水下生产系统脐带缆初步结构设计
水下生产系统-2014
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（5）远程打开和关闭阀门的阀门驱动器。有些可能是 手动阀门，也包括深水ROV接口； （6）用于脐带缆挂接的控制连接板； （7）控制系统。这包括阀门驱动器命令系统以及压力 和温度传感器。该阀门驱动器命令系统可以是简单 或复杂的管道系统，包括电脑及根据应用选用的电 磁线管； （8）节流器（可选）用于调节生产流速；
选择准则 在选择HT或VT时，需要考虑下列问题： （1）卧式采油系统要比立式的昂贵。卧式采油系统 的售价是立式的5到7倍。 （2）立式采油系统更大、更重，而这在钻机的安装 平台有限时必须考虑。 （3）油井是否已经完成也是选择的另一个因素。如 果油井已经完成但是采油系统还没有安装好，那 么立式的采油系统比较适合。但如果采用卧式的 采油系统，系统必须在油井完成之前安装好。
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概述
从1961年第一口水下井口在美国应用以来，随着各种新 技术的应用，水下生产系统应用水深越来越深，到目前 为止，已投产最深采油树达到2714m（美国墨西哥湾 Independence Hub凝析气田，2007年7月投产）；回接距 离最长的气田回接距离达到143公里（挪威北海Snø hvit 一期，水深250-345m，2007年8月21日天然气上岸）。 目前国外对于3000m水深以内的水下生产系统设计、建 造、安装技术已经比较成熟，且已在西非、墨西哥湾、 北海等海域经过了大量工程项目的实践检验。
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油管悬挂系统；VXT采用了传统的油管悬挂器 ，它有一个主要生产孔和一环孔。油管悬挂器 位于井口。然而，在HXT中，油管悬挂器有一 个单筒悬挂器，并且有一个侧出口，生产流体 将从这里传送到生产主阀。
采油树帽；VXT系统的采油树帽具有修井期间 提供控制接口以及密封海水功能。但在HXT， 有内部采油树帽和采油树碎屑保护帽。
5水下脐带缆
水下生产系统的设计和操作水下脐带缆验证试验脐带缆部件的设计和制造应满足脐带缆的功能和技术要求，并通过验证和接收试验证明其适应性。
当新部件的设计与以往验证过的设计相似，且能以较高的可信度预测新部件的性能是，可用部分或全部部件的接收试验涵盖设计验证试验。
对于非常规的设计或者与以往验证通过的设计有重大差异是，设计验证试验应按单独的程序进行。
如适用，对终端，中间接头及附属设备，宜考虑进行验证和接收试验。
1. 电缆验证试验1.1 外观和尺寸检查电缆芯线应进行100%外观检查，且无损伤，导体没有扭结或缺陷。
应包括材料可能污染需进行的检查，及尺寸和结构核实。
导体应按照IEC 60228的要求检查。
1.2导体电阻测试每种绝缘导体应取两个试样，进行同类直流导体的电阻测试，每一试至少1m（3.28ft）长。
从一根成品电缆两端各截取一试样。
每根导体的直流电阻测量值校正到20℃（68°F）时，不应超过IEC 60228规定值的2%。
1.3 屏蔽层电阻成品电缆芯内，半导体屏蔽层的电阻率不应超过以下值a）导体屏蔽：1000Ω·mb）芯线屏蔽：500Ω·m1.4 绝缘电阻直流绝缘电阻测试必须在每种绝缘导体的两个试样上进行，每一试样至少长1m（3.28ft）。
试样从一根成品电缆两头截取。
单独的绝缘导体应浸没在自来水中测量绝缘电阻。
试样应能承受最小为3.5MPa（500 psi）静水压或工作水深的最大静水压（取较大值），并至少维持22h后，压力处于稳定状态下测到的绝缘电阻，其值应在500V DC时不低于500MΩ·km。
如果绝缘导体的金属屏蔽层覆盖了整根电缆，该试验可按所处环境条件下实施，而不用浸入水中。
1.5 高压直流试验应在绝缘导体上取两个试样进行高压测试。
每一试样至少1m（3.28ft）长。
从一根成品电缆两端各截取一试样。
