[发明专利]端接组件

说明书

本发明涉及用于端接线缆或管缆的管缆端接组件。端接组件包括从管缆延伸并穿过舱壁板的多个管缆元件。座式球元件具有管缆元件穿过的球形主体。球元件位于杯状构件中，其允许球元件旋转大的角度范围，从而使其能够与管缆元件对准，而无需操纵或迫使管缆元件就位。然后可以将管缆元件附接到由杯状构件支撑在舱壁上的球元件上。这允许管缆元件中的轴向张力被转移到舱壁。

技术领域

本发明涉及一种端接组件。特别地，本发明涉及用于线缆或管缆(umbilical)的端接组件以及装配这种端接组件的方法。

背景技术

线缆和管缆通常用于向设备提供各种能量形式(例如电能，液压能，气动能等)，信号(电信号，光信号，压力信号)或耗材，并且可以在海平面以上和以下使用。管缆可以被部署在海床上，并且通常由一种或多种类型的细长的有源管缆元件的集合组成，包括电元件、气动元件、液压元件和化学元件。为了附加的柔韧性和机械强度，这些元件可以根据需要与附加的外部部件一起缠绕。管缆通常通过传输各种形式的化学品、信号和电力来帮助提供与海底设施之间的必要控制。术语管缆在本文中将用于指代任何类似的细长结构，例如管缆或线缆。

这样的管缆可能又大又重，使得管缆在每个端部的连接都很困难。管缆通常端接于组件中，其允许操纵线缆的端部，并且还可以适当地连接至管缆中的元件。这是经由管缆端接组件(UTA)来完成的，其提供了平台以通过连接到固定的支撑元件来端接管缆线。在某些情况下，它们也可以用来将它们移动到位，例如，将它们举到水面进行维修和连接。

用于海底系统的普通管缆包括多个可包括钢管的元件。这些钢管与其他管缆元件一起通常以螺旋状缠绕在一起。这些钢管可抵抗管缆在处理、安装和维修期间会承受的高的外部塌陷压力和轴向载荷。当使用受力集中的UTA端接管线时，与管缆处理相关的载荷应变尤其值得关注。为了确保安全可靠的端接，必须考虑许多问题，以将载荷从管缆转移到固定架，而不会在管缆中引起较高的局部应力。

管缆端接的方法利用舱壁板来承受所引起的载荷应变。该板是整个端接结构的一部分，其端接管缆线的端部。管缆的端部通常将放置在圆锥形或钟形壳体的内部空腔中。然后将舱壁(bulkhead)放置在锥体的端部上。舱壁设有供钢管穿过的多个孔。然后将钢管直接焊接到舱壁上。然后可以在端接结构的内部空腔中填充抗压缩树脂，以抵抗端接内部的钢管的径向运动。钢管通常将在内部空腔内弯曲或发散，以帮助将管缆中的轴向载荷转移到树脂结构并进入端接组件。

舱壁板通常是单一加工的板，其用于提供管缆中的至少一些元件到端接组件的机械附接。通常，舱壁板全部或基本上是钢的。通过以前面提到的方式焊接钢管，钢管所承受的载荷可以转移到舱壁板上。将管焊接到舱壁上并且使用树脂的目的是将载荷从管缆均匀地分布到UTA所附接的固定安装点。

但是，钢管较硬，因此将其操纵到位可能会比较困难，特别是在必须将其弯曲成所需形状的情况下。如果舱壁上的孔形成为与钢管的外径相匹配，以提供紧密的机械配合，则需要将钢管与孔精确对准。如果钢管轴线不完全垂直于舱壁板，则很难使它们穿过孔而不会使其挠曲或扩大孔以允许一定程度的未对准。管的未对准导致管与舱壁板之间的焊接质量差。由于管缆可能包括大量螺旋缠绕的管缆构件，试图矫直和对准管缆构件将是极其困难且耗时的。

这些未对准为焊接过程带来了两个主要缺点。首先，由于预期的管未对准，每个板孔的直径必须比其预期的管对应部大得多，这会导致管周围出现不希望的明显间隙，从而影响所形成的焊缝的整体质量和载荷转移可靠性。

其次，这种未对准与自动焊接工艺(例如轨道焊接机)不兼容。这些机器用焊接头夹紧在管上，然后绕管轴线旋转引导。如果管轴线不能垂直于舱壁板，则焊接界面将不是圆形的，并且焊头将不会跟随管和板的交点，从而导致较低可靠性和质量的不均匀焊接。

试图同时将多个钢管与笨重的舱壁对准仍然是一项艰巨而苛刻的任务。需要完美的技能和手动输入来完美地焊接所有单独的管，同时保持其余管的最佳对准。任何未对准(无论多么微小)都会导致不平衡的载荷转移，并因此导致管与板之间的焊接中存在可能的薄弱点或区域。