NO165366B

NO165366B - SUPPLY CABLE.

Info

Publication number: NO165366B
Application number: NO842411A
Authority: NO
Inventors: Ray Rolland Ayers
Original assignee: Shell Oil Co
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1990-10-22
Also published as: EP0132571A3; CA1250490A; JPH0452567B2; DE3480753D1; JPS6041705A; NO842411L; EP0132571B1; NO165366C; EP0132571A2

Abstract

Seismisk undervannskabel (10) som har i det minste en strekkabel (20) anbrakt oppstrøms i et strømlin-jeformet tverrsnitt. Anbrakt nedstrøms av strekka-., belen (20) er anbrakt andre elektriske kabler (21), pneumatiske og hydrauliske slanger (22), idet de elektriske kablene (21) er tilliggende strekkabelen (20).Submarine seismic cable (10) having at least one tension cable (20) disposed upstream in a streamlined cross section. Arranged downstream of the tension cable (20) are other electrical cables (21), pneumatic and hydraulic hoses (22), the electrical cables (21) being adjacent to the tension cable (20).

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en forsyningskabel for undervannssleping av den art som nevnt i innledningen til krav 1. The present invention relates to a supply cable for underwater towing of the type mentioned in the introduction to claim 1.

Ved seismiske offshoreoperasjoner er det nødvendig med en forsyningskabel for å trekke en kanonrekke, så vel som for å tilføre luft, energi og elektriske ledere for skuddope-rasjonene. Vanlig praksis har vært å anvende en bunt forsynt med en mantel som inneholder forskjellige luftslanger, strekkabler og elektriske ledere eller å anvende ar-merte kabler som inneholder slanger og ledere. Slike bunter varer ikke på grunn av slepekreftene, bølgekreftene og kabelhåndteringsbelastninger som reduserer den struktur-messige integriteten til forsyningskabelen til et punkt hvor lederne brytes og det oppstår lekkasje. Strekkablene har en tendens til å slite av de elektriske lederne, spesielt når bunten blir ført rundt en trinse eller trommel under strekk. Strekkablene har nærmere bestemt en tendens til å påføre punkttrykk på de elektriske lederne, som bevirker brudd og isolasjonslekkasje. Det har vært gjort forsøk på å løse dette problemet, og en løsning er å anvende en enkel ståltrosse som strekkabel, som en såkalt "klesnor" til hvilke er festet med avstand en rund bunt med elektriske kabler og luftslanger, og som er forsynt med en mantel. Ståltrossen tilveiebringer således strekk-styrke, og den elektriske/luftbunten tilliggende trossen blir ikke betydelig belastet med strekk. Denne metoden har virket fornuftig så lenge som bunten kan bli trukket opp uten oppspoling. Men da lengre og lengre kabler er nødven-dig for sleping av kanonunderrekker lengre utenfor slepe-fartøyet, blir den kompakte klesnorbunten for lang og bevirker for mye trekk for å kunne være effektiv og prak-tisk. Et annet problem med denne metoden er at det dannes bøyer i buntene med korte radiuser, og ettersom hyppighe-ten av bøyene øker, blir buntens levetid redusert. In offshore seismic operations, a supply cable is required to pull a gun array, as well as to supply air, energy and electrical conductors for the firing operations. Common practice has been to use a bundle provided with a sheath containing various air hoses, tension cables and electrical conductors or to use reinforced cables containing hoses and conductors. Such bundles do not last because of the drag forces, wave forces and cable handling stresses that reduce the structural integrity of the utility cable to the point where the conductors break and leakage occurs. The tension cables tend to wear off the electrical conductors, especially when the bundle is passed around a pulley or drum under tension. In particular, the tension cables tend to apply point pressure to the electrical conductors, which causes breakage and insulation leakage. Attempts have been made to solve this problem, and one solution is to use a simple steel cable as a tension cable, such as a so-called "clothesline" to which a round bundle of electrical cables and air hoses is attached at a distance, and which is provided with a mantle. The steel cable thus provides tensile strength, and the cable adjacent to the electric/air bundle is not significantly loaded with tension. This method has seemed reasonable as long as the bundle can be pulled up without coiling. But as longer and longer cables are necessary for towing cannon sub-rows further outside the towing vessel, the compact clothesline bundle becomes too long and causes too much pull to be efficient and practical. Another problem with this method is that bends are formed in the bundles with short radii, and as the frequency of the bends increases, the lifetime of the bundle is reduced.

