NO20130584A1

NO20130584A1 - ELECTRIC FLENSED SPLIT

Info

Publication number: NO20130584A1
Application number: NO20130584A
Authority: NO
Inventors: Olav Bakka; Ole A Heggdal
Original assignee: Aker Subsea As
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2014-10-30
Also published as: WO2014177500A1

Abstract

Denne oppfinnelse gjelder en kabelflens for å tilveiebringe en tettet penetrasjon for en kabel gjennom en vanntett barriere, flensen omfatter en åpning som har en innvendig del med hovedsakelig de samme innvendige dimensjonene som den utvendige dimensjonen for nevnte kabel, flensens innvendige del omfatter en seksjon som strekker seg i en avstand langs kabelen i minst én retning.This invention relates to a cable flange for providing a sealed penetration of a cable through a waterproof barrier, the flange comprising an aperture having an inner portion having substantially the same internal dimensions as the outer dimension of said cable, the internal portion of the flange comprising a section extending at a distance along the cable in at least one direction.

Description

ELEKTRISK FLENSET SPLEISING ELECTRIC FLANGED SPLICING

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder en kabel som passerer gjennom en lukket kapslingsvegg, spesielt en sjøkabel som passerer gjennom en undersjøisk kapslingsvegg, ved å benytte én eller to vanntette flenser som er spleiset på kabelen, for å tilveiebringe en fremgangsmåte for en enkel og pålitelig forbindelse for en kabel til elektrisk utstyr inne i kapslingen. The present invention relates to a cable passing through a closed enclosure wall, in particular a submarine cable passing through a submarine enclosure wall, by using one or two watertight flanges spliced on the cable, to provide a method for a simple and reliable connection for a cable to electrical equipment inside the enclosure.

ELEKTRISK FLENSET SPLEISING ELECTRIC FLANGED SPLICING

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder en flens som er spleiset til en sjøkabel for å The present invention relates to a flange which is spliced to a submarine cable in order to

tilveiebringe en vanntett montering. Den følgende beskrivelsen omfatter den enkleste av de sammenstillingene som er omfattet av den foreliggende oppfinnelsen. Det vil være et formål med den foreliggende oppfinnelse å satse på enkelhet. Kompleksitet vil kunne by på mulige kilder for feil og vil dermed ofte være mindre pålitelige en de enkle provide a watertight assembly. The following description includes the simplest of the assemblies covered by the present invention. It will be an aim of the present invention to bet on simplicity. Complexity will offer possible sources of error and will thus often be less reliable than the simple ones

løsningene. I denne rapporten vil enkle løsninger bli kalt mer pålitelig, imidlertid vil enkle løsninger kunne ha andre feilmekanismer som vil bli vurdert. the solutions. In this report, simple solutions will be called more reliable, however, simple solutions may have other failure mechanisms that will be considered.

Spleising av kabelen direkte på flensen representerer den foreliggende oppfinnelse. Penetratorer, som har flenser som forbinder den elektriske kabellederen i en penetrator på utsiden av kapslingen, representerer kjente løsninger. Splicing the cable directly on the flange represents the present invention. Penetrators, which have flanges that connect the electrical cable conductor in a penetrator on the outside of the enclosure, represent known solutions.

Det vil være et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en enklere fremgangsmåte for å kunne lede elektrisk strøm gjennom kapslingsveggen enn det er med kjente løsninger. Kjente løsninger benytter ekstra leder - koplinger (på hver side av en penetrator), som representerer en mindre pålitelig fremgangsmåte enn dersom kabellederen skulle være ubrutt eller spleiset. Det vil også være et formål med den foreliggende oppfinnelsen å kunne tilveiebringe en enklere fremgangsmåte enn de kjente isolasjonsløsningene. It will be an aim of the present invention to provide a simpler method for being able to conduct electric current through the enclosure wall than is the case with known solutions. Known solutions use additional conductor - connectors (on each side of a penetrator), which represents a less reliable method than if the cable conductor were to be unbroken or spliced. It will also be an aim of the present invention to be able to provide a simpler method than the known insulation solutions.

