本發(fā)明涉及一種海上風(fēng)電場(chǎng)海纜出J型管保護(hù)裝置，尤其涉及近海海上風(fēng)電場(chǎng)海纜出J型管保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

隨著海上風(fēng)電場(chǎng)的大規(guī)模建設(shè)，海底電纜作為電能的傳輸媒介，其安全可靠性至關(guān)重要。在海上風(fēng)電場(chǎng)中，海纜一般通過(guò)固定在風(fēng)機(jī)樁基上的J型管上到風(fēng)機(jī)底座平臺(tái)，為便于海纜施工穿過(guò)J型管，J型管的內(nèi)徑一般是海纜外徑的2-2.5倍，而且海纜從J型管尾部出來(lái)到與海床接觸過(guò)渡段處于弧形懸空狀態(tài)，特別在近海海上風(fēng)電場(chǎng)，由于洋流、涌、浪較為劇烈，基樁四周易形成沖刷塌陷區(qū)，且在洋流沖刷作用下塌陷區(qū)越來(lái)越大，從而導(dǎo)致海纜懸空段越來(lái)越長(zhǎng)，易發(fā)生海纜過(guò)度彎曲，一旦海纜彎曲半徑小于其安全工作半徑，使用性能將受到影響，同時(shí)海纜在長(zhǎng)期的洋流作用下，會(huì)不斷反復(fù)擺動(dòng)，容易發(fā)生疲勞損傷，由于J型管內(nèi)徑遠(yuǎn)大于海纜外徑，海纜與J型管也會(huì)不斷碰擦，也會(huì)導(dǎo)致海纜外保護(hù)層磨損，最終破壞海纜使用性能。

針對(duì)上述問(wèn)題，目前通常采用的方法有采用拋石或者拋投混泥土包的范式來(lái)填埋基樁附件的沖刷塌陷區(qū)，但是這些方法施工難度較大，且在洋流長(zhǎng)時(shí)間沖刷作用下，石料或者混泥土包同樣會(huì)被沖走，因此需要隔一段時(shí)間進(jìn)行重新填埋加固，因此總體成本較高。還有一種方法是在J管后加一段球墨鑄鐵保護(hù)管進(jìn)行加固，這種方法對(duì)海纜的過(guò)彎有一定的保護(hù)效果，但是沒(méi)有考慮到海纜在J型管內(nèi)的限位，纜仍然能夠在J型管內(nèi)任意擺動(dòng)，會(huì)與J型管碰擦，同時(shí)球磨鑄鐵保護(hù)管材料為鑄鐵，在海水中非常容易腐蝕，一旦發(fā)生腐蝕破壞，就起不到保護(hù)作用，反而由于其重量大，增加海纜負(fù)重，更容易導(dǎo)致懸空段過(guò)彎。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明針對(duì)目前出J管口海纜的保護(hù)措施 ，存在施工難度大，成本高，同時(shí)沒(méi)有有效防止海纜擺動(dòng)，仍然存在安全風(fēng)險(xiǎn)，長(zhǎng)期可靠性低等問(wèn)題，因此提出了一種新的保護(hù)裝置，本保護(hù)裝置有效防止海纜擺動(dòng)，保護(hù)懸空段海纜，防止其過(guò)度彎曲，同時(shí)對(duì)海纜進(jìn)行埋設(shè)，提高海纜整體穩(wěn)定性，防止海纜隨洋流擺動(dòng)，避免磨損和外物沖擊及錨害。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種海上風(fēng)電海纜出J型管保護(hù)裝置，在J型管尾部海纜上安裝有中心定位保護(hù)裝置，所述中心定位保護(hù)裝置抱緊海纜，并且卡于J型管內(nèi)，且使海纜處于J型管中心位置，所述定位保護(hù)裝置尾部還連接有彎曲保護(hù)裝置，所述彎曲保護(hù)裝置采用關(guān)節(jié)咬合結(jié)構(gòu)，且通過(guò)增加關(guān)節(jié)數(shù)量組成鏈狀，所述彎曲保護(hù)裝置中心設(shè)有通孔，用來(lái)穿引海纜。

