用于大截面超长度海缆盘绕的多层储缆盘及其使用方法

摘要

本发明公开了用于大截面超长度海缆盘绕的多层储缆盘及其使用方法，涉及一种海缆储缆盘。在现有施工平台上扩充储缆盘储缆量是现阶段需重点突破的技术难题。本发明包括内围栏、外围栏、底板、圆形的隔板，底板呈圆形，内围栏、外围栏、底板相配形成向上开口的储缆腔，隔板横向设置，将储缆腔分隔成多层储缆室，隔板上设有用于穿缆线的弧形槽及用于调节弧形槽宽度的间隙调节机构。本技术方案通过隔板把储缆盘分隔成多层储缆室，每层储缆室单独承力，在下层储缆室储缆到承力极限时通过增加隔板、建立上层储缆室，增加更多的储缆能力，能够有效地提升储缆盘的储缆量，实现海缆的连续绕制；设间隙调节机构以适用穿设不同直径的海缆，提高工作可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种海缆储缆盘，尤其涉及用于大截面超长度海缆盘绕的多层储缆盘及其使用方法。

背景技术

随着国家海洋强国战略的实施，市场对海缆的需求大幅增加，对电压等级也提出更高的要求。这一背景下，海缆长度与截面积都有显著的增加，如此便对储缆盘的储缆量提出更高的要求。现有的储缆盘装置仅有一层，由内、外侧围栏与底板组成，其内侧围栏半径大于海缆的允许弯曲半径，其围栏高度与储缆层数密切相关，而储缆层数需满足最底层海缆允许侧压力。考虑到最底层海缆的受力，储缆盘围栏高度不能无限增大，在海缆为大截面超长度海缆时，为满足储缆量的要求，只能增加储缆盘外层围栏的直径，这样不仅占据施工平台的面积较大，且对施工平台提出了更高的要求，传统的方法是对储缆盘与海缆施工平台进行改造与扩容，或者受海缆施工船甲板面积的限制而将单根海缆截断分别进行运输与施工，这样不仅增加了制作与安装海缆接头的费用，也给海缆运行于维护增加了风险，因此，如何在现有施工平台上扩充储缆盘储缆量便是现阶段需重点突破的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供用于大截面超长度海缆盘绕的多层储缆盘，以在无需改变海缆盘占用施工平台甲板面积的基础上大幅度提升储缆盘的储缆量为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

用于大截面超长度海缆盘绕的多层储缆盘，包括内围栏、外围栏、底板，所述的底板呈圆形，内围栏、外围栏、底板相配形成向上开口的储缆腔，还包括圆形的隔板，所述的隔板横向设置，将储缆腔分隔成多层储缆室，所述的隔板上设有用于穿缆线的弧形槽及用于调节弧形槽宽度的间隙调节机构。通过隔板把储缆盘分隔成多层储缆室，每层储缆室单独承力，在下层储缆室储缆到承力极限时通过增加隔板、建立上层储缆室，增加更多的储缆能力，能够有效地提升储缆盘的储缆量，实现海缆的连续绕制；设间隙调节机构以适用穿设不同直径的海缆，提高工作可靠性。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的内围栏由多个内围栏单元上下叠置而成，所述的外围栏由多个外围栏单元上下叠置而成，内围栏单元的内侧壁、外围栏单元的外侧壁均设有支撑架，隔板的内圈与内围栏单元相配，隔板的外圈与外围栏单元相配；同层的内围栏单元、外围栏单元高度相同。通过内围栏单元、外围栏单元的模块化结构，不仅便于搬运，并且在需要更高的围栏时便于叠置搭建，通过内围栏单元、外围栏单元和隔板的相配，实现搭建多层储缆室。

所述的隔板开设多个相同的弧形槽，靠近内围栏处的弧形槽切线与内围栏切线之间的夹角大于或等于90度。弧形槽便于海缆从下层转向到上层，弧形槽和弧形槽切线与与内围栏切线之间的夹角大于或等于90度，便于在海缆转到上层和由弧形槽转绕内围栏时不会出现大角度弯曲，不会伤害海缆。

所述的隔板上设有两个相差180度角的弧形槽，两弧形槽形成“S”形间隙槽。两个中心对称设置的弧形槽已经可以方便的使海缆从其就近的一个弧形槽转入上层储缆室，相比于多个弧形槽，在结构上更加简单，成本更低。

所述的隔板下设有呈放射状的承力骨架，所述的内围栏单元和外围栏单元的顶部侧面设有与承力骨架相配的定位槽，内围栏单元和外围栏单元的顶部顶面设有榫头，所述的内围栏单元、外围栏单元的下端及隔板的相应位置设有与榫头相配的榫孔。通过在隔板下方设置承力骨架，增强了隔板的承力能力，内围栏单元和外围栏单元的顶部的定位槽便于承力骨架的侧向固定，实现对承力骨架本身的承力支撑；榫头与榫孔相配的连接接口，不但连接方便牢固，而且增强了隔板的承力能力。

