CN219760522U - 一种海上风电的电缆管结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种海上风电的电缆管结构，包括基础结构，基础结构的上方设有基础平台，基础结构通过连接结构固定连接有若干固定套管，固定套管内滑动连接有电缆管，电缆管的上端滑动连接有顶套管，顶套管可拆卸地固定连接于基础平台，顶套管的上端面固定连接有顶法兰，顶法兰用于固定穿过电缆管的海底电缆，以形成海底电缆的固定段，电缆管升降时，调节顶套管和电缆管之间的相对位置，从而改变海底电缆的固定段的长度，调节海底电缆的张紧程度，避免过度拉扯顶法兰上方的海底电缆。

Description

一种海上风电的电缆管结构

技术领域

本实用新型涉及海上风电领域，尤其涉及一种海上风电的电缆管结构。

背景技术

海底电缆作为海上风电场的重要组成部分之一，负责将风机所发电能输送至海上升压站或直接输送至陆上，海底电缆在引上风机基础及海上升压站时，多采用保护钢管作为电缆管形成电缆通道，海底电缆穿过电缆管并在电缆管的两端分别固定，避免海底电缆在外力作用下不断向电缆管外抽出拉长。目前实际应用中，电缆管通常直接固定在基础结构上(比如基桩或导管架)，由于海上风电场所处自然环境复杂，电缆管位于复杂的海洋环境中，加之海床冲刷、波浪、潮流等作用，可能导致电缆管下方的海床面被冲刷后下降，电缆管底部与海床之间产生过高的悬空高度，致使海底电缆因悬空过长或过于绷紧而损坏，影响风电场的正常运行。

目前实际工程中，防止电缆悬空和绷紧的主要方法是设计时电缆管底部尽量放低，同时在风机基础打桩后及时采取冲刷防护措施。但是放低电缆管底部高程会增加电缆及附属结构的施工难度。另一方面，海底的冲刷机理复杂，防护效果受施工质量、海底地质、波浪、水流等多种因素的影响，防护效果难以保障。

现有技术公开了申请号为：202122750560.7的一种可根据海床冲刷变化而相应调节长度的电缆管结构，在风机基础上设置电缆管的套管，并在位于中部的套管末端设置下降限位结构，使得电缆管能够在套管内滑动并且不脱出套管，在海床面下降时，电缆管在自身重力作用下随之下降，避免电缆管底部悬空；为了防止海床上的电缆在海水冲刷过程中不断从电缆管内向海底拉扯牵引，一般会分别在电缆管的顶部和底部的进出口处将电缆与电缆管固定，使电缆管内的电缆被固定，该申请设置下降限位结构的套管与设置了限位配合环板的电缆管之间一旦连接就很难拆卸，而且该申请的电缆管不断下降的过程中，带动电缆管内固定长度的海底电缆下降，容易对电缆管上方的海底电缆产生拉扯；此外由于电缆管在套管内不仅能够滑动还能够转动，在海浪作用下电缆管很容易发生转动改变末端朝向从而拉扯电缆管下方末端的电缆。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服上述现有技术的不足，提供一种海上风电的电缆管结构，能够解决海底电缆因悬空过长或过于绷紧而损坏的问题。

为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种海上风电的电缆管结构，包括基础结构，基础结构的上方设有基础平台，所述基础结构通过连接结构固定连接有若干固定套管，所述固定套管内滑动连接电缆管，所述电缆管的上端滑动连接有顶套管，所述顶套管可拆卸地固定连接于所述基础平台，所述顶套管的上端面固定连接有顶法兰，所述顶法兰用于固定穿过电缆管的海底电缆，以形成海底电缆的固定段，所述电缆管升降时，调节所述顶套管和所述电缆管之间的相对位置，从而改变所述海底电缆的固定段的长度，调节所述海底电缆的张紧程度，避免过度拉扯顶法兰上方的海底电缆。

在采用上述技术方案的基础上，本实用新型还可采用以下进一步的技术方案，或对这些进一步的技术方案组合使用：

所述电缆管结构还设置电缆管的高度限位结构，且所述高度限位结构为可解锁和锁定的限位结构，所述高度限位结构解锁后能够调整所述电缆管的高度位置，并能够在调整所述电缆管的高度位置后重新锁定所述高度限位结构。

