NO855151L - Kabel for effekt- eller signaloverfoering. - Google Patents

Abstract

En kabel for overføring av signaler eller effekt fra et fast punkt (18) under sjoverflaten og et annet fast punkt (16)' over sjøens overflatenivå holdes under vedvarende strekkraft mellom de to faste punkter. En sådan strukket eller strammet kabel er hensiktsmessig ved bruk på byggekonstruksjoner til sjøs, slik som produksjonsplattformer eller borerigger.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for overføring av elektriske signaler, optiske signaler, elektrisk effekt eller andre nyttevirkninger gjennom skvettsonen fra et fast punkt under vann til et annet fast punkt over tidevannsnivået på en bunnfast eller flytende konstruksjon, eller eventuelt fra sjøbunnen til et fast punkt over sjøoverflaten.

Bygningskonstruksjoner til sjøs, slik som produksjonsplattformer og borerigger kan under lange perioder og under store deler av året være utsatt for kraftig sjøgang innenfor den så-kalte "skvettsone" som er det området som nås av bølgene i løpet av hele tidevannsperioden.

I stormfulle sjøområder, slik som i Nordsjøen, anses det vanligvis at ikke innebygget hjelpeutstyr på byggekonstruksjoner til sjøs og som er påført etter utsleping og plassering sjelden overlever et helt år i skvettsonen. Videre forventes observasjonsomformere, instrumenter, kabelføringer og lignende ikke å overleve den første storm hvis de etterlates festet til bygningskonstruksjonen innenfor denne skvettsone. Dette er et spesielt problem innenfor instrumenteringsområdet, slik som f.eks. ikke destruktiv undersøkelse og sprekkovervåkning, fordi det innebærer at dykkere må sendes ned for å utføre målinger og ta med seg instrumentene tilbake. Dette er meget kostnadskrevende og ubekvemt, enten målingene skal utføres nær skvettsonen eller sjøbunnen p.g.a. været på overflaten og de ytterligere vanskeligheter ved metningsdykking på store dyp. Den oppnådde analoginformasjon overføres vanligvis til måle-instrumentering på et bærefartøy eller en plattform ved hjelp av en kabel. Hvis det er sprekker som skal måles, vil sprekk-dannelser være av størst interesse under det stormfulle og barske vintervær hvor dykking ikke er mulig.

Det er tidligere gjort forsøk på å anordne overføringskabler til instrumenter ved å feste en føringskanal eller annet utstyr til bygningskonstruksjonens ben, men hvis ikke sådant utstyr allerede inngår i benkappen som et eget konstruksjons- trekk allerede i fremstillingstrinnet, har det alltid lidt den skjebne som allerede er beskrevet. Den foreliggende holdning fra industriens side er da at bruk av permanent overvåkning og annen instrumentering som krever sådanne kabler, vanligvis er upraktisk og at sådant utstyr bare bør anvendes i godt vær.

Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å over-vinne disse ulemper og kunne anordne en kabel for signal-eller effektoverføring mellom et fast punkt i eller under sjøens overflatenivå og et annet fast punkt over sjøoverflaten, idet oppfinnelsens særtrekk ligger i at nevnte kabel er anordnet mellom de nevnte to faste punkter under tilstrek-kelig strekk til å motstå skade fra bølgene.

Oppfinnelsen gjelder også en fremgangsmåte for overføring av effekt eller signaler mellom et fast punkt i eller under vannoverflaten og et annet fast punkt over vannoverflaten, idet fremgangsmåtens særtrekk ligger i at det anordnes en effekt-eller signalkabel mellom nevnte to faste punkter og denne kabel holdes under strekk.

