CN117747179A - 一种可变密度的动态缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可变密度的动态缆，包括本体，本体包括导体芯线和护套层，导体芯线与护套层之间设有填充层，填充层沿着本体的轴向包括多节呈中空设计的竹节填充层，竹节填充层的沿着本体轴向的两端设有封闭端，沿着轴向相邻的两个竹节填充层的封闭端相抵，本体在敷设时包括一段波动段，波动段包括下沉区和上浮区，本体包括设于下沉区的底端处的下沉线缆和设于上浮区的顶端处的上浮线缆，下沉线缆内的竹节填充层内充满敷设区域的海水，上浮线缆的竹节填充层内保持中空状态。本发明提供一种可以使电缆在海平面以下自然形成波段式结构，以保证电缆的延展性和长期的使用安全性的一种可变密度的动态缆。

Description

一种可变密度的动态缆

技术领域

本发明属于海上电缆领域，特别涉及一种可变密度的动态缆。

背景技术

随着海上资源开发的不断发展，海上电缆的应用越来越广泛。在海上电缆的使用过程中，电缆的一端会与浮体机构相连，浮体机构会因为海平面的起伏、海洋的洋流现象、还有天气原因是会产生位置偏移，为保证浮体机构的偏移条件下，不会对电缆造成巨大的拉扯，需要给予电缆一定的自由延展的能力。

在现有技术中，为保证电缆具备延展的能力，会在电缆的不同区域增加增重组件和浮力组件，使电缆形成具备波动段的动态结构，在浮体机构发生偏移时，波动段的动态结构可以实现电缆的延展，从而避免电缆发生扯断的情况。但在一些恶劣的海洋环境中，增重组件与浮力组件在长期使用过程中极容易发生松动、脱离的现象，因为增重组件与浮力组件均设于海平面以下，从而造成增重组件与浮力组件的问题难以被及时发现，并且维护困难，不利于电缆的安全使用。

发明内容

本发明针对上述不足，提出了一种可以使电缆在海平面以下自然形成波段式结构，以保证电缆的延展性和长期的使用安全性的一种可变密度的动态缆。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种可变密度的动态缆，包括本体，所述本体包括导体芯线，所述导体芯线的外层设有填充层，所述填充层沿着本体的轴向包括多节呈中空设计的竹节填充层，所述竹节填充层的沿着本体轴向的两端设有封闭端，沿着轴向相邻的两个竹节填充层的封闭端相抵，所述本体在敷设时包括一段波动段，所述波动段包括下沉区和上浮区，所述本体包括设于下沉区的底端处的下沉线缆和设于上浮区的顶端处的上浮线缆，所述下沉线缆内的竹节填充层内充满敷设区域的海水，所述上浮线缆的竹节填充层内保持中空状态。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在进行波动段的结构敷设时，分别计算好本体哪些区域作为下沉线缆和上浮线缆，在下沉线缆的竹节填充层中加入海水，使下沉线缆的密度大于海水的密度呈现下沉状态，而上浮线缆的竹节填充层仍保持空心状态，使上浮线缆的密度小于海水呈上浮状态，并且使下沉线缆与上浮线缆呈间隔设置，从而使本线在该区域呈现波动段的结构，可以适应本体的延展，从而避免本体发生扯断的情况，同时因为本体的密度变化是通过调节竹节填充层实现的，而竹节填充层设于本体的内层，被护套层包裹，并不会出现松动、脱离的问题，从而可以保证竹节填充层的使用状态，保证波动段的成型使用质量，进而保证本体的使用安全性；多节竹节填充层在动态缆成型过程中，并不是呈一体式成型的，而是逐一添加到本体中的，因为竹节填充层封闭端的设计，使得竹节填充层难以实现多节竹节填充层以相连续的状态进行生产，只能通过先完成竹节填充层的生产后，沿着本体的轴线依次增加到导体芯线和护套层之间，或者根据使用需求，再对相邻的两个竹节填充层进行封闭端的加热粘连，形成一条连贯的竹节填充层组合条后再进行增加到导体芯线和护套层之间。

作为改进，在进行敷设前，选定下沉线缆所在区域，沿着下沉线缆的径向打孔，使竹节填充层的中空结构与外部相连通，通过所述改进，因为在下沉线缆的竹节填充层内本来就是添加敷设区域的海水，若将海水在成型竹节填充层之前先注入到竹节填充层中，不仅容易对竹节填充层的成型造成影响，同时也可能出现波动段成型偏差、不易调节的问题，而通过在竹节填充层统一成型在本体内层后，再根据成型后的本体结构，更准确计算出下沉线缆的所在区域并打孔，而后将本体敷设到敷设海域后，海水会沿着所打的孔进入到竹节填充层的内部，增加下沉线缆的密度实现下沉线缆的下沉，而上浮线缆的竹节填充层仍保持空心状态，保持上浮状态，从而自然形成波动段结构。

