CN117074203A - 一种海缆水压测试仓 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆测试技术领域，具体涉及一种海缆水压测试仓，通过设置加压室，夹持室以及拉直室，夹持室内部开设有夹持腔，夹持腔内安装有锥形套以及与锥形套相适配的挤压套，夹持腔与加压腔之间连接有倒灌水道，锥形套圆形面安装有多组受压塞，受压塞适配安装于倒灌水道中，夹持腔与加压腔之间还连接有正灌水道，挤压套上安装有多个承压塞，承压塞适配安装于正灌水道中，加压腔加压会使得锥形套与挤压套之间接触更加紧密，从而加强对电缆的密封，并且当加压腔到达测定压力后，通过拉直电缆可带动锥形套和挤压套移动，通过监测承压塞的移动距离，即可确定在此压力下电缆的形变量，从而监测电缆通讯性能与形变性能。

Description

一种海缆水压测试仓

技术领域

本发明涉及海缆测试技术领域，尤其涉及一种海缆水压测试仓。

背景技术

随着人们对于海洋的不断开发，海底勘探、深水区油田开发等技术已经越来越成熟，而现代工业都离不开电力系统以及通讯系统的支持，因此对海底电缆的铺设需求也日益增长。由于海底环境的复杂性，对海底电缆的性能要求也较之普通电缆更高，因此，在对海缆生产铺设之前，需要模拟海洋环境，对海缆进行性能测试，其中水压测试是十分重要的一项。

申请号为2021115142005的中国发明专利申请提供了一种海缆测试用高压穿舱密封结构及方法，通过设置与高压舱连接的穿舱端盖，穿舱端盖内设置有密封腔，在密封腔内，沿高压舱内向高压舱外的延伸方向依次设置有套设在海缆外的金属自紧密封环、支撑环、o型密封圈和钢垫环，金属自紧密封环为双层中空环状结构，在金属自紧密封环的侧面设置有与高压舱内连通的进水孔，在高压舱内注水施压的过程中，高压舱内的水从进水孔流入到双层中空环状结构中，使金属自紧密封环在水压的作用下逐步膨胀，从而实现对海缆的固定。

但是，本申请人发现，现有技术至少存在以下问题：

海缆测试段在高压环境下挤压变形，使得海缆在纵向方向上产生一定的形变，若形变量过大，则容易在遭遇海底洋流时被拉断，而现有技术不能够在实现对电缆夹紧密封的情况下，检测海缆受压段的纵向形变量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种海缆水压测试仓，以解决对海缆测试段夹紧密封的同时，检测海缆测试段的纵向形变量的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种海缆水压测试仓，包括底座，底座上安装有加压室，加压室内设有用于模拟深海压力环境的加压腔，所述加压室两端分别连接有夹持室，夹持室内部开设有夹持腔，夹持腔连通有电缆通道，夹持腔内安装有可沿着电缆纵向移动的锥形套，锥形套上开设有用于电缆穿过的夹持通道，夹持腔内还安装有与锥形套相适配的挤压套，挤压套上开设有渐变通道，用于给锥形套施加反作用力，夹持腔与加压腔之间连接有倒灌水道，锥形套圆形面安装有多组受压塞，受压塞适配安装于倒灌水道中，夹持腔与加压腔之间还连接有正灌水道，挤压套上安装有多个承压塞，承压塞适配安装于正灌水道中，初始状态下，挤压套端面与夹持腔靠近加压室的内壁紧贴，夹持室端部安装有拉直室，用于对电缆进行拉直，所述正灌水道中安装有测距传感器，用于检测电缆受压拉直后，承压塞的移动距离。

可选的，所述夹持腔靠近加压室的内壁上安装有电磁铁，所述挤压套靠近电磁铁的端面具有铁磁性。

可选的，所述加压腔中安装有丝杠，丝杠沿着电缆轴向设置，并设于电缆通过方向的上方，所述丝杠上适配安装有丝杠套，丝杠套连接有伸缩杆，伸缩杆底部安装有轨道轮，轨道轮用于放置于电缆上方，所述丝杠套上安装有距离检测器，用于检测轨道轮到丝杠套之间的距离，并与电缆绷直状态下，轨道轮到丝杠套之间的标准距离比较。