進(jìn)一步的，所述中心定位保護(hù)裝置包括導(dǎo)向錐，錐形圈，定位軸以及連接軸，所述導(dǎo)向錐由對(duì)稱兩部分組成，頭部為錐形結(jié)構(gòu)，端面設(shè)置環(huán)向螺栓孔；所述錐形圈由對(duì)稱兩部分組成，外側(cè)面為錐形結(jié)構(gòu)，端面設(shè)置環(huán)向通孔；所述定位軸由對(duì)稱兩部分組成，兩端設(shè)置連接法蘭A，外表面設(shè)置加強(qiáng)筋，兩側(cè)邊緣設(shè)置側(cè)板，所述側(cè)板上設(shè)置螺栓孔，通過(guò)螺栓孔利用螺栓連接定位軸對(duì)稱兩部分，并通過(guò)螺栓連接導(dǎo)向錐、錐形圈和定位軸；所述連接軸由對(duì)稱兩部分組成，頭部設(shè)置有連接法蘭B，所述連接法蘭B與定位軸和錐形圈通過(guò)螺栓連接，所述連接軸尾部設(shè)置有安裝凸起，兩側(cè)邊緣設(shè)置連接側(cè)板，所述連接側(cè)板上設(shè)置有螺栓孔，通過(guò)螺栓連接連接軸對(duì)稱兩部分。

進(jìn)一步的，所述定位軸和連接軸對(duì)稱兩部分間設(shè)置有安裝間隙。

進(jìn)一步的，所述錐形圈分別設(shè)置在定位軸的一側(cè)或兩側(cè)，且采用彈性材料制成。

進(jìn)一步的，所述彎曲保護(hù)裝置包括至少兩節(jié)彎曲限制器模塊相互咬合組成的鏈狀結(jié)構(gòu)，每節(jié)彎曲限制器模塊由兩塊對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元通過(guò)螺栓鎖緊連接，并通過(guò)定位銷定位，所述對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元包括依次連接的頭部、頸部和尾部三部分，所述頭部設(shè)置為凸環(huán)結(jié)構(gòu)，所述尾部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置為凹槽結(jié)構(gòu)，所述凸環(huán)結(jié)構(gòu)與所述凹槽結(jié)構(gòu)相互咬合連接，所述對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元的中心設(shè)有供海纜穿過(guò)的通孔，所述對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元的側(cè)面對(duì)稱位置設(shè)置有螺栓孔，側(cè)面靠邊緣位置對(duì)稱設(shè)置定位銷孔。

進(jìn)一步的，所述限制器模塊的殼體采用發(fā)泡高分子材料制造而成，且外層還噴涂有聚脲涂層。

進(jìn)一步的，所述通孔的直徑稍大于海纜的直徑。

進(jìn)一步的，所述彎曲保護(hù)裝置從中心定位保護(hù)裝置一直過(guò)渡到基樁四周塌陷區(qū)的后方，且對(duì)彎曲保護(hù)裝置的尾部處海纜進(jìn)行挖溝埋設(shè)。

有益效果：本發(fā)明專利有效解決了海纜出J管后保護(hù)，能夠限制海纜在J管內(nèi)擺動(dòng)，防止懸空段海纜過(guò)度彎曲，避免洋流沖刷磨損和外物沖擊及錨害，所有安裝都在施工船上完成，安裝簡(jiǎn)單，施工方面，安裝到位后，不需要后期維護(hù)，大大降低了施工成本和后期維護(hù)成本，同時(shí)所有材料都采用耐海水腐蝕材料，大大提高了此方法的安全可靠性和長(zhǎng)期有效性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的保護(hù)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的中心定位保護(hù)裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的主視圖；

