RU2451154C2 - Силовой составной кабель - Google Patents
Силовой составной кабель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451154C2 RU2451154C2 RU2009121451/03A RU2009121451A RU2451154C2 RU 2451154 C2 RU2451154 C2 RU 2451154C2 RU 2009121451/03 A RU2009121451/03 A RU 2009121451/03A RU 2009121451 A RU2009121451 A RU 2009121451A RU 2451154 C2 RU2451154 C2 RU 2451154C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- cable
- composite cable
- load
- bundle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
- H01B7/045—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables attached to marine objects, e.g. buoys, diving equipment, aquatic probes, marine towline
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/02—Stranding-up
- H01B13/0235—Stranding-up by a twisting device situated between a pay-off device and a take-up device
- H01B13/0257—Stranding-up by a twisting device situated between a pay-off device and a take-up device being a perforated disc
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49194—Assembling elongated conductors, e.g., splicing, etc.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
- Communication Cables (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к силовому составному кабелю и способу его изготовления и предназначена для передачи большого количества электроэнергии, например, с морской поверхности к установке для добычи нефти и газа, расположенной на морском дне, или для соединения с ветряками, расположенными в море вдали от берега. Обеспечивает простое изготовление кабеля большой длины с помощью передвижного малогабаритного оборудования. Силовой составной кабель содержит несколько электрических кабелей, возможно, электрические провода и/или оптические проводники, наполнительный материал, собранные вместе в скрученный пучок посредством операции укладки. Силовой составной кабель содержит также защитную оболочку и по меньшей мере один несущий нагрузку элемент, расположенный в поперечном сечении силового составного кабеля. Электрические кабели, возможные провода/проводники, наполнительный материал и по меньшей мере один несущий нагрузку элемент уложены попеременно, то есть с непрерывно изменяющимся направлением на всей длине или на части длины силового составного кабеля. При этом уложенный пучок удерживается по существу жестким на кручение с помощью защитной оболочки, возможно, с добавлением прочной ленты, намотанной по спирали на пучок непосредственно под защитной оболочкой. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к силовому кабелю или силовому составному кабелю, содержащему электрических кабелей для передачи большой электрической мощности/энергии, возможно, электрические провода и/или оптические проводники, наполнительный материал в виде жестких удлиненных элементов из пластмассы, расположенных по меньшей мере частично вокруг и между электрических кабелей и возможных проводов/проводников, которые собраны вместе в скрученный пучок посредством операции укладки, защитный кожух, охватывающий электрические кабели, провода/проводники и наполнительный материал, и по меньшей мере один несущий нагрузку элемент, предопределенно расположенный в поперечном сечении силового кабеля/силового составного кабеля.
Изобретение также относится к способу изготовления силового кабеля или силового составного кабеля описанного типа.
Изобретение находит применение как в предложенном сравнительно недавно силовом кабеле или силовом составном кабеле, т.е. в силовом кабеле, по которому можно передавать большую электроэнергию, так и в более традиционном составном кабеле. Данное изобретение относится к предложенному недавно силовому кабелю или силовому составному кабелю, а более традиционный составной кабель является предметом отдельной заявки, поданной одновременно с настоящей заявкой.
Необходимо подчеркнуть, что силовой кабель и силовой составной кабель отличаются друг от друга, но оба находятся в объеме настоящего изобретения. Под силовым составным кабелем здесь понимается кабель, содержащий электрические кабели большого сечения, электрические провода и/или оптические проводники, наполнительный материал, по меньшей мере один несущий нагрузку элемент, прочную ленту и наружную оболочку. В него могут также входить небольшие стальные трубы для текучей среды. Просто силовой кабель не содержит труб для текучей среды, электрических проводов и/или оптических проводников, но содержит остальные элементы, указанные выше.
Традиционный способ изготовления составного кабеля описан в N0 174940 (WO 93/17176) и NO 971984. На чертежах первого из этих документов, в частности на фиг.1, показано оборудование для изготовления составного кабеля. Описанные способ и оборудование можно взять за основу при изготовлении нового силового кабеля или силового составного кабеля. Как видно на чертеже, это оборудование является сложным, требует обширного пространства, занимает большой объем и соответственно является очень дорогим. Кроме того, из-за своих размеров это оборудование должно быть стационарным, т.е. должно быть расположено на большом предприятии, предпочтительно близко к порту.
Оборудование должно иметь такие размеры, чтобы выполнять свои функции, а именно чтобы свивать длинные элементы вместе в пучок, который простирается по спирали в продольном направлении с заданной длиной укладки, составляющей обычно от 1,5 до 15 м на 1 оборот, в зависимости от предполагаемого использования.
В промышленности имеется настоятельная потребность в значительно более простом оборудовании для изготовления нового силового кабеля или силового составного кабеля. Желательно также, чтобы это оборудование было передвижным, что позволяет изготавливать силовой составной кабель на месте или близко к месту его использования, например на борту судна для прокладки кабеля. Чтобы решить эту задачу, нужно принять во внимание некоторые моменты, в частности способность составного кабеля выдерживать растягивающие нагрузки. Это рассмотрено ниже.
Силовой кабель или силовой составной кабель предназначен для передачи большого количества электроэнергии, например, с морской поверхности к установке для добычи нефти и газа, расположенной на морском дне. Силовой кабель или силовой составной кабель включает кабели большого сечения для передачи электроэнергии к расположенной на морском дне установке, питаемой электричеством, например, к большим насосным станциям, транспортирующим добываемую нефть и/или газ.
Силовые кабели также используются для соединения с ветряками, расположенными в море вдали от берега. Для передачи энергии от генераторов в ветряках на морское дно укладывают соединенные с ними силовые кабели большого сечения, ведущие к терминалам на суше.
