水下生产系统中的脐带缆.ppt

水下生产系统中的脐带缆,脐带缆,脐带缆的国内外现状,根据工况不同，脐带缆可选用非金属管和不锈钢管作为工作液体的输送管道 。,脐带缆在海洋工程中已经应用了近50年,60年代：直接液压控制形式，全部由管道组成,70年代：水下生产系统开始使用电液复合式，不再 仅由管道组成，还 包括了电缆和光纤等,历史,2019/7/12,脐带缆的功能,脐带缆的主要功能有：,1. 为水下生产系统提供电力；,2. 为水下生产系统控制提供液压通道；,3. 提供油气田开发所需化学药剂管线；,4. 传递上部模块的控制信号及水下生产系统传感器数据。,2019/7/12,脐带缆的结构和功能,1.隔离支撑 2.电缆 3.铠装层 4.加强带 5.护套 6.不锈钢管,脐带缆主要由电缆， 光 缆， 液压或化学 药剂管 聚合物护套 碳纤维棒或铠装钢丝 以及填充物等组成水 下生产系统脐带缆 是 电缆、光缆、液压或化 学药剂管的组合。 概括起来 ： 包括电单元，光单元 ，管单元和外层设计,2019/7/12,脐带缆的关键技术,数量管单元: 应根据传输介质传输距离内压外压拉伸及弯曲应力及其组合选择材料和设计壁厚以确定管单元尺寸,截面设计 ：主要围绕满足液压化学药剂注入,电力,控制及传输信号等功能要求 对电单元,光单元,及管单元进行设计还要在服役的环境中满足海洋 环境寿命以及在动静态工作状态下脐带缆承受拉伸弯曲疲劳等力学要求,电单元: 应根据水下生产系统用电负荷决定其电缆横截面积以及绝缘厚度,光纤单元: 设计应根据水下生产系统数据传输量以及传 输距离来确定是采用单模光纤还是模光纤,2019/7/12,结 构 和 力 学 性 能力学分析,在安装及在运行中一直受到流波浪浮体运动等环境荷载作 及其自重因素发生失效 应服役的环境基础参数进行脐带缆的极值荷载分析 ,海底稳定性分析等得出脐带缆的重量外径比,拉扭和弯曲性能等基本力学特性 在此基础上进一步进行局部力学和整体线形设计与分析并确定脐带缆线型并 确 定 脐 带 缆与周围立管及其他设施碰撞的可能性,2019/7/12,制造技术,成缆:脐带缆制 造 的 关 键 工 序需 要 立 式 或 卧 式 成缆机 钢丝铠装机地转盘主动收线系统完成脐带缆制造,功能单元制造开始： 首先是在立式或卧式成缆设备上以螺旋形式将各个功能单元绞合 然后 对 缆 线 加 装保护和屏蔽层,其中多单元多层次成缆技术和制造过程中各单元形变控制技术 是脐带缆制造技术难点,2019/7/12,脐带缆国产化进展,长期以来我国所使用的脐带缆全部依赖进口 在十一五期间国家计划水下生 产 系统脐带缆关键技术研究课题组采取产学研相结合，确定目 标 脐 带 缆 功 能 要 求单 元 数 量 为 10根。,2019/7/12,脐带缆国产化进展,2引起了国内外其他用户的广泛关注 ，在一定程度上打破了国外在动态电缆上的垄断,1 通过对脐带缆在设计，制造测试中的关键技术开展攻关初步形成了我国具有 自主知识产权的脐带缆设计技术体系，制造单位在动态海底电缆脐带缆等产品