圖4為本發(fā)明的彎曲保護(hù)裝置中的彎曲限制器模塊整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的彎曲保護(hù)裝置中的對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的彎曲保護(hù)裝置形成的鏈狀結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示的一種海上風(fēng)電海纜出J型管保護(hù)裝置，通過(guò)在J型管4尾部段海纜5上安裝一種中心定位保護(hù)裝置1，該中心定位保護(hù)裝置1抱緊海纜5，并且卡于J型管4內(nèi)，能夠使海纜5處于J型管4中心位置，防止海纜5在J型管4內(nèi)擺動(dòng)和碰擦，J管中心定位保護(hù)裝置1尾部連接一種彎曲保護(hù)裝置2，該彎曲保護(hù)裝置2為關(guān)節(jié)咬合結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)增加關(guān)節(jié)數(shù)量，組成鏈狀，彎曲保護(hù)裝置2中心為通孔，用來(lái)穿引海纜5，鏈狀的彎曲保護(hù)裝置2設(shè)計(jì)有一定的彎曲半徑，在使用過(guò)程中，其彎曲半徑不小于海纜4的安全工作半徑，確保海纜4不會(huì)發(fā)生過(guò)度彎曲。

彎曲保護(hù)裝置2從J管中心定位保護(hù)裝置1一直過(guò)渡到基樁7四周塌陷區(qū)6后方，對(duì)懸空段海纜5進(jìn)行有效的彎曲保護(hù)，彎曲保護(hù)裝置2采用耐腐蝕、非金屬材料，密度接近海水密封，在海水里面對(duì)海纜5幾乎沒(méi)有附加負(fù)載。為進(jìn)一步增加海纜5的穩(wěn)定性，對(duì)彎曲保護(hù)裝置2的尾部3處海纜進(jìn)行挖溝埋設(shè)，使沒(méi)有彎曲保護(hù)裝置2保護(hù)的海纜5不受洋流沖刷影響，同時(shí)也能夠有效防止外物沖擊和錨害。

具體的，如圖2和圖3所示的中心定位保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。所述的中心定位保護(hù)裝置1包括導(dǎo)向錐11，錐形圈12，定位軸13以及連接軸14，所述導(dǎo)向錐11由對(duì)稱兩部分組成，頭部為錐形結(jié)構(gòu)，端面設(shè)置環(huán)向螺栓孔17；所述錐形圈12由對(duì)稱兩部分組成，外側(cè)面為錐形結(jié)構(gòu)，端面設(shè)置環(huán)向通孔；所述定位軸13由對(duì)稱兩部分組成，兩端設(shè)置連接法蘭A 18，外表面設(shè)置加強(qiáng)筋19，兩側(cè)邊緣設(shè)置側(cè)板110，所述側(cè)板110上設(shè)置螺栓孔111，通過(guò)螺栓孔111利用螺栓連接定位軸13對(duì)稱兩部分，并通過(guò)螺栓連接導(dǎo)向錐11、錐形圈12和定位軸13；所述連接軸14由對(duì)稱兩部分組成，頭部設(shè)置有連接法蘭B 112，所述連接法蘭B 112與定位軸13和錐形圈12通過(guò)螺栓連接，所述連接軸14尾部設(shè)置有安裝凸起113，兩側(cè)邊緣設(shè)置連接側(cè)板114，所述連接側(cè)板114上設(shè)置有螺栓孔115，通過(guò)螺栓連接連接軸14對(duì)稱兩部分。