Когда такой силовой составной кабель, включающий пучок скрученных длинных элементов, подвергается растягивающим нагрузкам, например в процессе прокладки в воде на глубине, скрученные или свитые элементы будут стремиться "распрямиться" или "раскрутиться ". Для восприятия растягивающих нагрузок предназначены несущие нагрузку элементы в поперечном сечении. Несущие нагрузку элементы могут представлять собой стальную проволоку или элементы, выполненные из композитного материала, либо в виде отдельных композитных стержней, распределенных в поперечном сечении, либо стержней, собранных в пучки.
Следует иметь в виду, что предлагаемый силовой кабель или силовой составной кабель используется в основном как стационарный, и прочность на растяжение требуется от него прежде всего во время прокладки, так как после прокладки он лежит на морском дне более или менее неподвижно, не испытывая осевых нагрузок,
Эти электрические кабели большого сечения, обычно выполненные из медной проволоки, теперь интегрированы в более традиционный составной кабель. Такие составные кабели находятся на стадии разработки и их конструкция и функции изменяются в зависимости от фактических потребностей. Эти электрические кабели большого сечения существенно увеличивают вес всего составного кабеля из-за наличия меди. Поскольку, как известно, медь имеет очень плохую нагрузочную способность, очень важно, чтобы медные провода не выполняли функцию несения нагрузки, которая на практике включает собственный вес.
В рамках предложенного решения, относящегося к операции укладки силового составного кабеля, которое значительно упрощает процесс изготовления, несущие нагрузку элементы не обязательно будут способны выполнять свою функцию, а именно передавать значительные нагрузки или растягивающие нагрузки. Они будут, как указано выше, только стремиться выпрямиться (раскрутиться). Однако такое новое решение требует лишь очень простого производственного оборудования по сравнению с традиционным. Таким образом, все пожелания, изложенные выше, будут выполнены. Но при этом, как очевидно, возникает новая проблема: что сделать, чтобы кабель выдерживал нагрузку?
Это известная проблема упоминается в патенте США №6472614. В колонке 1 с середины страницы и ниже сказано, что элементы составного кабеля обычно (традиционно) свиты вместе в известной конфигурации S-Z, которая означает, что намотка производится попеременно со смещением направления. Далее сказано, что поскольку конфигурация S-Z не может противостоять большим растягивающим силам без раскручивания (как описано выше), на пучок элементов нужно намотать по спирали в противоположном направлении дополнительные армирующие слои (например, из стали или Кевлара), которые будут выдерживать эти растягивающие силы. Армирование состоит из множества стальных стержней, размещенных рядом друг с другом с малым шагом по продольной оси составного кабеля.
Для иллюстрации как выглядит этот составной кабель в указанном патенте США дана ссылка на документ API (American Petroleum Institute), specification 17E, "Specification for Subsea Production Control Umbilicals", в частности стр.42, 43 и 44. Чертежи из этого документа представлены на фиг.7-8 и отмечены как "уровень техники".
Этот чертеж включен также для иллюстрации традиционной укладки (намотки) в конфигурации S-Z в комбинации с обеспечением нагрузочной способности. Для этого требуются армирующие стержни, намотанные по спирали (не в конфигурации S-Z) по меньшей мере двумя слоями, каждый из которых намотан в противоположном направлении относительно намотки другого, чтобы в поперечном сечении они могли работать как несущие нагрузку элементы.
Другая проблема с подводными силовыми кабелями или силовыми составными кабелями в том, что их нужно довольно часто сращивать, возможно, каждые 500 м. Это приводит к значительному количеству сочленений, если длина составного кабеля должна составлять несколько десятков километров. Каждая отдельная операция сращивания требует много времени. Если составной кабель имеет сложное поперечное сечение, то работа по сращиванию может занимать несколько дней.
Таким образом существует проблема сделать возможным изготовление силовых кабелей или силовых составных кабелей большой длины, имеющих сложное поперечное сечение и меньшее количество сращиваний, чем раньше; т.е. обеспечить более непрерывное и эффективное производство. Так же, как прежде, существует требование, чтобы силовой кабель или силовой составной кабель можно было намотать на карусельное устройство или катушку для отгрузки и транспортировки.
Согласно изобретению, предложен силовой кабель или силовой составной кабель указанного типа, отличающийся тем, что электрические кабели, возможные провода/проводники, наполнительный материал и по меньшей мере один несущий нагрузку элемент уложены попеременно, т.е. с непрерывным изменением направления, на всей длине или на части длины силового составного кабеля, при этом уложенный пучок удерживается по существу жестким на кручение с помощью защитной оболочки, возможно, с помощью прочной ленты, намотанной по спирали вокруг пучка непосредственно под защитной оболочкой.
Прочная лента может быть выполнена по-разному в зависимости от глубины размещения силового кабеля или силового составного кабеля, или фактически может полностью отсутствовать. При малых глубинах прочная лента может быть одной простой тесьмой, узкой полосой или лентой, предназначенной только для удерживания пучка элементов до тех пор, пока он не будет покрыт наружной оболочкой. В случае большей глубины может потребоваться стальная лента, намотанная вокруг пучка. Подробное описание дано в тексте ниже.
Согласно изобретению, силовой кабель или силовой составной кабель имеет такую конструкцию, которая препятствует раскручиванию или распрямлению скрученных элементов, несмотря на то, что они намотаны в конфигурации S-Z. Это достигается тем, что:
а) скрученные элементы сцепляются с профилями наполнителя, который полностью или частично их окружает;
б) составной кабель обладает достаточной жесткостью на кручение, чтобы противостоять вращающему моменту, который создают несущие нагрузку элементы приосевом растяжении;
в) внутреннее трение противодействует распрямлению указанных элементов.