Et alternativ til kabel/buntsystemet er å anvende en forsyningskabel med strekwirer, ledere og luftslanger anbrakt i en enkelt kabel. Problemet med dette er den periodiske bøyningen av disse kablene rundt trinsene som bevirker at wirene klemmer lederne og slangene, og som reduserer kabe-lens levetid med hensyn til lekkasje. An alternative to the cable/bundle system is to use a supply cable with stretch wires, conductors and air hoses arranged in a single cable. The problem with this is the periodic bending of these cables around the pulleys which causes the wires to pinch the conductors and hoses and which reduces the life of the cable in terms of leakage.

Et ytterligere alternativ er å fremstille en armert kabel med et strekkelement i form av en ytre kappe, og med slangene og de elektriske lederne inne i denne. Sett ut fra tanken på styrke er denne gunstig og kan spoles opp, men har flere problemer: for det første er forsyningskabelen for tung, for det andre avslutningene vanskelig å tette, og for det tredje er kablene dyre å erstatte og det kan stilles spørsmål med hensyn til påliteligheten. A further alternative is to produce an armored cable with a tensile element in the form of an outer sheath, and with the hoses and electrical conductors inside this. From the point of view of strength, this is favorable and can be wound up, but has several problems: firstly, the supply cable is too heavy, secondly, the terminations are difficult to seal, and thirdly, the cables are expensive to replace and questionable regard to reliability.

Et annet alvorlig problem med alle ovenfor nevnte forsy-ningskabelkonstruksjoner er at de har en tendens til å få en for stor total diameter, så vel som en dårlig tverr-snittsform, som således bevirker høye trekkrefter. Problemet med høye trekk har oppstått på grunn av økende krav til å slepe kanoner i et stort område og ved høyere has-tigheter som vist på fig. 1, og nærmere beskrevet her, i motsetning til de smale breddene som ble anvendt tidlige-re. Another serious problem with all the above-mentioned supply cable constructions is that they tend to have too large a total diameter, as well as a poor cross-sectional shape, which thus causes high tensile forces. The problem with high drafts has arisen due to increasing requirements to tow guns in a large area and at higher speeds as shown in fig. 1, and described in more detail here, in contrast to the narrow widths that were used earlier.

Primærformålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en undervannskabel som har. en lav trekkoeffesient når den blir satt ut fra en slepebåt. Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en pålitelig undervannskabel som kan bli lagt rundt en trinse mens; den er under strekk, og som kan. bli viklet opp på ent s.p©le uten at: kabelen blir ødel<agt... Fortrinnsvis, er kabelen era seismisk f :o r s y n i n g srléati esli. • The primary purpose of the present invention is to provide an underwater cable which has. a low drag coefficient when launched from a tugboat. Another object of the present invention is to provide a reliable underwater cable which can be laid around a pulley while; it is under tension, and as can. be wound up on ent s.p©le without: the cable being destroyed... Preferably, the cable is era seismic f :o r s y n i n g srléati esli. •

Dette blir tilveiebrakt ved en kabel av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristiske trekk fremgår av karakte-ristikken til krav 1. This is provided by a cable of the kind mentioned at the outset, the characteristic features of which appear from the characteristics of claim 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkrave-ne. Further features of the invention appear from the sub-claims.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et planriss av et bredt undergruppemøns-ter. The invention will now be described in more detail with reference to the drawings, where: Fig. 1 shows a plan view of a broad subgroup pattern.

Fig. 2 og 3 viser tverrsnitt av kabelmønster. Fig. 2 and 3 show cross-sections of the cable pattern.

Fig. 4 og 5 viser tverrsnitt av forskjellige kabelopp-spolere. Fig. 4 and 5 show cross-sections of different cable winders.

