電纜組件保持設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電纜組件保持設備(31)，其被實現(xiàn)來在離岸設施(50)的上部層級與下部層級之間保持電纜組件(1)，包括一組開放管(36)，其中開放管(36)沿著其長度包括縱向縫部(41)，穿過它，電纜組件(1)被引入所述開放管(36)中。本發(fā)明進一步涉及包括所述電纜組件保持設備(31)的離岸設施(50)以及從離岸設施(50)的上部層級懸掛電纜組件(1)的方法。
【專利說明】電纜組件保持設備
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于保持電纜組件的電纜組件保持設備。本發(fā)明進一步涉及包括所述電纜組件保持設備的離岸設施以及從離岸設施的上部層級懸掛電纜組件的方法。
[0002]海底電纜用于在離岸設施比如風力發(fā)電站中的一系列風力渦輪機或若干鉆油平臺之間或者在離岸和岸上設施之間提供電連接。連接兩個離岸設施的海底電纜通常從第一離岸設施的上部層級沿著其基臺結構的立柱朝海床豎直地被引導，它然后被引導至海床上或海床下方的路線，并且它在最后被豎直地引導至第二離岸設施的上部層級。在離岸設施的上部層級與海床之間的過渡區(qū)域中，通常借助于支承機構來保持海底電纜。它克服機械應力保護海底電纜內(nèi)的脆弱電引線。
[0003]特別設計來用于保持懸掛在離岸設施處的海底電纜的保持設備在EP I 616 377BI中公開。該保持設備的一個實施例包括一組管，其在離岸設施的上部層級與海床之間的距離內(nèi)保持容納在管內(nèi)的海底電纜。
[0004]EP 2 158 654 BI公開了一種管道機構，其借助于單根管來保持懸掛于離岸設施趨向海床的海底電纜。該管在其下端部處包括J形彎曲部分，用于在從豎直方向到水平方向的過渡中支承海底電纜。
[0005]兩種方案均對懸掛在離岸設施的上部層級處并且被引導至海床的海底電纜提供可靠的支承和保護。然而，根據(jù)這些公開在管道機構內(nèi)安裝海底電纜是困難的。通常，是在支承管已經(jīng)配置在離岸設施處之后，從管的下開口將海底電纜引入支承管中。由于管的下開口這時定位在水面下方，安裝需要使用潛水者和/或遠程操作工具。這使安裝工藝繁瑣和危險。
[0006]因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于電纜組件的保持設備，其允許在離岸設施處簡單且安全地安裝電纜組件。
[0007]該目的通過根據(jù)權利要求1-11所述的電纜組件保持設備、根據(jù)權利要求12所述的離岸設施和根據(jù)權利要求13-15所述的方法得到滿足。
[0008]在此背景中，表達用語“電纜組件保持設備”用于牢固地安裝在離岸設施處用于保持電纜組件的任何保持設備，而且也用于還未被完全組裝的保持設備的部件。
[0009]術語“海底電纜”應理解為重鎧裝電纜。為了區(qū)別于該術語，以下描述使用表達用語“電纜組件”來表示被環(huán)繞的軟管保護的電纜或僅僅是軟管，其中沒有插入電纜。作為電纜組件的可能組成部分的電纜被實現(xiàn)來傳輸任何類型的信號或能量或流體。它可以例如(并且優(yōu)選)是電力傳輸電纜，其配置在離岸風力渦輪機的發(fā)電機與岸上變電站之間，或者在岸上發(fā)電站與離岸鉆油平臺之間。
[0010]“離岸設施”可包括風力渦輪機或鉆油平臺或任何類型的附屬結構，其位于海中或湖泊中。
[0011]相應地，電纜組件保持設備被實現(xiàn)來在離岸設施的上部層級與下部層級之間保持電力傳輸電纜組件。它與當前技術的不同之處在于包括一組(其意味著至少一個并且優(yōu)選為多個)開放管，其中開放管沿著其長度的至少一部分包括縱向縫部，穿過它，電纜組件可被引入開放管中成組裝狀態(tài)。術語“組裝狀態(tài)”表示作為保持設備的一部分的開放管的最終組件，所述保持設備優(yōu)選安裝在包括電纜組件的離岸設施處。作為保持設備的一部分的開放管呈長條形狀，其優(yōu)選是直線的，但是也可包括曲率。除此之外，縱向縫部的長邊優(yōu)選延伸成本質(zhì)上平行于保持設備的和/或開放管的長邊。關于它們直徑的形態(tài)，作為保持設備的一部分的所述開放管可例如被實現(xiàn)為圓柱形、正方形或多邊形管。此外，保持設備并且優(yōu)選地開放管包括用于安裝至離岸設施的基臺結構的界面。用于將電纜組件側向插入電纜組件保持設備的開放管的空腔中的縱向縫部被證明是有利的，因為它提供簡單的機構來將電纜組件引入電纜組件保持設備中以及再次移除它。由于縱向縫部位于開放管的側壁，所以電纜組件可在水面上方被引入開放管的空腔中，即使管的下段定位在水面下方。這簡化電纜組件的安裝工藝，其可從定位在離岸設施附近的浮動設施得以實施。優(yōu)選地，所述一組開放管的每個開放管包括這種類型的縱向縫部。除此之外，保持設備可包括封閉管和開放管的組合，例如一組開放管以及一個封閉管。
