DE2456676A1

DE2456676A1 - Deep sea electric cable - has core with insulated wires for energy and signals transmission from floating body to equipment

Info

Publication number: DE2456676A1
Application number: DE19742456676
Authority: DE
Inventors: Friedrich Schatz; Gerhard Dr Ing Ziemek
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1974-11-30
Filing date: 1974-11-30
Publication date: 1976-08-12

Abstract

The cable is suitable for deep sea use. The core (7) is surrounded by a sheath in the form of flexible, pressure resistant tube. Its inner diameter is greater than the core (7) outer diameter. Space between core and sheath is filled with a material whose density is less than one. The sheath diameter ensures that the buoyancy acting on the cable is about equal to its weight. The sheath (9) has a longitudinal welded seam in a metallic material and has a ribbed profile, subsequently embedded in a corrosion resistant smooth cylindrical layer (10). The low density material (8) may be expanded plastics.

Description

Elektrisches Tiefseekabel Di.e Erfindung bezieht s.ich auf ein elelttrisches Tiefseekabel, bestehend aus einer Kabelseele mit isolierten Adern zur Energie- und/oder Nachrichtenübertragung von einem Schwimmkörper zu einem in großer Tiefe befindlichen Gerät.Electrical deep-sea cable The invention relates to an electrical cable Deep sea cable, consisting of a cable core with insulated wires for energy and / or Transmission of messages from a float to one located at great depth Device.

Derartige Kabel werden beispielsweise als Versorgungskabel für die Tiefstwasserforschung benötigt. Die Kabelmäntel müssen dabei Drücke bis zu 400 atii aushalten. i3esondere Einsatzgebiete sind beispielsweise bei der Forschung im Meersboden gegeben, wo Bohrlöcher in denselben eingebracht werden sollen, um Öl oder Erze aus demselben zu bergen. Die Funktionsfähigkeit der Kabel hängt dabei in wesentlichen von der Druckfestigkeit des Kabelmantels sowie der Zugfestigkeit aller im Kabel enthaltenen Elemente ab. Die Kabel werden bei der Verlegung im Wasser nicht nur auf Druck beansprucht, sondern die einzelnen Elemente werden zusätzlich durch das Eigengewicht des Kabels belastet. Es ist daher bisher nur möglich gewesen, relativ kurze Längen solcher Kabel abzusenken, da die für die elektrischen Eigenschaften notwendigen werkstoffe mechanisch keine großen Belastungen aushalten.Such cables are used, for example, as a supply cable for the Deep water research needed. The cable sheaths must have pressures of up to 400 atii endure. Special areas of application are, for example, research in the seabed given where boreholes are to be drilled in the same to extract oil or ores to recover the same. The functionality of the cable depends largely on it on the compressive strength of the cable jacket and the tensile strength of all in the cable contained elements. The cables are not only used when laying in the water under pressure, but the individual elements are additionally supported by the Dead weight of the cable loaded. So it has only been possible so far, relatively Lower short lengths of such cables, as those for the electrical properties The necessary materials cannot withstand high mechanical loads.

