一种深水液压打桩锤用脐带缆制造技术

本实用新型专利技术涉及海底电缆技术领域，具体涉及一种深水液压打桩锤用脐带缆，芯数及缆数较小的照明电力单元和控制信号单元设于整个缆芯的中心部位处，能够使得脐带缆的结构紧凑、外形尺寸小，在深水作业环境中依然运行稳定；在各个分单元和绞合后的整根缆芯结构中，其内护套、外护套和填充体等主要结构层中均采用聚氨酯材料，特别地，填充体利用挤压的方式嵌入缆芯和外护层之间，能够将结构上的边缝圆整度填充，使得脐带缆满足高抗拉强度、防水、抗撕裂、耐低温、耐磨损腐蚀等性能要求。耐磨损腐蚀等性能要求。耐磨损腐蚀等性能要求。

Umbilical for deep-water hydraulic pile hammer

【技术实现步骤摘要】
一种深水液压打桩锤用脐带缆


[0001]本技术涉及海底电缆
，具体涉及一种深水液压打桩锤用脐带缆。

技术介绍

[0002]根据国际能源机构预计，全球约30%的油气储量在浅水区，超过40%在深水区，其中深水区潜在的石油储量约1000亿桶，开发潜力巨大。随着国家深水油气田的开发，对打桩锤以及脐带缆的需求日益增加。脐带缆被广泛应用于油气田开发中使用。脐带缆的主要功能是将甲板上的电力、压缩空气动力、控制信号传送到水下，同时将水下的监视、监测信息传送到甲板上的控制室。由于深海域的水文条件复杂，水压大，液压管路密封度高，因此就要求脐带缆具有结构稳定、防水、柔顺、耐水压、抗拉伸等特点；传统的脐带缆由于内部布局的不合理以及材料选型的原因，导致其性能不是十分理想，脐带缆的尺寸不合理结构不够紧凑，由此便会影响脐带缆的疲劳寿命和使用效果。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本技术提供了一种结构稳定、柔顺形、耐压性和抗拉伸性好以及结构紧凑的深水液压打桩锤用脐带缆。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种深水液压打桩锤用脐带缆，包缆芯以及设于缆芯外周侧的外护层；所述缆芯与所述外护层的间隙中填充有填充体；所述缆芯包括控制信号单元、动力电缆单元、压缩空气单元和通信单元；所述控制信号单元位于整个缆芯的中心部位处；所述动力电缆单元和压缩空气单元均为若干个并环绕控制信号单元设置，且在所述控制信号单元与所述动力电缆单元和所述压缩空气单元的间隙处还设有第二填充绳。
[0005]进一步地，所述外护层包括由内至外依次包覆于缆芯外周侧的聚烯烃内护套、芳纶纤维内衬层、第一金属丝铠装层和第一聚氨酯护套；所述第一金属丝铠装层由两层呈反向交错设置的低碳镀锌钢丝螺旋铠装而成。
[0006]进一步地，所述动力电缆单元为四个，并对称地分布于控制信号单元的两侧；所述动力电缆单元包括动力电缆外护层以及设于动力电缆外护层内侧的若干动力电缆芯组成；所述动力电缆芯包括由内至外依次设置的第三无氧铜导体、第三EPR绝缘层和第三铜丝编织屏蔽层；所述动力电缆外护层包括由内至外依次设置的第四铜丝编织屏蔽层、第五聚氨酯护套层。
[0007]进一步地，所述压缩空气单元为两个，并对称地分布于控制信号单元的两侧；所述压缩空气单元包括由内至外依次设置的高分子聚乙烯管和加强纤维外护套。
[0008]进一步地，所述通信单元靠近外护层设置；所述通信单元包括由内至外依次设置的光纤、组水油膏、不锈钢管、聚乙烯内护套、第二金属丝铠装层、聚乙烯外护套。
[0009]进一步地，所述通信单元靠近外护层设置；所述通信单元包括通信电缆外护层以及均匀分布于通信电缆外护层内侧的三根通信电缆芯；所述通信电缆芯包括由内至外依次
设置的第四无氧铜导体和第四EPR绝缘层；所述通信电缆外护层包括由内至外依次设置的第三成缆绑扎带、第三铜丝编织屏蔽层和第六聚氨酯护套。
[0010]进一步地，所述控制信号单元包括控制信号缆芯以及包覆于控制信号缆芯外周侧的第二聚氨酯护套组成；所述控制信号缆芯包括控制电缆单元和照明电力单元。
[0011]进一步地，所述照明电力单元位于整个控制信号缆芯的中心部位处；所述照明电力单元包括照明电力外护层以及均匀分布于照明电力外护层内侧的三根照明电力缆芯；所述照明电力缆芯包括由内至外依次设置的第一无氧铜导体和第一EPR绝缘层；所述照明电力外护层包括由内至外依次设置的第一成缆绑扎层、第一铜丝编织屏蔽层和第三聚氨酯护套。
[0012]进一步地，所述控制电缆单元为六个并均匀地分布于照明电力单元的外周侧；所述控制电缆单元包括控制电缆外护层以及均匀分布于控制电缆外护层内侧的六根控制电缆芯；所述控制电缆芯包括由内至外依次设置的第二无氧铜导体和第二EPR绝缘层；所述控制电缆外护层包括由内至外依次设置的第二成缆绑扎层、第二铜丝编织屏蔽层和第四聚氨酯护套。
