申请/专利权人：福建龙源海上风力发电有限公司

申请日：2018-08-03

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN108832551B

主分类号：H02G1/10

分类号：H02G1/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2018.12.11#实质审查的生效;2018.11.16#公开

摘要：本发明涉及一种岩基海床高压海缆敷设和保护方法，包括以下步骤：（1）海缆敷设准备：海缆敷设前，先对电缆路由进行清扫，把路由区域海床的沉船、渔网等障碍物清理干净；（2）登陆端海缆敷设：在水深较浅的滩涂段采用两栖式挖掘机进行挖沟海缆敷设；（3）软质覆盖层较厚的岩基海床海缆敷设：采用高压射水挖沟犁进行冲沟敷设；（4）软质覆盖层较浅、基岩裸露的岩基海床海缆敷设：采用机械切削式埋设机进行机械开槽敷设或者将海缆直接敷设在岩基海床面上并采取保护措施。本发明通过对高压海缆采用合理的敷设和适当的保护，避免海缆暴露，可有效阻止海缆移动，杜绝与基岩产生摩擦，防止受外力破坏，海缆安全性大大提高。

主权项：1.一种岩基海床高压海缆敷设和保护方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）海缆敷设准备：海缆敷设前，先对电缆路由进行清扫，把路由区域海床的沉船、渔网等障碍物清理干净；（2）登陆端海缆敷设：在水深较浅的滩涂段采用两栖式挖掘机进行挖沟海缆敷设；（3）软质覆盖层较厚的岩基海床海缆敷设：采用高压射水挖沟犁进行冲沟敷设；海缆敷设具体施工流程如下：a、在铺缆船船尾将海缆装入电缆挖沟犁头内，用铺缆船自身的吊机将电缆挖沟犁吊离甲板，慢慢放入水中，然后潜水员下水检查海底电缆及电缆挖沟犁姿态；b、在潮水位置满足铺缆船可移动的深度条件下，开启电缆挖沟犁的射流泵，同时铺缆船向前移动铺缆；c、铺缆船铺缆时，高压水冲击开沟，在淤泥坍塌前及时铺缆，一边开沟一边铺缆，开沟与铺缆同时进行，海缆埋深为3~4m，电缆敷设时采用GPS定位系统进行定位，保证敷设精度控制在拟定路由±5m范围内；（4）软质覆盖层较浅、基岩裸露的岩基海床海缆敷设：采用机械切削式埋设机进行机械开槽敷设或者将海缆直接敷设在岩基海床面上并采取保护措施；采取保护措施的具体过程：在海缆外围套上钢套管，所述钢套管贴着岩基的海床面，所述钢套管上覆盖有碎石帆布袋；所述碎石帆布袋由两条缝合线分隔成三个用以填装碎石的填装区，中间填装区的宽度为1500mm，两侧填装区的宽度为1000mm，所述钢套管被压在碎石帆布袋的中间填装区下方；所述碎石帆布袋内填装的碎石由三种不同径粒的石块组成，分别为粒径60mm的石块、径粒120mm的石块以及粒径240mm的石块，其中粒径60mm的石块占20%，径粒120mm的石块占40%，粒径240mm的石块占60%。