单独的绝缘导体应没在自来水中测量绝缘电阻。
试样应能承受最下为3.5MPa（500 psi）静水压或工作水深的最大静水压（取较大值），并至少维持22h 后，测试绝缘电阻。
脐带缆概念
脐带缆
水下生产系统脐带缆(Umbilical)是电缆(动力缆或信号缆)、光缆(单模或多模光缆)、液压或化学药剂管(钢管或软管)的组合。
脐带缆的主要功能有：
●为水下生产系统提供电能；
●为水下生产系统控制提供液压通道；
●提供油气田开发所需化学药剂管线；
●传递上部模块的控制信号及水下生产系统传感器数据。
1.隔离支撑
2.电缆
3.铠装层
4.加强带
5.护套
6.不锈钢管
产品类型
电线单元，电缆单元，软管/钢管单元，光缆单元集成混合脐带缆。
适用范围：
主要用于深水油气勘探开发，例如海底与DPP之间的电力，信号，数据的传输和化学药剂，液体输送。
1.填充绳
2.电源线
3.加强件
4.光纤
5.护套
6.不锈钢管
产品特点：
●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。
●该产品有静态和动态部分组成，可根据顾客要求定制成静态与动态集成的单根或分段脐带缆。
●将原有国际软管技术升级为不锈钢管，大大增加了其抗腐蚀性和其他功能
●该产品具有相当高强度，可承受敷设或打捞时张力和外界压力，可靠性高。
海缆巡检机器人脐带缆收放系统设计与研究
海 缆 巡检 机 器人 脐 带缆 收 放 系统 设 计 与研 究
俞恩科 ，敬 强 ，解玉文 ，曹向勇 ，沈耀军
（ １ ．国网浙 江省 电力公 司舟 山供 电公 司 ，浙 江舟 山 ３ １ ６ ０ ２ １ ； ２ ．北京 国 网富达科技 发展 有 限责任 公 司 ，北 京 １ ０ ０ ０ ７ ０ ）
摘 要 ：针对近海遥控操作水下机器人 （ Ｒ Ｏ Ｖ）系统的收放 系统需求 ，初步研究 设计 了适合 中小型船 舶的 Ｒ ０ Ｖ收放 系 统 ，该 系统包括 Ａ架 、绞车 、排缆器 、液压 动力 单元 等 Ｒ Ｏ Ｖ专用收放系统 ，并进 行了初步的载荷分析。
关键词 ：收放 系统 ；水下机器人 ；排缆器 ； 绞车 ；液压动力单元 中图分 类号 ：Ｔ Ｐ ２ ４ ２ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ １ － ３ ８ ８ １（ ２ ０ １ ７ ）０ ３ － ０ ８ ２ － ７
２ ０ １ ７年 ２月
机床与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ ＴＯ０Ｌ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ Ｉ ＣＳ
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０１ ７ Ｖｏ １ ． ４ ５ Ｎｏ ． ３
第４ ５ 卷 第 ３ 期
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ３ ８ ８ １ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ３ ． ０ １ ９
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｕ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ（ Ｌ Ａ Ｒ Ｓ ）ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｒ ｅ ｍ ｏ ｔ ｅ ｌ ｙ Ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ Ｖ ｅ ｃ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ（ Ｒ Ｏ Ｖ）ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ －
16264048_文昌103项目水下脐带缆终端设计中的难点与解决方案
!!作者简介钟文军!#+.'( 男 #" "教授级高级工程师"主要从事海洋工程方面的工作$/海洋工程装备与技术0编委$
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海洋工程装备与技术
第'卷
系统的枢纽$该 BY(Y 有以下主要特征+!##!个 计压力."""FE8$
控 AYAY@! 制设备选型设计 BY(Y 上的控制系统设备为采办产品"为了便
于BY(Y 与结构基础之间的简单安全连接"由厂家 提供BY(Y 的安装底座"直接与基础装配集成$为 了进行电力和信号的分配"BY(Y 上配备了!个可 以由 WV[ 独立回收的 每 )TZ" 个 )TZ 上均存在 .对外输接头将分别与 *#"*!@"*&@"*%以及 两个预留井相连$所有的电液飞线接头需要配备 足够的长期保护帽"所有的电接头均需要防水$ 控 AYAYA! 制和化学药剂分配系统设计
构设计为一种外伸延展式的翼型结构"四角设置可改 变渔具运动方向的大倾角台型外框"与水平方向的设 计角度不大于'$d以便于渔网滑过$保护结构可以仅 依靠 WV[协助操作实现自由的回收及安装"以便在 内部控制模块失效的情况下"进行有效的后期维护$ 辅 AYCYB! 助结构设计
水下生产系统用脐带缆试制关键工艺介绍
填充
学 注入 通 道 ， 同时 为上 部 模 块 控 制 信 号 以及 水 下 生 产系统 提供 数 据 传 输通 道 。长期 以来 ， 国使 用 的 我
ａ ｄ ｕ ｔ ｕ ｉ ａ ｉ ｇ ｕ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｄ ｆ ｒ ａ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｌｏ ｅ ｔ ｂ ｎ ｔ ｅ ｍａ ｕａ ｔ ｒ ｒ ｃ ｓ ． ｎ ｍｌ — ｎ ｔ ｌ ｙｎ ｐ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｅ ｍ ｔ ｏ ｔｏ ｆｔ ｕ ｅ ｉ ｈ ｎ ｆｃ ｕ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｉ ｅ ｏ ｏ ｈ Ｋｅ ｒ ｓ ｍｂ ｌ ａ ；ｕ ｉｌｙ ｒａ ｄ ｕ ｔ ｕ ｉ ａ ｉ ｇ ｕ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｔｅ ｕ ｅ ｅｏ ｍａ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ：ｕ ｉ ｃ ｌ ｍｈ — ｅ ｎ ｍｌ — ｎ ｔ ｌｙ ｎ ｐ ｔｃ ｎ ｌｇ ；ｓｅ ｌｔ ｂ ；ｄ ｆｒ ｔ ｏ ｔ ｉ ａ ｉ ｅ ｏ ｏ
０ 引 言
脐 带 缆 是水 下 生 为水 下 生 产 系统 提供 电气 液 压 动 力 、 化
电单元 和光纤 单 元外 ， 往往 还包 含数 量不等 的液 压 、
化 学药 剂管 道单 元 。本次 试制 的脐 带缆包 含 ： ４ ３根
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｍｂ ｌ ａ ｏ ｕ ｓ ａ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ｉ ｏ ｏ ｅ ｆｅ ｅ ｔ ｃ ｌｃ ｂｅ ， ｐｉ ａ ｂ ｒ ｔ ｂ ｓ ｏ ｏ ｅ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｕ ｉ ｃ ｌｆｒ ｓ ｂ ｅ ｒ ｄ ｃｉ ｙ ｔｍ ｓ ｃ ｍｐ ｓ ｄ ｏ ｌｃ ｒ ａ ａ ｌｓ ｏ ｔ ｌｆ ｅ ，ｕ ｅ ｒ ｈ ｓ ｓ ｉ ｏ ｉ ｃ ｉ ｗｈ ｃ ｓｕ ｅ ｒｅｅ ｔ ｃ ｓ ｎ ｌ ｎ ｙ ｒ ｕ ｉ ｃ ｎ ｅ ｔ ｇ ｂ ｔ ｅ ｎ ｐ ａｆ ｒ ａ ｄ ｓ ｂ ｅ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｓ ｓｅ Ｔ ｅｅ ｕ ｐ ｉ ｈ ｉ ｓ ｄ ｆ ｌｃｒ ， ｉ ａ ａ ｄ ｈ ｄ ａ ｌ ｏ ｎ ｃ ｉ ｅｗ ｅ ｌｔ ｍ ｎ ｕ ｓ ａ ｐ ｏ ｕ ｔ ｙ ｔｍ． ｈ ｑ ｉ － ｏ ｉ ｇ ｃ ｎ ｏ ｏ
