本發(fā)明涉及一種海纜限位固定系統(tǒng)，屬于海纜敷設(shè)方法。

背景技術(shù)：

1、在海纜敷設(shè)、海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)過程中需要鋪設(shè)大量電纜，在海纜敷設(shè)過程中需要使用j型管海纜保護(hù)系統(tǒng)以限制海纜變形，防止海纜彎曲過度。現(xiàn)行的j型管中心夾具一般采用被動(dòng)夾持式，這種結(jié)構(gòu)存在配合精度不足、連接不穩(wěn)定的問題，無法響應(yīng)海纜自重和洋流沖擊引發(fā)的動(dòng)態(tài)彎曲應(yīng)力，這導(dǎo)致海纜絕緣層裂紋累積率高，導(dǎo)致局部放電風(fēng)險(xiǎn)激增。采用現(xiàn)有方案一般需要整體拆卸j型管，在浪高較大的情況下，水下機(jī)器人精度惡化較快，其單次維護(hù)時(shí)間一般大于8小時(shí)，維護(hù)成本高達(dá)全生命周期的30％以上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種海纜限位固定系統(tǒng)，包括錨固裝置、鋼管柱、鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管、彎曲限制器及保護(hù)套管，所述鋼管柱垂直固定在海床上，錨固裝置設(shè)置在鋼管柱頂端，所述彎曲限制器貼合鋼管柱設(shè)置，鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管設(shè)置在彎曲限制器內(nèi)部，在海床位置與保護(hù)套管相連，保護(hù)套管貼合海床設(shè)置；

2、還包括配套的控制系統(tǒng)；

3、所述鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管外側(cè)壁通過連接桿固定有導(dǎo)向鏈及張緊環(huán)，導(dǎo)向鏈穿過張緊環(huán)設(shè)置且接觸位置設(shè)置有壓力傳感器，連接桿上設(shè)置有壓力傳感器及高度調(diào)節(jié)裝置，所述壓力傳感器及高度調(diào)節(jié)裝置與控制系統(tǒng)電連接；

4、所述壓力傳感器及高度調(diào)節(jié)裝置狀態(tài)由控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

5、本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)采用封閉式j(luò)型管，海纜經(jīng)鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管、彎曲限制器及保護(hù)管后進(jìn)行鋪設(shè)，海纜防水效果較好；該結(jié)構(gòu)中采用導(dǎo)向鏈和張緊環(huán)調(diào)節(jié)鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管的彎曲角度，可采用壓力傳感器測(cè)定鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管的彎曲角度從而控制海纜彎曲角度，控制系統(tǒng)可隨時(shí)監(jiān)控海纜彎曲情況，在海纜被洋流沖擊狀態(tài)下可通過控制系統(tǒng)直接進(jìn)行海纜角度調(diào)節(jié)，相比現(xiàn)有j型管安裝系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在維護(hù)過程中并不需要使用水下機(jī)器人，可在系統(tǒng)遭到?jīng)_擊的狀態(tài)下直接進(jìn)行恢復(fù)，其維護(hù)效率高，可有效提升j型管的使用壽命，降低維護(hù)成本。

6、進(jìn)一步或可選地，所述鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管為關(guān)節(jié)套管，由首尾相接的分節(jié)金具組合而成，所述分節(jié)金具單節(jié)為異徑配合結(jié)構(gòu)，分節(jié)金具直徑較大的一端設(shè)置有階梯式環(huán)形卡槽，直徑較小的一端設(shè)置有徑向卡舌，所述徑向卡舌外徑與環(huán)形卡槽內(nèi)徑相等，裝配過程中上一段的徑向卡舌與下一段的環(huán)形卡槽相接，所述鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向鏈，所述導(dǎo)向鏈穿設(shè)在張緊環(huán)內(nèi)并由控制系統(tǒng)張緊環(huán)控制導(dǎo)向鏈張緊狀態(tài)。