所述电缆管的末端弯折形成L形电缆管，所述电缆管的弯折段的底部固定连接有若干不同长度的支撑桩，所述支撑桩插入海床内，所述支撑桩能够限制所述电缆管的所述弯折段的朝向。

所述高度限位结构包括锚固结构和设置于所述电缆管表面并沿所述电缆管的长度方向布置有多层的限位配合凸起结构，所述基础结构通过连接结构固定连接有锚固平台，所述锚固平台位于海平面上以及所述固定套管和所述顶套管之间，所述锚固结构包括锚固套筒和安装于所述锚固套筒内的可拆式的若干环箍结构，若干所述环箍结构沿着所述电缆管的周向拼合并与所述限位配合凸起结构限位配合，所述锚固套筒固定连接在所述锚固平台的上面，所述锚固平台和所述锚固套筒套接在所述电缆管的外面，所述环箍结构卡接于所述锚固套筒和所述电缆管的所述限位配合凸起结构之间。

所述锚固套筒内设有用于卡接所述环箍结构的斜面，所述环箍结构包括中空柱体，所述中空柱体的上端设有朝向其外侧的第一限位台阶，所述中空柱体的下端设有朝向其内侧的第二限位台阶，所述中空柱体下侧的外缘还设有与所述环箍结构的斜面相匹配的倒角，所述第一限位台阶与所述锚固套筒形成限位配合，所述限位配合凸起结构的与所述第二限位台阶形成限位配合。

所述基础平台的上面设有与所述锚固结构构造相同的顶套管锚固结构，所述顶套管的外表面相应设有与所述顶套管锚固结构相匹配的限位配合凸起结构，所述顶套管锚固结构的尺寸与所述顶套管的尺寸相匹配，所述顶套管通过所述顶套管锚固结构与所述基础平台可拆卸地固定连接。

所述连接结构包括与所述基础结构固定连接的支撑结构，所述固定套管的一侧固定连接有法兰盘，所述固定套管与所述支撑结构之间通过所述法兰盘固定连接。

所述支撑桩的末端为斜切尖端。

所述顶套管、所述固定套管的内壁分别粘接设有柔性橡胶垫层。

所述电缆管的所述弯折段的弯折半径大于所述海底电缆的最小允许弯曲半径，所述弯折段的末端设有喇叭口，所述电缆管的外表面焊接有若干第一吊耳，所述顶套管的外表面焊接有第二吊耳。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、电缆管在固定套管内随着海床面的冲刷情况滑动升降，调节电缆管的底部高程，避免海底电缆悬空过长；电缆管和顶套管之间的相对位置可调，从而能够根据电缆管的升降程度来调节海底电缆的张紧程度，能够根据运维期监测结果及时松驰过于绷紧的电缆。

2、电缆管末端设置的支撑桩能够限制电缆管弯折段的朝向，(依靠重力)通过调节弯折段的位置来调节底部电缆出口高程和方位，根据海床面冲刷的情况电缆管在固定套管内滑动升降而不会产生转向；支撑桩设置的斜切尖端，方便其下压刺入海床，从而帮助电缆管抵抗海底水流载荷和电缆拉力，支撑桩可以在起吊机作用下重新被拉起，调整刺入海床的位置和深度。

3、人工调节锚固结构和电缆管的相对位置，能够主观性地对电缆管的高度进行调整，方便电缆管的维护。

4、缆管喇叭口方位角可针对不同的电缆走向进行调整，节省电缆长度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的部分结构放大示意图；

图3为本实用新型的哈弗式楔形环箍的三维结示意图；

图4为本实用新型的部分结构俯视图；

图5为本实用新型的连接结构的三维示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似功能的元件，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