水下生产系统脐带缆抗疲劳设计的开题报告
水下生产系统脐带缆抗疲劳设计的开题报告一、研究背景水下生产系统是指在海底进行石油和天然气的开采，生产和输送的一套设施，其关键组成部分之一就是脐带缆。
脐带缆是连接海底设备和船舶的重要部件，承受着复杂的水流，海浪和潮汐的力量。
因此，对脐带缆的抗疲劳设计十分重要。
目前，国内外对于水下生产系统脐带缆的研究还比较局限，这使得脐带缆的可靠性和安全性难以保证。
因此，有必要开展水下生产系统脐带缆抗疲劳设计相关的研究工作。
二、研究目的本研究的目的是设计一种脐带缆抗疲劳的方案。
通过分析脐带缆在水下环境中所受的力和外界环境对其影响，为脐带缆的设计提供依据和优化方案。
同时，研究还将提出一些实用性较强的设计建议和一些实验检测方法。
三、研究内容1.脐带缆的工作原理，结构设计原则。
2.分析水流、水压和海底环境等因素对脐带缆的影响，建立数学模型。
3.分析脐带缆受力情况，研究脐带缆的应力减缓和控制方法。
4.设计并优化脐带缆的材料、几何结构和连接方式，提出可行的设计方案。
5.开展模拟实验和现场试验，验证所提出的方案的有效性和实用性。
四、研究意义1.对于水下生产系统脐带缆抗疲劳设计的研究，可以提高脐带缆在复杂水下环境中的可靠性和安全性。
2.对于优化脐带缆的设计方案和材料选用，可以降低工程成本，提高工程效率。
3.对于开展模拟实验和现场试验，可以验证所提出方案的可行性和实用性，为下一步设计提供可靠数据。
五、研究方法本研究将采用理论分析和模拟实验相结合的方法。
通过对脐带缆的结构设计、数学模型建立和力学分析等环节进行理论研究。
并通过模拟实验和现场试验对所提出的方案进行验证。
六、预期结果预期的研究结果包括：1.确定脐带缆的工作原理、结构设计原则和数学模型。
2.分析水流、水压和海底环境等因素对脐带缆的影响，建立较为完善的理论模型。
3.通过理论分析，研究脐带缆应力减缓和控制的方法，并提出优化的设计方案。
4.开展模拟实验和现场试验，验证所提出的方案的可行性和实用性。
海洋脐带缆铠装钢丝的结构设计
Abstract
Armored steel wire is an important strength component of the umbilical, which can bear the load of stretching and torsion in complex marine environment and can protect the central core. In order to ensure the torsion balance and stress balance of umbilical, the armored steel wire is usually designed as two or more layers and wound outside the central core in opposite directions. In this paper, a theoretical design method of armored steel wire of umbilical is discussed, and a theoretical model of double armored umbilical is established. The results show that the spiral angle and diameter of the armored wire have a certain effect on the mechanical strength of the umbilical.