Указанное выше достигается с помощью этого нового способа укладки силового составного кабеля, так называемой укладки типа S-Z, в сочетании с использованием наружной оболочки и/или прочной ленты. Другими словами, сцепление профилей наполнителя в сочетании с жесткостью составного кабеля на кручение и наличием внутреннего трения противодействует раскручиванию пучка, уложенного в конфигурации S-Z, когда к элементам приложена растягивающая сила. Описанный составной кабель не дает несущим нагрузку элементом и остальным длинным элементам поперечного сечения смещаться в радиальном направлении, а также препятствует их осевому удлинению и скручиванию, и в то же время несущие нагрузку элементы оказываются в состоянии выполнять свою функцию передачи нагрузки, несмотря на их синусоидальную конфигурацию.
Кроме того, упрощается производственное оборудование, которому требуется меньшее пространство и которое имеет меньшую стоимость. Оборудование можно сделать передвижным для его размещения непосредственно вблизи места фактического использования составного кабеля. Следует отметить, что намотка обычных электрических проводников или проводов в конфигурации S-Z известна. Но конструкция и изготовление силового кабели или силового составного кабеля, элементы могут нести нагрузку, никогда не были разработаны, насколько известно заявителю.
В подходящем для применения варианте осуществления изобретения прочная лента намотана на пучок по спирали в два или более слоя, уложенных в противоположных направлениях. Прочная лента может быть намотана на пучок по спирали сравнительно короткими укладочными отрезками, например 0,1-0,5 м.
Прочная лента может быть из металла, например стали, свинца или алюминия. Альтернативно прочная лента может представлять собой армированную волокном ленту, армированную волокном ленту с фрикционной прокладкой и текстильную ленту, причем армированная волокном лента может быть армирована арамидным волокном, углеродным волокном, стекловолокном и другими синтетическими материалами.
При укладке электрических кабелей, возможных проводов/проводников, наполнительного материала и, возможно, других несущих нагрузку элементов направление может изменяться через неравные интервалы или в другом альтернативном варианте, через равные интервалы. В типичном варианте осуществления изобретения, как очевидно на сегодняшний день, укладка выполняется приблизительно на 0,5-3 оборота, прежде чем направление изменяется и продолжается на соответствующее число оборотов в противоположном направлении, прежде чем направление снова изменяется.
Как сказано выше, при укладке такого типа снижается, если рассматривать изолированно, способность отдельных элементов вопринимать и передавать растягивающие нагрузки. Если они подвергаются растягивающим силам, они только имеют тенденцию распрямляться (раскручиваться).
В одном из вариантов осуществления изобретения силовой составной кабель содержит один или несколько отдельных слоев с несущими нагрузку элементами в качестве наружного слоя, расположенного непосредственно под оболочкой. Однако эти несущие нагрузку элементы в каждом слое уложены традиционным способом в виде непрерывной спирали в одном и том же направлении на всей длине составного кабеля. Почти такая картина показана на фиг.6.
Несущие нагрузку элементы предпочтительно представляют собой легкие стержни из композитного материала и/или стальной шнур или стальную проволоку, и/или волоконный трос и/или трос из полиэфира.
Силовой составной кабель может также включать в поперечном сечении по меньшей мере одну трубу для текучей среды из металла и/или пластмассы.
Согласно изобретению, предложен также способ, описанный во вводной части, отличающийся тем, что электрические кабели, возможные электрические провода/оптические проводники, наполнительный материал и несущие нагрузку элементы укладывают попеременно, т.е. с постоянным изменением направления на всей длине или на части длины силового составного кабеля, причем при изготовлении несущий нагрузку элемент или каждый несущий нагрузку элемент располагают по центру или на периферии, а уложенному пучку по существу придают жесткость на кручение путем нанесения наружной защитной оболочки, возможно с добавлением прочной ленты, которую наматывают по спирали на пучок после окончания указанной операции укладки и до того как наносят защитную оболочку.
Прочную ленту можно наматывать на пучок по спирали в два или более слоев, уложенных в противоположных направлениях. Прочную ленту можно наматывать на пучок по спирали сравнительно короткими укладочными отрезками 0,1-0,5 м. Укладку можно выполнять с изменением направления через неравные интервалы или через равные интервалы. Операцию укладки можно выполнять приблизительно на 0,5-3 оборота, прежде чем изменить направление укладки.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, в качестве наружного слоя, расположенного внутри оболочки, наносят один или более отдельных слоев из несущих нагрузку элементов, которые в каждом слое укладывают в виде непрерывной спирали в одном и том же направлении на всей длине составного кабеля.
Это означает, что электрические кабели, провода/проводники, наполнительный материал и несущий нагрузку элемент (несущие нагрузку элементы) могут подаваться не так, как в известных машинах, а потому производственное оборудование может быть организовано по-другому. При непрерывной укладке в одном направлении с огромных бобин эти бобины должны не только вращаться вокруг своих осей, но их нужно также непрерывно и синхронизированно вращать вокруг продольной оси силового составного кабеля, чтобы внутри длинных элементов, которые сматываются с катушек, не возникали напряжения кручения. В новом способе укладки эти потенциальные напряжения кручения будут малы, поскольку направление укладки все время изменяется. Те напряжения кручения, которые возникают при укладке в одном направлении, ослабляются, когда изменяется направление укладки, и снова уменьшаются до нуля. Таким образом, не нужно вращать огромные катушки вокруг продольной оси силового составного кабеля и они могут оставаться на одном месте. Это настолько упрощает укладочную машину, что она может быть сконструирована подвижной, и силовой составной кабель можно изготавливать на месте, откуда он будет прокладываться, например, на борту судна, стоящего на якоре вблизи морского месторождения нефти или газа.