[0012]優(yōu)選地，本發(fā)明允許在無需使用潛水者的情況下將電纜組件配置在離岸設施處的保持設備內(nèi)。
[0013]參考剛描述的電纜組件保持設備，本發(fā)明還涉及離岸設施，其包括這種保持設備，用于將電纜組件固定在離岸設施的上部層級與海床之間。保持設備的上述開放管組優(yōu)選安裝至離岸設施的基臺結構，其可例如為風力渦輪機、鉆油平臺等的單樁或立柱或任何其它基礎結構。
[0014]此外，本發(fā)明涉及從離岸設施的上部層級懸掛電纜組件的方法，所述方法包括可按任何所需順序?qū)嵤┑囊韵虏襟E:
設計為用于保護和支承電纜組件，所描述電纜組件保持設備的開放管組經(jīng)由適當?shù)慕缑姹举|(zhì)上豎直地安裝至離岸設施?！氨举|(zhì)上豎直地”意味著開放管組的主要取向是豎直的，并且在本發(fā)明中還包括這樣的構造，根據(jù)該構造，開放管組不是從離岸設施的上部區(qū)域直線延伸至海床，而是以蜿蜒方式或任何其它方式。優(yōu)選地，開放管組沿著離岸設施的基臺結構安裝。關于該優(yōu)選情形，本質(zhì)上的豎直取向包括這樣的取向，其本質(zhì)上平行于一根立柱或一組立柱或離岸設施的任何類型的基礎結構，所述立柱或一組立柱或基礎結構豎立在海床上，該位置可相對于海床有角度。在該情況下，立柱用作開放管組的支承結構。
[0015]開放管組實現(xiàn)支承電纜組件的功能，該支承是從電纜組件離開離岸設施的內(nèi)部部分的區(qū)域(該區(qū)域可例如位于風力渦輪機的過渡件處)，到海床處的區(qū)域，從這里電纜組件被引導至第二離岸設施或岸上設施。類似于向離岸設施安裝開放管組的步驟，后一步驟即向保持設備的開放管中引入電纜組件的步驟通?？梢詮母釉O施執(zhí)行。船舶可定位在離岸設施附近，所述船舶帶有卷筒，從其可展開電纜組件。
[0016]本發(fā)明的特別有利的實施例和特征由從屬權利要求給出，如在以下描述中揭示的。由此，在方法之一的背景中揭示的特征也可以在相應的其它方法的背景中和/或根據(jù)本發(fā)明的電纜組件保持設備和/或離岸設施和/或懸掛電纜組件的方法的任一個實施例的背景中，除非另有明確說明，并且反之亦然。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，保持設備的上述開放管組包括可變長度，其可從初始長度變化到最終延伸長度。開放管組的最終延伸長度包括優(yōu)選為至少10米的長度，更優(yōu)選為至少15米，并且最優(yōu)選為至少20米。包括可變長度的開放管組是有利的，因為電纜組件保持設備因此可在安裝至離岸設施時輕松地適于不同的水深。由于離岸設施常安裝在具有可觀范圍的水深的區(qū)域中，常常有必要調(diào)整保持設備的開放管組。這在考慮到以下情況時尤其如此:圍繞離岸設施的立柱和基臺結構的沖刷孔頻繁進展，這是由水下暗流造成的。由于出現(xiàn)沖刷孔而變化的地平面(或地面層級)使開放管組的長度的可變調(diào)整特別有利。開放管組因此提供懸掛在離岸設施處、朝下下垂至海床并容納在開放管組內(nèi)的電纜組件的調(diào)整性支承和保護機構。由于其可變長度，開放管組不必根據(jù)其分配位置被特別地測量，而是可適于寬范圍的水深。因此，與呈現(xiàn)不可變長度的開放管組相比，它易于制造并且其運輸需要較少的空間。此外，開放管組易于配置在其分配位置處，并且可大幅減少潛水者的使用。
[0018]開放管組的可變長度可通過伸縮機構特別容易地實現(xiàn)。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，保持設備的開放管組包括至少兩個嵌套的管節(jié)段(在以下也簡稱為“節(jié)段”)，其中外部嵌套節(jié)段被實現(xiàn)來至少部分地圍繞內(nèi)部嵌套節(jié)段。這優(yōu)選借助于沿著外部嵌套節(jié)段的長度延伸的空腔來達成，其中空腔的直徑大于內(nèi)部嵌套節(jié)段的外壁的直徑。作為伸縮開放管組的一部分任何進一步的嵌套節(jié)段將必須包括比相應外部或內(nèi)部嵌套節(jié)段的空腔更大或者更小的直徑?？赏ㄟ^相對于彼此平穩(wěn)調(diào)節(jié)單個開放管，來達到伸縮機構的可變長度。除此之外，還可通過以下方式實現(xiàn):離散調(diào)節(jié)開放管，使得它們在預定步驟中相對于彼此移動。這種伸縮機構是向一組開放管提供可變長度的解決方案，其易于實現(xiàn)。為了防止嵌套節(jié)段在安裝工藝期間和/或在組裝的最終階段散架，嵌套節(jié)段優(yōu)選配備有互鎖凸緣，其限制每個開放管的延伸長度。如前所述，保持設備可包括封閉管和開放管的組合。例如，保持設備的最外側嵌套節(jié)段可以為封閉類型，其中內(nèi)部嵌套節(jié)段是開放管，或反之亦然。如果封閉管和開放管的組合得以建立，則封閉管在最終組裝狀態(tài)中可以優(yōu)選定位在保持設備的頂部處。
