【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及拖曳缆，具体为一种疏水型拖曳缆及其制备方法。
技术介绍
1、随着近几年海洋开发的深入，对海洋的风能、太阳能、海底油气等开发技术逐步成熟，各种水下作业rov、海洋监测船、fpso、海上钻井平台、潜艇等运动型特种水下设备应运而生，对水下或海底拖曳缆的供能、通信、监测性能提出了更高的要求，水下拖曳缆的研究已成为重要课题，在拖曳缆弯曲转向时会拖着终端设备一起运动，水的粘附力使得缆运行存在切向及法向的阻力，并伴有涡振激荡，导致缆体受力过大、曲率过小，从而造成效率低能耗高的问题，降低了设备的运行稳定性或监测精度。
2、传统的水下作业拖曳缆采用五类软导体以及tpee橡胶类护套制作得到，其阻水性能较差，表面能较高，水下运行阻力较大，在水下长时间动态运行后极易损坏，且损坏后更换价格非常昂贵。
3、为了解决上述技术问题，专利号为202210306478.1的中国专利技术专利公开了一种防声呐海底光缆及其制备方法，具体公开了一种防声呐海底光缆，包括无缝不锈钢光单元缆芯，frp带s螺旋铠装层，双面涂塑镀铬钢带z螺旋卡扣式铠装层，双铠装层之间填充有ab双组份阻水胶，护套为hdpe隔水护套层以及涤纶飘带编织仿生防护层；通过在hdpe隔水护套层外层增加涤纶飘带编织的仿生防护层来使防声呐海底光缆具备良好的抗涡激振动功能以及降噪性能，来满足海底光通讯的稳定要求，使防声呐海底光缆更具有优越的防声呐性能，可靠性高；但仿生防护层材料表面能较高，仅适用于静态敷设用缆，在水下高速运行或转弯过程中阻力较大，极易产生涡振激荡造成抖动以及噪音
4、因此，申请人对拖曳缆的结构和制备工艺进行改进，通过制备一种疏水型拖曳缆来解决上述问题。
技术实现思路
1、为解决现有的技术问题，本专利技术提供了一种疏水型拖曳缆，由内及外依次包括缆芯层、阻水层、hdpe护套层、疏水层、疏水保护层；所述缆芯层由中心垫层、多个电单元和多个光单元绞合成缆得到；所述多个电单元、光单元围绕中心垫层环形分布；所述疏水保护层采用毛发编织层；该疏水型拖曳缆的缆芯层外侧依次包裹阻水层、hdpe护套层、疏水层、疏水保护层，可以有效减少拖曳缆与水的接触，降低拖曳缆在水下高速运行或转弯过程中的阻力和噪音，且疏水保护层采用毛发编织层，可在拖曳缆与水之间形成气腔效应，进一步减少拖曳缆与水的接触，降低拖曳缆在水下高速运行或转弯过程中的阻力和噪音，使得疏水型拖曳缆相较于传统拖曳缆，可以有效降阻30～40％，解决了传统拖曳缆阻力大造成效率低能耗高的问题，满足水下作业rov、海洋监测船、fpso、海上钻井平台、潜艇等运动型特种水下设备用缆的电力及通讯要求，提高连接设备的运行稳定性或监测精度。
2、进一步的，所述hdpe护套层内部对称且平行设置有两根frp加强件，通过在护套层对称且平行设置两根frp加强件，在拖曳缆中形成弯矩效应，降低拖曳缆作业时上下方向的摆动，使得拖曳缆作业时仅在左右方向保持运动幅度，从而使得缆在水下弯曲时仅受到平行方向的切向阻力。
3、进一步的，所述中心垫层的材料采用gfrp或afrp，相较于常规的磷化钢丝和碳纤维，采用gfrp或afrp质量较轻，且在保持一定刚度的同时具有适当的柔性，使得疏水型拖曳缆可以适应风、浪、流多重作用下缆体受到的拉伸、弯曲、扭转、震动等交变载荷。
4、进一步的，所述阻水层采用无缝皱纹铜管，采用无缝皱纹铜管作为阻水层，既克服了采用铅套作为阻水层的常规海缆的重量大、耐疲劳性较差、破损后容易对水体造成污染等缺陷，又保证了阻水层具备较高的弹性指标。
5、本专利技术还提供了一种疏水型拖曳缆的制备方法，包括以下制备步骤：
6、步骤一：确定电单元规格：根据疏水型拖曳缆的使用设备的运行功率p和使用电压u，根据三相平衡电路的功率计算公式：p＝ui√3计算出电流i，再根据电流i查表选择合适的导体规格s，根据导体规格s选取合适规格的电单元；
7、步骤二：确定光单元：根据疏水型拖曳缆的使用设备功能确定光单元，其中，光单元采用铠装光缆单元，铠装光缆单元的光纤单元采用外径为3.6～3.8mm的48芯不锈钢光纤单元、外径为4.1～5.0mm的72芯不锈钢光纤单元中任意一种或两种，选择前述单模+多模混纤的多芯不锈钢光单元，可满足通讯及线路监测需要；
8、步骤三：制备缆芯层：将个电单元、光单元围绕中心垫层环形分布后在一定的中心垫层系数下绞合成缆，得到缆芯层；
9、步骤四：制备阻水层：采用厚度为0.4～0.6mm的铜带包裹在缆芯层外层，随后进行焊接、轧纹；
10、步骤五：制备hdpe护套层：在阻水层外对称且平行设置两根frp加强件，并在阻水层外层挤出hdpe护套层；
11、步骤六：制备疏水层：在hdpe护套层外侧均匀涂覆厚度为0.2～0.5mm的疏水材料，得到疏水层；
