东方电缆“脐带缆”

水下生产系统脐带缆是电缆(动力缆或信号缆)、光缆(单模或多模光缆)、液压或化学药剂管(钢管或软管)的组合,它是海底油气勘采、海洋工程等领域的关键设备,主要为深海生产系统提供电力、气液压动力、化学注入和数据传输。由于脐带缆的设计既要兼顾电力、通信、液压等功能,又要满足复杂海况的要求,其材料强度、柔韧性、抗腐蚀和抗渗透要求极高。长期以来,我国使用的脐带缆全部依赖进口,为打破国外行业巨头对“脐带缆”技术的垄断,公司花费十年投入脐带缆的研发,于2018 年3 月成功交付国内首根深水大长度脐带缆,至此,公司率先打破国外企业在脐带缆上的垄断,成为国内首个具备海洋脐带缆设计分析能力并自主生产的企业。

水下生产系统脐带缆的结构设计与验证

脐带缆包括以下六类单元:电单元、光单元、管单元、填充单元、护套单元和销装钢丝单元组成,各单元的作用与组成如下:

管单元:钢管或者软管单元,主要用于提供液压或者化学药剂注入。钢管单元一般为不锈钢管包裹聚合物护套,避免钢管单元的摩擦。软管单元一般为热塑性软管。

电单元:主要为水下系统提供能源动力或者电信号。由铜导体、绝缘层和屏蔽层组成,在最外面包裹聚合物护套层。

光单元:光纤是通信传输最主要载体,传输上部控制模块的控制信号和海底传感器数据。光纤材料比较脆弱,一般需要放置在高强度不锈钢管中保护。钢管周围包裹一到两层细钢丝,最外层为聚合物护套。

填充单元:用于填充截面的空隙,使结构更加密实。支撑截面内其他单元,减少各单元间摩擦。填充有多种材料可供选择,常见的有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。

内护套单元:护套主要用于保护内部功能单元(电单元、光单元、管单元)及填充
单元,主要为聚合物材料。

错装钢丝单元:一般为双层或四层钢丝以一定角度互为反向缠绕着缆芯(缆芯由功能单元、填充单元及内护套单元组成)。销装钢丝既可以承担拉伸荷载增大截面的抗拉能力,又可以同时增加挤带缆重量,增强整体的稳定性。

外护套单元:外护套主要用于保护所有内部单元防止与海水直接接触,主要为聚合物材料。

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