[0019]如以上提及的，開放管包括沿著其長度的至少一部分延伸的縱向縫部?？v向縫部可例如被橋狀部或梁狀部中斷。一個實施例可以包括這樣的開放管，其在保持設備的組裝狀態(tài)中位于水面上方的管的上部區(qū)域中不顯示縫部。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述保持設備包括延伸貫穿開放管的整個長度的縱向縫部。這提供在許多不同位置處向開放管的空腔中引入電纜組件的可能性。優(yōu)選地，開放管組的每個單管包括延伸貫穿其整個長度的縱向縫部。這在以下時候特別有利:所述開放管附接至彼此，使得縱向縫部一個接一個互連，并形成單個縱向縫部。根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實施例，縱向縫部也可用作導軌，來通過與開放管的內(nèi)表面和/或外表面交接，而沿著所述大縱向縫部的長度移動器件。更重要的是，伸縮管機構的每個嵌套節(jié)段的縱向縫部在嵌套節(jié)段移動到彼此中時優(yōu)選是相稱的，使得每個開放管中的縱向縫部的長度和寬度是相等的。因此，當嵌套節(jié)段疊縮時，電纜組件可被引入電纜組件保持設備的開放管組的空腔中。
[0020]參考保持設備的開放管的所述縱向縫部，所述縫部在初始的未受應力的狀態(tài)中的寬度小于電纜組件在初始的未受應力的狀態(tài)中的直徑，使得電纜組件得以保持在開放管中。該方案是有利的，因為它可防止容納在開放管的空腔中的電纜組件從其中滑出。電纜組件的滑出可例如由以下原因引起:重力、浮力、波浪的水流的作用力，保持設備在安裝至定位在海中的離岸設施時暴露于所述波浪。根據(jù)本發(fā)明的該實施例，通過向電纜組件施加一定量的壓縮或吸引作用力來使電纜組件移動穿過縱向縫部，由此使得例如電纜組件的外部軟管和/或護套被壓縮，從而其直徑臨時變小，使得它可滑入開放管的空腔中。然而，在該情況下，施加至電纜組件的作用力被選擇成使得它小于可能損壞電纜組件的電引線的作用力。
[0021]相應地，保持設備包括屏蔽物(shield)，其被實現(xiàn)來至少部分地覆蓋保持設備的開放管的縱向縫部，以便將電纜組件保持在開放管中。這種屏蔽物可包括簾幕，其可在電纜組件插入開放管中之后從定位在開放管的上部或下部層級處的卷筒沿著縱向縫部的長度展開。替代地，可以想到這樣的屏蔽物，其呈鉸接蓋的形式，安裝在縱向縫部的邊緣處。除將電纜組件保持在開放管中外，屏蔽物還提供以下優(yōu)點:當被容納在開放管中時，克服機械應力和變臟保護電纜組件。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的再一有利實施例，開放管的縱向縫部的邊緣(該開放管為保持設備的一部分)包括可變形邊緣?？稍谳p松改變縱向縫部的寬度時識別可變形邊緣的益處。這對于以下情況證明是有利的:將電纜組件引入開放管的空腔中和/或從開放管的空腔中移除電纜組件,所述電纜組件包括直徑,該直徑大于包括未變形邊緣處于初始狀態(tài)中的縱向縫部的寬度?？勺冃芜吘墐?yōu)選是彈性的，使得它在變形之后恢復到初始狀態(tài)。為了提供彈性品質(zhì)，可變形邊緣可包括泡沫和/或橡膠材料。另外，可變形邊緣優(yōu)選被制造為使得它不能僅僅通過重力、浮力、波浪或水流的作用力變形，波浪可發(fā)生在包括具有可變形邊緣的縱向縫部的開放管位于海中或湖泊中的水面下方時?？勺冃芜吘壍倪@種品質(zhì)可防止電纜組件穿過縱向縫部滑出開放管的空腔?？勺冃芜吘墐?yōu)選通過以下方式變形:從開放管的外部和/或內(nèi)部部分向電纜組件施加預定量的壓力。如果電纜組件的表面定位成與可變形邊緣的表面接觸，則施加至電纜組件的壓力被傳遞至可變形邊緣的表面，其于是變形。可變形邊緣可被變形成使得縱向縫部的寬度至少與電纜組件的直徑一樣大，以便電纜組件可移動穿過縫部進入開放管的空腔中和/或從其中移除。此外，擴展裝置可通過在相應區(qū)域中擴展可變形邊緣來加寬縱向縫部，在所述相應區(qū)域電纜組件在一定時間被引入開放管的空腔中和/或從開放管的空腔中被移除。
[0023]參考所描述的可變形邊緣，其特征在于開放管的縱向縫部作為保持設備的一部分，特別有利的是將可變形邊緣實現(xiàn)為使得它向內(nèi)面向開放管的空腔中。與不向內(nèi)面向的可變形邊緣相比，向內(nèi)面向的可變形邊緣使電纜組件穿過縱向縫部從開放管的空腔中的移除更加困難。給定這樣的電纜組件，其在初始狀態(tài)中包括大于所述縱向縫部在初始狀態(tài)中的寬度的直徑，所述電纜組件被容納在開放管的空腔中，所得的特定施力區(qū)域被定位成使得根據(jù)本發(fā)明的該實施例，比起使電纜組件滑入管中所必需的，需要更多的壓力和/或牽引力，來使可變形邊緣變形，以便電纜組件穿過縫部從管中滑出。這是有利的，因為它通過防止電纜組件在其穿過縱向縫部被引入之后從開放管的空腔中滑出，來提供保持設備的安全操作。優(yōu)選地，開放管的縱向縫部在縫部的兩個長邊上包括向內(nèi)面向的可變形邊緣。此外，優(yōu)選的是向內(nèi)面向的可變形邊緣包括彎曲邊緣。