7、采用上述關(guān)節(jié)套管結(jié)構(gòu)采用分節(jié)金具結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)之間可進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，在海纜被洋流沖擊狀態(tài)下具備被動(dòng)柔性適應(yīng)功能，可有效延長(zhǎng)j型管的使用壽命。

8、進(jìn)一步或可選地，為了提升張緊環(huán)的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的精確性，所述高度調(diào)節(jié)裝置為氣缸，氣缸采用電磁閥進(jìn)行控制，電磁閥與控制系統(tǒng)電連接，其調(diào)控精確度控制為1mm，在張緊環(huán)的壓力傳感器監(jiān)測(cè)到受力異常后進(jìn)行反向調(diào)節(jié)，從而使關(guān)節(jié)套管結(jié)構(gòu)及時(shí)回正，避免j型管進(jìn)一步受到?jīng)_擊而發(fā)生變形。

9、進(jìn)一步或可選地，所述彎曲限制器為分體式拼裝保護(hù)管，采用對(duì)稱的兩個(gè)半管殼拼接而成，其連接處設(shè)置有防水結(jié)構(gòu)。

10、具體而言，在拼裝過程中，先將一側(cè)半殼完成拼裝，然后將兩側(cè)半殼拼接在一起，拼接過程中，在其縱向連接位置涂覆防水膠，在徑向位置設(shè)置防水圈，以防止彎曲限制器在使用過程中出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

11、所述錨固裝置由多個(gè)預(yù)制塔架模塊拼裝而成，塔架頂部設(shè)置有作業(yè)平臺(tái)，鋼管柱連接塔架底部并固定在海床上，所述錨固裝置上設(shè)置有豎向液壓驅(qū)動(dòng)裝置，所述鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管一端與液壓裝置相連并由液壓驅(qū)動(dòng)裝置控制水平高度。

12、在使用過程中需要調(diào)節(jié)海纜拉伸狀態(tài)時(shí)，通過錨固裝置上的豎向液壓驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)錨固裝置上豎向高度，該結(jié)構(gòu)與設(shè)置在鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管、彎曲限制器及保護(hù)套管內(nèi)的鏈輪、導(dǎo)向鏈、張緊環(huán)共同作用，通過控制系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)張緊鏈的控制，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部海纜彎曲狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)。

13、進(jìn)一步可選地，為了防止鋼管柱被海水腐蝕，所述鋼管柱采用雙壁鋼管結(jié)構(gòu)，內(nèi)層填充混凝土，外層涂敷納米陶瓷防腐涂層。

14、進(jìn)一步可選地，為了防止保護(hù)管在洋流中被過度沖擊，所述保護(hù)套管沿海床敷設(shè)，表面設(shè)有導(dǎo)流鰭片，所述導(dǎo)流鰭片呈螺旋狀分布，內(nèi)部填充有聚氨酯泡沫以抑制渦流震動(dòng)。

15、進(jìn)一步或可選地，為了防止導(dǎo)向鏈出現(xiàn)脫節(jié)，所述導(dǎo)向鏈與鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管上相鄰導(dǎo)向鏈之間設(shè)置有銷軸。

16、進(jìn)一步或可選地，為了進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)異地集中控制，所述控制系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊和配套的船舶控制中心，用于將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳遞給遠(yuǎn)程操作中心。

17、進(jìn)一步或可選地，為了實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管與彎曲限制器之間連接的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管最大沖擊位置的微觀調(diào)節(jié)，所述鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管由多節(jié)鉸接式管段組成，貼合鋼管柱軸向布置，鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管貼近彎曲限制器的末端設(shè)置有多層尼龍束環(huán)，所述多層尼龍束環(huán)內(nèi)嵌形狀記憶合金絲，合金絲與控制系統(tǒng)電連接，在連接位置受到大強(qiáng)度沖擊時(shí)，如需進(jìn)行回調(diào)，將形狀記憶合金絲進(jìn)行通電處理，形狀記憶合金絲根據(jù)規(guī)格需求從市面進(jìn)行采購(gòu)即可，其形變范圍控制為10±2％，在接口位置收到強(qiáng)烈沖擊，預(yù)測(cè)形變較大時(shí)，對(duì)形狀記憶合金絲進(jìn)行通電處理，使其往形變反方向進(jìn)行形變。