Das Problem des Eigengewichts von elektrischen Kabeln ist nicht nur für die Tiefsserforschung sondern auch bei sogenannten Schwimmkabeln von Interesse. Durhc die DT- AS 2 052 392 ist beispielsweise ein Schwimmkabel bekanntgeworden, bei dem zur Kompensation des Eigengewichts des Kabels in die Kabelseele selt,st ein hunststoff eingebracht wird, durch welchen das Kabel einen solchen Auftrieb erhält, daß es in einer bestimmten Höhe im wasser schwimmt bzw. schwebt. Auch alle anderen bisher bekanntgewordenen Schwimmkabel weisen zur Lösung des Problems des Eigengewicht des Kabels i!n Kabel selbst angebrachte Zusätze auf, die den erforderlichen Auftrieb im Wasser gewährleisten sollen. Solche Kabel sind nur mit einer Spezialfertigung herzustellen und bedingen wegen ihres speziellen Aufbaus oft auch einen erhöhten Aufwand an Leitermaterial.The problem of dead weight of electrical cables is not just that of interest for deep exploration but also for so-called floating cables. For example, a floating cable has become known through DT-AS 2 052 392, in which to compensate for the weight of the cable in the cable core selt, st a plastic is introduced, through which the cable such a buoyancy receives that it swims or hovers in the water at a certain height. All too other previously known floating cables point to the solution of the problem of Dead weight of the cable i! N Kabel self-attached accessories that meet the required To ensure buoyancy in the water. Such cables are only available with a special production due to their special structure often also require an increased Expenditure on conductor material.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Tiefseekabel anzugeben, das ohne zusätzlichen äußeren Aufwand nahezu in beliebige Tiefen abgesenkt werden kann, ohne daß für die Zugfestigkeit der Elemente des hebels weitere Vorkehrungen zu treffen sind. Diese Aufgabe wird mit einem elektrischen Kabel der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kabel seele von einem als flexibles Rohr ausgebildeten druckfesten Mantel umgeben ist, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der Kabelseele ist, daß der Zwischenraum zwischen Kabelseele und Rohr mit einem Naterial ausgefüllt ist, dessen spezifisches Gewicht kleiner als "1" ist, und daß der Durchmesser des Rohres so bemessen ist, daß der auf das Kabel wirkende Auftrieb etwa gleich dem Kabelgewicht ist.The invention is based on the object of an electrical deep-sea cable indicate that it is lowered to almost any depth without additional external effort can be without further precautions for the tensile strength of the elements of the lever to be met. This task is carried out with an electrical cable of the type described at the beginning Kind according to the invention solved in that the cable soul of a flexible one Tube formed pressure-resistant jacket is surrounded, the inner diameter of which is larger than the outer diameter of the cable core is that the space between the cable core and the tube is filled with a material whose specific weight is smaller is as "1", and that the diameter of the pipe is dimensioned so that the Cable acting buoyancy is roughly equal to the weight of the cable.

Der Vorteil eines solchen abels ist darin zu sehen daß für die Kabelseele selbst die üblichen reltizungS-maschinen eingesetzt werden können, da diese Kabelseele ohne Rücksicht auf ihren Verwendungszweck als Tiefseekabel aufgebaut sein kann. Durch die Einbettung in das flexible Rohr, dessen Durchmesser größer als der Außendurchmesser der Kabelseele ist, wird einerseits ein mechanischer Schutz gegen den in großen Tiefen auftretenden Wasserdruck erreicht und andererseits das Volumen des gesamten Kabels so weiterhöht, daß dasselbe zusammen mit dem zwischen Kabelseele und Rohr eingeliill-t en material den fir einen Gleichgewichtszustand erforderlichen Auftrieb des Kabels ermöglicht.The advantage of such a cable can be seen in the fact that for the cable core Even the usual heating machines can be used, as this cable core can be constructed as a deep-sea cable regardless of its intended use. By embedding in the flexible pipe, the diameter of which is larger than the outer diameter the cable core is, on the one hand, a mechanical protection against the in large Reached depth occurring water pressure and on the other hand the volume of the entire Cable so that the same thing together with that between the cable core and the pipe the buoyancy required for a state of equilibrium of the cable.

Durch das Material zwischen Kabel seele und Rohr wird zwischen beiden Teilen eine kraftschlüssige Verbindung erreicht, so daß das gesamte Gebilde als Einheit anzusehen ist und infolge seiner Gewichtskompensation somit beim Herablassen vom Schwimmkörper keinerlei Belastung für den Schwimmkörper darstellt. Auch die im Kabel selbst enthaltenen Elemente werden durch die Gewichtskompensation nicht unzulässig auf Zug beansprucht. Das Kabel kann also in seiner gewünschten Länge von vornherein ohne Zusatzelemente gefertigt werden, wobei die Gesamtlänge nur durch das Fassungsvermögen der Kabeltrommel beschränkt wird.Due to the material between the cable core and the pipe, there is between the two Share achieved a positive connection, so that the entire structure as Unit is to be viewed and, as a result of its weight compensation, when lowering from the float does not represent any load on the float. Also the Elements contained in the cable itself are not compensated for by the weight impermissibly stressed on train. The cable can therefore be of its desired length can be manufactured from the outset without additional elements, whereby the total length is only through the capacity of the cable drum is limited.

Die Volumenberechnung für das flexible Rohr muß nicht so genau sein, daß eine vollständige Gewichtskompensation für das Kabel erfolgt, sondern es reicht eine annähernde Kompensation aus. Bei zu geringem Auftrieb wird das Kabel in entsprechend geringem Maße auf Zug beansprucht und ein zu großer Auftrieb kann ohne weiteres durch Zusatzgewichte ausgeglichen werden.The volume calculation for the flexible pipe does not have to be so precise that a complete weight compensation for the cable takes place, but it is enough an approximate compensation. If the buoyancy is too low will the cable is subjected to a correspondingly small amount of tension and too much buoyancy can easily be compensated by additional weights.

Ausfiihrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawings shown.

Fig. 1 zeigt in schematischer Ansicht ein von einem Schiff herabhängendes Kabel gemäß der Erfindung und Fig. 2 gibt einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II - II in vergrößertem Ilaßstab wieder. Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt A aus Fig. 2 in abermals vergrößertem maßstab.Fig. 1 shows a schematic view of a hanging from a ship Cable according to the invention and Fig. 2 gives a section through Fig. 1 along the line II - II again on an enlarged scale. FIG. 3 shows a section A from FIG. 2 again on a larger scale.

it 1 ist ein Schiff bezeichnet, welches auf der Oberfläche eines Meeres 2 schwimmt. Auf diesem Schiff ist eine Kabeltrommel 3 angeordnet, welche ein elektrisches Tiefseekabel 4 trägt, das im dargestellten Fall ausgefahren ist und bis zu einem Gerät 5 reicht, das auf dem meeresboden 6 angebracht ist. Die Art des Gerätes ist für die Erfindung unwesentlich, wichtig ist nur, daß dieses Gerät in irgendeiner Weise mit elektrischer Energie versorgt werden soll.it 1 denotes a ship which is on the surface of a sea 2 swims. On this ship, a cable drum 3 is arranged, which is an electrical Carries deep sea cable 4, which is extended in the illustrated case and up to one Device 5 that is attached to the sea floor 6 is sufficient. The type of device is For the invention insignificant, it is only important that this device in some Way to be supplied with electrical energy.

Das Kabel gemäß der Erfindung besteht nun aus der eigentlichen Kabelseele 7, deren genauerer Aufbau nicht dargestellt ist, da er für die Erfindung unwesentlich ist. In dieser Kabelseele können Starkstromadern und auch Fernmeldeadern vorhanden sein.The cable according to the invention now consists of the actual cable core 7, the detailed structure of which is not shown since it is not essential to the invention is. In this cable core, high-voltage cores and telecommunication cores can be present be.

Über der Kabel seele ist ein Körper 8 aus geschäumtem Kunststoff angebracht, welcher beispielsweise aus Polyurethan besteht. Der Kunststoffkörper 8 ist von einem druckfesten mantel umgeben, der beispielsweise aus einem längsnahtgeschweißten und gewellten Metallmantel 9 besteht. Über diesem gewellten Metallmantel kann och ein Korrosionsschutz 10 angebracht sein.A body 8 made of foamed plastic is attached over the cable core, which consists, for example, of polyurethane. The plastic body 8 is of a surrounded by a pressure-resistant jacket, for example from a longitudinally welded and corrugated metal jacket 9 is made. Och a corrosion protection 10 be attached.

Bei der Herstellung des Tiefseekabels nach der Erfindung wird so vorgegangen, daß die Kabelseele zunächst mit der erforderlichen Anzahl von Adern angefertigt wird. Aii hand des Gewichtes dieser Kabelseele 7 wird anschließend der erforderliche Durchmesser des äußeren druckfesten iiantels berechnet und das in die sein Falle verwendete Metallrohr 9 wird dann anschließend gefertigt. Hierzu kann ein metallband verwendet werden,.In the manufacture of the deep sea cable according to the invention, the procedure is as follows: that the cable core is first made with the required number of wires will. Aii hand of the weight of this cable core 7 is then the required The diameter of the outer pressure-resistant iiantel is calculated and that into the trap The metal tube 9 used is then subsequently manufactured. A metal band can be used for this be used,.

daß längseinlaufend um die Kabelseele 7 herumgeformt und mittels einer Längsnaht 11 verschweißt wird. Anschließend wird dieses Rohr 9. dann gewellt, un demselben die erforderliche Flexibilität zu geben. -Danach wird der Zwischenraum zwischen Kabelseele 7 und Metallrohr 9 mit dem schäumbaren Kunststoff ausgefüllt, welcher aufschäumt und bis in die Wellung des Metallrohres 9 eindringt. Der Korrosionsschutz kann dann anschließend auf das Metallrohr 9 aufgebracht werden.that longitudinally formed around the cable core 7 and by means of a Longitudinal seam 11 is welded. Then this tube 9 is then corrugated, un to give it the necessary flexibility. -After that, the space in between between the cable core 7 and the metal tube 9 filled with the foamable plastic, which foams and penetrates into the corrugation of the metal tube 9. The corrosion protection can then be applied to the metal tube 9 afterwards.

