專利名稱：纜線夾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纜線夾。在整個說明書中術(shù)語"纜線"應(yīng)包括具有傳
輸功能的任何細長結(jié)構(gòu)。本發(fā)明更加尤其涉及用于如下纜線的夾，所 述纜線具有內(nèi)抗拉強度部分和具有第二抗拉強度的外護套部分，第二
抗拉強度小于第一抗拉強度。在整個說明書中"內(nèi)抗拉強度部分"是 指具有抗拉強度功能的纜線部分，也就是傳送拉力并且能夠承受拉力 的纜線部分。這種抗拉強度材料包括拉制鋼電線(典型的抗拉強度在
400N/nm^至2160N/mn^的范圍中)、鋼管、或者其他金屬電線和管 子。通常，內(nèi)抗拉強度部分可以是細長的。
外護套材料可以是諸如聚乙烯的擠壓聚合物，該擠壓聚合物具有 較低的抗拉強度，典型為15N/mr^至40N/mm2?？估瓘姸容^低的外層 可包括諸如纏帶的非抗拉功能層或者例如銅套的導(dǎo)電材料以及諸如聚 丙烯紗的保護外皮。
可采用本發(fā)明的夾以夾持任何的具有護套的纜線，諸如電源纜線、 例如光纜的電信纜線、具有護套的繩、承載流體的具有護套的管、或 者控制管線(umbilical)，其包括流體線路或電氣纜線或光纖控制的纜 線和強度構(gòu)件的混合物。
背景技術(shù)：
為了在拉力下拉動或保持纜線，可將夾持裝置附加到纜線上。存 在多種這樣的示例，例如拉動纜線穿過管道、錨定纜線末端、以及使 纜線末端從地平面上升(下降)到塔上或者使纜線末端從海底上升(或 下降)到船上。
輕型海底電信纜線具有通常由高抗拉鋼繩所環(huán)繞的光纖中央芯部 以提供軸向強度，該高抗拉鋼繩又具有由低抗拉強度保護性聚乙烯外 護套所環(huán)繞的銅護套。在這種纜線的一些示例中(被稱為"輕型保護 纜線"或者"輕型屏蔽纜線")，將附加的金屬屏障(通常為鋁帶) 以及擠壓的外聚乙烯護套添加到基礎(chǔ)的輕型纜線結(jié)構(gòu)上以進一步保護 纜線。
對于一個已知的夾持裝置，已發(fā)現(xiàn)在該夾持裝置接觸到這種海底 電信纜線的外表面時，存在如下問題，即由夾所作用的纜線層之間的 摩擦不足，和/或沿著纜線從夾至纜線的自由端的纜線層之間的粘附性 不足，并且因此存在如下趨勢，即保護性外護套從芯部剝離，從而失
去接合端。如GBP 1,492,988所述，這被稱為嵌縫(filleting)。在該公 開中的夾持裝置通過將纜線的繩環(huán)繞軸線系結(jié)而將夾持操作所需的拉 力傳送到纜線強度部分。
然而，形成纜線的繩環(huán)并不總是可能的或者可行的，例如如果要 求夾持非?？拷|線末端的纜線或者如果纜線的拉力很高并且可用于 形成該繩環(huán)的松馳度或者能量不足，這諸如發(fā)生在海底。在GBP 1，492,988中，利用如下復(fù)雜配置來執(zhí)行夾持，該復(fù)雜配置包括可通過 使纜線纏繞在線軸上而使軸向安裝的線軸旋轉(zhuǎn)并且系結(jié)纜線的繩環(huán)的 液壓回路，和通過分離的夾鉗和刀片而切斷纜線的另一液壓回路，每 個液壓回路都可相對于夾持裝置上的不同肩部移動。
如GB2,208，912A所述，利用聚合物護套來夾持纜線的可選的已知 方案是通過利用纜線"止動器"使夾分布在外護套的很長長度上，因 此在很長的接觸長度上利用纜線中的層之間的可用的粘附和摩擦。然 而，這并不總是可行的，因為需要很長的止動器并且在安裝時需要人 工干預(yù)。不可行的一種情況是必須遠程地將夾持裝置施加到纜線上。 一個示例是纜線處于高拉力下，從而對工作人員必須操作纜線以安裝 止動器存在危險。另一示例是諸如用于從海底取回纜線末端的抓鉤的 海底應(yīng)用，其中止動器的長度以及沒有人工干預(yù)而遠程地將其安裝在 纜線上的難度都使該方法不實際。
為了修理或者重構(gòu)，必須將海底纜線從海底收回到船上，并且這