所述的隔板由多板拼接而成，包括基础板及异形板；基础板呈扇形，两边为直边，所述的异形板的一边为直边、另一边为形成弧形槽的圆弧边。通过隔板的模块化结构设计，搬运和安装拼接都很方便

每一基础板、异形板均设有承力骨架。能对隔板提供较均匀地承力作用。

相邻基础板之间、异形板与基础板之间通过连接件连接。连接件连接方便牢固。

所述的弧形槽与外围栏相交处的两切线夹角在120度~160度之间。合理的角度不但可以有效降低海缆转入上层时出现的过弯曲问题，而且可以在保证承力能力的前提下合理的去除弧形槽外侧异形板的承力骨架，减少材料的使用，降低成本。

所述的连接件为合页和用于固定合页的螺钉。合页连接方式，简单，方便，牢固。

本发明的另一个目的是提供一种用于大截面超长度海缆盘绕的多层储缆盘的使用方法，其包括以下步骤：

1）储缆盘在安装时可先将储缆盘的底板安装于海缆施工平台甲板上或滚动轴承上，内、外侧围栏单元设于储缆盘底板上，开成一储缆室；

2）当底层储缆盘排线完成后开始安装隔板，首先安装基础板，安装基础板时，基础板承力骨架置于内外侧围栏的定位槽处，各基础板之间通过连接件连接，在基础板安装完成后开始异形板的安装，将异形板与基础板连接，安装过程中仍将承力骨架置于内、外侧围栏卡槽处，隔板安装完成后，在隔板上方设第二层的内、外侧围栏单元形成一储缆室，再继续海缆的排缆布缆工作，当该层的储缆室排线完成后进行上层储缆室的搭建，重复操作，直至到达所需的层数。储缆室搭建及排缆过程简单方便。

当海缆施工过程中海缆退扭方式采用高度退扭时，排缆过程为海缆从底层底板内侧逆时针盘绕至外侧，再由外侧逆时针盘绕至内侧，依次盘绕至底层储缆盘允许高度的内侧处，此时安装隔板，且海缆由隔板最近一处到达上层内侧继续盘绕，盘绕方法依旧为逆时针由内至外由下及上；退扭放缆过程为逆排线过程，在上层海缆放缆结束后拆卸隔板，依旧按照逆排线过程对底层海缆进行放缆；

当海缆施工过程中海缆退扭方式采用水平旋转退扭时，排缆过程为海缆从内侧底层逆时针向上盘绕至底层允许高度处，再紧靠内侧海缆继续向下盘绕至底层底板处，如此自内向外层层盘绕，盘绕至外侧允许高度处时，安装隔板，此时应充分考虑海缆最小允许弯曲半径后选择合适的S型间隙升至上层储缆盘内侧继续逆时针由内层向外层层层盘绕；退扭放缆过程依旧为逆排线过程，在上层海缆放缆结束后拆卸隔板，依逆排线过程对底层海缆进行放缆。可以方便的实现不同退扭方式的排缆。

有益效果：

1、解决了海缆施工平台储缆量受限于储缆盘高度只得扩大储缆盘外直径或寻求更大施工平台的技术难题，在同一施工平台的前提下海缆储量大大提升，无需扩张缆圈、改动船体结构和投入过高的改造成本；另外，在相同吨位的储缆要求下，所用缆盘更小、海缆施工平台更小，一定程度节省了缆盘改造费用或大型海缆施工平台租赁费用，较小的施工平台意味着施工通道更加宽阔，更有利于施工过程安全有序得进行。

2、弧形槽的设置使海缆通过间隙板时满足了最小允许弯曲半径的要求，海缆不会因过弯曲而损坏。

3、通过增设承力骨架，提升了隔板的承力能力，防止海缆的多层排绕后出现的隔板出现下塌问题。

4、内围栏、外围栏和隔板的单元模块化结构方便搬运、安装。

5、可以方便地实现不同退扭方式的排缆，排缆操作简便易行。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明俯视结构示意图。

图3是本发明未安装隔板的单层结构示意图。

图中：1-外围栏；2-内围栏；3-隔板；4-承力骨架；5-弧形槽；6-底板；7-榫头；301-基础板；302-异形板。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1-3所示，用于大截面超长度海缆盘绕的多层储缆盘，包括内围栏2、外围栏1、底板6，底板6呈圆形，内围栏2、外围栏1、底板6相配形成向上开口的储缆腔，还包括圆形的隔板3，隔板3横向设置，将储缆腔分隔成多层储缆室，隔板3上设有用于穿缆线的弧形槽5及用于调节弧形槽5宽度的间隙调节机构。

为了方便地实现搭建多层储缆室，内围栏2由多个内围栏单元上下叠置而成，外围栏1由多个外围栏单元上下叠置而成，内围栏单元的内侧壁、外围栏单元的外侧壁均设有支撑架，隔板3的内圈与内围栏单元相配，隔板3的外圈与外围栏单元相配；同层的内围栏单元、外围栏单元高度相同。通过内围栏单元、外围栏单元的模块化结构，不仅便于搬运，并且在需要更高的围栏时便于叠置搭建，通过内围栏单元、外围栏单元和隔板3的相配，方便地实现搭建多层储缆室。