Другие цели, особенности и преимущества изобретения станут понятны из описания предпочтительных вариантов его осуществления и чертежей, где:
на фиг.1 показано поперечное сечение силового составного кабеля или силового кабеля согласно первому варианту осуществления изобретения, с волоконной лентой, намотанной на пучок длинных элементов,
на фиг.2 - поперечное сечение модифицированного по сравнению с фиг.1 силового составного кабеля со стальной лентой, намотанной на пучок длинных элементов,
на фиг.3 - поперечное сечение еще одного модифицированного по сравнению с фиг.1 силового составного кабеля, в котором в наполнительном материале имеются продольные пазы, заполненные материалом оболочки,
на фиг.4 - поперечное сечение силового составного кабеля согласно второму варианту осуществления изобретения, в котором в поперечном сечении имеются углеродные стержни,
на фиг.5 (уровень техники) представлена фиг.2-D документа API (American Petroleum Institute) specification 17E, на которой схематично показан кабель, уложенный в конфигурации S-Z, и укладочная машина,
на фиг.6 (уровень техники) представлены фиг.1-E и 2-Е документа API (American Petroleum Institute) specification 17E, на которых показаны типичные составные кабели с трубами из термопласта, уложенными указанным образом.
Со ссылками на фиг.1-4 описаны два варианта выполнения поперечного сечения силового составного кабеля, первый из которых имеет три разновидности, а второй только одну. Однако очевидно, что в рамках формулы изобретения существует много других вариантов силового составного кабеля. Конструкция традиционного составного кабеля и способ его изготовления подробно описаны в WO 93/171776.
Силовой кабель или силовой составной кабель согласно фиг.1 содержит следующие элементы: пучок удлиненных элементов, состоящих из элементов 2, 3 внутреннего и внешнего канала, например из поливинилхлорида (PVC), электрические кабели 4 для передачи большой электрической энергии/мощности, оптические проводники 5 и несущие нагрузку элементы в виде стальной проволоки 6. Все эти элементы уложены вместе в указанный пучок. Элементы удерживаются в пучке прочной лентой, в данном варианте волоконной лентой 9, обмотанной по окружности вокруг пучка до того как на него путем экструзии будет нанесена наружная оболочка 1, например, из полиэтилена (РЕ). Согласно некоторым вариантам выполнения силового кабеля он может также содержать трубы для текучей среды (не показаны).
Элементы кабеля 4, по которым передается электроэнергия, представляют собой скрученные медные провода, образующие суммарное токопроводящее перечное сечение, например 35 мм2. Диаметр силового составного кабеля может быть равен, например, 226 мм. Кроме того, при необходимости могут быть обычные электрические провода (не показаны) для передачи сигналов управления.
Элементы 2, 3 внутреннего и внешнего канала расположены по меньшей мере частично вокруг электрических кабелей 4 и между ними и типично представляют собой жесткие, удлиненные сплошные элементы из пластмассы. Электрические кабели 4, возможные провода/проводники 5, наполнительный материал 2, 3 и по меньшей мере один несущий нагрузку элемент 6 уложены попеременно, т.е. с постоянно изменяющимся направлением на всей длине или на части длины составного кабеля. Уложенный пучок по существу обладает жесткостью на кручение благодаря удерживающей его защитной оболочке 1, которая в дополнение имеет прочную, в данном случае волоконную ленту 9, намотанную на пучок по спирали непосредственно под защитной оболочкой 1.
Силовой кабель или силовой составной кабель на фиг.2 представляет собой модификацию кабеля, изображенного на фиг.1. Большинство элементов кабеля на фиг.1 и 2 совпадают и обозначены теми же позициями. Отличие кабеля согласно фиг.2 состоит в том, что прочная лента представляет собой металлическую ленту 10, а не волоконную ленту, как на фиг.1. Эта модификация обычно используется, когда кабель должен лежать на большей глубине. Элементы уложены в пучок и скручены так же, как описано выше. Металлическая лента 10 в типичном варианте осуществления изобретения может иметь толщину 0,8 мм и может быть намотана в два слоя.
Силовой кабель или силовой составной кабель на фиг.3 представляет собой еще одну модификацию кабеля, изображенного на фиг.1. Большинство элементов кабеля на фиг.1 и 3 совпадают и обозначены теми же позициями. Отличие кабеля согласно фиг.3 состоит в том, что прочная лента представляет собой ленту 12, которая фактически выполняет только временную функцию, а именно она должна удерживать длинные элементы вместе в пучке до того как на него путем экструзии будет нанесена наружная оболочка 1 из полиэтилена. Кроме того, в элементах 3 внешнего канала или между ними выполнены продольные пазы 11, чтобы при экструзии в них попадал материал наружной оболочки 1 и скреплял ее с элементами 3 внешнего канала или увеличивал трение между ними для создания достаточной жесткости на кручение. Материал наружной оболочки 1 при экструзии попадает также в канавки, образованные проводами 6, и отчасти между проводами 6. Чтобы экструдированный материал оболочки мог проникнуть в пазы 11, лента намотана по окружности с заданным расстоянием между витками. Элементы уложены в пучок и скручены так же, как описано выше.