所述定位軸13和連接軸14對(duì)稱兩部分間設(shè)置有安裝間隙。

所述錐形圈12分別設(shè)置在定位軸13的一側(cè)或兩側(cè)，且采用彈性材料制成。

本中心定位保護(hù)裝置能夠把護(hù)管下端口段電纜限制在護(hù)管中心位置，能夠有效控制海纜在護(hù)管內(nèi)擺動(dòng)，防止與剛性護(hù)管產(chǎn)生碰撞，避免海纜在洋流的長(zhǎng)期作用下發(fā)生疲勞破損，同時(shí)該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，可靠性高，使用年限長(zhǎng)。本裝置采用哈弗式對(duì)稱結(jié)構(gòu)便于安裝，導(dǎo)向錐頭部錐形設(shè)計(jì)，便于穿入護(hù)管；錐形圈外側(cè)錐形設(shè)置，便于穿入護(hù)管，同時(shí)采用彈性材料，且與護(hù)管過(guò)盈轉(zhuǎn)配，與護(hù)管之間形成彈性緩沖層；陽(yáng)極保護(hù)塊能夠降低海纜中心定位保護(hù)裝置本體腐蝕，提高使用壽命；本海纜中心定位保護(hù)裝置能夠抱緊海纜，同時(shí)卡于護(hù)管，實(shí)現(xiàn)電纜在護(hù)管內(nèi)的中心定位，能夠避免海纜在護(hù)管內(nèi)隨意擺動(dòng)和與護(hù)管碰撞造成的疲勞破損，提高海纜在使用過(guò)程中的安全可靠性，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，無(wú)需潛水員水下操作。

如圖4到圖6所示的彎曲保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。所述的彎曲保護(hù)裝置2包括至少兩節(jié)彎曲限制器模塊21相互咬合組成的鏈狀結(jié)構(gòu)，每節(jié)彎曲限制器模塊21由兩塊對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元22通過(guò)螺栓23鎖緊連接，并通過(guò)定位銷24定位，所述對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元22包括依次連接的頭部25、頸部26和尾部27三部分，所述頭部25設(shè)置為凸環(huán)結(jié)構(gòu)28，所述尾部27內(nèi)側(cè)設(shè)置為凹槽結(jié)構(gòu)29，所述凸環(huán)結(jié)構(gòu)28與所述凹槽結(jié)構(gòu)29相互咬合連接，所述對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元22的中心設(shè)有供海纜穿過(guò)的通孔210，所述對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元22的側(cè)面211對(duì)稱位置設(shè)置有螺栓孔212，側(cè)面211靠邊緣位置對(duì)稱設(shè)置定位銷孔213。

所述限制器模塊21的殼體采用發(fā)泡高分子材料制造而成，且外層還噴涂有聚脲涂層。

所述通孔210的直徑稍大于海纜5的直徑。

本彎曲保護(hù)裝置具體安裝過(guò)程如下：首先把定位銷24安裝到對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元22上定位銷孔213中，再把一對(duì)對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元22卡在電纜上，電纜至于中心通孔210中，利用螺栓23鎖緊對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元22。一節(jié)彎曲限制器模塊21安裝完成，再安裝下額一節(jié)彎曲限制器模塊21，下一節(jié)彎曲限制器模塊21的對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元22尾部的凹槽結(jié)構(gòu)29，卡住上一節(jié)彎曲限制器模塊21的對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元22頭部25的凸環(huán)結(jié)構(gòu)28上，同樣安裝定位銷24和螺栓23，完成第二節(jié)彎曲限制器模塊21安裝，下面的彎曲限制器模塊依次按照相同方法安裝。

本保護(hù)裝置具體的施工方法如下：計(jì)算好海纜5在J型管4內(nèi)的長(zhǎng)度L1和平臺(tái)上需要接線預(yù)留的長(zhǎng)度L2，在距離海纜5端頭L1+L2距離位置安裝中心定位保護(hù)裝置1，再逐節(jié)安裝彎曲保護(hù)裝置2。下一步對(duì)海纜5端頭進(jìn)行密封處理，再在端頭安裝牽引網(wǎng)套，上述安裝步驟都在施工船上完成，下面通過(guò)牽引網(wǎng)套，把海纜5牽引至J型管4，并上風(fēng)機(jī)平臺(tái)，J管中心定位裝置1會(huì)沿著J型4管尾部喇叭口進(jìn)入J型管內(nèi)，當(dāng)J管中心定位裝置1完成進(jìn)入J型管4后，停止拖拽海纜5，即J管中心定位裝置4安裝到位，接下來(lái)對(duì)彎曲保護(hù)裝置2后面海纜5進(jìn)行沖溝埋設(shè)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。