时将螺旋支撑物抽出,冷缩管套在常温下靠弹性可以回缩。热缩带与热缩管的原理类似,形状不同;冷缩带与冷缩管的原理类似,形状不同。
本申请对包覆层的厚度没有特别限制,只要能实现本申请的目的即可。例如,包覆层的厚度为0.5mm至2mm。在本申请中,包覆层的厚度是指包覆在浮子和隔离垫上的包覆层的厚度。
如图1所示,在本申请的一些实施例中,零浮力电缆10还包括套设在电缆11上的多个隔离垫14,每个隔离垫14设置在两个相邻的浮子12之间。隔离垫14的设置使得相邻的两个浮子12之间保持稳定的间距,从而进一步提高零浮力电缆10的结构稳定性。
在本申请的一些实施例中,隔离垫14为弹性隔离垫,方便零浮力电缆10绕线或弯曲。本申请对弹性隔离垫14的材料没有特别限制,只要能实现本申请的目的即可。例如,弹性隔离垫14的材料可以是但不限于聚氨酯或硅橡胶。
在本申请的一些实施例中,隔离垫14的外径小于或等于浮子12的外径。由于浮子12的外径和内径之差通常较大,而隔离垫14主要是用于间隔相邻的两个浮子12,因此,隔离垫14的外径可以小于浮子12的外径,从而减小零浮力电缆10的总质量。
在本申请中,隔离垫14和电缆11之间可以是紧密贴合不存在间隙,避免隔离垫14在电缆11上滑移;也可以存在一定间隙,方便隔离垫14套设在电缆11上。
在本申请的一些实施例中,隔离垫14的外径和内径之差大于浮子12的内径和电缆11的外径之差。从而当浮子12与电缆11之间存在缝隙时,避免隔离垫14沿电缆产生滑移并与浮子12部分重叠或完全重叠,从而影响相邻的两个浮子12之间的间距。
本申请对隔离垫沿电缆长度方向的长度没有特别限制,可以根据电缆的外径进行选择。具体地,当电缆的外径较小时,绕线所需的弯曲半径也较小,从而需要长度较长的隔离垫;当电缆的外径较大时,绕线时所需的弯曲半径较大,隔离垫的长度可以适当减小。例如,隔离垫沿电缆长度方向的长度与电缆的外径之比为1∶5-5∶1。
在本申请中,浮子12和电缆11之间可以是紧密贴合不存在间隙,避免浮子12在电缆11上滑移;也可以存在一定间隙,方便浮子12套设在电缆11上,优选地,浮子12的内径和电缆11的外径之差不大于10mm。本申请对浮子12的内径大小没有特别限制,可以根据电缆11的外径进行选择。
本申请对浮子沿电缆长度方向的长度没有特别限制,可以根据电缆的外径进行选择。具体地,当电缆的外径较小时,绕线所需的弯曲半径也较小,从而需要长度较小的浮子;当电缆的外径较大时,绕线时所需的弯曲半径较大,浮子的长度也可适当增大。例如,浮子沿电缆长度方向的长度与电缆的外径之比为1∶1-6∶1。
本申请对浮子12的形状没有特别限制,只要能实现本申请的目的即可。例如,浮子12的形状可以是但不局限于圆柱形、棱柱形或纺锤形。浮子12为对称结构,有利于提高零浮力电缆10的平衡性。
在本申请的一些实施例中,浮子包含浮力材料,本申请对浮力材料没有特别限制,只要能实现本申请的目的即可。例如,浮力材料的密度小于1g/cm3,抗压强度大于或等于50MPa,优选地,浮力材料包括环氧树脂和空心玻璃微珠的复合材料。可以理解的是,浮力材料可以根据零浮力电缆在水中的使用深度进行选择。
本申请对零浮力电缆的制备方法没有特别限制,只要能实现本申请的目的即可。例如,零浮力电缆的制备方法可以包括但不局限于以下步骤:将浮子和隔离垫间隔套在电缆上,然后再套上热缩管,用热风枪加热热缩管使其收缩,从而浮子和隔离垫被紧紧包覆在电缆上,得到零浮力电缆。
具体地,如表1所示的零浮力电缆1-8,其中,热缩管为聚乙烯热缩管,聚乙烯热缩管在浮子上面形成的包覆层的厚度为0.1cm,电缆、浮子、隔离垫的参数如表1所示。需要说明的是,表1中的零浮力电缆作为例子来解释本申请,但本申请的零浮力电缆并不局限于表1中所示的零浮力电缆。
表1
本申请的第二方面提供了一种深海设备,包括上述任一实施例中的零浮力电缆,可以应用于最大深度为10000米的深海。前述深海设备可以是但不局限于深海油气开采设备、深海探测设备等。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的方法或者物品不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种方法或者物品所固有的要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
以上所述仅为本申请的较佳实施例,并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本申请的保护范围内。
本申请受到“中央高校基本科研业务费专项201964010”项目的支持。
Claims (11)
1.一种零浮力电缆,其包括:
电缆;
套设在所述电缆上的多个浮子;
包覆层,所述包覆层紧密包覆所述多个浮子和所述电缆,将浮子固定于所述电缆。
2.根据权利要求1所述的零浮力电缆,其还包括套设在电缆上的多个隔离垫,每个隔离垫设置在两个相邻的浮子之间。
3.根据权利要求2所述的零浮力电缆,其中,所述隔离垫为弹性隔离垫。
4.根据权利要求2所述的零浮力电缆,其中,所述隔离垫的外径小于或等于所述浮子的外径。
5.根据权利要求2所述的零浮力电缆,其中,所述隔离垫的外径和内径之差大于所述浮子的内径和电缆的外径之差。
6.根据权利要求1所述的零浮力电缆,其中,所述浮子为圆柱形、棱柱形或纺锤形。
7.根据权利要求1所述的零浮力电缆,其中,所述浮子的内径和所述电缆的外径之差不大于10mm。
8.根据权利要求1所述的零浮力电缆,其中,所述浮子包含浮力材料,所述浮力材料包括环氧树脂和空心玻璃微珠的复合材料。
9.根据权利要求1所述的零浮力电缆,其中,所述包覆层的厚度为0.5mm至2mm。
10.根据权利要求1所述的零浮力电缆,其中,所述包覆层由选自热缩管、冷缩管、橡胶管、热缩带、冷缩带或橡胶带中的任意一种或多种形成。
11.一种深海设备,包括权利要求1-10中任一项所述的零浮力电缆。
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