[0024]縱向縫部的這些彎曲的向內(nèi)面向且可變形的邊緣的彎曲優(yōu)選為凸狀。這實現(xiàn)更進一步防止容納在開放管的空腔中的電纜組件的非所需滑出。
[0025]保持設備的再一有利品質(zhì)由用于延伸開放管組的長度的延伸機構提供。該延伸機構控制作為開放管組的一部分的嵌套節(jié)段相對于彼此的移動。如果開放管組在離岸設施處配置為豎直位置，則重力可能導致嵌套節(jié)段的不受控延伸。延伸機構可通過限制作為整體的開放管組的和/或單個開放管的延伸來克服重力的影響。延伸機構優(yōu)選包括用于連接至開放管組的最內(nèi)側和最外側嵌套節(jié)段的界面。這允許確定開放管組的整個長度。除了該方案之外，還可以在延伸機構與位于最內(nèi)側和最外側嵌套間的嵌套節(jié)段之間建立再一界面。這將允許作為開放管組的一部分的個體嵌套節(jié)段的受控延伸。
[0026]優(yōu)選地，所提及的延伸機構包括導向引導器(pilot guide)和用于致動導向引導器的致動器件。導向引導器優(yōu)選被實現(xiàn)來發(fā)揮兩個不同功能中的至少一個:它可用于延伸和/或收縮開放管組的長度，和/或用于沿著開放管的縱向縫部移動所連接的附屬器件，所述開放管這時用作導軌。附屬器件可以例如包括曲率限制器，用于將電纜組件從豎直方向引導為水平方向。
[0027]使用由致動器件控制的導向引導器證實是延伸機構的安全實施，其易于實現(xiàn)。替代地，可借助于齒輪齒條傳動裝置來建立調(diào)節(jié)，但是使用導向引導器的方法在機械上沒那么復雜，并且不易因腐蝕和/或變臟而失去能力。導向引導器優(yōu)選呈現(xiàn)這樣的形狀和尺寸，其允許它在開放管的空腔中沿著空腔的長度移動。更優(yōu)選地，導向引導器可在作為電纜組件保持設備的一部分的開放管組的每個嵌套節(jié)段中移動。導向引導器優(yōu)選包括用于將它例如連接至致動器件和/或至開放管和/或至附屬器件(例如曲率限制器)的界面。致動器件優(yōu)選被實現(xiàn)為可連接至導向引導器的線材。線材優(yōu)選由絞盤控制，所述絞盤可安裝在離岸設施的上部層級處。如果導向引導器固定在作為保持設備的一部分的開放管內(nèi)并且如果線材附接至導向引導器，則線材從位于離岸設施的上部層級處的絞盤的展開可以導致導向引導器朝向海床降低，從而導致開放管組的長度的延伸。然而，線材在絞盤上的收卷會導致所描述過程的逆轉，從而導致開放管組的長度的縮短。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，從離岸設施的上部層級懸掛電纜組件的方法包括使用所描述的導向引導器。
[0028]作為再一有利實施例，所述保持設備包括電纜組件曲率限制器，用于實現(xiàn)電纜組件從本質(zhì)上的豎直方向向本質(zhì)上的水平方向的過渡，同時維持最小彎曲半徑。指標“彎曲半徑”與“彎曲角度”一起限定出配置在曲率限制器內(nèi)的電纜組件的“曲率”。術語“彎曲角度”在此背景中限定出曲率限制器的第一部段的主方向與曲率限制器的最后一個部段的主方向之間的角度。術語“最大彎曲角度”限定出曲率限制器的第一部段的主方向與離開曲率限制器的最后一個部段的電纜組件的極端方向之間的角度，所述極端方向由電纜組件的最小“彎曲半徑”確定。
[0029]如已經(jīng)提到的，保持設備被設計成支承電纜組件，其被懸掛在離岸設施的上部層級處，并且被引導至海床。在到達海床時，電纜組件改變其路線一取決于海床的形貌一大約為大致90°的角度，并且在海床上或下方沿水平方向前進。在該過渡區(qū)域中支承電纜組件的曲率限制器確保維持被曲率限制器保持的特定電纜組件的最小彎曲半徑，使得電纜組件不被過大彎曲損壞。以該品質(zhì)為特征，曲率限制器有助于在離岸和/或岸上設施之間安全傳輸電力。曲率限制器優(yōu)選被實現(xiàn)為容納電纜組件。它可優(yōu)選被固定至保持設備，使得在離開保持設備的開放管的空腔的區(qū)域中，電纜組件進入曲率限制器的管道。曲率限制器可被實現(xiàn)為包括固定或可變曲率。優(yōu)選地，它包括用于連接至導向引導器的界面。更優(yōu)選地，曲率限制器可沿著開放管的長度移動，使得連接曲率限制器與導向引導器的界面移動穿過開放管的縱向縫部。
[0030]參考借助于電纜組件保持設備從離岸設施的上部層級懸掛電纜組件的方法，有利的是將作為保持設備的一部分的開放管組的長度延伸至海床，這是在將它安裝至離岸設施之后。優(yōu)選地，開放管組被延伸成使得開放管的端部部段被沖入海床中。這證實是有利的，因為沖刷孔的負面影響可被輕松地補償。沖刷孔可能導致電纜支承機構的幾何結構的改變，從而導致可能損壞懸掛在離岸設施處的電纜的彎曲半徑。保護機構通過以下方式建立:將作為保持設備的一部分的開放管組用作導軌，并在沖刷孔出現(xiàn)期間向下沿下部開放管移動連接至保持設備的曲率限制器。該向下移動通過以下方式得以執(zhí)行:曲率限制器通過重力將它拉向地面的自我調(diào)整，或者由致動器件操縱的受控移動。另外，出現(xiàn)的沖刷孔的負面影響也被曲率限制器自身最小化，所述曲率限制器的曲率--在限制范圍內(nèi)，即高達由插入其內(nèi)的電纜組件確定的預定最小彎曲半徑--連續(xù)地調(diào)整以通過重力適應可變地平面，從而防止電纜組件過度彎曲。