参照附图。本实用新型提供的一种海上风电的电缆管结构，包括基础结构1，基础结构1的上方设有基础平台10，所述基础结构1通过连接结构固定连接有若干固定套管6，所述固定套管6内滑动连接有电缆管2，所述电缆管2的上端滑动连接有顶套管3，所述顶套管3可拆卸地固定连接于所述基础平台10，所述顶套管3的上端面固定连接有顶法兰31，所述顶法兰31用于固定穿过电缆管的海底电缆9，以形成海底电缆9的固定段，所述电缆管2升降时，调节所述顶套管3和所述电缆管2之间的相对位置，从而改变所述海底电缆9的固定段的长度，调节所述海底电缆9的张紧程度，避免过度拉扯顶法兰31上方的海底电缆9。

所述电缆管结构还设置电缆管的高度限位结构，且所述高度限位结构为可解锁和锁定的限位结构，所述高度限位结构解锁后能够调整所述电缆管2的高度位置，并能够在调整所述电缆管2的高度位置后重新锁定所述高度限位结构。

所述电缆管2的末端弯折形成L形电缆管，所述电缆管2的弯折段21的底部固定连接有若干不同长度的支撑桩8，所述支撑桩8插入海床内，所述支撑桩8能够限制所述电缆管2的所述弯折段21的朝向，通过调节所述弯折段21的位置来调节底部电缆出口高程和方位，根据海床面冲刷的情况所述电缆管2在所述固定套管6内滑动升降而不产生转向。

所述高度限位结构包括锚固结构4和设置于所述电缆管2表面并沿所述电缆管2的长度方向布置有多层的限位配合凸起结构22，所述基础结构1通过连接结构固定连接有锚固平台11，所述锚固平台11位于海平面上以及所述固定套管6和所述顶套管3之间，所述锚固结构4包括锚固套筒41和安装于所述锚固套筒41内的可拆式的若干环箍结构42，若干所述环箍结构42沿着所述电缆管2的周向拼合并与所述限位配合凸起结构22限位配合，所述锚固套筒41固定连接在所述锚固平台11的上面，所述锚固平台11和所述锚固套筒41套接在所述电缆管2的外面，所述环箍结构42卡接于所述锚固套筒41和所述电缆管2的所述限位配合凸起结构22之间。

所述锚固套筒41内设有用于卡接所述环箍结构42的斜面，所述环箍结构42包括中空柱体421，所述中空柱体421的上端设有朝向其外侧的第一限位台阶423，所述中空柱体421的下端设有朝向其内侧的第二限位台阶424，所述中空柱体421下侧的外缘还设有与所述环箍结构42的斜面相匹配的倒角422，所述第一限位台阶423与所述锚固套筒41形成限位配合，所述限位配合凸起结构22与述第二限位台阶424形成限位配合，从而在所述电缆管2的自重以及对所述哈弗式楔形环箍42产生的楔形挤压力的作用下抱紧固定所述电缆管2。

所述基础平台10的上面设有与所述锚固结构4构造相同的顶套管锚固结构5，所述顶套管3的外表面相应设有与所述顶套管锚固结构相匹配的限位配合凸起结构，所述顶套管锚固结构5的尺寸与所述顶套管3的尺寸相匹配，所述顶套管3通过所述顶套管锚固结构5与所述基础平台10可拆卸地固定连接。

所述连接结构包括与所述基础结构1固定连接的支撑结构13，所述固定套管6的一侧固定连接有法兰盘12，所述固定套管6与所述支撑结构13之间通过所述法兰盘12固定连接。

所述支撑桩8的末端为斜切尖端，方便所述支撑桩8刺入海床，从而帮助所述电缆管2抵抗海底水流载荷和电缆拉力。

所述顶套管3、所述固定套管6的内壁分别粘接设有柔性橡胶垫层，从而使穿入的所述电缆管2与其摩擦滑动连接。

所述电缆管2的所述弯折段21的弯折半径大于所述海底电缆9的最小允许弯曲半径，所述弯折段21的末端设有喇叭口7，从而使得所述海底电缆9从海底平顺地进入所述电缆管2内，所述电缆管2的外表面焊接有若干第一吊耳23，所述顶套管3的外表面焊接有第二吊耳32，用于升降所述电缆管2时的施工吊放。