Structural Design of Marine Umbilical Armored Wire
海底脐带缆系统软件的设计与分析
海底脐带缆系统软件的设计与分析作者：王劭文隋国荣来源：《软件工程》2020年第10期摘 ;要：海底脐带缆为海底设备提供必要的能源动力、传输状态控制信号以及注入相关化学药剂。
在深海作用下，构件之间的非线性效应使脐带缆的设计和分析非常重要。
在脐带缆的结构和力学分析等理论基础上，根据不同用途的脐带缆特性，通过基于软件编程，实现海底脐带缆分析和设计软件，可以实时显示截面图，并输出相关结构尺寸和电气参数特性，具有截面力学分析等功能。
与国外同类软件设计结果相比，平均相差在5%以内，可以很好地满足国内生产实践和实际铺设的需求。
关键词：海底脐带缆;非线性效应;结构设计;力学分析;WPF编程中图分类号：TP319 ; ; 文献标识码：ADesign and Analysis of Submarine Umbilical Cable System SoftwareWANG Shaowen， SUI Guorong（School of Optical-Electrical and Computer Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）wangsw28@; suigr@Abstract： Submarine umbilical cable provides necessary energy and power， transmits the status control signals and injects the relevant chemicals for submarine equipment. Under the deep sea， the nonlinear effect between components makes the design and analysis of umbilical cable very important. Based on the theory of structural and mechanical analysis of umbilical cable， and the characteristics of umbilical cable for different purposes， the software for analysis and design is realized through software programming. The software can display the cross-section in real time， and output the relevant structural size and electrical parameter features. It has the function of cross-section mechanical analysis， etc. Compared with the same kinds of foreign software， the average difference is less than 5%， which can meet the needs of domestic production and the actual laying.Keywords： submarine umbilical cable; nonlinear effect; structural design; mechanical analysis; WPF （WindowsPresentation Foundation） programming1 ; 引言（Introduction）目前，深海油气资源开发采用水下生产系统技术，将海洋油气生产设备及辅助设施部分或者全部置于海底，完成自動采油、集油、输油生产等工作。
水下生产系统用脐带缆试制关键工艺介绍