[0013]作为优化，所述填充体的材料为聚氨酯；所述第二填充绳的材质为芳纶加强筋。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0015]1、在各个分单元和绞合后的整根缆芯结构中，其内护套、外护套和填充体等主要结构层中均采用聚氨酯材料，特别地，填充体利用挤压的方式嵌入缆芯和外护层之间，能够将结构上的边缝圆整度填充，能保证该产品中的动力电缆单元、压缩空气单元、控制信号单元和通信单元等集成后质量可靠、结构稳定，满足高抗拉强度、防水、抗撕裂、耐低温、耐磨损腐蚀等性能要求，相比较常规的动态缆结构，使得脐带缆在深水液压打桩锤系统使用和运行时具有很好的性能。
[0016]2、压缩空气单元的高分子聚乙烯管配合高分子聚乙烯管的设置，适合用于最高可承受压力达到200 bar，最大可适用水深3500米的水下勘探开采作业及工程施工，能够有效满足深水液压气路管道压力的要求。
[0017]3、芯数及缆数较小的照明电力单元和控制信号单元设于整个缆芯的中心部位处，能够使得脐带缆的结构紧凑、外形尺寸小，在深水作业环境中依然运行稳定。
[0018]4、以高抗拉强度的芳纶加强筋为材质的第二填充绳，能够在不减弱抗水压、防水、抗拉强度等性能的同时兼具一定的弹性柔软度，即使在深水域的压力载荷高的环境下，也能有效满足屈服保护和剪切应力的要求。
[0019]5、芳纶纤维内衬层加第一金属丝铠装层的组合形式，能够使得脐带缆在高拉力作用下依然稳定运行，承受复杂海洋环境的动态扭转和浪涌拉力。
[0020]6、本脐带缆具有动态实时监控、数据传输的功能，特别是音频影像等可视的传输；能够采用控制信号单元实施深水域油气开采情况的动态监控，同时反馈调整设备及管路的状态。
附图说明
[0021]图1为脐带缆的整体结构示意图；
[0022]图2为控制信号单元的结构示意图；
[0023]图3为照明电力单元的结构示意图；
[0024]图4为控制电缆单元的结构示意图；
[0025]图5为动力电缆单元的结构示意图；
[0026]图6为压缩空气单元的结构示意图；
[0027]图7为通信单元第一实施例的结构示意图；
[0028]图8为通信单元第二实施例的结构示意图。
[0029]其中，1、控制信号单元，101、第二聚氨酯护套，102、照明电力单元，1021、第一无氧铜导体，1022、第一EPR绝缘层，1023、第一成缆绑扎层，1024、第一铜丝编织屏蔽层，1025、第三聚氨酯护套，103、控制电缆单元，103、第二无氧铜导体，1032、第二EPR绝缘层，1033、第二成缆绑扎层，1034、第二铜丝编织屏蔽层，1035第四聚氨酯护套，1036、第一填充绳，
[0030]2、动力电缆单元，201、动力电缆外护层，2011、第四铜丝编织屏蔽层，2012、第五聚氨酯护套，202、动力电缆芯，2021、第三无氧铜导体，2022、第三EPR绝缘层，2023、第三铜丝编织屏蔽层，203、聚氨酯填充层；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深水液压打桩锤用脐带缆，其特征在于：包缆芯以及设于缆芯外周侧的外护层；所述缆芯与所述外护层的间隙中填充有填充体；所述缆芯包括控制信号单元、动力电缆单元、压缩空气单元和通信单元；所述控制信号单元位于整个缆芯的中心部位处；所述动力电缆单元和压缩空气单元均为若干个并环绕控制信号单元设置，且在所述控制信号单元与所述动力电缆单元和所述压缩空气单元的间隙处还均匀分布有第二填充绳。2.根据权利要求1所述的深水液压打桩锤用脐带缆，其特征在于：所述外护层包括由内至外依次包覆于缆芯外周侧的聚烯烃内护套、芳纶纤维内衬层、第一金属丝铠装层和第一聚氨酯护套；所述第一金属丝铠装层由两层呈反向交错设置的低碳镀锌钢丝螺旋铠装而成。3.根据权利要求1所述的深水液压打桩锤用脐带缆，其特征在于：所述动力电缆单元为四个，并对称地分布于控制信号单元的两侧；所述动力电缆单元包括动力电缆外护层以及设于动力电缆外护层内侧的若干动力电缆芯组成；所述动力电缆芯包括由内至外依次设置的第三无氧铜导体、第三EPR绝缘层和第三铜丝编织屏蔽层；所述动力电缆外护层包括由内至外依次设置的第四铜丝编织屏蔽层、第五聚氨酯护套层。4.根据权利要求1所述的深水液压打桩锤用脐带缆，其特征在于：所述压缩空气单元为两个，并对称地分布于控制信号单元的两侧；所述压缩空气单元包括由内至外依次设置的高分子聚乙烯管和加强纤维外护套。5.根据权利要求1所述的深水液压打桩锤用脐带缆，其特征在于：所述通信单元靠近外护层设置；所述通信单元包括由内至外依次设置的光纤、阻水油膏、不锈钢管、聚乙烯内护套、第二金属丝铠装层、聚乙烯外护套。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫伟，刘娅，许洪吉，巴银华，孙家伟，
申请(专利权)人：万达集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：