Penetratorer benytter flere isolasjonsstykker for å kunne isolere kabelen fra jord (hvor lederen går gjennom flensveggen, og på hver side av en penetrator), hvilket vil representere en mindre pålitelig fremgangsmåte enn når kabelisolasjonen er ubrutt. Således vil det være et formål med den foreliggende oppfinnelsen, ved spleising av kabelen til flensen, å tilveiebringe en enklere fremgangsmåte for å sikre at eventuelle mekaniske krefter mellom kabelen og kapselen ikke vil representere noen fare. Penetrators use several pieces of insulation to be able to isolate the cable from earth (where the conductor passes through the flange wall, and on each side of a penetrator), which will represent a less reliable method than when the cable insulation is intact. Thus, it will be an aim of the present invention, when splicing the cable to the flange, to provide a simpler method to ensure that any mechanical forces between the cable and the capsule will not represent any danger.

Det vil også være et formål med den foreliggende oppfinnelsen å sørge for at migrasjons - og diffusjonsprosesser for partikler mellom havet og det innvendige av kapslingen ikke medfører noen risiko for en forringelse av isolasjonsegenskapene for de isolerende materialene og fluidene inne i kapslingen. Det vil være et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelsen å kunne sørge for at kabelen er tilstrekkelig vannblokkert i lengderetningen, slik at vann ikke vil kunne lekke gjennom eller i mellom eventuelle lag med kabel. It will also be an aim of the present invention to ensure that migration and diffusion processes for particles between the sea and the interior of the enclosure do not entail any risk of a deterioration of the insulation properties of the insulating materials and fluids inside the enclosure. It will be a further purpose of the present invention to be able to ensure that the cable is sufficiently water-blocked in the longitudinal direction, so that water will not be able to leak through or between any layers of cable.

De ovenfor angitte formål oppnås med en kabelpenetrasjons flens, slik som er beskrevet i de vedføyde patentkrav. The above stated purposes are achieved with a cable penetration flange, as described in the appended patent claims.

Teknologiutformingen i henhold til oppfinnelsen vil være spesielt godt egnet for kabler som kommer inn i trykkutjevnede kapslinger / barrierer, for eksempel i anvendelser som er knyttet til kabler eller lignende anordninger, som passerer gjennom en vanntett vegg eller barriere hvor trykkforskjellen over veggen eller barrieren vil være liten. The technological design according to the invention will be particularly well suited for cables that enter pressure equalized enclosures / barriers, for example in applications that are connected to cables or similar devices, which pass through a watertight wall or barrier where the pressure difference across the wall or barrier will be small.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor med henvisning til de medfølgende tegninger, som illustrerer oppfinnelsen ved hjelp av eksempler. The invention will be described below with reference to the accompanying drawings, which illustrate the invention by means of examples.

Figur 1 viser en første , foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen. Figure 1 shows a first, preferred embodiment of the invention.

Figur 2 viser et tverrsnitt av den kabelen som strekker seg gjennom flensen. Figure 2 shows a cross-section of the cable that extends through the flange.

Figur 3 viser et tverrsnitt av flensen vist i figur 1. Figure 3 shows a cross-section of the flange shown in Figure 1.

Figurene 3a - c illustrerer forskjellige utførelsesformer av flensens tetning mot den tilhørende strukturen. Figures 3a - c illustrate different embodiments of the flange's seal against the associated structure.

Figur 4 viser et tverrsnitt av en flens som er montert på en kabel. Figure 4 shows a cross-section of a flange that is mounted on a cable.

Figur 5 viser en utførelsesform av oppfinnelsen som gjør bruk av to flenser og et rør som passerer gjennom en vegg. Figur 6 illustrerer en utførelsesform som omfatter en forlengelse av den utvidede delen av flensen. Figure 5 shows an embodiment of the invention that makes use of two flanges and a pipe that passes through a wall. Figure 6 illustrates an embodiment comprising an extension of the extended part of the flange.

Således viser den oppfinnelsen som er illustrert i figur 1 en leder 1, som har et isolasjonslag 2, og en utvendig kappe 4 som passerer gjennom en åpning i flenslegemet 11. Flenslegemet har en konisk del 12 som strekker seg langs kabelen, som er forsynt med et bånd eller tilsvarende 21 for innfesting og tetting mot flenslegemet 11. Flenslegemet vil også være festet til en strukturdel 6 med bolter 18, der strukturen vil kunne være en del av en vegg, et skrog og så videre. På tegningen vil kabelen strekke seg inne i strukturen i en slange eller et rør 7 som strekker seg ut fra strukturen 6. Båndet 21 vil typisk være plassert på den siden av flensen som har det høyeste trykket, for dermed å sikre en bedre tetning. Thus, the invention illustrated in figure 1 shows a conductor 1, which has an insulating layer 2, and an outer jacket 4 which passes through an opening in the flange body 11. The flange body has a conical part 12 which extends along the cable, which is provided with a band or equivalent 21 for fixing and sealing against the flange body 11. The flange body will also be attached to a structural part 6 with bolts 18, where the structure could be part of a wall, a hull and so on. In the drawing, the cable will extend inside the structure in a hose or pipe 7 that extends from the structure 6. The tape 21 will typically be placed on the side of the flange that has the highest pressure, in order to ensure a better seal.