[0031]借助于電纜組件保持設備以及使用用于延伸保持設備的開放管組的導向引導器從離岸設施懸掛電纜組件的所述方法可以包括再一些步驟。
[0032]電纜組件曲率限制器已經(jīng)被提及為本發(fā)明的保持設備的有利實施例。在曲率限制器與懸掛在開放管的空腔中的導向引導器之間建立連接允許曲率限制器在它沿著開放管的長度移動時得到引導。該移動可由致動器件控制，所述致動器件包括附接至導向引導器的線材和用于控制所述線材的絞盤。該方法證明是有利的，因為它簡化了在曲率限制器內(nèi)配置電纜組件的步驟。因此可在曲率限制器配置在指定位置處或海床的表面下方之前，將電纜組件引入曲率限制器的管道中。由于開放管的縱向縫部可用作用于沿著開放管的長度移動連接至導向引導器的曲率限制器的導軌，所以曲率限制器可定位在開放管組的任何部段。這在伸縮機構被延伸至最大長度時尤其如此。作為結果，可在安裝于離岸設施的開放管組的上部嵌套節(jié)段的上部層級處，從而在高于水面的層級上，將電纜組件引入曲率限制器中。該方法是特別有利的，因為它不需要使用潛水者和的遠程操作工具來執(zhí)行水下引入過程，其是危險和耗時的。向曲率限制器中引入電纜組件的步驟優(yōu)選從定位在離岸設施附近的浮動設施執(zhí)行。
[0033]根據(jù)所描述方法的再一步驟，電纜可以被引入電纜組件的柔性外部軟管中，由此電纜優(yōu)選是陸地電纜。與根據(jù)當前技術的使用鎧裝海底電纜相比，該步驟提供益處，因為陸地電纜比海底電纜更容易制造。除此之外，與常規(guī)鎧甲相當?shù)目朔赡艿膿p壞影響的阻力由柔性外部軟管提供。
[0034]向柔性外部軟管中引入電纜的步驟可以優(yōu)選在海床的表面上方并且更優(yōu)選在水面上方執(zhí)行。該方法是有利的，因為它不需要潛水者或遠程操作工具。當使用將電纜推入或拉入柔性外部軟管中的方法時，該步驟可在以下這些步驟之后實施:將電纜組件的柔性外部軟管配置在保持設備中，將柔性外部軟管下降到海床中，以及將它配置在第二離岸設施的保持設備中。推拉電纜的方法至少包括以下這些步驟:向柔性外部軟管中引入吊線，借助于吊線將電纜拉入柔性外部軟管中，以及借助于“推動器”一現(xiàn)有技術公知的裝置一向柔性外部軟管中推入電纜。
[0035]從以下詳細描述，結合附圖進行理解，本發(fā)明的其它目的和特征將變得清楚明了。然而，應該明白的是:附圖僅被設計來用于例示的目的，而不限定本發(fā)明的范圍。
[0036]附圖中，相似附圖標記始終指代相似的物體。圖中的物體并不一定按比例進行繪制。
[0037]圖1示出了配置在離岸設施處的根據(jù)當前技術的電纜組件支承機構的側視圖； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電纜組件曲率限制器的視圖；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電纜組件曲率限制器的視圖；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的組裝好的電纜組件支承機構的一部分的視圖；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的電纜組件保持設備的一部分的視圖；
圖6示出了在電纜組件支承機構中安裝電纜組件的過程中的一個步驟的視圖，所述電纜組件支承機構包括根據(jù)本發(fā)明位于離岸設施處的第一實施例的曲率限制器；
圖7示出了根據(jù)圖6的安裝電纜組件的過程中的下一步驟的視圖；
圖8示出了在電纜組件支承機構中安裝電纜組件的過程中的一個步驟的視圖，所述電纜組件支承機構包括根據(jù)本發(fā)明位于離岸設施處的第二實施例的曲率限制器；
圖9示出了在電纜組件支承機構中安裝電纜組件的過程中的下一步驟的視圖，所述電纜組件支承機構包括根據(jù)本發(fā)明位于離岸設施處的第二實施例的曲率限制器。
[0038]圖1示出了根據(jù)當前技術的電纜組件支承機構43*的視圖。電纜組件保持設備31*安裝至離岸設施50的立柱52。在其底部開口處，電纜組件保持設備31*包括曲率限制器3*，其設計為用于將電纜組件I從豎直方向Y彎曲到水平方向X。曲率限制器3*包括所插入電纜組件I的固定彎曲角度和固定曲率。包括保持設備31*和曲率限制器3*的這種類型的機構被稱作“ J形管”。曲率限制器3*的底部端部定位在海床60的表面62上，并且包括開口，在這里電纜組件I離開曲率限制器3*，并前進至處于海床60的表面62下方的層級(level)。