Foreliggende oppfinnelsesgjenstand er egnet for overføring av signaler, effekt eller nyttevirkninger. Elektromekaniske kabler er kjent i og for seg, men er alltid benyttet til å bære eller slepe fartøyer, instrumenter og gjenstander og aldri i de angitte anvendelser. De omfatter vanligvis et sentralt galvanisert ståltau som ledere er viklet omkring. Fig. 1 viser er sådan kabel. I denne figur er det angitt en kabel 1 som omfatter ledere 3 viklet omkring et ståltau 5 og som er omgitt av en isolerende kappe 7. I hver ende av kabelen er det anordnet en strekk- og festehempe 9. Ved de høye strekkverdier som er påkrevet ved de anvendelser som foreliggende oppfinnelse gjelder, vil imidlertid den viste kabel i fig. 1 ikke være egnet for påføring av strekkraft ved føring rundt en trommel eller et gangspill, p.g.a. den store sannsynlighet for at ståltauet vil knuse og skade lederne. Denne kabel kan likevel strekkes ved anvendelse av f.eks. et

gjenget hakebolt-arrangement.

Kabelen i henhold til oppfinnelsen omfatter imidlertid fortrinnsvis ledere som er omgitt av ståltråd for å oppta strekkraft.

En utførelse av foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet ved hjelp av et eksempel som er vist i figurene 2, 3 og 4 på vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 2 viser en kabel som er egnet for anvendelse i forbind-else med foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser i oppriss en kabel festet til en byggekonstruksjon i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 er en perspektivskisse av undervannsområdet av en dyp-vannskonstruksjon samt en kabel i henhold til oppfinnelsen.

I fig. 2 er det vist en strekkabel-sammenstilling som omfatter en halvlåst armering 10 av kjent type og en grov vanntett isolerende kappe 12, som hensiktsmessig er av polyetylen eller polyuretan av tykkelse 2 - 3 mm og omgir ledere 14. Ved en øvre ende (på plattformen) ender kabelen i en flammesikker koblingsboks som inngår i trommelen 16 for et gangspill hvor kabelstramningen fastlegges. Ved den nedre ende (undervanns-enden) av kablene er det anordnet et strekkhode 18 som armeringen 10 er forbundet med for strekkpåføring og som lederne er ført gjennom for videre fordeling. Strekkholdet 18 er også en hydrostatisk trykkføler 20 som angir vannhøyden over feste-punktet for å overvåke bølgehøyden. Bruddfastheten for armeringen 10 er fortrinnsvis minst 10 ganger den normal statiske belastning på kabelen (typisk 0,5 metriske tonn) samt tre ganger den maksimale dynamiske påkjenning som den elektromekaniske kabel i sin helhet utsettes for under de verste sjø-gangsforhold, vanligvis 1,5 metriske tonn for en kabel med ytterdiameter 25 mm og som løper fra minus 12 m til pluss 30 m i 12 meters bølger og i orkan med vindstyrke 12. Når det gjelder små kabler for elektriske signaler eller effektover-føring, kan armeringen utgjøres av to eller flere vanlige lengder av passende ståltråd med høy fasthet, alt etter det foreliggende behov for å oppnå det angitte nivå av mekanisk styrke, eller eventuelt en eller flere lengder av helt eller delvis låste tråder.

Kabelen er festet til vedkommende byggekonstruksjon på følgende måte.

Strekkholdet på undervanns-siden er festet til konstruksjonen på et sikkert,lite utsatt punkt under vannoverflaten f.eks. til et rørformet tverrstag, ved anvendelse av en passende løkke av plastmaterialene"terrylen" eller "nylon",eller eventuelt metall (fortrinnsvis bløtt stål for samsvar med byggestrukturens påførte katodiske korrosjonsbeskyttelse) for-skynt med ring og koblingsbøyle eller festet direkte til et hensiktsmessig sveisepunkt på konstruksjonen, eller eventuelt til en separat forankring på sjøbunnen. Dette er anskuelig-gjort i fig. 3 som viser et bæreben 22 og et tverrstag 24 for en byggekonstruksjon, to kabler la, lb, hvorav den første er forbundet direkte med et passende ekstra sveisepunkt på benet 22 og den annen er festet til tverrstaget ved hjelp av en løkke 26 med en festebøyle 28. Fig. 3 viser også fire ledere 14 som fører til akustiske omformere 30 på vedkommende bygge-struktur samt et kabelbånd 32 for å holde fast lederne 14.