Som vist i figur 2, isolasjonslaget 2 vil kunne bestå av en trippel ekstrudert innvendig halvleder, isolasjon og utvendig halvleder 2a, og et isolerende lag, uten halvledere 2b, så vel som en utvendig kappe. As shown in Figure 2, the insulating layer 2 may consist of a triple extruded internal semiconductor, insulation and external semiconductor 2a, and an insulating layer, without semiconductors 2b, as well as an external jacket.

Det vil være et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelsen å kunne tette de lagene, og inni mellom lagene, med kabel mot en langsgående vannmigrering eller - lekkasje ved å benytte tradisjonelle komponenter for spleising, slik som gjøres ved industrielle anvendelser. Dette gjelder for utvendige kapper, rustninger, sikter, lag med halvledere, isolasjonslag og ledere. It will be a further purpose of the present invention to be able to seal those layers, and inside between the layers, with cable against longitudinal water migration or leakage by using traditional components for splicing, as is done in industrial applications. This applies to external covers, armour, sights, layers of semiconductors, insulation layers and conductors.

Figur 3 viser flenslegemet 11 i mer detalj. Spleisingsområdet 12 vil være formet som en forlengelse av flenslegemet 11 i retning av kabelen, og har en tykkelse som blir redusert i den samme retningen. På denne måten vil et bånd 21, eller lignende, kunne tilveiebringe en gradvis overgang fra flenslegemet til kabelen. Båndmaterialet vil kunne være fleksibelt, for således å kunne virke som en gradvis bøyningsrestriksjon, som dermed vil tilveiebringe en beskyttelse for kabelen. Dette er illustrert i mer detalj i figur 4. Figure 3 shows the flange body 11 in more detail. The splicing area 12 will be shaped as an extension of the flange body 11 in the direction of the cable, and has a thickness that is reduced in the same direction. In this way, a band 21, or the like, will be able to provide a gradual transition from the flange body to the cable. The tape material could be flexible, so as to be able to act as a gradual bending restriction, which would thus provide protection for the cable. This is illustrated in more detail in figure 4.

Flenslegemet vil også være forsynt med en indre utsparing 13 med en tilsvarende kanal The flange body will also be provided with an internal recess 13 with a corresponding channel

15 til én av flenssidene, for å tilveiebringe midler for lekkasjesøk. Utsparingen vil kunne omfatte en blokkerings- og tappeventil. Kanalen er vist som en åpning på den motsatte siden av flensen til båndet 21, men dette vil være avhengig av anvendelsen og 15 to one of the flange sides, to provide means for leak detection. The recess may include a blocking and drain valve. The channel is shown as an opening on the opposite side of the flange of the band 21, but this will depend on the application and

det mest egnete miljøet for å koble enhetene til kanalen 15. the most suitable environment to connect the devices to the channel 15.

I tillegg vil flenslegemet kunne innbefatte metalliske eller polymeriske O-ringer 16, eller lignende tetningsmidler, i kontaktområdet mot strukturen 6, samt hull for bolter 17. In addition, the flange body will be able to include metallic or polymeric O-rings 16, or similar sealants, in the contact area against the structure 6, as well as holes for bolts 17.