[0039]圖2示出了第一可能實施例的用于引導電纜組件I的曲率限制器3的視圖，該曲率限制器3包括多個剛性節(jié)段5 (在圖2中顯示了兩個剛性節(jié)段)以及多個鉸接節(jié)段7，所述鉸接節(jié)段7中的每個可在正交于旋轉軸B的公用平面中被扭旋(twisted)。剛性和鉸接節(jié)段5、7各自包括兩個本質(zhì)上的三角形框架部分9，其通過三個軸11彼此連接，所述三個軸11安裝至兩個三角形框架部分9的三個角區(qū)。每個剛性節(jié)段5和每個鉸接節(jié)段7進一步包括三個輥13，其安裝在連接框架部分9的軸11上。這些軸11用作輥13的旋轉軸B，并且在鉸接節(jié)段7克服彼此被扭旋時用作鉸接節(jié)段7的旋轉軸B。鉸接節(jié)段7的旋轉角度被止擋器14限制。兩個相鄰鉸接節(jié)段7克服彼此旋轉的最大旋轉角度優(yōu)選低于30°，并且更優(yōu)選低于15°。每個輥13的一個表面17 (該表面17在輥13的給定位置指向剛性節(jié)段5或鉸接節(jié)段7的內(nèi)側)與三角形框架部分9的兩個內(nèi)表面15 —起形成電纜組件管道19。在截面圖中，輥13顯示H形或U形形狀，其優(yōu)選適于電纜組件的外部形狀。一系列連接起來的剛性節(jié)段5和鉸接節(jié)段7的“組合”旋轉角度Y確定曲率限制器3的曲率，從而確定插入曲率限制器3中的電纜組件I的彎曲。如果曲率限制器3包括兩個剛性節(jié)段5和五個鉸接節(jié)段7，所述剛性節(jié)段5提供20°的電纜組件I的彎曲角度并且所述鉸接節(jié)段7可各自扭旋大約15°的角度,加上這些值,可達到95°的電纜組件I的最大彎曲角度Y。
[0040]形成曲率限制器3的端部節(jié)段的剛性節(jié)段5包括連接界面23，用于將曲率限制器3安裝至恰當構造的導向引導器連接界面23’(在圖5中示出)。連接界面23包括用于在所述剛性節(jié)段5連接至導向弓丨導器時旋轉形成曲率限制器3的端部節(jié)段從而形成曲率限制器3自身的剛性節(jié)段5的機構。該旋轉軸A相對于曲率限制器3的鉸接節(jié)段7的旋轉軸B優(yōu)選處于90°的角度。曲率限制器3的連接界面23克服導向引導器連接界面23’(圖2中未示出)圍繞旋轉軸A的最大旋轉角度優(yōu)選小于90° ,更優(yōu)選小于20°。
[0041]圖3示出了第二可能實施例的用于引導電纜組件I的曲率限制器3’的視圖，所述曲率限制器3’包括彎曲剛性節(jié)段25和較小的鉸接端部節(jié)段27。鉸接端部節(jié)段27可圍繞旋轉軸B扭旋。彎曲剛性節(jié)段25包括一對框架部分9’，鉸接端部節(jié)段27包括一對框架部分9’’。這些對的框架部分9’、9’’通過多個軸11互連。彎曲剛性節(jié)段25和鉸接端部節(jié)段27包括輥13，其安裝至軸11，從而連接兩對框架部分9’、9’’。這些軸11因此用作輥13的旋轉軸。每個輥13的表面(該表面在輥13的給定位置指向彎曲剛性節(jié)段25或鉸接端部節(jié)段27的內(nèi)側)與框架部分9’、9’’的兩個內(nèi)表面15’ 一起形成電纜組件管道19。在截面圖中，輥13顯示η形形狀或u形形狀，其優(yōu)選適于電纜組件的外部形狀。彎曲角度r由進入彎曲剛性節(jié)段25的電纜組件I的主方向相對于離開曲率限制器3’的所連接的鉸接端部節(jié)段27的電纜組件I的主方向限定出，其中鉸接端部節(jié)段27以優(yōu)選為20°的最大旋轉角度朝上扭旋。如果電纜組件I離開主方向而代之在離開鉸接端部節(jié)段27時朝上彎曲，其中其彎曲被鉸接端部節(jié)段27的上輥13限制，則插入曲率限制器3’中的電纜組件I的最大彎曲角度Y被達到。在該位置，鉸接端部節(jié)段27相對于彎曲剛性節(jié)段25的旋轉角度Y ’ ’，其被止擋器14限制，優(yōu)選達到大約20°的最大角度。彎曲角度Y、Y’確定插入曲率限制器3’中的電纜組件I的彎曲。最大彎曲角度Y相當于旋轉角度Y’’+90°。鉸接端部節(jié)段27的嘴部的寬度對應于插入電纜管道19中的電纜組件I的最大彎曲角度Y與彎曲角度(之間的差值。曲率限制器3’可安裝至開放管(35、36)的或封閉管的端部開口，使得離開管的下開口的電纜組件I優(yōu)選在沒有彎曲的狀態(tài)下進入曲率限制器3’的電纜組件管道19。
[0042]圖4示出了包括電纜組件保持設備31和曲率限制器3 (根據(jù)圖2中示出的實施例)的組裝電纜組件支承機構43的中間部分的視圖。電纜組件I插入曲率限制器3的以及電纜組件保持設備31的開放管36的電纜組件管道19、19’中。電纜組件I因此被支承在從豎直方向Y到水平方向X的路線上。作為伸縮機構37的一部分的開放管36包括縱向縫部41，其邊緣41’是可變形的，并優(yōu)選朝內(nèi)彎曲到開放管36的空腔39中。屏蔽物42，其可例如被實現(xiàn)為一種簾幕，覆蓋開放管36的一段縱向縫部41，從而防止電纜組件I滑出開放管36的空腔39，以及滑出電纜組件管道19’。曲率限制器3的剛性節(jié)段5連接至導向引導器(隱藏在開放管36的空腔39中)。