12、步骤七：制备疏水保护层：在疏水层外表面采用长度约为疏水型拖曳缆外径0.5～0.8倍毛发编织厚度为0.5～0.7mm的毛发编织层，得到疏水保护层。
13、进一步的，所述中心垫层系数采用1.05～1.10，其中，中心垫层系数，是指电单元、光单元在绞合时，因内层中心垫层外径取值而导致与外部绞合层的紧贴程度，其中，中心垫层系数大于1时，电单元、光单元与中心垫层之间摩擦力增大，中心垫层系数小于等于1时电单元、光单元与中心垫层之间不受摩擦不能提供抗拉及抗压力；中心垫层系数采用1.05～1.10使得缆芯层结构更加紧凑、平衡，增强了中心垫层、电单元和光单元之间的摩擦力，提升拖曳缆的拉伸及扭转刚度。
14、进一步的，步骤四所述轧纹的轧纹深度控制在3～5mm，通过在铜管表面轧纹且将轧纹深度控制在3～5mm提高铜管的弯曲以及耐疲劳性能。
15、进一步的，步骤六所述疏水材料包括聚四氟乙烯、聚碳酸酯、氧化铝中任意一种，通过在hdpe护套层外部涂覆聚四氟乙烯、聚碳酸酯、氧化铝中任意一种材料，来减少拖曳缆与水之间的接触，进而降低拖曳缆在水中运行阻力。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
17、(1)本专利技术的疏水型拖曳缆的缆芯层外侧依次包裹阻水层、hdpe护套层、疏水层、疏水保护层，可以有效减少拖曳缆与水的接触，降低拖曳缆在水下高速运行或转弯过程中的阻力和噪音，且疏水保护层采用毛发编织层，可在拖曳缆与水之间形成气腔效应，进一步减少拖曳缆与水的接触，降低拖曳缆在水下高速运行或转弯过程中的阻力和噪音，使得疏水型拖曳缆相较于传统拖曳缆，可以有效降阻30～40％，解决了传统拖曳缆阻力大造成效率低能耗高的问题，满足水下作业rov、海洋监测船、fpso、海上钻井平台、潜艇等运动型特种水下设备用缆的电力及通讯要求，提高连接设备的运行稳定性或监测精度。
18、(2)本专利技术通过在护套层对称且平行设置两根frp加强件，在拖曳缆中形成弯矩效应，降低拖曳缆作业时上下方向的摆动，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种疏水型拖曳缆，其特征在于，由内及外依次包括缆芯层(1)、阻水层(2)、HDPE护套层(3)、疏水层(4)、疏水保护层(5)；所述缆芯层(1)由中心垫层(11)、多个电单元(12)和多个光单元(13)绞合成缆得到；所述多个电单元(12)、光单元(13)围绕中心垫层(11)环形分布；所述疏水保护层(5)采用毛发编织层。
2.根据权利要求1所述的疏水型拖曳缆，其特征在于，所述HDPE护套层(3)内部对称且平行设置有两根FRP加强件(31)。
3.根据权利要求1所述的疏水型拖曳缆，其特征在于，所述中心垫层(11)的材料采用GFRP或AFRP。
4.根据权利要求1所述的疏水型拖曳缆，其特征在于，所述阻水层(2)采用无缝皱纹铜管。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的疏水型拖曳缆的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
6.根据权利要求5所述的疏水型拖曳缆的制备方法，其特征在于，步骤三所述中心垫层系数控制在1.05～1.10。
7.根据权利要求5所述的疏水型拖曳缆的制备方法，其特征在于，步骤四所述轧纹的轧纹深度
8.根据权利要求5所述的疏水型拖曳缆的制备方法，其特征在于，步骤六所述疏水材料包括聚四氟乙烯、聚碳酸酯、氧化铝中任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种疏水型拖曳缆，其特征在于，由内及外依次包括缆芯层(1)、阻水层(2)、hdpe护套层(3)、疏水层(4)、疏水保护层(5)；所述缆芯层(1)由中心垫层(11)、多个电单元(12)和多个光单元(13)绞合成缆得到；所述多个电单元(12)、光单元(13)围绕中心垫层(11)环形分布；所述疏水保护层(5)采用毛发编织层。
2.根据权利要求1所述的疏水型拖曳缆，其特征在于，所述hdpe护套层(3)内部对称且平行设置有两根frp加强件(31)。
3.根据权利要求1所述的疏水型拖曳缆，其特征在于，所述中心垫层(11)的材料采用gfrp或afrp。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：鞠久军，陈东，刘梦威，姜志诚，刘学，陈静，徐静，江德华，
申请(专利权)人：远东海缆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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