作为改进，所述导体芯线的外层设有阻盐水带，所述阻盐水带共设有两层，两层所述阻盐水带的绕包方向相反，通过所述改进，因为下沉线缆打孔的设计，在护套层上增加防水层结构意义不大，故而需要在导体芯线的外层增加更强的防水层结构，通过两层绕包方向相反的阻盐水带的防水层结构，可以大幅度提高导体芯线的防水能力，从而可以更好的保证导体芯线，同时，虽然护套层上打了孔，在动态缆的内部出现了渗水的问题，但护套层结构仍具有减小水压影响的作用，从而在动态缆内层的阻盐水带依旧能保持较好的阻水能力，不会因为水压过大，出现阻水能力大幅下降的问题。

作为改进，所述竹节填充层的外层包裹有膨胀橡胶阻水带，通过所述改进，因为打孔的主要目的是在竹节填充层上进行打孔，故而竹节填充层表面的渗透水较多，通过膨胀橡胶阻水带的设计，可以在竹节填充层的表面进行水的吸附并膨胀，形成本体内层海水扩散的阻水层，并且可以降低水压传导，保证导体芯线表面的阻盐水带的阻水功能。

作为改进，所述本体的设于最外层的护套层上设有周向标识和轴向标识，所述周向标识沿着周向设置且用于标明此位置距离本体的一端的距离，所述轴向标识沿着轴向设置且用于标明本体的性能信息，每一个所述周向标识的所在平面均设有竹节填充层的封闭端，所述轴向标识与竹节填充层的可打孔区域沿着周向呈错位设置，通过所述改进，可以通过周向标识，从外部判断封闭端的位置，避免在打孔过程中打到封闭端，从而影响竹节填充层的结构平整性，不仅竹节填充层的渗水效率下降，还可能造成打孔周围区域凹陷，若相邻的两个周向标识之间设有多个竹节填充层，也可以根据周向标识的位置更快速的计算出中间封闭端的位置，避免打孔打到没有周向标识提示的封闭端，而通过轴向标识的设计，可以避免打孔过程中打到导体电缆，并且轴向标识可以用于观测出动态缆是否发生扭转现象，在敷设前及时纠正，以保证动态缆的使用质量，从而实现通过周向标识与轴向标识的设计，通过利用周向标识与轴向标识的功能，保证打孔的准确性，而不会因为竹节填充层设于护套层的内部无法打孔准确的问题，并且也不需要从本体的端部观察后，再经过复杂的计算得到可打孔的区域，同时还要面临本体可能存在扭转造成打孔区域计算偏差的可能性。

作为改进，所述本体还包括涂胶布带层和内衬层，所述涂胶布带层与内衬层沿着本体的径向由内向外设置，所述上浮线缆与所述下沉线缆的内层还设有限弯管，所述限弯管设于涂胶布带层与内衬层之间，所述限弯管用于限制本体的折弯角度，通过所述改进，在常态下，波动段的结构需要限弯管进行限弯，以避免折弯角度过大造成本体的断裂现象，而在本发明中，在下沉线缆上还打了孔，其整体强度更低，尤其是打孔处更容易发生断裂现象，故而更需要限弯管的设计，同时，因为将限弯管设于本体的内部，不需要担心限弯管的偏移问题，保证限弯管与竹节填充层的相对位置稳定性，进而保证本体的使用质量。

作为改进，所述限弯管由多个管节首尾串连组成，所述管节的一端设有转动块，所述管节的另一端设有转动槽，一个管节上的所述转动块设于相邻的另一个管节的转动槽内，所述转动槽的宽度大于转动块的宽度，通过所述改进，实现限弯管的成型以及通过转动槽的宽度大于转动块的宽度的设计决定限弯管的最小弯曲半径，并且结构简单，适用设于本体的内层，且与涂胶布带、内衬层有较好的粘合性。

作为改进，所述管节上设有用于供便于在竹节填充层上打孔的避让孔，所述避让孔设于转动块与转动槽之间，通过所述改进，因为限弯管的强度较高，不易打孔，所以在竹节填充层上进行避让孔的设计，同时转动块与转动槽的结构不变，依旧可以保证限弯的效果。

作为改进，所述管节的长度与竹节填充层的长度相同，所述转动块与转动槽分别与竹节填充层的两个封闭端对齐，通过所述改进，在对竹节填充层进行打孔中，钻头可以直接穿过避让孔，便于实现竹节填充层的打孔加工，且打孔过程中也不会加工到封闭端上，保证打孔质量。