[0043]圖5示出了電纜組件保持設備31的下端部的視圖，其包括導向引導器33，用于沿著電纜組件保持設備31的長度移動曲率限制器3、3’。導向引導器33呈現(xiàn)這樣的尺寸，其適于作為電纜組件保持設備31的一部分的伸縮機構37的一組開放管36的最內(nèi)側嵌套節(jié)段35。導向引導器33包括處于其頂部和底部處的錐狀部段34，使得它可在構成伸縮機構37的每個開放管35、36的空腔39內(nèi)輕松地上下移動。線材58可附接至錐狀部段34的尖端，以改變導向引導器33在空腔39內(nèi)的位置。另外，導向引導器33包括導向引導器連接界面23’，用于連接至曲率限制器3的連接界面23。導向引導器連接界面23’呈現(xiàn)這樣的尺寸，其適于電纜組件保持設備31的伸縮機構37的縱向縫部41的寬度，該寬度為大約120_，因此大到足以用于插入電纜組件I。導向引導器連接界面23’包括用于旋轉所連接的曲率限制器3的機構。此外，伸縮機構37的開放管36的空腔39形成電纜組件管道19’，其包括處于一側上的縱向縫部41。
[0044]圖6示出了將電纜組件I安裝至配置在離岸設施50處的電纜組件支承機構43的過程中的一個步驟的視圖。該步驟在電纜組件I的端部節(jié)段安裝在海床60上之前實施。電纜組件保持設備31的一組開放管36安裝至離岸設施50的立柱52，然后延伸至海床60的表面62下方的層級。此后，曲率限制器3被配置在所述一組開放管36的頂端處，該位置同時是高于水面64的層級。包括電纜組件卷筒72的浮動設施70定位在離岸設施50的立柱52附近。電纜組件I沿方向F從電纜組件卷筒72展開。電纜組件I的第一端部節(jié)段在固定點54處固定在離岸設施50處，而電纜組件I的第二端部節(jié)段部署在浮動設施70的板上。在將電纜組件I固定在固定點54處之前，電纜組件I的一個節(jié)段被插入曲率限制器3中。此后，曲率限制器3借助于由絞盤56控制的線材58 (如圖8中所示)沿方向G朝下移動至海床。
[0045]圖7示出了根據(jù)圖6的將電纜組件I安裝至配置在離岸設施50處的電纜組件支承機構43的過程中的下一步驟的視圖。該步驟在電纜組件I的端部節(jié)段安裝在海床60上之前實施。這里，曲率限制器3已經(jīng)定位在海床60的表面62處。電纜組件I進一步沿方向F從定位在浮動設施70處的電纜組件卷筒72展開。同時，浮動設施70沿方向H移動遠離離岸設施50，從而將電纜組件I部署在海床60上。
[0046]圖8示出了使用根據(jù)圖3的曲率限制器3’將電纜組件I安裝至配置在離岸設施50處的電纜組件支承機構43的過程中的一個步驟的視圖。該步驟在電纜組件I的一個節(jié)段已經(jīng)安裝在由海床60的表面62限定出的層級之上或下方之后以及在電纜組件I的端部節(jié)段已經(jīng)安裝在第二離岸設施50處之后實施。再次，曲率限制器3’包括插入的電纜組件1，其中插入步驟在由水面64限定出的層級上方執(zhí)行，并且曲率限制器3’從高于水面64的位置沿方向G朝海床60轉移。該移動借助于絞盤56和附接至絞盤56、至曲率限制器3以及至離岸設施50的立柱52的底部區(qū)域的線材58得以執(zhí)行，類似于以上關聯(lián)于圖6和7描述的過程。
[0047]圖9示出了將電纜組件I安裝至配置在離岸設施50處的電纜組件支承機構43的不同過程中的最終步驟的視圖。這里，曲率限制器3’連接至包括伸縮機構的一組封閉管的底部端部。插入所述一組封閉管的空腔中的電纜組件I進入曲率限制器3’的電纜組件管道19’，而沒有彎曲。曲率限制器3’被顯示為定位在低于海床60的表面62的層級上。因此，曲率限制器3’的下開口定位在海床60的表面62下方，使得離開曲率限制器3’的電纜組件I也在海床60的表面62下方的層級上前進。如圖8中示出的，曲率限制器3’可以連接至沒有伸縮機構的單個開放管，或者替代地連接至一組開放管，其在它們的開放端部處牢固地連接至彼此。
[0048]盡管已經(jīng)以優(yōu)選實施例及其變型的形式公開了本發(fā)明，但是應該明白的是:可以對其做出眾多附加的修改和變型，而不背離本發(fā)明的范圍。例如，在根據(jù)圖6和7的過程中描述的曲率限制器3、3’也可以用于類似于圖8或9的過程，并且反之亦然。此外，特定曲率限制器3、3’(如以上描述)的各個部分，例如包括嘴部的鉸接端部節(jié)段27、具有連接界面23的節(jié)段等可關聯(lián)于另一曲率限制器使用，以便構造修改類型的曲率限制器。此外，如果關聯(lián)于所提及的附圖描述的工序被逆轉為相反方向，則也可以輕松地移除或更換電纜組件I。這種逆轉工序可例如包括以下步驟:朝上移動曲率限制器3，同時將電纜組件I卷繞到浮動設施70的卷筒72上。