Som vist på fig. 1 blir en undergruppe 10 slepet med en seismisk f orsyningskabel 11 ved en posisjon som er godt utenfor fartøyet 12. Vanligvis blir flere flytere anvendt, men kun en er vist her for enkelhetens skyld. Det er ofte ønskelig for seismisk undersøkelse å slepe flåtene langt ut på begge sidene av slepefartøyet. Bredden ut til siden 13 er direkte påvirket av de dynamiske fluidumstrekkref-tene utøvd av forsyningskabelen 11. Løsningen av foreliggende oppfinnelse til problemene med å forstørre forskyv-ningsbredde, er således tilveiebrakt ved hjelp av en spe-sialbygget strømlinjeformet kabelkonstruksjon med strekkelement eller strekkelementer anordnet ved den fremste kanten eller flankekanten til dens tverrsnitt. To eksemp-ler på dette prinsippet er vist på fig. 2 og 3. Den strøm-linjeformede kabelkonstruksjonen er likt en flyvingeform med det formål å redusere trekket. En rund kabel har en trekkoeffesient på omkring 1,2 til 1,3 avhengig av dens lineære diameter. En flat kabel med samme tykkelse har en trekkoeffesient på kanskje 0,13, en størrelsesorden for As shown in fig. 1, a sub-assembly 10 is towed with a seismic supply cable 11 at a position well outside the vessel 12. Usually several floats are used, but only one is shown here for simplicity. It is often desirable for seismic survey to tow the rafts far out on both sides of the towing vessel. The width out to the side 13 is directly influenced by the dynamic fluid tensile forces exerted by the supply cable 11. The solution of the present invention to the problems of increasing displacement width is thus provided by means of a specially built streamlined cable construction with tension element or tension elements arranged at the leading edge or flank edge of its cross-section. Two examples of this principle are shown in fig. 2 and 3. The streamlined cable construction is similar to an airplane wing shape for the purpose of reducing drag. A round cable has a drag coefficient of about 1.2 to 1.3 depending on its linear diameter. A flat cable of the same thickness has a drag coefficient of perhaps 0.13, an order of magnitude

størrelsesreduksjon i trekket. size reduction in the move.

Strekkelementene 20 og 30 på fig. 2 og 3 er ved de fremste stedene fulgt av elektriske kabler 21 og 31 og luftslanger 22 og 32. Strekkelementene 20 og 30 er fortrinnsvis anti-torsjonsstråletrosser, slik at når forsyningskabelen er under belastning har den ikke en tendens til å vri seg og er svært torsjonsstabil. Nærliggende strekkelementene er elektriske bunter 21 og 31. Disse buntene er fortrinnsvis konstruert til å være.mye mer fleksible i aksialretningen enn strekkelementene 20 og 30. Det er foretrukket å anvende vridde par av isolerte ledere som er vridt rundt hverandre og så lag,t rundt en sirkel. En myk innsats 23 og 33, slik som. mykt g.ummi, er satt inn i midten av sirkelen slik at den virker mye likt en kinesisk tommeltrekker ved at den har nok mykhet, slik at når kabelen bli trukket vil den trekkes sammen radialt og når strekket blir slakket av, utvides den. De elektriske lederne 21 og 31 er ikke tett sammen. De snodde parene med ledere ved hvert sjikt er ikke anbrakt for tett sammen slik at de elektriske lederne kan bøyes:, som gir en aksialt myk kabel. The tensile elements 20 and 30 in fig. 2 and 3 are followed at the foremost locations by electrical cables 21 and 31 and air hoses 22 and 32. The tension members 20 and 30 are preferably anti-torsion beam cables so that when the supply cable is under load it does not tend to twist and is very torsionally stable. Adjacent to the tension members are electrical bundles 21 and 31. These bundles are preferably designed to be much more flexible in the axial direction than the tension members 20 and 30. It is preferred to use twisted pairs of insulated conductors which are twisted around each other and then layered around a circle. A soft bet 23 and 33, such as. soft g.ummi, is inserted in the center of the circle so that it acts much like a Chinese thumb puller in that it has enough softness so that when the cable is pulled it will contract radially and when the tension is relaxed, it will expand. The electrical conductors 21 and 31 are not close together. The twisted pairs of conductors at each layer are not spaced too closely together so that the electrical conductors can be bent: which provides an axially soft cable.