本实用新型一种海上风电的电缆管结构，包括如下实施例：

实施例一：

在地面上将电缆管2依次穿入三个固定套管6，在电缆管2的外表面焊接第一吊耳23，可以分别在电缆管2的弯折段21和竖直段分别焊接第一吊耳23，方便吊装电缆管2，在电缆管2内穿入引导绳，引导绳的末端穿出喇叭口7，将引导绳的末端系在海底电缆9上，将电缆管2竖直吊起后，分别将固定套管6通过连接结构固定在基础结构1上，在电缆管2的顶端设置顶套管3，顶套管3的外侧设置与基础结构1固定连接的基础平台10，顶套管3的外面滑动连接有固定在基础平台10的上面的顶套管锚固结构5，拉动引导绳将海底电缆9引上至基础平台10，随即剥开电缆钢丝铠装，锚固在顶套管3上面的顶法兰上31上，并将顶套管锚固结构5内的哈弗式楔形环箍与顶套管3合适位置的剪力板卡接，固定顶套管3的位置和海底电缆9固定段的长度；电缆管2根据海平面冲刷情况在固定套管6内滑动升降，电缆管2不断下降的过程中，带动电缆管2内固定长度的海底电缆9下降，若电缆管2内固定的海底电缆9固定段对电缆管2上方的海底电缆9产生拉扯，则将电缆管2吊起，松开与顶套管3卡接的哈弗式楔形环箍，调节顶套管3使其在电缆管2上滑动升降至合适的位置后，重新将顶套管锚固结构5内的哈弗式楔形环箍与顶套管3合适位置的剪力板卡接，保证不会对电缆管2上方的海底电缆9产生拉扯。

实施例二：

在电缆管2的弯折段21的底部焊接若干不同长度的具有斜切尖端的支撑桩8，支撑桩8插入海床内，帮助所述电缆管2抵抗海底水流载荷和电缆拉力，限制电缆管2的弯折段21的朝向，通过调节所述弯折段21的位置来调节底部电缆出口高程和方位，根据海床面冲刷的情况电缆管2在固定套管6内滑动升降而不产生转向。

实施例三：

在海平面上方、顶套管3和固定套管6之间设置与基础结构1固定连接的基础平台10，并在基础平台10的上表面设置锚固结构4，锚固结构4的锚固套筒41穿过电缆管2并与其滑动连接，锚固结构4的哈弗式楔形环箍42与电缆管2外表面合适位置焊接的剪力板卡接，从而人为决定电缆管2的高度；根据运维期监测结果，如果发现海底电缆2被拉扯或者过于绷紧，则将电缆管2吊起，使哈弗式楔形环箍42与卡接的剪力板分离，取出哈弗式楔形环箍42后，将电缆管2锚固结构4的锚固套筒41内升降至合适的位置，再将哈弗式楔形环箍42放入锚固套筒41内，使其与合适位置的剪力板重新卡接，及时松驰过于绷紧的电缆。

实施例一、实施例二、实施例三可以分别使用或者组合使用。

依据本实用新型的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本实用新型的一种海上风电的电缆管结构，并且能够产生本实用新型所记载的积极效果。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个机构、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“内侧”、“水平”、“端部”、“长度”、“外端”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构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实用新型的限制。用语“第一”、“第二”也仅为说明时的简洁而采用，并不是指示或暗示相对重要性。

此外，在实践本实用新型的权利要求时，通过对附图、公开和所附权利要求的研究中，本领域技术人员可以理解和影响对所公开的实施例的变化。此外，在权利要求、说明书中，“包括”、“含有”等词不排除其他元素或步骤，非复数名词不排除其复数形式。

以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围，即凡依本实用新型所作的均等变化与修饰，皆为本实用新型权利要求范围所涵盖，这里不再一一举例。

Claims (10)

1.一种海上风电的电缆管结构，包括基础结构（1），基础结构（1）的上方设有基础平台（10），所述基础结构（1）通过连接结构固定连接有若干固定套管（6），所述固定套管（6）内滑动连接电缆管（2），其特征在于：所述电缆管（2）的上端滑动连接有顶套管（3），所述顶套管（3）可拆卸地固定连接于所述基础平台（10），所述顶套管（3）的上端面固定连接有顶法兰（31），所述顶法兰（31）用于固定穿过电缆管的海底电缆（9），以形成海底电缆（9）的固定段，所述电缆管（2）升降时，调节所述顶套管（3）和所述电缆管（2）之间的相对位置，从而改变所述海底电缆（9）的固定段的长度，调节所述海底电缆（9）的张紧程度，避免过度拉扯顶法兰（31）上方的海底电缆（9）。