18、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

19、采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果：

20、(1)本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)采用封閉式j(luò)型管，海纜經(jīng)鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管、彎曲限制器及保護(hù)管后進(jìn)行鋪設(shè)，海纜防水效果較好；該結(jié)構(gòu)中采用導(dǎo)向鏈和張緊環(huán)調(diào)節(jié)鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管的彎曲角度，可采用壓力傳感器測(cè)定鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管的彎曲角度從而控制海纜彎曲角度，控制系統(tǒng)可隨時(shí)監(jiān)控海纜彎曲情況，在海纜被洋流沖擊狀態(tài)下可通過控制系統(tǒng)直接進(jìn)行海纜角度調(diào)節(jié)，相比現(xiàn)有j型管安裝系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在維護(hù)過程中并不需要使用水下機(jī)器人，可在系統(tǒng)遭到?jīng)_擊的狀態(tài)下直接進(jìn)行恢復(fù)，其維護(hù)效率高，可有效提升j型管的使用壽命，降低維護(hù)成本。

21、(2)本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)的鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管采用分節(jié)金具，各關(guān)節(jié)之間角度調(diào)節(jié)更加靈活，在海纜被洋流沖擊狀態(tài)下具備柔性適應(yīng)功能，可有效延長(zhǎng)j型管的壽命。

22、(3)本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)的張緊環(huán)采用氣缸與電磁閥配合作為高度調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)精度控制為1mm，其調(diào)節(jié)精度高，可在j型管受到?jīng)_擊時(shí)進(jìn)行自行調(diào)節(jié)，防止j型管進(jìn)一步變形。

23、(4)本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)的彎曲限制器為分體式拼裝保護(hù)管，在安裝過程中方便拆裝，其運(yùn)輸效率更高，安裝更加方便，其拼接處甚至有防水結(jié)構(gòu)，可有效防止內(nèi)部滲水現(xiàn)象的發(fā)生。

24、(5)本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)的錨固裝置設(shè)置有多個(gè)預(yù)制塔架進(jìn)行拼裝，采用液壓裝置進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，可有效保證鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管的張緊狀態(tài)從而調(diào)整海纜在管內(nèi)的狀態(tài)，防止洋流作用下出現(xiàn)形變。

25、(6)本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)的鋼管柱采用雙壁鋼管結(jié)構(gòu)，內(nèi)層填充混凝土，外層涂敷納米陶瓷防腐涂層，可有效防止海水腐蝕，其使用壽命更長(zhǎng)。

26、(7)本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)的保護(hù)套表面設(shè)置有導(dǎo)流鰭片，可以防止保護(hù)管在洋流中被過度沖擊。

27、(8)本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)的導(dǎo)向鏈與鏈?zhǔn)奖Ｗo(hù)管上相鄰導(dǎo)向鏈之間設(shè)置有銷軸，可防止導(dǎo)向鏈位置偏移。

28、(9)本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)還設(shè)置有遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊和配套的船舶控制中心，可實(shí)現(xiàn)異地集中控制。

29、(10)本技術(shù)的一種海纜限位固定系統(tǒng)的末端設(shè)置有多層尼龍束環(huán)，所述多層尼龍束環(huán)內(nèi)嵌形狀記憶合金絲，在受沖擊狀態(tài)下可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，在接口位置收到強(qiáng)烈沖擊，預(yù)測(cè)形變較大時(shí)可進(jìn)行反向調(diào)節(jié)，其抗沖擊性更好。