CN115588941A - 一种复合缆的安装系统及复合缆的水下安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合缆的安装系统，包括电缆绞盘，电缆绞盘上设有复合缆，复合缆包括自由端，复合缆的安装系统还包括限制装置、连接件和张拉装置，电缆绞盘的转动方向上设有限制装置，以防止电缆绞盘转动，张拉装置分别通过连接件与限制装置及复合缆的自由端相连，张拉装置能够拉动连接件带动限制装置脱离电缆绞盘以及复合缆的自由端从电缆绞盘上拉出。本发明在水上将复合缆安装至导管架的底部，在导管架下水后再将复合缆向上牵引，安装过程更加简便易行，减少水下ROV的使用，能够适用于恶劣海况及水下ROV无法进入的狭小空间的安装；无需设置重力基础对复合缆进行固定，使复合缆更加稳定，能抵抗更恶劣的海况，使得整体系统更加稳定。

Description

一种复合缆的安装系统及复合缆的水下安装方法

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，具体是关于一种复合缆的安装系统及复合缆的水下安装方法。

背景技术

海上油气开发以固定式平台最为常见，其平台服役年限较长。石油平台可看作由两部分组成，上部为功能区，下部的结构为导管架。导管架作为整个平台的基础，其稳固性和安全性对平台至关重要。由于导管架常年处于恶劣的海洋环境中，严重的海水腐蚀时刻考验着导管架结构安全，通常采取阴极保护措施防止腐蚀破坏。

现有的外加电流阴极保护装置主要包括张拉平台、导管架、复合缆、重力基础和张拉装置。安装时，将复合缆和重力基础吊运至张拉平台处，然后通过绞车的钢缆将重力块下放至海底，后通过遥控水下ROV(水下机器人)将复合缆连接到重力基础上，最后将复合缆连接在张拉平台上。

安装过程中需要使用水下ROV(水下机器人)潜入海水中，当海况恶劣或海下安装空间狭小时，水下ROV(水下机器人)无法进入安装空间内部，增加了安装难度。

因此，需要一种复合缆的安装系统及复合缆的水下安装方法，以减小水下ROV(水下机器人)在海水中操作的使用，适用于不同海况下的安装，操作方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合缆的安装系统及复合缆的水下安装方法，以解决上述背景技术中复合缆在水中连接重力基础和张拉平台时候不便的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种复合缆的安装系统，包括电缆绞盘，所述电缆绞盘上设有复合缆，所述复合缆包括自由端，所述复合缆的安装系统还包括限制装置、连接件和张拉装置，所述电缆绞盘的转动方向上设有所述限制装置，以防止所述电缆绞盘转动，所述张拉装置分别通过所述连接件与所述限制装置及所述复合缆的自由端相连，所述张拉装置能够拉动所述连接件带动所述限制装置脱离所述电缆绞盘以及所述复合缆的自由端从所述电缆绞盘上拉出。

所述的复合缆的安装系统，优选地，所述连接件的底部分为第一分支连接件和第二分支连接件，所述第一分支连接件的尾端与所述限制装置相连，所述第二分支连接件的尾端与所述复合缆的自由端相连，所述连接件的顶部与所述张拉装置相连，所述第一分支连接件的长度大于所述第二分支连接件的长度。

所述的复合缆的安装系统，优选地，所述限制装置包括限制插销、插销管套、插接小链和牵引件，所述插销管套固定在所述电缆绞盘的转动方向上，所述限制插销可拆卸地插入至所述插销管套内，所述限制插销的一端通过所述牵引件与所述第一分支连接件的尾端相连，所述限制插销的另一端通过所述插接小链与所述电缆绞盘相连，所述插接小链的极限拉伸荷载小于所述牵引件的极限拉伸荷载。

所述的复合缆的安装系统，优选地，所述电缆绞盘还包括底座，所述插销管套呈竖直设置在所述电缆绞盘及所述底座上，且多个所述插销套管之间的轴线重合，所述限制插销的长度大于全部的所述插销套管中心之间的距离，保证所述限制插销能够贯穿全部所述插销套管。