作为改进，所述限弯管呈分体式设计，所述限弯管的多个组成部分沿着本体的周向设置，通过所述改进，便于限弯管的安装，不需要限弯管沿着本体的轴向进行移动定位，降低限弯管的安装难度。

附图说明

图1是本发明动态缆截面结构示意图。

图2是本发明动态缆敷设结构示意图。

图3是本发明下沉线缆内竹节填充层结构示意图。

图4是本发明周向标识与竹节填充层相对位置结构示意图。

图5是本发明限弯管与竹节填充层相对位置结构示意图。

图中所示：1、导体芯线，2、护套层，3、竹节填充层，3.1、封闭端，4、下沉线缆，5、上浮线缆，6、阻盐水带，7、膨胀橡胶阻水带，8、周向标识，9、轴向标识，10、涂胶布带层，11、内衬层，12、限弯管，12.1、管节，12.2、转动块，12.3、转动槽，12.4、避让孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

如图1-5所示，一种可变密度的动态缆，包括本体，其特征在于：所述本体包括导体芯线1和护套层2，所述导体芯线1与护套层2之间设有填充层，所述填充层沿着本体的轴向包括多节呈中空设计的竹节填充层3，所述竹节填充层3的沿着本体轴向的两端设有封闭端3.1，沿着轴向相邻的两个竹节填充层3的封闭端3.1相抵，所述本体在敷设时包括一段波动段，所述波动段包括下沉区和上浮区，所述本体包括设于下沉区的底端处的下沉线缆4和设于上浮区的顶端处的上浮线缆5，所述下沉线缆4内的竹节填充层3内充满敷设区域的海水，所述上浮线缆5的竹节填充层3内保持中空状态，在进行敷设前，选定下沉线缆4所在区域，沿着下沉线缆4的径向打孔，使竹节填充层3的中空结构与外部相连通。

如图1所示，所述导体芯线1的外层设有阻盐水带6，所述阻盐水带6共设有两层，两层所述阻盐水带6的绕包方向相反。在导体芯线1与阻盐水带6之间还设有绝缘层、绝缘屏蔽层等结构，有阻盐水带6的外层还包括内护套层结构。

所述竹节填充层3的外层包裹有膨胀橡胶阻水带7。通过多重阻水结构的设计，以保证在竹节填充层3打孔的情况下，依旧能保证本体的使用质量。

如图1、图4、图5所示，所述本体的设于最外层的护套层2上设有周向标识8和轴向标识9，所述周向标识8沿着周向设置且用于标明此位置距离本体的一端的距离，所述轴向标识9沿着轴向设置且用于标明本体的性能信息，每一个所述周向标识8的所在平面均设有竹节填充层3的封闭端3.1，所述轴向标识9与竹节填充层3的可打孔区域沿着周向呈错位设置。

如图1、图4、图5所示，所述本体还包括涂胶布带层10和内衬层11，所述涂胶布带层10与内衬层11沿着本体的径向由内向外设置，所述上浮线缆5与所述下沉线缆4的内层还设有限弯管12，所述限弯管12设于涂胶布带层10与内衬层11之间，所述限弯管12用于限制本体的折弯角度，所述限弯管12由多个管节12.1首尾串连组成，所述管节12.1的一端设有转动块12.2，所述管节12.1的另一端设有转动槽12.3，一个管节12.1上的所述转动块12.2设于相邻的另一个管节12.1的转动槽12.3内，所述转动槽12.3的宽度大于转动块12.2的宽度，所述管节12.1上设有用于供便于在竹节填充层3上打孔的避让孔12.4，所述避让孔12.4设于转动块12.2与转动槽12.3之间，所述管节12.1的长度与竹节填充层3的长度相同，所述转动块12.2与转动槽12.3分别与竹节填充层3的两个封闭端3.1对齐。

在护套层2与内衬层11之间还包括铠装层，铠装层有多层金属丝绕包而成，以强化本体强度。

所述限弯管12呈分体式设计，所述限弯管12的多个组成部分沿着本体的周向设置，限弯管12的的组成部分通过螺纹、螺帽固定连接，螺纹、螺纹设于转动块12.2与转动槽12.3的外壁上。在进行避让孔12.4的加工时，避让孔12.4的数量根据周向方向上竹节填充层3的数量进行加工，尽量避免避让孔12.4由限弯管12的组成部分拼接而成。

上述动态缆为多芯的导体芯线1结构，若动态缆为单芯的导体芯线1结构，则竹节填充层3可与限弯管12的分体式结构相同，由周向分布的多个竹节填充层3形成一个圈，此时不需要担心在打孔过程中加工到导体芯线1时，但需要避让打孔过程中加工到相邻的两个竹节填充层3的连接处。