2.如权利要求1所述的一种海上风电的电缆管结构，其特征在于：所述电缆管结构还设置电缆管的高度限位结构，且所述高度限位结构为可解锁和锁定的限位结构，所述高度限位结构解锁后能够调整所述电缆管（2）的高度位置，并能够在调整所述电缆管（2）的高度位置后重新锁定所述高度限位结构。

3.如权利要求1所述的一种海上风电的电缆管结构，其特征在于：所述电缆管（2）的末端弯折形成L形电缆管，所述电缆管（2）的弯折段（21）的底部固定连接有若干不同长度的支撑桩（8），所述支撑桩（8）插入海床内，所述支撑桩（8）能够限制所述电缆管（2）的所述弯折段（21）的朝向。

4.如权利要求2所述的一种海上风电的电缆管结构，其特征在于：所述高度限位结构包括锚固结构（4）和设置于所述电缆管（2）表面并沿所述电缆管（2）的长度方向布置有多层的限位配合凸起结构（22），所述基础结构（1）通过连接结构固定连接有锚固平台（11），所述锚固平台（11）位于海平面上以及所述固定套管（6）和所述顶套管（3）之间，所述锚固结构（4）包括锚固套筒（41）和安装于所述锚固套筒（41）内的可拆式的若干环箍结构（42），若干所述环箍结构（42）沿着所述电缆管（2）的周向拼合并与所述限位配合凸起结构（22）限位配合，所述锚固套筒（41）固定连接在所述锚固平台（11）的上面，所述锚固平台（11）和所述锚固套筒（41）套接在所述电缆管（2）的外面，所述环箍结构（42）卡接于所述锚固套筒（41）和所述电缆管（2）的所述限位配合凸起结构（22）之间。

5.如权利要求4所述的一种海上风电的电缆管结构，其特征在于：所述锚固套筒（41）内设有用于卡接所述环箍结构（42）的斜面，所述环箍结构（42）包括中空柱体（421），所述中空柱体（421）的上端设有朝向其外侧的第一限位台阶（423），所述中空柱体（421）的下端设有朝向其内侧的第二限位台阶（424），所述中空柱体（421）下侧的外缘还设有与所述环箍结构（42）的斜面相匹配的倒角（422），所述第一限位台阶（423）与所述锚固套筒（41）形成限位配合，所述限位配合凸起结构（22）与所述第二限位台阶（424）形成限位配合。

6.如权利要求4所述的一种海上风电的电缆管结构，其特征在于：所述基础平台（10）的上面设有与所述锚固结构（4）构造相同的顶套管锚固结构（5），所述顶套管（3）的外表面相应设有与所述顶套管锚固结构相匹配的限位配合凸起结构，所述顶套管锚固结构（5）的尺寸与所述顶套管（3）的尺寸相匹配，所述顶套管（3）通过所述顶套管锚固结构（5）与所述基础平台（10）可拆卸地固定连接。

7.如权利要求2所述的一种海上风电的电缆管结构，其特征在于：所述连接结构包括与所述基础结构（1）固定连接的支撑结构（13），所述固定套管（6）的一侧固定连接有法兰盘（12），所述固定套管（6）与所述支撑结构（13）之间通过所述法兰盘（12）固定连接。

8.如权利要求3所述的一种海上风电的电缆管结构，其特征在于：所述支撑桩（8）的末端为斜切尖端。

9.如权利要求1所述的一种海上风电的电缆管结构，其特征在于：所述顶套管（3）、所述固定套管（6）的内壁分别粘接设有柔性橡胶垫层。

10.如权利要求3所述的一种海上风电的电缆管结构，其特征在于：所述电缆管（2）的所述弯折段（21）的弯折半径大于所述海底电缆（9）的最小允许弯曲半径，所述弯折段（21）的末端设有喇叭口（7），所述电缆管（2）的外表面焊接有若干第一吊耳（23），所述顶套管（3）的外表面焊接有第二吊耳（32）。