所述的复合缆的安装系统，优选地，所述复合缆上设置有连接组件，所述连接组件包括索节和小链，所述索节的一端与所述复合缆的自由端固定连接，所述索节的另一端与所述小链的一端相连，所述小链的另一端与所述第二分支连接件的尾端相连。

一种复合缆的水下安装方法，包括如下步骤：

S1：将缠绕有所述复合缆的所述电缆绞盘安装至导管架的底部，保证所述复合缆垂直布置；

S2：所述导管架下放至水下，后在水面上用所述张拉装置带动所述牵引件张紧，使得所述牵引件带动所述第一分支连接件张紧从而将限制插销从所述插销管套内拔出，解除所述限制装置对所述电缆绞盘的限制；

S3：所述张拉装置继续带动所述第二分支连接件提拉，所述第二分支连接件牵引所述复合缆的自由端移动至所述导管架的顶部，完成所述复合缆的固定和安装。

所述的复合缆的水下安装方法，优选地，所述导管架的底部固设有安装平台，所述电缆绞盘固设于所述安装平台上。

所述的复合缆的水下安装方法，优选地，所述导管架上固设有多个固定箍，多个所述固定箍沿所述导管架的竖向长度方向等间隔排布，所述连接件或所述复合缆贯穿于多个固定箍。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、在水上将复合缆安装至导管架的底部，在导管架下水后再将复合缆向上牵引，安装过程更加简便易行，减少水下ROV的使用，能够适用于恶劣海况及水下ROV无法进入的狭小空间的安装；

2、无需设置重力基础对复合缆进行固定，使复合缆更加稳定，能抵抗更恶劣的海况，使得整体系统更加稳定。

附图说明

图1为本发明公开的复合缆的安装系统和导管架连接后的整体结构示意图；

图2为本发明公开的复合缆的安装系统的整体结构示意图；

图3为本发明公开的复合缆的安装系统的左视图；

图4为本发明第一分支连接件和第二分支连接件未从支腿上脱离的结构示意图；

图5为本发明第一分支连接件和第二分支连接件从支腿上脱离的结构示意图。

图中各附图标记：

1、导管架；2、安装平台；3、固定箍；4、电缆绞盘；41、底座；

42、安装支架；43、绕线轴；44、绞盘；51、限制插销；52、插销套管；

53、插接小链；54、牵引件；6、复合缆；71、索节；72、小链；81、第一分支连接件；

82、第二分支连接件；83、连接件；9、张拉平台。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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“一端”、“另一端”、“底部”、“底端”、“顶端”和“顶部”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系统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。

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“设置”和“设有”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供的一种复合缆的安装系统。本发明设有电缆绞盘，电缆绞盘上设有复合缆，复合缆包括自由端，复合缆的安装系统还包括限制装置、连接件和张拉装置，电缆绞盘的转动方向上设有限制装置，以防止电缆绞盘转动，张拉装置分别通过连接件与限制装置及复合缆的自由端相连，张拉装置能够拉动连接件带动限制装置脱离电缆绞盘以及复合缆的自由端从电缆绞盘上拉出。本发明在水上将复合缆安装至导管架的底部，在导管架下水后再将复合缆向上牵引，安装过程更加简便易行，减少水下ROV的使用，能够适用于恶劣海况及水下ROV无法进入的狭小空间的安装；无需设置重力基础对复合缆进行固定，使复合缆更加稳定，能抵抗更恶劣的海况，使得整体系统更加稳定。

下面，结合附图对本发明实施例提供的一种复合缆的安装系统及复合缆的水下安装方法进行详细的说明。

参照图1和图2，一种复合缆的安装系统，包括电缆绞盘4，电缆绞盘4包括底座41、安装支架42、绕线轴43和绞盘44，底座41上固设有两个竖向且间隔设置的安装支架42，两个安装支架42之间设置有水平的绕线轴43，绕线轴43和安装支架42转动连接。绕线轴43的两端分别沿其径向方向延伸有绞盘44，两个绞盘44相互平行，绞盘44上绕设有复合缆6。

参照图2和图3，电缆绞盘4上设置有限制电缆绞盘4转动的限制装置，限制装置包括限制插销51和插销套管52，插销套管52设置在绞盘44的外侧面和底座41的内侧面，优选地，插销套管52的个数为两个，两个插销套管52轴线均呈竖向设置，两个插销套管52轴线重合。