如图2所示，在动态缆成型过程中，动态缆敷设在海床上的区域采用实心填充层，保证密度大于海水密度并沉淀在海床上，但与海床分离区域增加限弯管12结构；而从上浮线缆5处向动态缆的连接端方向开始，将实心填充层替换为竹节填充层3，并进行一次性成缆，只需要保证竹节填充层3的正常安装即可，而在上浮线缆5与下沉线缆4处增加限弯管12结构，因为限弯管12结构的加入，会导到上浮线缆5、下沉线缆4以及与海床相抵的动态缆直径略大于常规动态缆直径，在完成动态缆的成型后，在下沉线缆4处，根据横向标识与周向标识8进行可打孔区域的精准定位，进行下沉线缆4的打孔加工。而后按照正常敷设方法进行动态缆的敷设，此时，下沉线缆4内的竹节填充层3会渗入海水，密度增大，开始下沉，而安装有竹节填充层3的其它区域均表现为上浮状态，待下沉稳定后，将动态缆的端部进行固定连接，完成动态缆的敷设。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (10)

1.一种可变密度的动态缆，包括本体，其特征在于：所述本体包括导体芯线(1)和护套层(2)，所述导体芯线(1)与护套层(2)之间设有填充层，所述填充层沿着本体的轴向包括多节呈中空设计的竹节填充层(3)，所述竹节填充层(3)的沿着本体轴向的两端设有封闭端(3.1)，沿着轴向相邻的两个竹节填充层(3)的封闭端(3.1)相抵，所述本体在敷设时包括一段波动段，所述波动段包括下沉区和上浮区，所述本体包括设于下沉区的底端处的下沉线缆(4)和设于上浮区的顶端处的上浮线缆(5)，所述下沉线缆(4)内的竹节填充层(3)内充满敷设区域的海水，所述上浮线缆(5)的竹节填充层(3)内保持中空状态。

2.根据权利要求1所述一种可变密度的动态缆，其特征在于：在进行敷设前，选定下沉线缆(4)所在区域，沿着下沉线缆(4)的径向打孔，使竹节填充层(3)的中空结构与外部相连通。

3.根据权利要求2所述一种可变密度的动态缆，其特征在于：所述导体芯线(1)的外层设有阻盐水带(6)，所述阻盐水带(6)共设有两层，两层所述阻盐水带(6)的绕包方向相反。

4.根据权利要求2所述一种可变密度的动态缆，其特征在于：所述竹节填充层(3)的外层包裹有膨胀橡胶阻水带(7)。

5.根据权利要求2所述一种可变密度的动态缆，其特征在于：所述本体的设于最外层的护套层(2)上设有周向标识(8)和轴向标识(9)，所述周向标识(8)沿着周向设置且用于标明此位置距离本体的一端的距离，所述轴向标识(9)沿着轴向设置且用于标明本体的性能信息，每一个所述周向标识(8)的所在平面均设有竹节填充层(3)的封闭端(3.1)，所述轴向标识(9)与竹节填充层(3)的可打孔区域沿着周向呈错位设置。

6.根据权利要求2所述一种可变密度的动态缆，其特征在于：所述本体还包括涂胶布带层(10)和内衬层(11)，所述涂胶布带层(10)与内衬层(11)沿着本体的径向由内向外设置，所述上浮线缆(5)与所述下沉线缆(4)的内层还设有限弯管(12)，所述限弯管(12)设于涂胶布带层(10)与内衬层(11)之间，所述限弯管(12)用于限制本体的折弯角度。

7.根据权利要求6所述一种可变密度的动态缆，其特征在于：所述限弯管(12)由多个管节(12.1)首尾串连组成，所述管节(12.1)的一端设有转动块(12.2)，所述管节(12.1)的另一端设有转动槽(12.3)，一个管节(12.1)上的所述转动块(12.2)设于相邻的另一个管节(12.1)的转动槽(12.3)内，所述转动槽(12.3)的宽度大于转动块(12.2)的宽度。

8.根据权利要求7所述一种可变密度的动态缆，其特征在于：所述管节(12.1)上设有用于供便于在竹节填充层(3)上打孔的避让孔(12.4)，所述避让孔(12.4)设于转动块(12.2)与转动槽(12.3)之间。

9.根据权利要求8所述一种可变密度的动态缆，其特征在于：所述管节(12.1)的长度与竹节填充层(3)的长度相同，所述转动块(12.2)与转动槽(12.3)分别与竹节填充层(3)的两个封闭端(3.1)对齐。

10.根据权利要求7所述一种可变密度的动态缆，其特征在于：所述限弯管(12)呈分体式设计，所述限弯管(12)的多个组成部分沿着本体的周向设置。