Det neste elementet ved kabelen akter for strekkelementet og de elektriske buntene er luftslangene 22 og 32. Luftslangen er også konstruert for å være aksialt fleksibel. Noen av luftslangene kan bli anvendt som hydraulisk slange om nødvendig. The next element of the cable aft of the tension member and electrical bundles are the air hoses 22 and 32. The air hose is also designed to be axially flexible. Some of the air hoses can be used as hydraulic hoses if necessary.

Strekkelementene 20 og 30 kan bli belagt med et mykt be-legg for å gjøre de runde og hvor der er mer enn en kabel, kan de være anbrakt i sirkel som vist på fig. 2 eller anbrakt ved siden av hverandre som vist på fig. 3. De elektriske buntene 21 og 31 kan dessuten være forsynt med en mantel av et mykt beleggsmateriale. De tre elementene, strekkelementene, elektriske buntene og luft/hydraulikk-slangene er ført gjennom en injektorstøpeform som har en strømlinjet form, og de ytre plastmantelene 24 og 34 blir støpt på. Nitrilgummi eller polyuretan er foretrukne ma-terialer, idet begge er bestandige og fleksible. The tensile elements 20 and 30 can be coated with a soft coating to make them round and where there is more than one cable, they can be placed in a circle as shown in fig. 2 or placed next to each other as shown in fig. 3. The electrical bundles 21 and 31 can also be provided with a sheath of a soft covering material. The three elements, tension elements, electrical bundles and air/hydraulic hoses are passed through an injector mold having a streamlined shape, and the outer plastic jackets 24 and 34 are molded on. Nitrile rubber or polyurethane are preferred materials, as both are durable and flexible.

De to forsyningskonstruksjonene på fig. 2 og .3 oppfører seg likt i vannet, men de blir spolet for lagring på forskjellige måter som vist på fig. 4 og 5. Den strømlinje-formede flate konstruksjonen kan bli rullet opp som et enkelt bånd som vist på fig. 5, mens forsyningskabelen med flere strekkabler vil automatisk rulles opp med nesen mot trommelen som vist på fig. 4. Det anbefales å anvende ade-kvate spolebredder for å unngå flere sjikt med kabel av den typen vist på fig. 4. Det er viktig å konstruere.komponentene for luft og elektrisitet i kabelen til å være ekstremt fleksible i den aksiale strekkretningen og for -kompresjon, slik at spoling av kabelen på en trommel ikke vil bevirke for store spenninger. Den strømlinjeformede forsyningskabelkonstruksjonen kan bli som vist på fig. 5, spolt opp under en mye lavere spenningstilstand enn forsyningskabelkonstruksjonen slik som vist på fig. 4. Dette på grunn av bøyningsaksen eller sporaksen til de elektriske komponentene 21 og 31 og luftslangekomponentene 22 og 32 faller sammen med bøyeaksen til strekkelementet for komponentene 20 og 30. The two supply structures in fig. 2 and .3 behave similarly in the water, but they are coiled for storage in different ways as shown in fig. 4 and 5. The streamlined flat structure can be rolled up as a single strip as shown in fig. 5, while the supply cable with several extension cables will automatically be rolled up with its nose towards the drum as shown in fig. 4. It is recommended to use adequate coil widths to avoid multiple layers of cable of the type shown in fig. 4. It is important to design the air and electrical components of the cable to be extremely flexible in the axial direction of tension and compression, so that winding the cable on a drum will not cause excessive tension. The streamlined supply cable construction can be as shown in fig. 5, wound up under a much lower voltage condition than the supply cable construction as shown in FIG. 4. This is because the bending axis or track axis of the electrical components 21 and 31 and the air hose components 22 and 32 coincides with the bending axis of the tensile element for the components 20 and 30.

Strekkelementene 20 og 30 er torsjonsmomentbalansert slik at kabelen ikke vrides under varierende aksiale lastebe-tingelser. Dette er spesielt viktig for den flate strøm-linjeformede konstruksjonen på fig. 5. Ved konstruksjonen på fig. 4 kan kabler med flere par bli kombinert med mot-satte sjikt for å sikre strukturmessig symmetri og for således å unngå uønsket vridning. The tension elements 20 and 30 are torque-balanced so that the cable does not twist under varying axial load conditions. This is particularly important for the flat streamlined construction in fig. 5. In the construction of fig. 4, cables with several pairs can be combined with opposite layers to ensure structural symmetry and thus to avoid unwanted twisting.