限制插销51从上至下分别插接于两个插销套管52，限制插销51的长度大于两个插销套管52中心之间的距离，保证限制插销51能够贯穿全部套管，且限制插销51的下端接近固定底座41的底面，当插销套管52和限制插销51套接时，限制插销51能够限制电缆绞盘4转动，此时，限制插销51能够很好的限制电缆绞盘4的转动。

连接件83的底部包括第一分支连接件81和第二分支连接件82，第一分支连接件81的尾端与所述限制装置相连，第二分支连接件82的尾端与复合缆6的自由端相连，连接件83的顶端与张拉装置相连，第一分支连接件81的长度大于第二分支连接件82的长度。连接件83、第一分支连接件81和第二分支连接件82优选地为钢丝绳。所述张拉装置设置在张拉平台9上，张拉装置优选为陆地牵引绞车，连接件83和陆地牵引绞车连接。

连接复合缆6的第二分支连接件82的长度需计算预留量，保证拉出限制插销51之前此第二分支连接件82始终保持松弛状态。

限制插销51的底端通过有插接小链53与电缆绞盘4相连，限制插销51的顶端和牵引件54连接，限制插销51上固设有连接环，牵引件54通过连接环和限制插销51连接。牵引件54远离限制插销51的另一端连接有第一分支连接件81，第一分支连接件81的末端从下至上顺次贯穿于多个固定箍3后和张拉平台9连接。固定箍3可以为麻绳，麻绳绕成圈固定在导管架1上，便于连接件83挣脱麻绳。

插销小链53和电缆绞盘4的底座41连接，插销小链53的极限拉伸荷载小于牵引件54的极限拉伸荷载；当需要解除对电缆绞盘4的转动限制时，只需提拉牵引件54，当拉力大于插销小链53的极限拉力值时，插销小链53被拉断，此时牵引件54带动限制插销51脱离插销套管52，此时电缆绞盘4恢复转动。

复合缆6的自由端均设置有连接组件，所述连接组件包括索节71和小链72，索节71的一端和复合缆6的自由端固定连接，索节71的另一端与所述小链72的一端相连，所述小链72的另一端与第二分支连接件82相连。

当限制装置保持对电缆绞盘4转动限制时，第一分支连接件81处于张紧的状态，第二分支连接件82处于松弛状态，通过所述张拉装置带动，第一分支连接件81带动限制插销51脱离插销套管52，电缆绞盘4便能够自由转动，所述张拉装置继续运动带动第二分支连接件81处于张紧状态，通过所述张拉装置带动，第二分支连接件81能够向上提拉，使复合缆6达到预定预张力后固定，完成复合缆6海中安装。

一种复合缆的水下安装方法，在安装前，将复合缆6缠绕到电缆绞盘4上，复合缆6的一端通过索节71、小链72、卸扣等与绕线轴43链接，复合缆6的另一端为自由端，复合缆6的自由端通过小链72与底座41相连拉紧，待将电缆绞盘4放入水下前，解除复合缆6的自由端和底座41的连接，将复合缆6和第二分支连接件82连接。将绞盘44侧面设计的限制插销51安装到位，限制插销51底部通过插接小链53安装到电缆绞盘4上，防止限制插销51脱落，优选地，限制插销51安装在绞盘44的底部。

复合缆的水下安装方法具体包括如下步骤：

S1：将缠绕好复合缆6的电缆绞盘4安装到导管架1上，保证复合缆6末端定位准确；电缆绞盘4安装需保证复合缆6垂直布置，绞盘44底部需在导管架1上安装平台2结构以便绞盘44安装；

S2：导管架1下水前，将第一分支连接件81与所述张拉装置和限制插销51相连，将第二分支连接件82与所述张拉装置和复合缆6相连；

S3：导管架1下水前，安装第一分支连接件81和第二分支连接件82，第一分支连接件81和第二分支连接件82的顶部分别与所述张拉装置连接，第二分支连接件82的底部通过卸扣、索节71与复合缆6的自由端连接，第一分支连接件81的底部末端与限制插销51连接；连接复合缆6的第二分支连接件82的长度需计算预留量，保证拉出限制插销51之前与复合缆6连接的第二分支连接件82始终保持松弛状态；第一分支连接件81和第二分支连接件82需固定在导管架1附近的支腿上，预防其在吊装索具掉落时被损坏；