На фиг.4 показан второй основной вариант выполнения силового кабеля или силового составного кабеля. Большинство элементов кабеля согласно фиг.4 совпадают с элементам на фиг.1-3 и обозначены теми же позициями с добавлением знака '. Составной кабель на фиг.4, как и прежде, содержит следующие элементы: пучок удлиненных элементов, состоящих из элементов 2', 3' внутреннего и внешнего канала, например из поливинилхлорида, электрические кабели 4' для передачи большой электрической энергии/мощности, оптические проводники 5' и несущие нагрузку элементы в виде стальной проволоки 6', углеродных стержней 7 или комбинации тех и других. Все эти элементы уложены вместе в указанный пучок. Углеродные стержни 7 могут быть расположены либо по отдельности в разных местах поперечного сечения либо пучками, обозначенными позицией 8, либо и по отдельности, и пучками, как показано на фиг.4. Элементы удерживаются в пучке прочной лентой, в данном варианте волоконной лентой 9', обмотанной по окружности вокруг пучка до того как на него путем экструзии будет нанесена наружная оболочка 1', например, из полиэтилена (РЕ).
Силовой кабель или силовой составной кабель, показанный на фиг.4, может быть модифицирован, например иметь стальную ленту 2, как на фиг.2, или иметь пазы для экструдирования в них материала оболочки, как на фиг.3. Стальная лента повышает жесткость на кручение и ее используют когда кабель должен находиться на большой глубине. Кабель может также содержать в поперечном сечении электрические провода и/или трубы для текучей среды.
На фиг.5 и 6 показаны чертежи, приведенные на стр.42 и 43 документа API (American Petroleum Institute), specification 17Е, "Specification for Subsea Production Control Umbilicals". Ha фиг.5 на нижнем чертеже схематично изображен традиционный составной кабель, уложенный в конфигурации S-Z или колебательным способом. На верхнем чертеже схематично показано оборудование для такой укладки составного кабеля. На фиг.6 показаны два варианта составных кабелей, которые могут быть уложены указанным образом.
Claims (17)
1. Силовой кабель или силовой составной кабель, содержащий несколько электрических кабелей (4) для передачи большой электрической мощности/энергии, возможно, электрические провода и/или оптические проводники (5), наполнительный материал (2, 3) в виде жестких удлиненных элементов из пластмассы, расположенных по меньшей мере частично вокруг электрических кабелей и возможных проводов/проводников (5) и между ними, которые вместе собраны в скрученный пучок посредством операции укладки, защитную оболочку (1), охватывающую электрические кабели (4), возможные провода/проводники (5) и наполнительный материал (2, 3), и по меньшей мере один несущий нагрузку элемент (6), предопределенно расположенный в поперечном сечении силового кабеля/силового составного кабеля, отличающийся тем, что электрические кабели (4), возможные провода/проводники (5), наполнительный материал (2, 3) и по меньшей мере один несущий нагрузку элемент (6) уложены попеременно, то есть с непрерывным изменением направления на всей длине или на части длины силового кабеля/силового составного кабеля, при этом уложенный пучок удерживается, по существу, жестким на кручение с помощью защитной оболочки (1), возможно, с добавлением прочной ленты, намотанной по спирали на пучок непосредственно под защитной оболочкой (1).
2. Силовой кабель или силовой составной кабель по п.1, отличающийся тем, что прочная лента намотана по спирали на пучок в два или более слоев, уложенных в противоположных направлениях.
3. Силовой кабель или силовой составной кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что прочная лента намотана по спирали на пучок сравнительно короткими укладочными отрезками 0,1-0,5 м.
4. Силовой кабель или силовой составной кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что прочная лента (10) выполнена из металла, например стали, свинца или алюминия.
5. Силовой кабель или силовой составной кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что прочная лента (9, 12, 9') представляет собой армированную волокном ленту, армированную волокном ленту с фрикционной прокладкой и текстильную ленту, причем армированная лента армирована арамидным волокном, углеродным волокном, стекловолокном и другими синтетическими материалами.
6. Силовой кабель или силовой составной кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что при укладке электрических кабелей (4), возможных проводов/проводников (5), наполнительного материала (2, 3) и по меньшей мере одного несущего нагрузку элемента (6) направление изменяется через неравные интервалы или через равные интервалы.
7. Силовой кабель или силовой составной кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что укладка электрических кабелей (4), возможных проводов/проводников (5), наполнительного материала (2, 3) и по меньшей мере одного несущего нагрузку элемента (6) образует приблизительно 0,5-3 оборота, прежде чем изменяется направление.
8. Силовой кабель или силовой составной кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что он включает по меньшей мере один отдельный слой с несущими нагрузку элементами в качестве наружного слоя, который расположен непосредственно под оболочкой (1), при этом указанные несущие нагрузку элементы в каждом слое уложены в виде непрерывной спирали в одном и том же направлении на всей длине составного кабеля.
9. Силовой кабель или силовой составной кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что несущие нагрузку элементы представляют собой легкие стержни из композитного материала и/или стальной шнур или стальную проволоку, и/или волоконный трос и/или трос из полиэфира.
10. Силовой кабель или силовой составной кабель по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит в поперечном сечении по меньшей мере одну трубу (не показана) для текучей среды, выполненную из металла или пластмассы.
11. Способ изготовления и укладки нескольких длинных элементов в силовой кабель или силовой составной кабель, содержащий несколько электрических кабелей для передачи большой электрической энергии/мощности, возможно, электрические провода и/или оптические проводники, наполнительный материал в виде жестких удлиненных элементов из пластмассы, расположенных по меньшей мере частично вокруг электрических кабелей и возможных проводов/проводников и между ними, которые собраны вместе в скрученный пучок, защитную оболочку, охватывающую электрические кабели, возможные провода/проводники и наполнительный материал, и по меньшей мере один несущий нагрузку элемент, предопределенно расположенный в поперечном сечении составного кабеля для восприятия осевых нагрузок, отличающийся тем, что электрические кабели, возможные электрические провода и/или оптические проводники, наполнительный материал и несущие нагрузку элементы укладывают попеременно, то есть постоянно изменяя направление на всей длине или на части длины силового кабеля/силового составного кабеля, причем в процессе изготовления несущий нагрузку элемент или каждый несущий нагрузку элемент располагают по центру или на периферии, а уложенному пучку, по существу, придают жесткость на кручение путем нанесения наружной защитной оболочки, возможно, с добавлением прочной ленты, которую наматывают по спирали на пучок после окончания указанной операции укладки и до того, как наносят защитную оболочку.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в скрученный пучок укладывают по меньшей мере одну трубу для текучей среды из металла и/или пластмассы, образующую часть поперечного сечения.