为了便于海缆从下层转到上层排绕，隔板3上设有两个相差180度角的弧形槽5，两弧形槽5形成“S”形间隙槽。靠近内围栏2处的弧形槽5切线与内围栏2切线之间的夹角为150度。弧形槽5便于海缆从下层转向到上层，弧形槽5和弧形槽5切线与内围栏2切线之间的夹角为150度，便于在海缆转到上层和由弧形槽5转绕内围栏2时不会使海缆的实际弯曲半径小于其允许弯曲半径，不会伤害海缆，两个中心对称设置的弧形槽5已经可以方便的使海缆从其就近的一个弧形槽5转入上层储缆室，相比于多个弧形槽5，在结构上更加简单，成本更低。

为了增强对海缆的承力能力，隔板3下设有呈放射状的承力骨架4，内围栏单元和外围栏单元的顶部侧面设有与承力骨架4相配的定位槽，内围栏单元和外围栏单元的顶部顶面设有榫头7，内围栏单元、外围栏单元的下端及隔板3的相应位置设有与榫头7相配的榫孔。通过在隔板3下方设置承力骨架4，增强了隔板3的承力能力，内围栏单元和外围栏单元的顶部的定位槽便于承力骨架4的侧向固定，实现对承力骨架4本身的承力支撑；榫头7与榫孔相配的连接接口，不但连接方便牢固，而且增强了隔板3的承力能力。

为了便于安装和拼接，隔板3由多板拼接而成，包括基础板301及异形板302；基础板301呈扇形，两边为直边，异形板302的一边为直边、另一边为形成弧形槽5的圆弧边。通过隔板3的模块化结构设计，搬运和安装拼接都很方便。

为了对隔板3提供较均匀地承力作用，每一基础板301、异形板302均设有承力骨架4。通过把承力骨架4设于每块隔板3下方，能对隔板3提供较均匀地承力作用。

为了连接方便牢固，相邻基础板301之间、异形板302与基础板301之间通过连接件连接。连接件连接方便牢固。

为了减少骨架材料的使用，弧形槽5与外围栏1相交处的两切线夹角为150度。合理的角度不但可以有效降低海缆转入上层时出现的过弯曲问题，而且可以在保证承力能力的前提下合理的去除弧形槽5外侧异形板302的承力骨架4，减少材料的使用，降低成本。

为了连接方便、牢固，连接件为合页和用于固定合页的螺钉。合页连接方式，简单，方便，牢固。

储缆盘的安装过程如下：

1储缆盘在安装时先将储缆盘的底板6安装于海缆施工平台的滚动轴承上，内、外侧围栏单元设于储缆盘的底板6上，开成一储缆室；

2当底层储缆盘排线完成后开始安装隔板3，首先安装基础板301，安装基础板301时，承力骨架4置于内外侧围栏的定位槽处，各基础板301之间通过合页和螺钉连接，在基础板301安装完成后开始异形板302的安装，将异形板302与基础板301连接，安装过程中仍将承力骨架4置于内、外侧围栏卡槽处，安装时，隔板3的榫孔与内外围栏的榫头连接，隔板3安装完成后，在隔板3上方设第二层的内、外侧围栏单元形成一储缆室，再继续海缆的排缆布缆工作，当该层的储缆室排线完成后进行上层储缆室的搭建，重复操作，直至到达所需的层数。

根据不同的退扭方式排缆过程如下：

1当海缆施工过程中海缆退扭方式采用高度退扭时，排缆过程为海缆从底层底板6内侧逆时针盘绕至外侧，再由外侧逆时针盘绕至内侧，依次盘绕至底层储缆盘允许高度的内侧处，此时安装隔板3，且海缆由隔板3最近一处到达上层内侧继续盘绕，盘绕方法依旧为逆时针由内至外由下及上；退扭放缆过程为逆排线过程，在上层海缆放缆结束后拆卸隔板3，依旧按照逆排线过程对底层海缆进行放缆；

2当海缆施工过程中海缆退扭方式采用水平旋转退扭时，排缆过程为海缆从内侧底层逆时针向上盘绕至底层允许高度处，再紧靠内侧海缆继续向下盘绕至底层底板6处，如此自内向外层层盘绕，盘绕至外侧允许高度处时，安装隔板3，此时应充分考虑海缆最小允许弯曲半径后选择合适的S型间隙升至上层储缆盘内侧继续逆时针由内层向外层层层盘绕；退扭放缆过程依旧为逆排线过程，在上层海缆放缆结束后拆卸隔板3，依逆排线过程对底层海缆进行放缆。

以上图1-3所示的用于大截面超长度海缆盘绕的多层储缆盘及其使用方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行等同修改，均在本方案的保护范围之列。