全文数据：岩基海床高压海缆敷设和保护方法技术领域[0001]本发明涉及一种岩基海床高压海缆敷设和保护方法。背景技术[0002]海上风电场因风能资源丰富，稳定性好，湍流强度小，风切边小，占用土地资源较少，噪声污染小等优势成为新能源发展的热点。我国将进入海上风电大规模发展阶段，海上风电迅速发展的同时将无一例外面临海上输变电工程的难题。高压海缆直径大、单位长度重量重、允许曲率小，这与普通海缆相比都增加了海上作业的难度，且海缆运行过程中长期遭受水流冲刷、微生物腐蚀以及锚害等威胁，一旦发生故障将造成重大损失，经估算，一个装机容量为40万千瓦的海上风电场，因故停机一天损失约为340万元，若不能及时抢修（以两个月计），损失将高达2亿元。特别是岩基海床条件下，高压海缆由于敷设和保护方法不当，在海流的反复冲刷会导致海缆外部铠装层磨损、变形、振动，甚至引发海缆绝缘击穿等严重故障。发明内容[0003]有鉴于此，本发明的目的是提供一种可有效避免海缆受损或故障，提高海缆安全性的基海床高压海缆敷设和保护方法。[0004]本发明采用以下方案实现:一种岩基海床高压海缆敷设和保护方法，包括以下步骤：（1海缆敷设准备:海缆敷设前，先对电缆路由进行清扫，把路由区域海床的沉船、渔网等障碍物清理干净；（2登陆端海缆敷设:在水深较浅的滩涂段采用两栖式挖掘机进行挖沟海缆敷设；（3软质覆盖层较厚的岩基海床海缆敷设:采用高压射水挖沟犁进行冲沟敷设；[4]软质覆盖层较浅、基岩裸露的岩基海床海缆敷设:采用机械切削式埋设机进行机械开槽敷设或者将海缆直接敷设在岩基海床面上并采取保护措施。[0005]进一步的，步骤3中，海缆敷设具体施工流程如下:a、在铺缆船船尾将海缆装入电缆挖沟犁头内，用铺缆船自身的吊机将电缆挖沟犁吊离甲板，慢慢放入水中，然后潜水员下水检查海底电缆及电缆挖沟犁姿态;b、在潮水位置满足铺缆船可移动的深度条件下，开启电缆挖沟犁的射流栗，同时铺缆船向前移动铺缆;c、铺缆船铺缆时，高压水冲击开沟，在淤泥坍塌前及时铺缆，一边开沟一边铺缆，开沟与铺缆同时进行，海缆埋深为3〜4m，电缆敷设时采用GPS定位系统进行定位，保证敷设精度控制在拟定路由±5m范围内。[0006]进一步的，步骤4中，采用机械切削式埋设机进行机械开槽敷设的具体流程:先采用机械切削式埋设机进行切槽，然后在槽底部抛洒一定厚度的沙石，然后将带有钢套管的海缆敷设在槽内，覆盖上条石盖板并抛填沙石。[0007]进一步的，步骤4中，采取保护措施的具体过程:在海缆外围套上钢套管，所述钢套管贴着岩基的海床面，所述钢套管上覆盖有碎石帆布袋或轮块网被。[0008]进一步的，所述碎石帆布袋由两条缝合线分隔成三个用以填装碎石的填装区，中间填装区的宽度为1500mm，两侧填装区的宽度为1000mm，所述钢套管被压在碎石帆布袋的中间填装区下方。[0009]进一步的，所述碎石帆布袋内填装的碎石由三种不同径粒的石块组成，分别为粒径60mm的石块、径粒120imn的石块以及粒径240mm的石块，其中粒径60mm的石块占20%，径粒120mm的石块占40%，粒径240mm的石块占㈤％。[0010]进一步的，所述砼块网被由阵列分布的混凝土砼块通过纤维网绳连接而成，所述砼块网被上设置有吊点，所述混凝土砼块的尺寸为〇•4m*0•4HPK0•16m。[0011]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明通过对高压海缆采用合理的敷设方法和适当的保护，避免海缆暴露，可有效阻止海缆移动，杜绝与基岩产生摩擦，防止受外力破坏，海缆安全性大大提高，避免海缆受到在海流的反复冲刷而导致海缆外部铠装层出现磨损、变形、振动，甚至引发海缆绝缘击穿等严重故障，解决岩基海床下高压海缆敷设、保护的施工难题，对于我国海上风电产业的规模性开发具有决定性意义。[0012]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。