[發明專利]端接組件

有效

• 申請號: 201910920020.3
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110953407B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 菲利普·艾倫·沃德
• 申請（專利權）人: 杰德爾纜線系統有限公司
• 主分類號: F16L5/14
• 分類號: F16L5/14;F16L5/02;F16L55/035;H02G3/22
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 葛強;王剛

本發明涉及用于端接線纜或管纜的管纜端接組件。端接組件包括從管纜延伸并穿過艙壁板的多個管纜元件。座式球元件具有管纜元件穿過的球形主體。球元件位于杯狀構件中，其允許球元件旋轉大的角度范圍，從而使其能夠與管纜元件對準，而無需操縱或迫使管纜元件就位。然后可以將管纜元件附接到由杯狀構件支撐在艙壁上的球元件上。這允許管纜元件中的軸向張力被轉移到艙壁。

技術領域

本發明涉及一種端接組件。特別地，本發明涉及用于線纜或管纜(umbilical)的端接組件以及裝配這種端接組件的方法。

背景技術

線纜和管纜通常用于向設備提供各種能量形式(例如電能，液壓能，氣動能等)，信號(電信號，光信號，壓力信號)或耗材，并且可以在海平面以上和以下使用。管纜可以被部署在海床上，并且通常由一種或多種類型的細長的有源管纜元件的集合組成，包括電元件、氣動元件、液壓元件和化學元件。為了附加的柔韌性和機械強度，這些元件可以根據需要與附加的外部部件一起纏繞。管纜通常通過傳輸各種形式的化學品、信號和電力來幫助提供與海底設施之間的必要控制。術語管纜在本文中將用于指代任何類似的細長結構，例如管纜或線纜。

這樣的管纜可能又大又重，使得管纜在每個端部的連接都很困難。管纜通常端接于組件中，其允許操縱線纜的端部，并且還可以適當地連接至管纜中的元件。這是經由管纜端接組件(UTA)來完成的，其提供了平臺以通過連接到固定的支撐元件來端接管纜線。在某些情況下，它們也可以用來將它們移動到位，例如，將它們舉到水面進行維修和連接。

用于海底系統的普通管纜包括多個可包括鋼管的元件。這些鋼管與其他管纜元件一起通常以螺旋狀纏繞在一起。這些鋼管可抵抗管纜在處理、安裝和維修期間會承受的高的外部塌陷壓力和軸向載荷。當使用受力集中的UTA端接管線時，與管纜處理相關的載荷應變尤其值得關注。為了確保安全可靠的端接，必須考慮許多問題，以將載荷從管纜轉移到固定架，而不會在管纜中引起較高的局部應力。

管纜端接的方法利用艙壁板來承受所引起的載荷應變。該板是整個端接結構的一部分，其端接管纜線的端部。管纜的端部通常將放置在圓錐形或鐘形殼體的內部空腔中。然后將艙壁(bulkhead)放置在錐體的端部上。艙壁設有供鋼管穿過的多個孔。然后將鋼管直接焊接到艙壁上。然后可以在端接結構的內部空腔中填充抗壓縮樹脂，以抵抗端接內部的鋼管的徑向運動。鋼管通常將在內部空腔內彎曲或發散，以幫助將管纜中的軸向載荷轉移到樹脂結構并進入端接組件。

艙壁板通常是單一加工的板，其用于提供管纜中的至少一些元件到端接組件的機械附接。通常，艙壁板全部或基本上是鋼的。通過以前面提到的方式焊接鋼管，鋼管所承受的載荷可以轉移到艙壁板上。將管焊接到艙壁上并且使用樹脂的目的是將載荷從管纜均勻地分布到UTA所附接的固定安裝點。

但是，鋼管較硬，因此將其操縱到位可能會比較困難，特別是在必須將其彎曲成所需形狀的情況下。如果艙壁上的孔形成為與鋼管的外徑相匹配，以提供緊密的機械配合，則需要將鋼管與孔精確對準。如果鋼管軸線不完全垂直于艙壁板，則很難使它們穿過孔而不會使其撓曲或擴大孔以允許一定程度的未對準。管的未對準導致管與艙壁板之間的焊接質量差。由于管纜可能包括大量螺旋纏繞的管纜構件，試圖矯直和對準管纜構件將是極其困難且耗時的。

這些未對準為焊接過程帶來了兩個主要缺點。首先，由于預期的管未對準，每個板孔的直徑必須比其預期的管對應部大得多，這會導致管周圍出現不希望的明顯間隙，從而影響所形成的焊縫的整體質量和載荷轉移可靠性。

其次，這種未對準與自動焊接工藝(例如軌道焊接機)不兼容。這些機器用焊接頭夾緊在管上，然后繞管軸線旋轉引導。如果管軸線不能垂直于艙壁板，則焊接界面將不是圓形的，并且焊頭將不會跟隨管和板的交點，從而導致較低可靠性和質量的不均勻焊接。

試圖同時將多個鋼管與笨重的艙壁對準仍然是一項艱巨而苛刻的任務。需要完美的技能和手動輸入來完美地焊接所有單獨的管，同時保持其余管的最佳對準。任何未對準(無論多么微小)都會導致不平衡的載荷轉移，并因此導致管與板之間的焊接中存在可能的薄弱點或區域。