可选的，所述拉直室中安装有驱动电机，驱动电机动力连接有驱动齿轮，驱动齿轮啮合连接有齿环，齿环的两侧安装有固定座，固定座固定安装于拉直室内部，固定座设有卡轨，齿环与卡轨滑动连接，所述齿环内部螺纹连接有螺纹套，螺纹套上设有用于对电缆进行夹持的夹持组件，螺纹套和夹持组件上开设有供电缆穿过的穿孔，螺纹套滑动安装于拉直室内部。

可选的，所述螺纹套连接有连接杆，连接杆端部连接有导向卡块，所述拉直室的内壁上设有与导向卡块相适配的导向槽，导向槽配合导向卡块用于限制螺纹套仅能沿着电缆轴向移动。

可选的，所述夹持组件包括活动安装于螺纹套端部的多组活动弧板，所述螺纹套外周通过螺纹安装有锁紧套，所述拉直室上开设有用于转动锁紧套的调整口，锁紧套端部一体成型有挤压筒，挤压筒内部设有斜壁，所述活动弧板连接有支撑柱，支撑柱端部安装有滚珠，滚珠用于与挤压筒内壁接触，挤压筒沿着电缆轴向移动，改变对支撑柱的压力。

可选的，所述活动弧板上安装有摩擦垫，摩擦垫用于与电缆表面接触。

可选的，所述加压室连接有加压管，加压管连接至底座内部，底座内部设有加压泵，加压泵通过加压管对加压室进行加压。

可选的，所述倒灌水道和正灌水道上设有阀门，用于与加压腔之间隔断，所述倒灌水道与正灌水道之间连接有联通水道，联通水道中安装有截断阀，倒灌水道连接有引水口，用于向倒灌水道以及正灌水道中加压。

可选的，所述引水口连接有引水分管，引水分管连接有引水主管，引水主管延伸至底座中，并连接有加压泵。

本发明的有益效果：本发明提供一种海缆水压测试仓，通过设置加压室，夹持室以及拉直室，夹持室内部开设有夹持腔，夹持腔内安装有可沿着电缆纵向移动的锥形套以及与锥形套相适配的挤压套，夹持腔与加压腔之间连接有倒灌水道，锥形套圆形面安装有多组受压塞，受压塞适配安装于倒灌水道中，夹持腔与加压腔之间还连接有正灌水道，挤压套上安装有多个承压塞，承压塞适配安装于正灌水道中，加压腔加压会使得锥形套与挤压套之间接触更加紧密，从而加强对电缆的密封，并且当加压腔到达测定压力后，通过拉直电缆可带动锥形套和挤压套移动，通过监测承压塞的移动距离，即可确定在此压力下电缆的形变量，从而监测电缆通讯性能与形变性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，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为本发明实施例一种海缆水压测试仓的示意图；

图2为本发明实施例一种海缆水压测试仓的剖视示意图；

图3为本发明实施例一种海缆水压测试仓夹持室的内部结构示意图；

图4为本发明实施例一种海缆水压测试仓锥形套于挤压套的配合示意图；

图5为本发明实施例一种海缆水压测试仓拉直室的内部结构示意图；

图6为本发明实施例一种海缆水压测试仓加压室的内部结构示意图。

图中标记为：

101、底座；201、加压室；202、加压腔；203、压力表；204、加压管；205、丝杠套；206、伸缩杆；207、轨道轮；208、丝杠；301、夹持室；302、夹持腔；303、锥形套；304、受压塞；305、挤压套；306、承压塞；307、倒灌水道；308、正灌水道；309、引水口；310、联通水道；311、夹持通道；312、渐变通道；313、引水分管；314、引水主管；401、拉直室；402、导向槽；403、导向卡块；404、连接杆；405、螺纹套；406、固定座；407、卡轨；408、齿环；409、驱动齿轮；410、驱动电机；411、调整口；412、锁紧套；413、挤压筒；414、活动弧板；415、支撑柱；416、滚珠。