附图说明[0013]图1是本发明实施例高压水冲击开沟构造示意图；图2是本发明实施例软质覆盖层较厚的岩基海床海缆敷设构造示意图；图3是本发明实施例采用机械切削式埋设机进行机械开槽敷设构造示意图；图4是本发明实施例中覆盖碎石帆布袋作为保护措施的断面图；图5是本发明实施例中碎石帆布袋俯视图；图6是本发明实施例中覆盖砼块网被作为保护措施的俯视图；图中标号说明：100-海缆、200-钢套管、300-碎石帆布袋、310-缝合线、400-砼块网被、410-混凝土砼块、420-纤维网绳、430-吊点、500-岩基、600-条石盖板、700-沙石。具体实施方式[0014]实施例一:一种岩基海床高压海缆敷设和保护方法，包括以下步骤：（1海缆敷设准备:海缆敷设前，先对电缆路由进行清扫，把路由区域海床的沉船、渔网等障碍物清理千净；（2登陆端海缆敷设:在水深较浅的滩涂段采用两栖式挖掘机进行挖沟海缆敷设；（3软质覆盖层较厚的岩基海床海缆敷设:采用高压射水挖沟犁进行冲沟敷设；（4软质覆盖层较浅、基岩裸露的岩基海床海缆敷设:采用机械切削式埋设机进行机械开槽敷设。[0015]由于在滩涂段水深较浅无法满足铺缆船正常航行与敷缆的要求，为保证电缆埋设深度，需要对这段管线路由进行预挖沟，因此采用传统的两栖式挖掘机进行挖沟海缆敷设；对于浅滩及软质覆盖层较厚的岩基海床，电缆敷设船沿电缆路由边航行边敷设，电缆敷设到海床后，利用电缆冲埋机通过直接操作或在海底电缆跟踪系统的导引下，沿海底电缆行走并同时冲挖沟槽将电缆埋设在沟槽内，电缆冲埋深度约3.5m，本发明通过对高压海缆采用合理的敷设方法和适当的保护，避免海缆受到在海流的反复冲刷而导致海缆外部铠装层出现磨损、变形、振动，甚至引发海缆绝缘击穿等严重故障，使得海缆安全性大大提高，解决岩基海床下高压海缆敷设、保护的施工难题，对于我国海上风电产业的规模性开发具有决定性意义。[0016]在本实施例中，步骤3中，海缆敷设具体施工流程如下:a、在铺缆船船尾将海缆装入电缆挖沟犁头内，用铺缆船自身的吊机将电缆挖沟犁吊离甲板，慢慢放入水中，然后潜水员下水检查海底电缆及电缆挖沟犁姿态，确保海底电缆及电缆挖沟犁姿态正常后，则进入正常铺缆状态;b、在潮水位置满足铺缆船可移动的深度条件下，开启电缆挖沟犁的射流泵，同时铺缆船向前移动铺缆；c、铺缆船铺缆时，高压水冲击开沟，如图1所示，在淤泥坍塌前及时铺缆，一边开沟一边铺缆，开沟与铺缆同时进行，海缆埋深为3〜4m，优选3.5m，如图2所示，海缆正常铺设过程中，埋设机姿态仪随时反映出埋设机的姿态，电缆敷设时采用GPS定位系统进行定位，保证敷设精度控制在拟定路由±5m范围内。[0017]在本实施例中，步骤4中，采用机械切削式埋设机进行机械开槽敷设的具体流程:机械切削式埋设机带DP动力定位并配备有R0V，先采用机械切削式埋设机进行切槽，然后在槽底部抛洒一定厚度的沙石，然后将带有钢套管的海缆敷设在槽内，覆盖上条石盖板并抛填沙石，如图3所示，可有效阻止海缆移动，杜绝与基岩产生摩擦，防止外力破坏，海缆安全性大大提高。[0018]实施例二：一种岩基海床高压海缆敷设和保护方法，包括以下步骤：（1海缆敷设准备:海缆敷设前，先对电缆路由进行清扫，把路由区域海床的沉船、渔网等障碍物清理千净；（2登陆端海缆敷设:在水深较浅的滩涂段采用两栖式挖掘机进行挖沟海缆敷设；（3软质覆盖层较厚的岩基海床海缆敷设:采用高压射水挖沟犁进行冲沟敷设；（4软质覆盖层较浅、基岩裸露的岩基海床海缆敷设:将海缆直接敷设在岩基海床面上并采取保护措施。[0019]在本实施例中，步骤3中，海缆敷设具体施工流程如下:a、在铺缆船船尾将海缆装入电缆挖沟犁头内，用铺缆船自身的吊机将电缆挖沟犁吊离甲板，慢慢放入水中，然后潜水员下水检查海底电缆及电缆挖沟犁姿态;b、在潮水位置满足铺缆船可移动的深度条件下，开启电缆挖沟犁的射流泵，同时铺缆船向前移动铺缆;c、铺缆船铺缆时，高压水冲击开沟，在淤泥坍塌前及时铺缆，一边开沟一边铺缆，开沟与铺缆同时进行，海缆埋深为3〜4m，电缆敷设时采用GPS定位系统进行定位，保证敷设精度控制在拟定路由±5m范围内。