DE69636430T2

DE69636430T2 - Abriebsfestes unterwasserkabel

Info

Publication number: DE69636430T2
Application number: DE69636430T
Authority: DE
Inventors: Ian Maroubra HOUGHTON
Original assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: DE69636430D1; AU714550B2; JPH11501412A; EP0811177A1; AU1306597A; US5892874A; EP0811177B1; WO1997022899A1; CN1123786C; JP4014634B2; CN1176007A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Unterwasserkabel, und insbesondere auf einen abriebfesten Unterwasserkabel-Aufbau, der für die Verlegung in einer Wassertiefe über 2 km geeignet ist.
Bekannte Unterwasser-Glasfaserkabel sind in den Patentanmeldungen EP 0 3121 262 und EP 0 710 862 beschrieben (wobei letzterer die frühere Priorität aufweist, jedoch zum Prioritätsdatum der vorliegenden Erfindung noch nicht veröffentlicht wurde). Das Glasfaserkabel aus EP 0 321 262 verfügt über einen Kern, der von einer Schicht aus festen Gliedern umgeben ist, die sowohl Draht als auch lasergeschweißte Metallrohre umfassen, in denen die Glasfasern enthalten sind. Der Kabelaufbau aus EP 0 710 862 besteht aus verschiedenen Drahtlitzen aus Metall bzw. teils aus Metall, teils aus Kunststoff. Er umfasst zudem mindestens einen Wellenhohlleiter in der Drahtlitze, der aus einem oder mehreren optischen Wellenleitern besteht.
Bekannte abriebfeste Kabel, wie beispielsweise stahlbewehrte Kabel, weisen eine gute Abriebfestigkeit auf und sind fest genug, um bei der Verlegung im Wasser in einer Tiefe über 5 km von einem Kabelverlegeschiff gezogen zu werden.
Solche abriebfesten Kabel werden üblicherweise eingesetzt, wenn der Bereich auf dem Meeresgrund, in dem das Kabel verlegt wird, in einer abriebgefährdeten Zone liegt.
Sobald die abriebgefährdete Zone passiert wurde, ist kein abriebfestes Kabel mehr erforderlich; die weitere Verlegung von abriebfestem Kabel über diesen Bereich hinaus wäre extrem teuer. Das abriebfeste Kabel muss daher, über eine Verbindungs- oder Übergangsstelle, an ein billigeres, aber leichteres und infolgedessen weniger widerstandsfähiges, herkömmliches, unbewehrtes Kabel angeschlossen werden.
In einer Tiefe über 2 km ist das Gewicht des stahlbewehrten Kabels jedoch in der Regel zu hoch, um während der Verlegung auf sichere Weise den Halt durch das weniger feste, unbewehrte Kabel, an das es angeschlossen ist, gewährleisten zu können. Das bedeutet, dass es nicht möglich ist, ein unbewehrtes Kabel unmittelbar nach einem bewehrten zu verlegen oder von einem unbewehrten auf ein bewehrtes Kabel umzustellen.
Es ist jedoch möglich, ein bewehrtes Kabel in einer Tiefe von über 2 km zu verlegen, und zwar unter Einhaltung einer entsprechenden Installationssequenz, bei der das feste, bewehrte Kabel immer das weniger feste, unbewehrte Kabel hält, jedoch niemals umgekehrt. Eine solche Sequenz erfordert jedoch gutes Wetter, zusätzliche Verbindungen, Kabel und einen beträchtlichen Zeitaufwand. Dies ist dementsprechend riskant und teuer.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen bewehrten Kabelaufbau zu bieten, der einerseits leicht genug ist, um von einem unbewehrten Kabel in großer Wassertiefe gehalten zu werden, und der andererseits eine Abriebfestigkeit aufweist, die mit einem herkömmlichen, stahlbewehrten Kabel vergleichbar ist und über eine ausreichende Festigkeit verfügt, um schwere, bewehrte Kabel zu halten.
Gemäß der Erfindung wird ein Aufbau mit einem elektrischen und/oder einem Glasfaserkabel entsprechend der Definition in Anspruch 1 vorgeschlagen.
Zur Umsetzung der Verbindung wird im Folgenden eine Ausführungsvariante in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei:
1 den Querschnitt des Kabelaufbaus der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 das in 1 dargestellte Kabel zeigt, das einem Abrieb unterworfen war;
3a–e den Einsatz des Kabels gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Verlegung von Unterwasserkabeln veranschaulicht.
In Bezug auf 1 besteht das Kabel 1 aus einem herkömmlichen, gewölbten Aufbau 2, der eine Anordnung aus sechs Glasfasern 3 umgibt. Das Gewölbe 3 ist von einer Polyethylenschicht 4 umhüllt, die wiederum von einer Schicht umhüllt ist, die aus Polypropylengarn und Bitumen 5 besteht. Die charakteristische Bewehrungsschicht 6 besteht aus einem Aufbau aus 12 × 3,4 mm starkem Stahldraht 7 und 12 × 3,4 mm starkem Beilaufmaterial 8. Jedes Beilaufmaterial enthält einen 0,65 mm starken Stahlseildraht 9, der mit Polyvinylchlorid (PVC) 10 beschichtet ist. Die PVC-Beschichtung wird mit einem Klebemittel (nicht abgebildet) wie beispielsweise einem Lösungsmittel auf der Basis von elastischem Nitril am Stahldraht 9 befestigt. Stahldraht 7 und Beilauf 8 sind alternierend angeordnet.
Die PVC-Beschichtung 10 kann durch eine Beschichtung aus hochdichtem Polyethylen oder eine Polyurethanbeschichtung ersetzt werden, in diesem Fall sind jedoch entsprechende Klebemittel erforderlich.
Die Bewehrungsschicht 6 ist mit einem äußeren Mantel 11 aus Polyisopropylen und Bitumen versehen.
Da die Stahlbewehrung teilweise durch Beilaufmaterial ersetzt wurde, sind Gewicht und Festigkeit des Kabels reduziert. Die Beilaufelemente können aus einem Polymermaterial oder aus verstärkten Polymerfasern bestehen. Da das ursprüngliche, stahlbewehrte Kabel sehr viel stärker war als erforderlich, kann die Stärke wesentlich verringert werden, ohne dass die Fähigkeit des Kabels beeinträchtigt wird, in tiefen Gewässern sein Eigengewicht zu tragen.
Die Entfernung von Stahldraht reduziert außerdem die Drehkräfte, wodurch die Leistungen verbessert werden, die die Eignung für den Einsatz in großer Tiefe erhöhen, da Drehkraftschäden an den Übergängen zwischen bewehrtem und unbewehrtem Kabel einen einschränkenden Faktor darstellen.
In Bezug auf 2 ist die Abriebfestigkeit des Kabels dargestellt. Wenn das Kabel abgerieben wird, wird das Beilaufmaterial 8 schnell abgerieben, bis es sich auf gleicher Höhe mit der Oberkante der beiden Stahldrähte 12 und 13 auf beiden Seiten befindet.
Der weitere Abrieb verläuft langsam, da der Stahldraht auf beiden Seiten vollständig abgerieben werden muss, ehe ein gravierender Schaden am Kabel auftritt. Die Verschleißrate ist etwas höher als bei der vollständigen Bewehrung, jedoch besser als bei einem unbewehrten Kabel oder bei einem mit einer Stahlbandarmierung geschützten Kabel.
In 3a ist ein leichtes Unterwasserkabel LW in einem Meeresboden-Abschnitt verlegt, in dem keine Abriebgefahr besteht.
In 3b ist ein Kabel LW über die Verbindung J1 mit einem bewehrten Kabel AL zur Verlegung durch einen Meeresboden-Abschnitt in einem Bereich mit hoher Abriebgefahr verbunden.
In 3c wird das Kabel AL nach der Durchführung durch den Bereich mit hoher Abriebgefahr, das jetzt von dem Kabelverlegeschiff 5 km über dem Meeresboden verlegt wird, in Verbindung J2 mit dem Kabel ALS gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden.
In 3d wird das Kabel ALS in Verbindung J3 mit dem Kabel LW zur Herstellung der Verbindung mit dem letzten Stück an Bojen befestigtem Kabel LW verbunden, wie in 3c dargestellt.
Das Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung überbrückt den Gewichts-/Festigkeits-Unterschied, der zwischen bewehrtem und unbewehrtem Kabel existiert, und ermöglicht den Übergang von bewehrtem Kabel auf leichtes Kabel.