Um die feste Verbindung zwischen Metallrohr 9 und Kabel seele 7 zu gewährleisten, ist es unter Umständen erforderlich, den Kunststoff 8 mit beiden Teilen zu verkleben, wozu zweckmäßigerweise vor dem Aufschäumen des Kunst stoffs die entsprecllenden-Oberflächen von Kabelseele 7 und Metallrohr 9.mit einem Klebmittel beschichtet werden sollten.To secure the connection between the metal tube 9 and cable soul 7 too ensure, it may be necessary to use the plastic 8 with both To glue parts, for which purpose it is useful before the foaming of the plastic the corresponding surfaces of cable core 7 and metal tube 9 with an adhesive should be coated.

Da die Druckfestigkeit eines nur aus einem Metallband bestehenden Metallrohres 9 hunter Umständen nicht bis zu den erforderlichen hohen Drücken ausreicht, ist es zweckmäßig dieses Metallrohr 9 aus mindestens zwei Teilrohren 12 und 13 aufzubauen, die dadurch gebildet werden, daß sie nacheinander über die Kabel seele 7 längseinlaufend geformt und mit einer Längsnaht zum Rohr verschweißt werden. Das äußere Rohr wird dann auf das innere Rohr heruntergezogen und-beide Rohre werden dann gemeinsam mit der Wellung versehen. Ein solches Rohr hat eine wesentlich höhere Druckbelastbarkeit als ein nur aus einem Metallband bestehendes Rohr gleicher andstrke. Zur weiteren Erhöhung der Druckfestigkeit könnte dann auch ein drittes Teilrohr oder ein viertes Teilrohr über die darunterliegenden Rohre gefahren werden, welche jeweils alle gemeinsam gewellt werden.Because the compressive strength of a one consisting only of a metal band Metal pipe 9 h may not up to the required high pressures is sufficient, it is expedient this metal tube 9 of at least two Build up partial tubes 12 and 13, which are formed by being one after the other Shaped longitudinally over the cable core 7 and with a longitudinal seam to the pipe be welded. The outer tube is then pulled down onto the inner tube and both tubes are then provided with the corrugation together. Such a pipe has a much higher pressure resistance than one that consists of just a metal band Tube of the same thickness. To further increase the compressive strength could then also a third part pipe or a fourth part pipe over the pipes below are driven, which are all corrugated together.

Selbstverständlich muß nicht der gesamte Zwischenraum zwischen Kabel seele und metallrohr 9 mit dem geschäumten Kunststoff ausgefüllt sein, sondern es könnte auch ein größerer Anteil Luft in dieses iwischenraum enthalten sein, wenn sichergestellt ist, daß beispielsweise. durch eine wendelförmige Halterung zwischen Kabelseele 7 und Metallrohr 9 eine ausreichend kraftschlüssige Verbindung zwischen diesen Teilen zu erhalten ist.Of course, not all of the space between cables has to be soul and metal tube 9 to be filled with the foamed plastic, but it a larger proportion of air could also be contained in this interspace, if it is ensured that, for example. by a helical bracket between Cable core 7 and metal tube 9 a sufficiently force-fit connection between these parts is to be obtained.

Claims

Electrical deep-sea cable, consisting of a cable core with insulated Cores for the transmission of energy and / or messages from a floating body to a device located in great depth, characterized in that the cable soul (7) is surrounded by a pressure-resistant jacket designed as a flexible tube, whose inner diameter is larger than the outer diameter of the cable core (7), that the space between the cable core (7) and the pipe is filled with a material is, the specific gravity of which is less than 1, and that the diameter of the Tube is dimensioned so that the lift acting on the cable (4) is approximately the same the cable weight.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the sheath is designed as a longitudinally welded, corrugated metal tube - (9).

3. Cable according to claim 2, characterized in that the metal tube (9) consists of at least two superposed partial tubes (12, 13).

4. Cable according to claim 2 or 3, characterized in that the Metal pipe (9) is provided on the outside with corrosion protection (10).

5. Cable according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the space between the cable core (7) and the jacket with a foamed Plastic (8), preferably polyurethane, is filled.

6. Cable according to claim 5, characterized in that the plastic (8) is glued to the cable core (7) and the jacket.