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明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1至图4所示，本发明具体实施例提供一种海缆水压测试仓，包括底座101，底座101上安装有加压室201，加压室201内设有用于模拟深海压力环境的加压腔202，所述加压室201两端分别连接有夹持室301，夹持室301内部开设有夹持腔302，夹持腔302连通有电缆通道，夹持腔302内安装有可沿着电缆纵向移动的锥形套303，锥形套303上开设有用于电缆穿过的夹持通道311，夹持腔302内还安装有与锥形套303相适配的挤压套305，挤压套305上开设有渐变通道312，用于给锥形套303施加反作用力，夹持腔302与加压腔202之间连接有倒灌水道307，锥形套303圆形面安装有多组受压塞304，受压塞304适配安装于倒灌水道307中，夹持腔302与加压腔202之间还连接有正灌水道308，挤压套305上安装有多个承压塞306，承压塞306适配安装于正灌水道308中，初始状态下，挤压套305端面与夹持腔302靠近加压室201的内壁紧贴，夹持室301端部安装有拉直室401，用于对电缆进行拉直，所述正灌水道308中安装有测距传感器，用于检测电缆受压拉直后，承压塞306的移动距离。

测试中，将待测海缆依次穿过拉直室401、夹持室301以及加压室201，之后通过拉直室401将电缆绷直后，开始对加压室201内进行持续加压，直至目标压力值，此时通过对电缆两端接入通讯测试器检测电缆的通讯性能，同时在加压腔202中持续加压过程中，加压腔202中的压力逐渐增大，倒灌水道307以及正灌水道308的压力增大，使得锥形套303向着挤压套305的渐变通道312移动，从而使得夹持通道311逐渐变紧，实现对电缆的夹持，并且随着加压腔202中的压力逐渐增大，夹持通道311对电缆的夹持逐渐紧密，在此过程中，保持挤压套305端面与夹持腔302靠近加压室201的内壁紧贴，在达到测定压力后，解除挤压套305端面与夹持腔302靠近加压室201的内壁紧贴，拉直室401对电缆两端施加一定的力，使加压室201内的受压形变的电缆再次绷直，正灌水道308的测距传感器，检测电缆受压拉直后，承压塞306的移动距离，从而得到电缆受压的形变量，能够同时实现对电缆进行密封夹紧，同时测量电缆通讯性能以及形变性能。

在一些可选的具体实施例中，如图3所示，所述夹持腔302靠近加压室201的内壁上安装有电磁铁，所述挤压套305靠近电磁铁的端面具有铁磁性。通过对电磁铁通电生磁，从而实现对挤压套305端面与夹持腔302靠近加压室201的内壁紧贴于松开。

在一些可选的具体实施例中，如图6所示，所述加压腔202中安装有丝杠208，丝杠208沿着电缆轴向设置，并设于电缆通过方向的上方，所述丝杠208上适配安装有丝杠套205，丝杠套205连接有伸缩杆206，伸缩杆206底部安装有轨道轮207，轨道轮207用于放置于电缆上方，所述丝杠套205上安装有距离检测器，用于检测轨道轮207到丝杠套205之间的距离，并与电缆绷直状态下，轨道轮207到丝杠套205之间的标准距离比较。使用时，在轨道轮207以及伸缩杆206自身的重力作用下，使得轨道轮207与电缆紧密接触，并且由于轨道轮207以及伸缩杆206自身质轻，不会对电缆产生拉伸，在加压腔202加压至测定压力后，拉直室401对电缆进行拉直，同时丝杠208驱动丝杠套205移动，轨道轮207与电缆接触，距离检测器检测轨道轮207与丝杠套205之间的距离，若距离不变且与轨道轮207到丝杠套205之间的标准距离相等，则表明电缆已经被拉直，拉直室401不再拉动电缆，避免由于拉直室401的拉力对测试结果产生影响。

在一些可选的具体实施例中，如图5所示，所述拉直室401中安装有驱动电机410，驱动电机410动力连接有驱动齿轮409，驱动齿轮409啮合连接有齿环408，齿环408的两侧安装有固定座406，固定座406固定安装于拉直室401内部，固定座406设有卡轨407，齿环408与卡轨407滑动连接，所述齿环408内部螺纹连接有螺纹套405，螺纹套405上设有用于对电缆进行夹持的夹持组件，螺纹套405和夹持组件上开设有供电缆穿过的穿孔，螺纹套405滑动安装于拉直室401内部。拉直过程中，通过夹持组件将电缆夹持固定，之后驱动电机410驱动，带动驱动齿轮409转动，啮合传动齿环408旋转，齿环408转动驱动螺纹套405沿着电缆轴向移动，从而使得夹持组件对电缆进行拉直。