13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что прочную ленту наматывают по спирали на пучок в два или более слоев, уложенных в противоположных направлениях.
14. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что прочную ленту наматывают по спирали на пучок сравнительно короткими укладочными отрезками 0,1-0,5 м.
15. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что операцию укладки выполняют с изменением направления через неравные интервалы или через равные интервалы.
16. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что операцию укладки выполняют приблизительно на 0,5-3 оборота, прежде чем изменяют направление.
17. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что в качестве наружного слоя (слоев), расположенного непосредственно под оболочкой, наносят по меньшей мере один отдельный слой с несущими нагрузку элементами, которые в каждом слое укладывают в виде непрерывной спирали в одном и том же направлении на всей длине составного кабеля.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20065943A NO328457B1 (no) | 2006-12-20 | 2006-12-20 | Kraftkabel/kraftumibilikal |
NO20065943 | 2006-12-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009121451A RU2009121451A (ru) | 2011-01-27 |
RU2451154C2 true RU2451154C2 (ru) | 2012-05-20 |
Family
ID=39536502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009121451/03A RU2451154C2 (ru) | 2006-12-20 | 2007-12-14 | Силовой составной кабель |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8270793B2 (ru) |
EP (1) | EP2122116B1 (ru) |
MX (1) | MX2009006179A (ru) |
MY (1) | MY149172A (ru) |
NO (1) | NO328457B1 (ru) |
RU (1) | RU2451154C2 (ru) |
WO (1) | WO2008075964A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749588C1 (ru) * | 2019-12-31 | 2021-06-15 | Шиньда (Таншань) Криэйтив Ойл Энд Гэс Эквипмент Ко., Лтд. | Новая специальная насосно-компрессорная труба для электрического погружного насоса для добычи нефти и способ ее изготовления |
RU2805143C2 (ru) * | 2018-10-12 | 2023-10-11 | Веллтек A/С | Система для внутрискважинных работ и способ эксплуатации системы для внутрискважинных работ |
Families Citing this family (44)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO328457B1 (no) * | 2006-12-20 | 2010-02-22 | Aker Subsea As | Kraftkabel/kraftumibilikal |
NO328458B1 (no) * | 2006-12-20 | 2010-02-22 | Aker Subsea As | Umbilikal |
WO2009128725A1 (en) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | Aker Subsea As | Sz-laid aluminium power umbilical |
NO328774B1 (no) * | 2008-10-06 | 2010-05-10 | Aker Subsea As | SZ-slagningsmaskin |
JP5638073B2 (ja) | 2009-07-16 | 2014-12-10 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 水中複合体ケーブル及び方法 |
GB2474428B (en) * | 2009-10-13 | 2012-03-21 | Technip France | Umbilical |
WO2011059337A1 (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-19 | Aker Subsea As | Integrated high power umbilical |
ES2871016T3 (es) * | 2009-11-27 | 2021-10-28 | Aker Solutions As | Cable umbilical de potencia vulcanizado |
BR112013025588A2 (pt) * | 2011-04-12 | 2016-12-27 | Ticona Llc | cabo umbilical para uso em aplicações submarinas |
CN103547440B (zh) | 2011-04-12 | 2017-03-29 | 提克纳有限责任公司 | 用于浸渍纤维粗纱的模具浸渍部分和方法 |
CN103547439A (zh) | 2011-04-12 | 2014-01-29 | 提克纳有限责任公司 | 用于浸渍纤维粗纱的模具和方法 |
US10676845B2 (en) | 2011-04-12 | 2020-06-09 | Ticona Llc | Continuous fiber reinforced thermoplastic rod and pultrusion method for its manufacture |
US9190184B2 (en) | 2011-04-12 | 2015-11-17 | Ticona Llc | Composite core for electrical transmission cables |
CA2775442C (en) | 2011-04-29 | 2019-01-08 | Ticona Llc | Impregnation section with upstream surface and method for impregnating fiber rovings |
JP6073861B2 (ja) | 2011-04-29 | 2017-02-01 | ティコナ・エルエルシー | 流れを拡散するゲート通路をもつダイ及び繊維ロービングを含浸するための方法 |
CA2775445C (en) | 2011-04-29 | 2019-04-09 | Ticona Llc | Die and method for impregnating fiber rovings |
WO2013016121A1 (en) | 2011-07-22 | 2013-01-31 | Ticona Llc | Extruder and method for producing high fiber density resin structures |
WO2013086259A1 (en) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Ticona Llc | Die and method for impregnating fiber rovings |
JP2015505752A (ja) | 2011-12-09 | 2015-02-26 | ティコナ・エルエルシー | 繊維ロービングを含浸するための含浸区分及びダイ |
US9289936B2 (en) | 2011-12-09 | 2016-03-22 | Ticona Llc | Impregnation section of die for impregnating fiber rovings |
WO2013086258A1 (en) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Ticona Llc | Asymmetric fiber reinforced polymer tape |
US9283708B2 (en) | 2011-12-09 | 2016-03-15 | Ticona Llc | Impregnation section for impregnating fiber rovings |