Legende zu den Abbildungen

Substitute Sheet: Ersatzblatt
Rule 26: Regel 26
Buoy: Boje
Zone of abrasion risk: Bereich mit Abriebgefahr

Claims

Ein Elektro- und/oder Glasfaseraufbau (1), bestehend aus einem inneren Abschnitt und einem äußeren Abschnitt, der den genannten, inneren Abschnitt umgibt, wobei der genannte äußere Abschnitt mindestens eine einlitzige Bewehrungsschicht (6) umfasst, wobei die genannte Bewehrungsschicht aus einer Vielzahl von Metalldrahtelementen (7) und einer Vielzahl von Beilaufelementen (8) besteht, wobei jedes Beilaufelement von zwei Metalldrähten umgeben ist und die genannten Beilaufelemente aus verstärkten Polymerfasern bestehen.
Ein Elektro- und/oder Glasfaseraufbau gemäß Anspruch 1, wobei das Beilaufelement (8) ein dehnbares Verstärkungselement (9) enthält.
Ein Elektro- und/oder Glasfaseraufbau gemäß Anspruch 2, wobei es sich bei dem dehnbaren Verstärkungselement (9) um einen Metalldrahtkern handelt.
Ein Elektro- und/oder Glasfaseraufbau gemäß Anspruch 3, wobei der genannte Metalldrahtkern mit einer Lage aus Polyvinylchlorid (10) beschichtet ist.
Ein Elektro- und/oder Glasfaseraufbau gemäß Anspruch 3, wobei der genannte Metalldrahtkern mit einer Lage aus Polyurethan beschichtet ist.
Ein Elektro- und/oder Glasfaseraufbau gemäß Anspruch 3, wobei der genannte Metalldrahtkern mit einer Lage aus hochdichtem Polyethylen beschichtet ist.
Ein Elektro- und/oder Glasfaseraufbau gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Schicht, die den genannten Metalldraht umgibt, daran mit einem geeigneten Klebemittel befestigt wird.
Ein Elektro- und/oder Glasfaseraufbau gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Querschnitt und die Abmessungen der genannten Beilaufelemente dergestalt ausgeführt sind, dass die Metalldrahtelemente in einem vordefinierten Abstand zueinander angeordnet sind.
Ein Elektro- und/oder Glasfaseraufbau gemäß Anspruch 1, wobei die Querschnittsmaße der Metalldrahtelemente und der Beilaufelemente praktisch gleich sind.
Ein Unterwasserkabel-Aufbau, bestehend aus mindestens einem Abschnitt aus bewehrtem Kabel, der mit einem Abschnitt aus einem Elektro- und/oder Glasfaseraufbau gemäß einem der vorgenannten Ansprüche verbunden ist.