在一些可选的具体实施例中，如图5所示，所述螺纹套405连接有连接杆404，连接杆404端部连接有导向卡块403，所述拉直室401的内壁上设有与导向卡块403相适配的导向槽402，导向槽402配合导向卡块403用于限制螺纹套405仅能沿着电缆轴向移动。

在一些可选的具体实施例中，如图5所示，所述夹持组件包括活动安装于螺纹套405端部的多组活动弧板414，所述螺纹套405外周通过螺纹安装有锁紧套412，所述拉直室401上开设有用于转动锁紧套412的调整口411，锁紧套412端部一体成型有挤压筒413，挤压筒413内部设有斜壁，所述活动弧板414连接有支撑柱415，支撑柱415端部安装有滚珠416，滚珠416用于与挤压筒413内壁接触，挤压筒413沿着电缆轴向移动，改变对支撑柱415的压力。

在一些可选的具体实施例中，如图5所示，所述活动弧板414上安装有摩擦垫，摩擦垫用于与电缆表面接触。增大对电缆夹持的摩擦力，防止发生相对滑动。

在一些可选的具体实施例中，如图1所示，所述加压室201连接有加压管204，加压管204连接至底座101内部，底座101内部设有加压泵，加压泵通过加压管204对加压室201进行加压。

在一些可选的具体实施例中，如图1和图3所示，所述倒灌水道307和正灌水道308上设有阀门，用于与加压腔202之间隔断，所述倒灌水道307与正灌水道308之间连接有联通水道310，联通水道310中安装有截断阀，倒灌水道307连接有引水口309，用于向倒灌水道307以及正灌水道308中加压。测试前，关闭倒灌水道307和正灌水道308上的阀门，使之与加压腔202之间隔断，打开截断阀，通过引水口309向倒灌水道307中加压，使得倒灌水道307中和正灌水道308中的压力达到加压室201待测压力大小，并检测电缆的通讯强度，在加压室201加压测量时，打开倒灌水道307和正灌水道308上的阀门，使之与加压腔202之间联通，进行加压检测，并将检测结果与测试前的检测结果对比，从而排除夹持室301对电缆通讯的影响因素。

在一些可选的具体实施例中，如图1所示，所述引水口309连接有引水分管313，引水分管313连接有引水主管314，引水主管314延伸至底座101中，并连接有加压泵。

在一些可选的具体实施例中，如图1所示，所述加压室201上安装有压力表203，用于监测加压进度。

本发明的工作原理：测试中，将待测海缆依次穿过拉直室401、夹持室301以及加压室201，之后通过拉直室401将电缆绷直后，开始对加压室201内进行持续加压，直至目标压力值，此时通过对电缆两端接入通讯测试器检测电缆的通讯性能，同时在加压腔202中持续加压过程中，加压腔202中的压力逐渐增大，倒灌水道307以及正灌水道308的压力增大，使得锥形套303向着挤压套305的渐变通道312移动，从而使得夹持通道311逐渐变紧，实现对电缆的夹持，并且随着加压腔202中的压力逐渐增大，夹持通道311对电缆的夹持逐渐紧密，在此过程中，保持挤压套305端面与夹持腔302靠近加压室201的内壁紧贴，在达到测定压力后，解除挤压套305端面与夹持腔302靠近加压室201的内壁紧贴，拉直室401对电缆两端施加一定的力，使加压室201内的受压形变的电缆再次绷直，正灌水道308的测距传感器，检测电缆受压拉直后，承压塞306的移动距离，从而得到电缆受压的形变量，能够同时实现对电缆进行密封夹紧，同时测量电缆通讯性能以及形变性能。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海缆水压测试仓，包括底座（101），底座（101）上安装有加压室（201），加压室（201）内设有用于模拟深海压力环境的加压腔（202），其特征在于，所述加压室（201）两端分别连接有夹持室（301），夹持室（301）内部开设有夹持腔（302），夹持腔（302）连通有电缆通道，夹持腔（302）内安装有可沿着电缆纵向移动的锥形套（303），锥形套（303）上开设有用于电缆穿过的夹持通道（311），夹持腔（302）内还安装有与锥形套（303）相适配的挤压套（305），挤压套（305）上开设有渐变通道（312），用于给锥形套（303）施加反作用力，夹持腔（302）与加压腔（202）之间连接有倒灌水道（307），锥形套（303）圆形面安装有多组受压塞（304），受压塞（304）适配安装于倒灌水道（307）中，夹持腔（302）与加压腔（202）之间还连接有正灌水道（308），挤压套（305）上安装有多个承压塞（306），承压塞（306）适配安装于正灌水道（308）中，初始状态下，挤压套（305）端面与夹持腔（302）靠近加压室（201）的内壁紧贴，夹持室（301）端部安装有拉直室（401），用于对电缆进行拉直，所述正灌水道（308）中安装有测距传感器，用于检测电缆受压拉直后，承压塞（306）的移动距离。