S4：导管架1下水后准备安装复合缆6时，可将安装的连接件83拉紧从导管架1支腿上脱离(参阅如图4和图5)；其中连接复合缆6的第二分支连接件82保持松弛状态，连限制插销51的第一分支连接件81可向上提拉，将限制插销51从绞盘44侧面拉出；限制插销51拉出后，电缆绞盘4便可自由转动；此时向上提拉连接复合缆6的第二分支连接件82，可牵引复合缆6顶端到张拉平台9上进行复合缆6顶端拉紧，达到预定预张力后固定，完成复合缆6海中安装。

导管架1的底部固设有安装平台2，电缆绞盘4固设于安装平台2上。

导管架1上固设有多个固定箍3，多个固定箍3沿导管架1的竖向长度方向等间隔排布，所述连接件或复合缆5贯穿于多个固定箍3。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种复合缆的安装系统，包括电缆绞盘，所述电缆绞盘上设有复合缆，所述复合缆包括自由端，其特征在于，所述复合缆的安装系统还包括限制装置、连接件和张拉装置，所述电缆绞盘的转动方向上设有所述限制装置，以防止所述电缆绞盘转动，所述张拉装置分别通过所述连接件与所述限制装置及所述复合缆的自由端相连，所述张拉装置能够拉动所述连接件带动所述限制装置脱离所述电缆绞盘以及所述复合缆的自由端从所述电缆绞盘上拉出。

2.根据权利要求1所述的复合缆的安装系统，其特征在于，所述连接件的底部分为第一分支连接件和第二分支连接件，所述第一分支连接件的尾端与所述限制装置相连，所述第二分支连接件的尾端与所述复合缆的自由端相连，所述连接件的顶部与所述张拉装置相连，所述第一分支连接件的长度大于所述第二分支连接件的长度。

3.根据权利要求2所述的复合缆的安装系统，其特征在于，所述限制装置包括限制插销、插销管套、插接小链和牵引件，所述插销管套固定在所述电缆绞盘的转动方向上，所述限制插销可拆卸地插入至所述插销管套内，所述限制插销的一端通过所述牵引件与所述第一分支连接件的尾端相连，所述限制插销的另一端通过所述插接小链与所述电缆绞盘相连，所述插接小链的极限拉伸荷载小于所述牵引件的极限拉伸荷载。

4.根据权利要求3所述的复合缆的安装系统，其特征在于，所述电缆绞盘还包括底座，所述插销管套呈竖直设置在所述电缆绞盘及所述底座上，且多个所述插销套管之间的轴线重合，所述限制插销的长度大于全部的所述插销套管中心之间的距离，保证所述限制插销能够贯穿全部所述插销套管。

5.根据权利要求4所述的复合缆的安装系统，其特征在于，所述复合缆上设置有连接组件，所述连接组件包括索节和小链，所述索节的一端与所述复合缆的自由端固定连接，所述索节的另一端与所述小链的一端相连，所述小链的另一端与所述第二分支连接件的尾端相连。

6.一种如权利要求3至5中任一项所述的复合缆的水下安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

将缠绕有所述复合缆的所述电缆绞盘安装至导管架的底部，保证所述复合缆垂直布置；

所述导管架下放至水下后，在水面上用所述张拉装置带动所述牵引件张紧，使得所述牵引件带动所述第一分支连接件张紧从而将限制插销从所述插销管套内拔出，解除所述限制装置对所述电缆绞盘的限制；

所述张拉装置继续带动所述第二分支连接件提拉，所述第二分支连接件牵引所述复合缆的自由端移动至所述导管架的顶部，完成所述复合缆的固定和安装。

7.根据权利要求6所述的复合缆的水下安装方法，其特征在于，所述导管架的底部固设有安装平台，所述电缆绞盘固设于所述安装平台上。

8.根据权利要求6所述的复合缆的水下安装方法，其特征在于，所述导管架上固设有多个固定箍，多个所述固定箍沿所述导管架的竖向长度方向等间隔排布，所述连接件或所述复合缆贯穿于多个固定箍。

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