Flenslegemet 11 vil kunne være utformet slik som tradisjonelt benyttede flenser, unntatt der den vil ligge mot kabelen. Formen på flensen (helningen), hvor den ligger mot kabelen (en form som passer til spleisen) vil være et mål med den foreliggende løsningen. Det er dessuten et mål med den foreliggende oppfinnelsen å kunne forenkle flensen med en alternativ utforming, hvor to eller flere (avhengig av tetningsversjonen) O-rings tetninger vil kunne prøves ut etter tur, uten å gjøre bruk av noen blokkerings-og tappeventiler. Figurene 3a - 3c illustrerer forskjellige typer av forbindelsen for strukturen 6, der figur 3a har tetningsmidler som omslutter kabelen, hvor en metallisk tetning (eller to O-ringer) har blitt anbrakt på en sylinderflate. I figur 3b er det to O-rings tetninger på flaten mellom flensene. En kombinasjon av de tetningene i figur 3a og 3b vil også kunne være mulig. Figur 3c viser en utførelsesform hvor flensen har blitt sveiset til strukturen 6. The flange body 11 can be designed like traditionally used flanges, except where it will lie against the cable. The shape of the flange (the slope), where it lies against the cable (a shape that fits the splice) will be a measure of the present solution. It is also a goal of the present invention to be able to simplify the flange with an alternative design, where two or more (depending on the seal version) O-ring seals can be tested in turn, without making use of any blocking and drain valves. Figures 3a - 3c illustrate different types of the connection for the structure 6, where Figure 3a has sealing means enclosing the cable, where a metallic seal (or two O-rings) has been placed on a cylinder surface. In Figure 3b, there are two O-ring seals on the surface between the flanges. A combination of the seals in Figures 3a and 3b would also be possible. Figure 3c shows an embodiment where the flange has been welded to the structure 6.

Tradisjonelle spleisetyper blir benyttet. Å kunne bruke de tradisjonelle komponentene for spleising i en sammenføyning av flensen til kabelen vil være et mål med den foreliggende oppfinnelsen. I figur 4 blir en spleising anvendt på én side av flensen 11, fortrinnsvis på den siden som vil være utsatt for de høyeste trykkene. Avhengig av tilgang på å gjøre spleisingen eller støpingen, vil én eller to sider av flensen kunne være utstyrt med en spleising. Traditional splice types are used. Being able to use the traditional components for splicing in a joining of the flange to the cable will be a goal of the present invention. In Figure 4, a splice is used on one side of the flange 11, preferably on the side which will be exposed to the highest pressures. Depending on access to do the splicing or casting, one or both sides of the flange could be fitted with a splicing.

Figur 5 viser en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen, her for å kunne oppnå et supplerende formål med den foreliggende løsningen for å kunne gjøre det mulig å bruke en andre flensspleising. Dersom den første tetningen av en eller annen grunn ikke virker, vil den andre gjøre det. I dette tilfelle vil den første (og andre) spleisete flensen bli sveiset med sveis wl) til et rør p). Rør p) blir sveiset til kapslingsveggen med sveis Figure 5 shows a further embodiment of the invention, here to be able to achieve a supplementary purpose with the present solution to be able to make it possible to use a second flange splice. If the first seal doesn't work for some reason, the second one will. In this case, the first (and second) spliced flange will be welded with weld wl) to a pipe p). Pipe p) is welded to the enclosure wall by welding

w2). w2).

Et annen supplerende formål med den foreliggende løsningen vil være å hindre langtids diffusjon av vann. En løsning på dette problemet har blitt vist i figur 6. En oljefylt slange hl) blir festet i en ende til flensen f2). Slangen hl) tetter ved å benytte en tetning s4) mot kabelens utvendige kappe i den andre enden. Migrasjon av vann i den langsgående retningen vil, med dette særtrekket, bruke en betydelig lengre tid enn når det ikke brukes en ekstra stopper for vannmigrering («Water Migration Preventer»). Another supplementary purpose of the present solution will be to prevent long-term diffusion of water. A solution to this problem has been shown in Figure 6. An oil-filled hose hl) is attached at one end to the flange f2). The hose hl) seals by using a seal s4) against the outer jacket of the cable at the other end. Migration of water in the longitudinal direction will, with this special feature, take a significantly longer time than when an additional stop for water migration is not used ("Water Migration Preventer").

For således å oppsummere, oppfinnelsen gjelder en kabelflens for å tilveiebringe en forseglet penetrasjon for en kabel gjennom en vanntett barriere. Flensen omfatter en åpning som har en innvendig de,l med hovedsakelig de samme innvendige dimensjonene som den utvendige dimensjonen for nevnte kabel, flensens innvendige del omfatter en seksjon som strekker seg i en avstand langs kabelen i minst én retning. Thus to summarize, the invention relates to a cable flange to provide a sealed penetration for a cable through a watertight barrier. The flange comprises an opening having an internal part with substantially the same internal dimensions as the external dimension of said cable, the internal part of the flange comprising a section which extends for a distance along the cable in at least one direction.