En ytterligere fordel med kabelen på fig. 5 er at den kan bli rullet opp på en båndspole, som betyr at den kan bli rullet oppå hverandre, men det er ikke nødvendig å ha den side ved side som vist for kabelen på fig. 4. Det er der-for mulig å ha svært tynne ruller med stor diameter sam-menlignet med en tykkere spole med liten diameter. Det er en annen stor fordel med denne kabelen ved tilbaketreknin-gen av strekkelementet på spolen uten at det er nødvendig å belaste noen av lederne. Ved en rund kabel vil derimot strekkelementet presse lederne ved opprullingen på spolen. Dette er effektivt unngått ved foreliggende oppfinnelse som vist på fig. 5. Fordelen er at lasten ikke påvirker de elektriske lederne, men de elektriske lederne, luftslangen og alt som er satt inn i kabelen følger med og strekkelementene opptar alt strekket. A further advantage of the cable of fig. 5 is that it can be wound up on a tape reel, which means that it can be wound up on top of each other, but it is not necessary to have it side by side as shown for the cable in fig. 4. It is therefore possible to have very thin rolls with a large diameter compared to a thicker coil with a small diameter. There is another great advantage of this cable in the withdrawal of the tension element on the coil without it being necessary to strain any of the conductors. In the case of a round cable, on the other hand, the tension element will press the conductors when they are wound on the coil. This is effectively avoided by the present invention as shown in fig. 5. The advantage is that the load does not affect the electrical conductors, but the electrical conductors, the air hose and everything that is inserted into the cable comes with it and the tensile elements absorb all the tension.

Foreliggende oppfinnelse er nyttig ikke bare ved seismiske kabler som ovenfor beskrevet, men den kan også bli anvendt i forbindelse med andre slepede legemer, f.eks. under-vannsbåter. I tillegg til endring av orienteringen av det strømlinjeformede tverrsnittet til kabelen fra horisontal til vertikal, eller en orientering derimellom kan det bli anvendt for å forbinde slepede legemer som er direkte eller mer direkte bak og under slepefartøyet. The present invention is useful not only for seismic cables as described above, but it can also be used in connection with other towed bodies, e.g. underwater boats. In addition to changing the orientation of the streamlined cross-section of the cable from horizontal to vertical, or an orientation in between, it can be used to connect towed bodies that are directly or more directly behind and below the towing vessel.

Foregående beskrivelse av oppfinnelsen er kun ment å være en forklaring for denne, idet forskjellige endringer i den beskrevne anordningen kan bli gjort uten at den avviker fra oppfinnelsen slik som fremsatt i kravene. The preceding description of the invention is only intended to be an explanation for it, as various changes to the described device can be made without it deviating from the invention as stated in the claims.

Claims

1. Seismic cable for underwater towing, including a torsion-resistant, torsion-balanced tensile element with cable conductors arranged with alternating bearing lengths and layer angles to resist twisting, a bundle of electrical conductors and an air hose arranged side by side, characterized in that the tensile element, the bundle of electrical conductors and the air hose are arranged side by side and spaced by means of a continuous elongate flexible jacket which is molded in place between and around and thereby locked to the tension member, the bundle of electrical conductors and the air hose, Where the jacket has a streamlined shape and the tension member is at the front the edge of the cast-in-place casing.

2. Cable According to claim 1, characterized in that the electrical bundle includes conductors twisted around a soft insert.

3. Cable According to claim 2, characterized in that the soft insert has the function of contracting radial undertension and that the twisted conductors have sufficient slack to be able to bend with the stretchable insert.

4. Cable According to claim 1, characterized in that the sheath is molded by injection molding around the tensile element, the bundle of electrical conductors and the air hose.

5. Cable According to claim 1, characterized in that at least two tensile elements are arranged next to each other at the front edge of the molded sheath and at an equal distance from the electrical bundle.