[0049]為了簡明起見，應該明白的是:貫穿本申請使用的“一”或“一個”不排除多個，并且“包括(包含)”不排除其它步驟或要素。
【權利要求】
1.一種電纜組件保持設備(31)，被實現(xiàn)來在離岸設施(50)的上部層級與下部層級之間保持電纜組件(I)，包括一組開放管(35、36)，其中開放管(35、36)沿著其長度的至少一部分包括縱向縫部(41)，穿過所述縫部(41)，電纜組件(I)被引入所述開放管(35、36)中成組裝狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的保持設備(31)，其中，所述開放管組(35、36)的長度能從初始長度變化為延伸長度。
3.根據(jù)權利要求2所述的保持設備(31)，其中，所述開放管組以伸縮方式被實現(xiàn)為具有至少兩個嵌套節(jié)段(35、36)，其中外部嵌套節(jié)段被實現(xiàn)來至少部分地圍繞內(nèi)部嵌套節(jié)段(35)。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的保持設備(31)，其中，所述縱向縫部(41)延伸貫穿開放管(35、36)的整個長度。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的保持設備(31)，其中，開放管(35、36)的縱向縫部(41)在所述開放管(35、36)的初始狀態(tài)中的寬度小于所述電纜組件(I)在所述電纜組件(I)的初始狀態(tài)中的直徑，使得所述電纜組件(I)被保持在所述開放管(35、36)中。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的保持設備(31)，包括:屏蔽物(42)，其被實現(xiàn)來至少部分地覆蓋開放管(35、36)的縱向縫部(41)，以便將電纜組件(I)保持在所述管中。
7.根據(jù)前述權 利要求中任一項所述的保持設備(31)，其中，開放管(35、36)的縱向縫部(41)的邊緣包括可變形邊緣。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的保持設備(31)，其中，縱向縫部(41)的邊緣被實現(xiàn)為向內(nèi)面向所述開放管(36)的空腔(39)中，以便將電纜組件(I)保持在所述開放管(36)中。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的保持設備(31)，包括:延伸機構，其用于延伸所述開放管組(35、36)的長度。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的保持設備(31)，包括:導向引導器(33)和用于致動所述導向引導器(33)的致動器件(56、58)。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的保持設備(31)，包括:電纜組件曲率限制器(3、3’)，用于實現(xiàn)電纜組件(I)從本質(zhì)上的豎直方向(Y)向本質(zhì)上的水平方向(X)的過渡，同時維持最小彎曲半徑。
12.—種離岸設施(50)，包括根據(jù)權利要求1-11中任一項所述的電纜組件保持設備(31)，其用于將電纜組件(I)固定在所述離岸設施(50)的上部層級與海床(60)之間，其中所述保持設備(31)的開放管組(35、36)本質(zhì)上豎直地安裝至所述離岸設施(50)。
13.一種從離岸設施(50)的上部層級懸掛電纜組件(I)的方法，所述方法包括以下步驟: -將電纜組件保持設備(31)的開放管組(35、36)本質(zhì)上豎直地安裝至所述離岸設施(50)，其中開放管(35、36)沿著其長度的至少一部分包括縱向縫部(41)； -穿過所述縱向縫部(41)向所述保持設備(31)的開放管(35、36)中引入電纜組件⑴。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，包括以下步驟:將所述開放管組的長度延伸為延伸至海床或進入海床中，其中該延伸長度的步驟優(yōu)選包括以下步驟:-向所述開放管組(35、36)安裝延伸機構，所述延伸機構包括導向引導器(33)和致動器件(56、58)，以及 -致動所述導向引導器(33)，使得所述開放管組(35、36)朝海床(60)延伸。
15.根據(jù)權利要求13或14所述的方法，包括以下步驟: -將電纜組件曲率限制器(3、3’)連接至所述導向引導器(33)，以及 -在所述曲率限制器 (3、3’)中配置所述電纜組件(I)。
【文檔編號】H02G1/10GK104081603SQ201280068853
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年7月19日 優(yōu)先權日:2012年2月2日
【發(fā)明者】N.J.博爾奇-詹森, J.澤倫森 申請人:西門子公司