水下生产系统用脐带缆试制关键工艺介绍陈凯;夏峰;叶信红;郭宏;张永明;钟科星【摘要】水下生产系统用脐带缆一般由电、光纤、液压管道、化学药剂管道等多种不同单元组成.用于连接上部平台与水下生产系统,并作为电液控制、电力和化学药剂的通道[1].脐带缆制造对生产设备、工艺等有特殊的要求.介绍了脐带缆多单元多层次截面设计及成缆和钢管单元形变控制等关键制造工艺.【期刊名称】《电线电缆》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】3页(P11-13)【关键词】脐带缆;多单元多层次成缆;钢管单元;形变控制【作者】陈凯;夏峰;叶信红;郭宏;张永明;钟科星【作者单位】宁波东方电缆股份有限公司,浙江宁波315040;宁波东方电缆股份有限公司,浙江宁波315040;宁波东方电缆股份有限公司,浙江宁波315040;中海油研究总院,北京100027;宁波东方电缆股份有限公司,浙江宁波315040;宁波东方电缆股份有限公司,浙江宁波315040【正文语种】中文【中图分类】TM2490 引言脐带缆是水下生产系统的关键组成部分之一，主要作用是为水下生产系统提供电气液压动力、化学注入通道，同时为上部模块控制信号以及水下生产系统提供数据传输通道。
长期以来，我国使用的脐带缆全部依赖进口，对这一产品的关键技术研究尚属空白，且不具备脐带缆系统设计、分析、制造等的能力，这些都在一定程度上制约了我国深海油气田的开发。
宁波东方电缆股份有限公司通过承担由中海油研究总院牵头的863脐带缆项目的子课题——脐带缆的生产制造，成功试制出一条针对我国南海深海油气田用脐带缆初样缆。
近期交于上海电缆研究所、大连理工大学等相关合作单位完成力学和电气性能等测试。
1 多单元多层次截面设计及成缆不同于普通海缆的单芯或三芯结构，脐带缆除电单元和光纤单元外，往往还包含数量不等的液压、化学药剂管道单元。
本次试制的脐带缆包含:3根4芯6 mm2电缆单元;6根内径12.7 mm的不锈钢管单元;1根光单元。
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０ 引 言
脐 带缆 在海 洋工 程 中 已经 应 用 了近 ５ Ｏ年 。上 世纪 ６ 年代采用直接液压控制形式 ， Ｏ 脐带缆全部 由
列 和排 布 ， 根 据工程应 用要 求 ， 而应 同时考虑 材料选
择、 结构分析 、 工艺设计 、 腐蚀性分析 、 热场分析和力 学分析 ， 是多学科的集合。其中力学分析尤为重要， 力学分析包括强度分析 、 极端水动分析和疲劳分析
ｄ ｓ ｎ ｆ ｒｒｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｌ ｏ ｉｉ ｇ ｓｍｐ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｃ ｌ ｕ ａｉｎ ｅ ｉ ｏ ｅｅ ｅ ｃ ｎｙ ｃ ｍｂ ｎ ｎ ｉ ｌ ｃ ａ ｉ ａ ａｃ ｌｔ ． ｇ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ：ｓ ｂ ｅ ｍｂｌ ａ ａ ｌ ｏ ｒ ｄ ｃｉｎ ｓ ｓｅ ｙ ｗｏ ｄ ｕ ｓ ａ ｕ ｉ ｃ ｃ ｂ ｅ ｆｒｐ ｏ ｕ ｔ ｙ ｔ ｍ；ｐ ｙ ｉ ａ ｅ ｉｎ；ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｃ ｃ ｌｔ ｎ ｉｌ ｏ ｈ ｓｃ ｄ ｓｇ ｌ ｃ ａ ｉａ脐带缆首先要考虑其功能要求 ， 如输送能源 ， 传输信号或输送液体； 在此基础上保证 满足力学性能和环境条件要求 。脐带缆的受力状况 包括敷 设 和在位过 程 中受到 环境荷 载和功 能荷 载 的
中图分类号 ：Ｍ ４ ． Ｔ ２６９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２６０ （ ０ １ ０ ４ １－５ １７ －９ １ ２ １ ）６ ３ ２０ ０
Ｐ ｅｉ ｉ ａ ｙ Ｐ ｙ ｉａ ｓｇ ｆ Ｓ ｂ ｅ ｒ ｌ ｎ ｒ ｈ ｓｃ ｌＤｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｓ ａ Ｕｍｂ ｌ ａ ｂ ｅ ｆ ｒ Ｐｒ ｄ ｃ ｉ ｎ Ｓ ｓｅ ｍ ｉ ｃ ｌＣａ ｌ ｏ ｏ ｕ ｔ ｙ ｔ ｍ ｉ ｏ
支持 。