2.根据权利要求1所述的一种海缆水压测试仓，其特征在于，所述夹持腔（302）靠近加压室（201）的内壁上安装有电磁铁，所述挤压套（305）靠近电磁铁的端面具有铁磁性。

3.根据权利要求1所述的一种海缆水压测试仓，其特征在于，所述加压腔（202）中安装有丝杠（208），丝杠（208）沿着电缆轴向设置，并设于电缆通过方向的上方，所述丝杠（208）上适配安装有丝杠套（205），丝杠套（205）连接有伸缩杆（206），伸缩杆（206）底部安装有轨道轮（207），轨道轮（207）用于放置于电缆上方，所述丝杠套（205）上安装有距离检测器，用于检测轨道轮（207）到丝杠套（205）之间的距离，并与电缆绷直状态下，轨道轮（207）到丝杠套（205）之间的标准距离比较。

4.根据权利要求1所述的一种海缆水压测试仓，其特征在于，所述拉直室（401）中安装有驱动电机（410），驱动电机（410）动力连接有驱动齿轮（409），驱动齿轮（409）啮合连接有齿环（408），齿环（408）的两侧安装有固定座（406），固定座（406）固定安装于拉直室（401）内部，固定座（406）设有卡轨（407），齿环（408）与卡轨（407）滑动连接，所述齿环（408）内部螺纹连接有螺纹套（405），螺纹套（405）上设有用于对电缆进行夹持的夹持组件，螺纹套（405）和夹持组件上开设有供电缆穿过的穿孔，螺纹套（405）滑动安装于拉直室（401）内部。

5.根据权利要求4所述的一种海缆水压测试仓，其特征在于，所述螺纹套（405）连接有连接杆（404），连接杆（404）端部连接有导向卡块（403），所述拉直室（401）的内壁上设有与导向卡块（403）相适配的导向槽（402），导向槽（402）配合导向卡块（403）用于限制螺纹套（405）仅能沿着电缆轴向移动。

6.根据权利要求4所述的一种海缆水压测试仓，其特征在于，所述夹持组件包括活动安装于螺纹套（405）端部的多组活动弧板（414），所述螺纹套（405）外周通过螺纹安装有锁紧套（412），所述拉直室（401）上开设有用于转动锁紧套（412）的调整口（411），锁紧套（412）端部一体成型有挤压筒（413），挤压筒（413）内部设有斜壁，所述活动弧板（414）连接有支撑柱（415），支撑柱（415）端部安装有滚珠（416），滚珠（416）用于与挤压筒（413）内壁接触，挤压筒（413）沿着电缆轴向移动，改变对支撑柱（415）的压力。

7.根据权利要求6所述的一种海缆水压测试仓，其特征在于，所述活动弧板（414）上安装有摩擦垫，摩擦垫用于与电缆表面接触。

8.根据权利要求1所述的一种海缆水压测试仓，其特征在于，所述加压室（201）连接有加压管（204），加压管（204）连接至底座（101）内部，底座（101）内部设有加压泵，加压泵通过加压管（204）对加压室（201）进行加压。

9.根据权利要求1所述的一种海缆水压测试仓，其特征在于，所述倒灌水道（307）和正灌水道（308）上设有阀门，用于与加压腔（202）之间隔断，所述倒灌水道（307）与正灌水道（308）之间连接有联通水道（310），联通水道（310）中安装有截断阀，倒灌水道（307）连接有引水口（309），用于向倒灌水道（307）以及正灌水道（308）中加压。

10.根据权利要求9所述的一种海缆水压测试仓，其特征在于，所述引水口（309）连接有引水分管（313），引水分管（313）连接有引水主管（314），引水主管（314）延伸至底座（101）中，并连接有加压泵。