EP2817807B2 (en) * | 2012-02-20 | 2020-12-16 | Aker Solutions AS | Arrangement for cooling power cables, power umbilicals and cables |
GB2499824B (en) * | 2012-03-01 | 2014-09-10 | Technip France | Umbilical |
US20130312996A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Schlumberger Technology Corporation | Pressure balanced coiled tubing cable and connection |
US9410644B2 (en) | 2012-06-15 | 2016-08-09 | Ticona Llc | Subsea pipe section with reinforcement layer |
EP3017136A4 (en) * | 2013-07-02 | 2017-02-15 | Ticona LLC | Composite tapes and rods having embedded sensing elements |
NO339731B1 (no) * | 2013-09-12 | 2017-01-23 | Aker Solutions As | Kraftumbilikal med FO kabel |
NO343093B1 (no) * | 2013-10-11 | 2018-11-05 | Nexans | Høytetthets-fyllelement i en undersjøisk navlestreng |
US9359850B2 (en) * | 2013-11-25 | 2016-06-07 | Aker Solutions Inc. | Varying radial orientation of a power cable along the length of an umbilical |
CN104616739A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-13 | 江苏中煤电缆有限公司 | 一种水上承载综合数字电缆 |
KR102631221B1 (ko) * | 2015-09-08 | 2024-01-31 | 엘에스전선 주식회사 | 필러 및 이를 구비한 다심 케이블 |
DK3244422T3 (da) | 2016-05-09 | 2020-10-12 | Nexans | Trelederstrømkabler med omgivende udfyldningselementer af plast |
CN105913915A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-31 | 扬州市兄和预绞式金具厂 | 船用高强度柔软耐涂漆老化电力电缆及其制造方法 |
EP3580766A1 (en) * | 2017-02-08 | 2019-12-18 | Prysmian S.p.A. | Cable or flexible pipe with improved tensile elements |
WO2018197030A1 (en) | 2017-04-24 | 2018-11-01 | Siemens Wind Power A/S | Method of laying a pipe bundle on the seabed |
KR102468594B1 (ko) * | 2017-07-07 | 2022-11-17 | 엘에스전선 주식회사 | 케이블용 개재 및 이를 구비한 해저 케이블 |
US10043600B1 (en) * | 2017-08-10 | 2018-08-07 | Hebei Huatong Wires & Cables Group Co., Ltd. | Reinforced cable used for submersible pump |
NO345360B1 (en) | 2018-12-04 | 2020-12-21 | Aker Solutions As | Power umbilical with impact protection |
CN111554435B (zh) * | 2020-05-14 | 2021-12-28 | 中天科技海缆股份有限公司 | 一种多芯直流海缆及其生产方法 |
CN111613390A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-09-01 | 江苏亨通高压海缆有限公司 | 一种海上风电用交直流混合海缆生产方法 |
EP3936749B1 (en) * | 2020-07-06 | 2024-04-17 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Method for installing a gas transportation arrangement |
US20220293300A1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-09-15 | Sea Cable Inc. | Modular, deployable cable manufacturing machine and method for using the same |
GB2606856A (en) * | 2021-05-18 | 2022-11-23 | Aker Solutions As | Power umbilical and method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2219063A (en) * | 1988-05-21 | 1989-11-29 | Dunlop Ltd | Method and apparatus for manufacture of an umbilical |
RU2034189C1 (ru) * | 1990-05-17 | 1995-04-30 | Кофлексип | Гибкий трубопровод для транспортировки веществ под давлением |
GB2326177A (en) * | 1997-04-29 | 1998-12-16 | Kvaerner Oilfield Prod As | Dynamic umbilical with load bearing core member |
US6102077A (en) * | 1995-11-24 | 2000-08-15 | Coflexip | Multiple-tube flexible pipe having high compressive strength |
US6472614B1 (en) * | 2000-01-07 | 2002-10-29 | Coflexip | Dynamic umbilicals with internal steel rods |
RU2212721C2 (ru) * | 2001-07-30 | 2003-09-20 | Инновационный фонд Республики Татарстан | Гибкий грузонесущий кабель |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2800524A (en) * | 1953-07-08 | 1957-07-23 | Glenwood M Van Lear | Electric cable |
FR1417966A (fr) | 1961-12-29 | 1965-11-19 | Inst Francais Du Petrole | Tube flexible |
US3526086A (en) * | 1968-04-12 | 1970-09-01 | North American Rockwell | Multiconduit underwater line |
US3530661A (en) * | 1969-03-21 | 1970-09-29 | Schlumberger Technology Corp | Method for prestressing armored cable |
US3993860A (en) * | 1975-08-18 | 1976-11-23 | Samuel Moore And Company | Electrical cable adapted for use on a tractor trailer |
FR2417709A1 (fr) * | 1978-02-21 | 1979-09-14 | Coflexip | Tube composite flexible |
US4336415A (en) * | 1980-05-16 | 1982-06-22 | Walling John B | Flexible production tubing |
US4707569A (en) * | 1985-06-03 | 1987-11-17 | Japan Styrene Paper Corporation | Multi-conductor cable |
US4780574A (en) * | 1987-04-16 | 1988-10-25 | Hubbell Incorporated | Lead sheathed power cable |
US5261462A (en) * | 1991-03-14 | 1993-11-16 | Donald H. Wolfe | Flexible tubular structure |
US5268971A (en) * | 1991-11-07 | 1993-12-07 | Alcatel Na Cable Systems, Inc. | Optical fiber/metallic conductor composite cable |