[0020]在本实施例中，步骤4中，采取保护措施的具体过程:在海缆外围套上钢套管，所述钢套管贴着岩基的海床面，高压海缆通过钢套管直敷在海床面上，由潜水员下水核查钢套管是否悬空，若产生悬空，则采用水泥砂袋在钢套管下方填实，所述钢套管上覆盖有碎石帆布袋或砼块网被，如图4〜6所示，可有效阻止海缆移动，杜绝与基岩产生摩擦，防止受外力破坏，海缆安全性大大提高。[0021]在本实施例中，所述碎石帆布袋由两条缝合线分隔成三个用以填装碎石的填装区，中间填装区的宽度为1500mm，两侧填装区的宽度为1000mm，所述钢套管被压在碎石帆布袋的中间填装区下方。[0022]在本实施例中，所述碎石帆布袋内填装的碎石由三种不同径粒的石块组成，分别为粒径6〇mm的石块、径粒120mm的石块以及粒径240mm的石块，其中粒径60mm的石块占20%，径粒12〇mm的石块占40%，粒径240mm的石块占60%。[0023]在本实施例中，，所述砼块网被由阵列分布的混凝土砼块通过纤维网绳连接而成，所述砼块网被上设置有吊点，所述混凝土砼块的尺寸为0.4m*0.4m*0.16m。[0024]上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种岩基海床高压海缆敷设和保护方法，其特征在于:包括以下步骤：（1海缆敷设准备:海缆敷设前，先对电缆路由进行清扫，把路由区域海床的沉船、渔网等障碍物清理干净；（2登陆端海缆敷设:在水深较浅的滩涂段采用两栖式挖掘机进行挖沟海缆敷设；（3软质覆盖层较厚的岩基海床海缆敷设:采用高压射水挖沟犁进行冲沟敷设“4软质覆盖层较浅、基岩裸露的岩基海床海缆敷设:采用机械切削式埋设机进行机械开槽敷设或者将海缆直接敷设在岩基海床面上并采取保护措施。2.根据权利要求1所述的岩基海床高压海缆敷设和保护方法，其特征在于:步骤3中，海缆敷设具体施工流程如下:a、在铺缆船船尾将海缆装入电缆挖沟犁头内，用铺缆船自身的吊机将电缆挖沟犁吊离甲板，慢慢放入水中，然后潜水员下水检查海底电缆及电缆挖沟犁姿态;b、在潮水位置满足铺缆船可移动的深度条件下，开启电缆挖沟犁的射流栗，同时铺缆船向前移动铺缆;c、铺缆船铺缆时，高压水冲击开沟，在淤泥坍塌前及时铺缆，一边开沟一边铺缆，开沟与铺缆同时进行，海缆埋深为3〜4m，电缆敷设时采用GPS定位系统进行定位，保证敷设精度控制在拟定路由±5m范围内。3.根据权利要求1所述的岩基海床高压海缆敷设和保护方法，其特征在于:步骤4中，采用机械切削式埋设机进行机械开槽敷设的具体流程:先采用机械切削式埋设机进行切槽，然后在槽底部抛洒一定厚度的沙石，然后将带有钢套管的海缆敷设在槽内，覆盖上条石盖板并抛填沙石。4.根据权利要求1所述的岩基海床高压海缆敷设和保护方法，其特征在于:步骤4中，采取保护措施的具体过程:在海缆外围套上钢套管，所述钢套管贴着岩基的海床面，所述钢套管上覆盖有碎石帆布袋或砼块网被。5.根据权利要求4所述的岩基海床高压海缆敷设和保护方法，其特征在于:所述碎石帆布袋由两条缝合线分隔成三个用以填装碎石的填装区，中间填装区的宽度为1500mm，两侧填装区的宽度为1000mm，所述钢套管被压在碎石帆布袋的中间填装区下方。6.根据权利要求5所述的岩基海床高压海缆敷设和保护方法，其特征在于:所述碎石帆布袋内填装的碎石由三种不同径粒的石块组成，分别为粒径60mm的石块、径粒120mm的石块以及粒径240mm的石块，其中粒径6〇mm的石块占20%，径粒120mm的石块占40%，粒径240mm的石块占60%。7.根据权利要求4所述的岩基海床高压海缆敷设和保护方法，其特征在于:所述砼块网被由阵列分布的混凝土砼块通过纤维网绳连接而成，所述砼块网被上设置有吊点，所述混凝土轮块的尺寸为〇•細*〇•4m*0•l6m。

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