等。力学分析和腐蚀性分析都 比较复杂 ， 本文不一 赘述 。
一
１ 国外脐带缆 分析
经过近半个世纪的发展 ， 国外脐带缆在设计 、 制
造等方面都已经 比较成熟 ， 并且已有较为系统 的研 究 成果 和应用经 验 。以下通 过对 国外脐带 缆 的结构
和材料 的分析 和总 结 ， 给水 下 生产 系统 脐 带 缆 的设 计 提供一 定 的依 据 。图 １ 国外典 型脐带 缆结 构 。 为
ＧＡ０ ａ Ｈｕ ｎ．ｅ ｌ ｔａ
（ ｈｎｈｉ ｌ ｔｃＣ ｂｅＲ ｓａｃ ｎｔｕｅ Ｓａ ｇａ ２０ ９ ，Ｃ ｉａ Ｓａｇ ａ Ｅｅ ｒ ａｌ ｅｅｒ Ｉｓｔｔ， ｈｎｈｉ ０ ０３ ｈ ） ｃｉ ｈ ｉ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｂ ｅ ｒ ｓ ｎｓ ｍａ ｎ ｆ ｎ ｔ ｎ ｏ ｅ ｐ ｓ ａ ｕ ｉ ｃ ｌｃ ｂ ｅ ｆｒｐ ｔｏｅ ｍ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｓ ｓ ｍ．Ｔ ｅ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｒ ｆｐ ｅ ｅ ｔ ｉ ｉ ｃｉ ｆ ｅ ｅ ｍｂｌ ａ ａ ｌ ｏ ｅｒｌ ｕ ｐ ｏ ｕ ｔ ｙ ｔ ｕ ｏ ｄ ｉ ｏ ｅ ｈ ａ ｔ ｏ ｎ ｙ ｅ ｔ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｍａｅ ａ ｆ ｏｅｇ ｍｂ ｌ ａ ａ ｌ ｎ ａ ｅ ｉｅ ｓａ ｄ ｆ ｎ ｔ ｎ ｎ ｒｌ ｎ ｒ ｅ ｕ ｔ ｆ ｕ ｈ ｒ ａ ａ ｓ ｓ ｓ ｕ ｔ ｒ ｎ ｔｒ ｏ ｒ ｉｎ ｕ ｉ ｃ ｌ ｂ ｅａ ｄ ｇ ｖ ｄ ａ ｃ ｉ ｓａ ｄ ｐ ｅ ｉ ａｙ ｒ ｓ ｌ ｏ ｌ ｒ ｉ ｌ ｆ ｉ ｃ ｎ ｕ ｏ ｍｉ
水下生产系统脐带缆的主要作用是连接上部模 块与水下生产设施。脐带缆主要 由电缆（ 动力缆或 信号缆） 光缆 （ 、 单模或 多模 ） 液压或化学 药剂管 、 （ 钢管或软管 ） 聚合物护套 、 、 碳纤维棒或铠装钢丝 以及填充物等组成。其中的聚合物护套可以起到绝 缘和保护的作用 ； 碳纤维棒或铠装钢丝可 以增加轴 向刚度和强度 ； 填充物可 以填充空隙和固定其它管 线。 脐带缆的结构设计不只是简单地将各个单元罗
（． １上海 电缆研究所 ， 上海 ２０ ９ ； ． ００ ３ ２ 中海石油研究 中心 ， 北京 １０ ２ ） ００ ７
摘要 ： 简要介绍 了水下 生产 系统脐带缆的主要功 能， 分析 了国外脐 带缆的结构形式和材料 ， 出了深海环境下 提
脐带缆的设计 思路和 方法。结合 简单的力学计 算 ， 最终给 出脐 带缆结构的初 步设计结果。 关键词 ： 水下 生产 系统脐带缆 ； 结构设计 ； 力学计 算
等 ， 要运 用专 门的 软 件 ， Ｕ Ｌ Ｘ、 ｋｒＫ ａｒｅ 需 如 Ｆ Ｅ Ａ ｅ ｖｅｎｒ
管道组成 ， 横截面较大 ； ７ 年代， 到 ０ 水下生产系统开 始 使用 电液 复合式 ， 时 的脐 带缆 已经 不再 仅 由管 这 道组成 ， 还包括了电缆和光纤等。根据工况的不同， 脐带缆可以选用非金属管和不锈钢管作为工作液体 的输送管道。 目 ， 前 脐带缆已被成功地应用到浅水、 深水和超深水领域 ， 可以同时实现传输通信信号 、 电 信号 以及液体注入等 ， 为水下开发和生产提供技术
２１ ０ １年第 ６期
Ｎｏ． ６ ２ ０１１
电 线 电 缆
Ｅｅ ｔ ｃＷ ｉ ｌ ｃｒ ｒ ｉ ｅ＆ Ｃ ｂ ｅ ａ ｌ
２１年 ｌ ０１ ２月
Ｄｅ ． ２ ｌ ｃ ． ０１
水 下 生产 系统 脐带 缆初 步结 构 设计
高 欢 郭 宏 孙科 沸 屈 衍２ 郭 毅 李 博 ， ， ， ， ，
收稿 日期 ：０ １ ５ ６ ２１－ － ００
从图 ｌ 可以看出， 国外脐带缆的结构纷繁多样 ， 不同的使用环境和用途具有不同的结构， 几乎没有 统 一 的标 准和 式样 。但 一 般 而 言 ， 脐带 缆 由 以下 构 件组成 ： 电单元 、 光单元、 管单元、 填充物和包带、 铠 装层、 护套等。下面分别介绍各构件的功能 以及材 料 的选择 。