Et tettende materiale, for eksempel bånd eller støping, strekker seg over nevnte utvidede innvendige del og en valgt lengde av kabelen som strekker seg gjennom den, for således å tilveiebringe en forbedret tetning. Båndet vil også kunne være fleksibelt for å tilveiebringe en tilleggsfunksjon som bøyningsrestriksjon. Fortrinnsvis vil den utstrekkende innvendige delen ha en gradvis redusert tykkelse langs kabelens retning fra flensen, for å kunne gi en gradvis overgang fra den utstrekkende flensen til kabelen. A sealing material, such as tape or molding, extends over said extended interior portion and a selected length of cable extending therethrough, so as to provide an improved seal. The tape will also be able to be flexible to provide an additional function such as bending restriction. Preferably, the extending inner part will have a gradually reduced thickness along the direction of the cable from the flange, in order to provide a gradual transition from the extending flange to the cable.

Flensen vil med fordel kunne omfatte en utsparing for lekkasjetesting mellom flensen og kabelen, og en passasje til minst den ene siden av flensen som omfatter en blokkerings -og tappeventil, for tilkobling av måleinstrumenter på den ene siden av flensen. The flange could advantageously include a recess for leakage testing between the flange and the cable, and a passage to at least one side of the flange which includes a blocking and drain valve, for connecting measuring instruments on one side of the flange.

I en utførelsesform av oppfinnelsen vil kabelen kunne strekke seg gjennom en slange eller et rør som strekker seg fra nevnte utvidede seksjon langs en forutbestemt lengde av kabelen, hvor slangen blir forseglet mot nevnte utvidede del i den ene enden og kabelen i den andre enden. På denne måten vil lekkasje gjennom kabelmaterialet bli begrenset, ved å øke den forseglede lengden av kabelen på den ene siden av flensen. Dette vil kunne være gunstig når bestemte kabler skal brukes, og som vil kunne tillate en viss migrasjon av væsker inn i materialet. Et bånd eller lignende vil kunne anvendes på nevnte utvidede seksjon og den første enden av nevnte slange for tetning av den første enden. In an embodiment of the invention, the cable will be able to extend through a hose or a pipe that extends from said extended section along a predetermined length of the cable, where the hose is sealed against said extended part at one end and the cable at the other end. In this way, leakage through the cable material will be limited, by increasing the sealed length of the cable on one side of the flange. This could be beneficial when certain cables are to be used, and which would allow a certain migration of liquids into the material. A band or the like could be used on said extended section and the first end of said hose to seal the first end.

Flensen ifølge oppfinnelsen vil kunne anvendes i et system som omfatter et rør eller en slange som strekker seg gjennom en vegg, hvor hver ende av nevnte rør eller slange vil være forbundet med en kabelflens i henhold til oppfinnelsen. De utstrekkende delene vil være orientert vekk fra nevnte slange, og vil dermed tette igjen innsiden av røret eller slangen fra miljøet på begge sider. Røret vil være forbundet til hver flens, og vil kunne være sveiset eller på annen måte være koblet til veggen. The flange according to the invention will be able to be used in a system comprising a pipe or hose that extends through a wall, where each end of said pipe or hose will be connected with a cable flange according to the invention. The extending parts will be oriented away from said hose, and will thus seal off the inside of the pipe or hose from the environment on both sides. The pipe will be connected to each flange, and may be welded or otherwise connected to the wall.

Claims

1. Cable flange for providing sealed penetration of a cable through a watertight barrier, the flange comprising an opening having an internal portion having substantially the same internal dimensions as the external dimension of said cable, the internal portion of the flange comprising a section extending at a distance along the cable in at least one direction.

2. Cable flange as stated in claim 1, where the flange comprises a sealing material, for example tape or casting, which extends over the said inner part and a selected length of the cable which extends through it.

3. Cable flange as set forth in claim 2, wherein the extending inner part has a gradually reduced thickness along the direction of the cable from the flange.

4. Cable flange as specified in claim 1, where the flange includes a leak-test recess between the flange and the cable, and a passage to at least one side of the flange, which includes a blocking and drain valve.

5. Cable flange as set forth in claim 1, wherein the flange includes a hose or pipe extending from said extended section along a predetermined length of the cable, the hose being sealed against said extended portion at one end and the cable at the other the end.

6. Cable flange as stated in claim 5, where a band or the like is used on said extended section and first end of said hose to seal the first end.

7. System comprising a pipe or hose extending through a wall, wherein each end of said pipe or hose is connected to a cable flange according to claim 1, wherein said pipe is connected to each flange, wherein the extending parts are oriented away from said hose.