NO174940B3 (no) * | 1992-02-21 | 1997-08-06 | Kvaerner Oilfield Prod As | Fremgangsmate til fremstilling og sammenslagning av en kabelstreng, kabelstreng fremstilt ved fremgangsmaten samt maskin for utovelse av fremgangsmaten |
US5495547A (en) * | 1995-04-12 | 1996-02-27 | Western Atlas International, Inc. | Combination fiber-optic/electrical conductor well logging cable |
NO307354B1 (no) | 1996-04-26 | 2000-03-20 | Norsk Subsea Cable As | Anordning ved hydroelektrisk styrekabel |
NO311054B1 (no) * | 1997-04-29 | 2001-10-01 | Kvaerner Oilfield Prod As | Undersjoisk kontrollkabel |
NO311988B1 (no) * | 1998-04-16 | 2002-02-25 | Kvaerner Oilfield Prod As | Sammensatt hybridstigerör |
US6283206B1 (en) * | 1999-07-01 | 2001-09-04 | Kellogg, Brown & Root, Inc. | Gas lift umbilical cable and termination assemblies therefor |
NO994044D0 (no) * | 1999-08-20 | 1999-08-20 | Kvaerner Oilfield Prod As | Anordning og fremgangsmÕter ved produksjons-/injeksjonsrörledning |
US6538198B1 (en) * | 2000-05-24 | 2003-03-25 | Timothy M. Wooters | Marine umbilical |
GB0130625D0 (en) * | 2001-12-20 | 2002-02-06 | Oceaneering Internat Services | Fluid conduit |
GB2395539B (en) * | 2002-11-20 | 2005-08-17 | Coflexip | Umbilical |
NO324787B1 (no) * | 2003-06-16 | 2007-12-10 | Aker Subsea As | Undersjøisk kontrollkabel/produksjonsledning |
BRPI0512190B1 (pt) * | 2004-06-18 | 2018-05-22 | Aker Kvaerner Subsea As | Umbilical de energia para transmissão de grandes quantidades de energia elétrica |
NO327921B1 (no) * | 2005-02-11 | 2009-10-19 | Nexans | Elektrisk signalkabel og umbilical for dypt vann |
NO20050772A (no) * | 2005-02-11 | 2006-03-13 | Nexans | Undervanns umbilical og fremgangsmåte for dens fremstilling |
NO328457B1 (no) * | 2006-12-20 | 2010-02-22 | Aker Subsea As | Kraftkabel/kraftumibilikal |
-
2006
- 2006-12-20 NO NO20065943A patent/NO328457B1/no unknown
-
2007
- 2007-12-14 MY MYPI20092499A patent/MY149172A/en unknown
- 2007-12-14 RU RU2009121451/03A patent/RU2451154C2/ru active
- 2007-12-14 EP EP07860912.0A patent/EP2122116B1/en active Active
- 2007-12-14 MX MX2009006179A patent/MX2009006179A/es active IP Right Grant
- 2007-12-14 WO PCT/NO2007/000444 patent/WO2008075964A1/en active Application Filing
- 2007-12-14 US US12/520,297 patent/US8270793B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2219063A (en) * | 1988-05-21 | 1989-11-29 | Dunlop Ltd | Method and apparatus for manufacture of an umbilical |
RU2034189C1 (ru) * | 1990-05-17 | 1995-04-30 | Кофлексип | Гибкий трубопровод для транспортировки веществ под давлением |
US6102077A (en) * | 1995-11-24 | 2000-08-15 | Coflexip | Multiple-tube flexible pipe having high compressive strength |
GB2326177A (en) * | 1997-04-29 | 1998-12-16 | Kvaerner Oilfield Prod As | Dynamic umbilical with load bearing core member |
US6472614B1 (en) * | 2000-01-07 | 2002-10-29 | Coflexip | Dynamic umbilicals with internal steel rods |
RU2212721C2 (ru) * | 2001-07-30 | 2003-09-20 | Инновационный фонд Республики Татарстан | Гибкий грузонесущий кабель |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805143C2 (ru) * | 2018-10-12 | 2023-10-11 | Веллтек A/С | Система для внутрискважинных работ и способ эксплуатации системы для внутрискважинных работ |
RU2749588C1 (ru) * | 2019-12-31 | 2021-06-15 | Шиньда (Таншань) Криэйтив Ойл Энд Гэс Эквипмент Ко., Лтд. | Новая специальная насосно-компрессорная труба для электрического погружного насоса для добычи нефти и способ ее изготовления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2122116A4 (en) | 2015-10-14 |
US20100054677A1 (en) | 2010-03-04 |
MY149172A (en) | 2013-07-31 |
MX2009006179A (es) | 2009-08-31 |
US8270793B2 (en) | 2012-09-18 |
WO2008075964A1 (en) | 2008-06-26 |
NO20065943L (no) | 2008-06-23 |
EP2122116B1 (en) | 2017-07-12 |
NO328457B1 (no) | 2010-02-22 |
RU2009121451A (ru) | 2011-01-27 |
EP2122116A1 (en) | 2009-11-25 |
AU2007334727A1 (en) | 2008-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2451154C2 (ru) | Силовой составной кабель | |
RU2451155C2 (ru) | Составной кабель | |
US8008577B2 (en) | Constructive arrangement in an umbilical cable and a process for the manufacture thereof | |
AU2010308179C1 (en) | Umbilical and method of manufacturing an umbilical | |
US11646132B2 (en) | Cable with lightweight tensile elements | |
WO2009128725A1 (en) | Sz-laid aluminium power umbilical | |
WO2023246205A1 (zh) | 海底电缆 | |
US9506583B2 (en) | Extruded encapsulated fillers to provide crush protection | |
NO20151580A1 (en) | Cable and related methods | |
CN116009159A (zh) | 一种动态海底光缆 | |
CN116959792A (zh) | 一种超深水rov用轻型非金属铠装脐带缆 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |