NO313117B1

NO313117B1 - Kabel med pneumatisk slange

Info

Publication number: NO313117B1
Application number: NO19992834A
Authority: NO
Inventors: Anton Knudsen; Lars Oeyvind Moen
Original assignee: Nexans
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2002-08-12
Also published as: GB0013014D0; NO313117B3; NO992834L; GB2351786B; GB2351786A; NO992834D0; US6376767B1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en kabel med en pneumatisk slange, et overtrekk som omgir slangen samt lederelementer som er plassert mellom overtrekket og slangen.

For marine seismiske undersøkelser, blir akustiske signaler generert i sjøen ved luftkanoner som opererer i trykkluft og som blir tauet etter et fartøy. En kabel omfattende en pneumatisk slange forbinder luftkanonene med en trykkilde på fartøyet, for eksempel en kompressor, som leverer trykkluften. Slangen er generelt laget av et trykkbestandig fleksibelt materiale med høy strekkstyrke, så som nylon, og er plassert på aksen av kabelen. Typisk har kablene en lengde på flere hundre meter, og er oppbevart på sneller på fartøyet for transport mellom de områder som skal undersøkes. Videre omfatter slangen lederelementer for kraft og signaltransmisjon. Lederne kan være enten elektriske ledere, for eksempel enkelte kraftledere, par eller kvadrupelledninger, spesielt for datatransmisjon, eller optiske fibre. Slangen og lederelementene er innelukket i et overtrekk. I mange tilfeller, er kabelen utstyrt med armeringslag og et ytterligere ytre overtrekkslag.

For å motvirke slitasje på grunn av gjentatt vinding av og på snellen, må materialene i kabelen være tilstrekkelig fleksible til å unngå skade. På den annen side er typiske interne trykk i slangen i størrelsesordenen 200 bar. Dersom må materialene i slangen ha tilstrekkelig strekkstyrke til å unngå for store variasjoner i diameter når det interne trykk endres. Raske og gjentatte trykkendringer er spesielt forårsaket ved avfyring av luftkanonene. Fordi tilstrekkelig fleksibilitet og strekkstyrke ikke kan oppnås samtidig, vil restvariasjoner av slangediameteren ofte forårsake skade på lederelementene som er plassert rundt slangen, spesielt hvis en ytre armering av kabelen hindrer forskyvning av lederne tilsvarende slangediameteren. Følgelig kan lederne ofte feile for tidlig.

Selv om i utgangspunktet er gasstett, er det et ytterligere problem at en liten lekkasje av gass ikke kan utelukkes. Som en følge av dette, vil små mengder av luft lekke inn i det ytre lag av kabelen og danne luftlomrner som kan forårsake skade på kabelen.

Det er derfor et mål for den foreliggende oppfinnelse å unngå disse ulemper og å utvikle en luftkanonkabel som er pålitelig over en lang tidsperiode. Det er videre et mål, å fremskaffe en luftkanonkabel som hindrer utvikling av luftlomrner inne i

kabelen.

i Ifølge oppfinnelsen, er et lag av sammenpressbart materiale plassert mellom lederelementene og slangen.

Slangen består av et materiale med høy strekkstyrke, for eksempel nylon eller en annen polyamid. I tillegg er slangen fortrinnsvis utstyrt med en armering, for

eksempel to eller flere lag av aramidgarn. På denne måten er variasjoner i diameteren pga. endrede^ trykk inne i slangen begrenset, mens slangen har en god fleksibilitet.

Resterende variasjoner i diameter blir tatt vare på ved et lag av sammenpressbart materiale som er plassert rundt slangen og mellom slangen og lederelementene. Hvis diameteren av slangen øker, blir det sammenpressbare materialet deformert, og

mekaniske på kjenninger på lederene blir unngått. Hvis diameteren av slangen avtar i pga. lavt trykk: innvendig, vil det sammenpressbare materialet utvide seg elastisk og sikre en tett tilpasning av alle elementer i kabelen. Pga. at materialene i slangen tillater bare relativt små variasjoner i diameter, er en tykkelse av bufferlaget på mellom 1 og 5 mm, fortrinnsvis omkring 2 mm, tilstrekkelig i de fleste tilfeller.