Disse omformere 30 er hensiktsmessig av den type som er beskrevet i den samtidig innleverte ansøkning nr. 85.5150.

Kabelen strammes så på overflatestedet ved hjelp av sin stram-ningstrommel. Arbeidsstrekket i kabelen bestemmes av kabel-kombinasjonens elastisitetsmodul slik at ingen av deliledere som inngår i kabelen ved noe tidspunkt utsettes for belast-ninger over 30% av deres elastisitetsgrense, den største for-lengelse av kabelen under strekk når den påvirkes dynamisk, fortrinnsvis mindre enn eller omtrent lik 1000 mm, samt den maksimalt tillate belastning av festepunktene. For å unngå sannsynlig skade på byggekonstruksjonen som en følge av mis-bruk eller uhell, er kabelen enten utført for å svikte først eller også er stramningsinnretningen konstruert for å fri-gjøre kabelen når en forut bestemt maksimalt tillatelig strekkraft overskrides. Den normale statiske belastning på strekkabelen vil i drift vanligvis være 500 til 1000 kp for anvendelser som omfatter ,lys - ^signalkabler (ytterdiameter 25 mm).

Under forhold som krever store kabellengder, slik som dyp-vannsinstillasjoner, opprettes hensiktsmessig et "knutepunkt" på et sikkert sted nær overflaten ved å trekke strekkabelen til et passende konstruksjonselement ved hjelp av en fritt-glidende lavfriksjonsring på kabelen. Dette er vist i fig. 4. På denne måte kan toppforskyvningen begrenses til 1000 mm uten at for stor stramning er påkrevet.

Når det gjelder undersjøiske produksjonsinstallasjoner, vil foreliggende strekkabelmetode tillate rask montering av omformere samt medføre høy sikkerhet og rask dataoverføring fra sjøbunnen til overflaten.

Strekkabelmetoden tillater videre anvendelse av fiberoptiske kabler for signal- og laveffektsoverføring, hvilket i høy grad forbedrer signalhastighet og signalkvalitet ved dataoverføring over en kommunikasjons-navlestreng.

Det vil naturligvis forstås at foreliggende oppfinnelse bare er blitt beskrevet ved hjelp utførelseseksempler, således at forskjellige detaljmodifikasjoner kan utføres innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (11)

1. Kabel for overføring av signaler eller effekt og som er anordnet mellom et fast punkt ved eller under vann-nivå samt

et annet fast punkt over vedkommende vannoverflate, karakterisert ved at kabelen befinner seg under strekk mellom nevnte to faste punkter.

2. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte annet faste punkt er anordnet på en byggekonstruksjon til sjøs.

3. Kabel som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at kabelens statiske strekkraft er fra 500 til 1000 kp, mens dens største forskyvn-ning i retning av bølgebevegelser er mindre enn 1000 mm selv under vanskelige værforhold.

4. Kabel som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at den omfatter en eller flere ledere forsterket av tråd som strekker seg over hele kabellengden.

5. Kablel som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte tråd omslutter lederne i skruevikling.

6. Kabel som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at den i nevnte ene faste punkt er forbundet med et strekkhode ved hjelp av nevnte tråd, idet nevnte strekkhode er anordnet for å beskytte lederne omkring dette ene faste punkt.

7. Kabel som angitt i krav 5, karakterisert ved at den i nevnte annet faste punkt er tilkoblet utstyr for oppkveiling og stramning av kabelen.

8. Kabel som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at den videre omfatter utstyr for å opprettholde en fastlagt statisk strekkraft i kabelen samt for å frigjøre kabelen når en forut bestemt strekkraftverdi overskrides.

9. Kabel som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at nevnte ledere er optiske fibere.

10. Fremgangsmåte for overføring av effekt eller signaler mellom et fast punkt ved eller under en vannoverflate og et annet fast punkt over vedkommende overflate, karakterisert ved at det anordnes en kabel for overføring av nevnte effekt eller signal mellom de to faste punkter og kabelen holdes under strekkspenning.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at nevnte annet faste punkt er anordnet på en byggekonstruksjon til sjøs.