Lågest av sammenpressbart materiale inneholder en stor prosent av i mellomrom fylt med luft eller annen gass. Mellomrommene kan sammenpresses ved ytre krefter og utvides pga. de elastiske egenskaper av det omliggende materialet etter utløsning av kreftene. Laget kan bestå av et enkelt materiale eller en kombinasjon av flere materialer. Den sistnevnte utførelse har den fordel at en kombinasjon av forskjellige materialer kan lettere bli skreddersydd for å oppnå de nødvendige mekaniske parametre for laget.

Lederelementene er plassert i et lag rundt det sammenpressbare laget.

Lederelementene danner fortrinnsvis et kontinuerlig lag, skjønt laget også kan bestå av lederelementer som er atskilt. Hvis det nødvendige antall ledere ikke er tilstrekkelig til å fylle et helt lag, kan reserveledere brukes til å oppnå det nødvendige antall for oppakning i tilfelle en leder skulle feile. Hvis et stort antall lederelementer skal ha rom i kabelen, kan to eller flere lag av lederelementer plasseres rundt slangen. Et overtrekk omgir lederelementene og slangen.

Den foreslåtte luftkanonkabel er meget pålitelig over en lang tidsperiode fordi laget av sammenpressbart materiale unngår mekaniske påkjenninger på lederelementene når trykket inni slangen varierer. Videre vil laget også redusere påkjenningene på lederelementene når kabelen vikles av eller på snellen. For tidlig feiling av lederne er betydelig redusert.

I en foretrukket utførelse omfatter laget av sammenpressbart materiale et polymergarn. Et passende materiale er polypropylengran. Sammenpressbarheten av laget kan justeres ved tetthetsforholdet av garntrådene til mellomrommene.

Et foretrukket lag av sammenpressbart materiale omfatter et fyllmateriale, for eksempel en smeltbar polymer, for å fylle mellomrommene. Hvis fyllmaterialet ikke er sammenpressbart, kan bare en del av mellomrommene bli fylt for å levne tomme mellomrom som kan bli sammenpresset. Passende fyllmateriale er mykt termoplastisk fyllsammensetninger som er tilstrekkelig fleksible til å ta vare på diametervariasjoner av slangen og tillater bøying av kabelen.

Videre kan laget av sammenpressbart materiale bestå av eller omfatte elastisk polymerskum, for eksempel polyuretanskum, som har en høy grad av sammenpressbarhet.

Slangens ytterste lag har generelt små åpninger som kan utformes ved nålestilling av dette laget. Dette unngår at gasslekkasjer samler seg inne i veggen av slangen. Fortrinnsvis er laget av sammenpressbart materiale porøst for å lede gass i kabelens lengderetning. Porene kan være åpninger mellom trådene i polymergarnet.

I en fordelaktig utførelse omfatter laget av sammenpressbart materiale ytre deksel. Et foretrukket deksel er en polymertape, for eksempel en polyuretantape. Dekselet beskytter det sammenpressbare laget mot skader, og forenkler håndteringen under fremstilling av kabelen. Hvis laget brukes til å lede luft i kabelens lengderetning vil et lukket dekke, for eksempel et tapelag, utgjøre en forsegling for å lede luften og således unngå luftlekkasje ut mellom lederelementene. I tilfelle det sammenpressbare laget omfatter et fyllmateriale, kan dette være et klebemiddel som danner en sikker forbindelse mellom tapen og de øvrige elementer i det sammenpressbare lag.

For å unngå skade på kabelen under bruk, er overtrekket omgitt av en armering og et ytterligere ytre overtrekk. Armeringen består fortrinnsvis av ståltråder beskyttet mot korrosjon. I tillegg tillater armeringen at vekten av kabelen per lengdeenhet kai justeres for å oppnå den nødvendige oppdrift.

Mellomrom mellom lederelementene er fortrinnsvis fylt med fyllmateriale som unngår spredning av vann i kabelens lengderetning, for eksempel om overtrekket blir skadet. Et passende fyllmateriale er en hydrofob gris. Et fyllmateriale er fortrinnsvis også brukt til å tette mellomrommene mellom de individuelle lederelementer

De ovenstående og andre mål, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå fra den følgende detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelser, som er vist på tegningen, hvor den eneste figur viser et tverrsnitt gjennom en kabel ifølgej oppfinnelsen.

Figuren viser en luftkanonkabel ifølge oppfinnelsen. I sentrum av kabelen, er det en slange med en åpning 1 som tillater luft å bli ledet med et trykk i området på flere hundre bar til luftkanoner på enden av kabelen. Avhengig av lengden av kabelen og trykket innvendig, er en passende diameter av åpningen 1 i området fra 1 til flere centimeter. Den indre foring 2 av slangen består av et polymerlag, for eksempel nylon 11 som er i utgangspunktet gasstett. Et dobbelt lag av flettet aramidgarn 3 danner armeringen av slangen. Slangen er dekket med en ytre kappe 4. Små åpninger i kappen 4 er utformet ved stikking. Det tillater luft som diffunderer gjennom det indre lag 2 inn i garnlaget 3 å lekke ut av slangen for å unngå luftlomrner som ville ødelegge slangen etter trykkvairasjoner.

Den sentrale slangen er omgitt av et sammenpressbart lag 5 med en tykkelse på omkring 2 mm. Laget 5 består av polypropylen garn med mellomrom. Mellomrommene tillater sammenpressing av laget 5 å danne porer som leder luft som lekker fra slangen inn i det sammenpressbare laget 5 til endene på kabelen hvor en anordning for å slippe ut luften, for eksempel en ventil, kan anordnes. En del av mellomrommene er fylt med et mykt termoplastisk fyllmateriale. Det forstørrede tverrsnitt av kabelen i området av det sammenpressbare laget 5 viser at laget 5 omfatter et ytre deksel 13. Det består av polyuretan tape som er festet til garnet gjennom fyllmaterialet og unngår at luft lekker inn i det ytre lag av kabelen. Strømmen av luft som lekker gjennom lagene av slangen inn i det sammenpressbare laget 5 er indikert ved pilene 14. Inni laget 5 blir luften ledet langs kabelen perpendikulært med planet for figuren, som indikert ved symbolene 15.

På det ytre deksel 13 av det sammenpressbare laget 5, er lederelementene 6 plassert i et kontinuerlig lag. Passende lederelementer 6 er for eksempel kraftledere som kan omfatte en enkelt isolert vikling av tråder. Andre lederelementer som passer spesielt for datatransmisjon er lederpar eller quadruppelledere som fortrinnsvis er tvinnet og som kan skjermes. Passende lederelementer er også fiberoptiske elementer, for eksempel glassfiber i et rør.

Siden variasjoner i diameteren av slangen er tatt vare på ved det sammenpressbare laget 5, er mekaniske påkjerminger på lederelementene 6 pga. endret trykk inne i slangen betydelig redusert. Åpninger mellom lederelementene 6 er fylt med en hydrofob fyllingssammenseming 7 for å unngå spredning av vann langs kabelen. En pakning 8 bestående av polyester tape holder lederene på plass. I istedenfor et enkelt lag kan to eller flere lag av lederelementer bli anordnet. Slangen og lederne er innelukket i et overtrekk 9, for eksempel av polyuretan. To lag av galvaniserte ståltråder 10, 11 danner armeringen for kabelen. De kan ha forskjellige diametere, og er fortrinnsvis utstyrt med et polymerbelegg for å forbedre motstanden mot korrosjon. Den ytre hylse 12 av mekanisk robust materiale, for eksempel nylon, inneslutter kabelen.

Claims

1. Kabel med en pneumatisk slange (1), et overtrekk (9) som omgir slangen samt lederelemen :er (6) som er plassert mellom overtrekket (9) og slangen (1), karakterisert ved at et lag av sammenpressbart materiale (5) er plassert mellom lederelementene (6) og slangen (1).

2. Kabel ifølge foregående krav, karakterisert ved at laget av sammenpressbart materiale omfatter et polymergarn.

3. Kabel ifølge foregående krav, karakterisert ved at laget av sammenpressbart materiale 5 omfatter et fyllmateriale.

4. Kabel ifølge foregående krav, karakterisert ved at laget av sammenpressbart materiale (5) omfatter et polymerskum.

5. Kabel ifølge foregående krav, karakterisert ved at laget av sammenpressbart materiale (5) er porøst for å lede gass i kabelens lengderetning.

6. Kabel ifølge foregående krav, karakterisert ved at laget av sammenpressbart materiale omfatter et ytre belegg (13).