種操作必須在深至整個海洋深度(直至9000m)的任何水深中執(zhí)行。在 深水中如果沒有首先切斷纜線則不能將纜線收回到船上。這是因為纜 線通常鋪設(shè)有不足的松弛度以允許在沒有超過纜線的最大抗拉強度的 情況下需要增大懸鏈長度。如果不存在對纜線進行遠程定位、切斷、 并且保持該纜線的其他問題，接近深海纜線本身是困難的。
傳統(tǒng)做法是在海底上橫跨纜線采取一組三個抓鉤驅(qū)動。第一驅(qū)動 用于切斷纜線，第二驅(qū)動用于收回纜線的一端，并且第三驅(qū)動用于收 回纜線的剩余端。對于第一驅(qū)動，抓鉤裝配有可切斷纜線的刀片。對 于第二驅(qū)動和第三驅(qū)動，抓鉤構(gòu)造成捕獲纜線。要求三個獨立的操作 是耗時的，并且水越深，每個操作的下水和收回過程越長。另外，這 三個操作中的每個操作必須重新對纜線進行定位。如果抓鉤越過纜線 而未捕獲該纜線，那么將需要至少一次額外的嘗試(單程)，并且水 越深，那么耗時越長。
認識到此，過去已開發(fā)了組合有切斷和保持功能的多種抓鉤設(shè)計， 其中可以以二個抓鉤驅(qū)動收回纜線的兩端而不是三個抓鉤驅(qū)動。然而 這種抓鉤傾向于復(fù)雜且笨重，并且因此未被廣泛使用。
也可使用遠程操作潛水器(ROV)以代替抓鉤來切斷并收回纜線 末端。這種ROV上的操縱臂所采用的現(xiàn)有夾使用僅保持纜線的外護套 的夾設(shè)計。然后，這些夾實質(zhì)上不能將具有護套的纜線中的拉力保持 在開始上述嵌縫的拉力水平之上。
本發(fā)明的目的是克服上述缺點。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，我們提議了一種用于夾持在內(nèi)抗拉強度 部分上具有外保護層的纜線的纜線夾，該夾包括可在不工作位置與工 作位置之間移動的至少一個夾構(gòu)件，這至少一個夾構(gòu)件具有受支撐的 外端和活動的內(nèi)端，在不工作位置與工作位置之間移動時該活動的內(nèi) 端可首先穿透外保護層，這至少一個內(nèi)端包括硬度足以穿透外層的材 料，并且該活動的內(nèi)端隨后在工作位置夾持在外保護層之下的內(nèi)抗拉 強度部分。
因此，提供了活動的穿透邊，該活動的穿透邊可穿過外保護層， 直至它夾持內(nèi)抗拉強度部分。內(nèi)抗拉強度部分可以是細長的。外保護 層可圍繞內(nèi)抗拉強度部分。
因此，可通過首先穿透外保護層來可靠地夾持纜線。更具體地， 可以可靠地夾持纜線的內(nèi)強度部分，從而可避免丟失纜線末端。通過 提供可通過外護套材料而不通過內(nèi)抗拉強度部分材料的活動的穿透 邊，夾的內(nèi)端停在內(nèi)抗拉強度部分上并且保持并夾持該內(nèi)抗拉強度部 分。
此外，這不依賴于纜線中的各個層之間的粘附或摩擦，因為夾直 接夾持內(nèi)抗拉強度層，因此不存在嵌縫的危險。因此與現(xiàn)有已知設(shè)備 相比，本發(fā)明可允許通過夾和纜線傳送更高水平的拉力。
至少一個內(nèi)端可以能夠通過塑性變形而穿透外保護層。該邊能夠 通過塑性變形而迫使通過外保護層。
至少一個內(nèi)端可包括具有如下硬度的材料，該硬度足以在不工作 位置與工作位置之間移動時首先穿透外保護層材料，并且隨后夾持在 保護層之下的內(nèi)抗拉強度部分。
至少一個內(nèi)端可包括具有如下硬度的材料，該硬度大于外保護層， 用于穿透保護層并且用于夾持在保護層之下的內(nèi)抗拉強度部分。
在外保護層中使用的典型材料包括聚乙烯和銅。纜線的內(nèi)強度部 分可通常由高抗拉鋼拉制而成，并且夾持材料也可通常為高強度鋼或 工具鋼。夾內(nèi)端的材料比纜線的內(nèi)抗拉強度部分硬或者與纜線的內(nèi)抗
拉強度部分一樣硬；或者夾內(nèi)端的材料可以更軟，以能夠使夾末端局
部變形為內(nèi)強度構(gòu)件的形狀并且因此增大夾持。
材料的硬度可以通過例如布氏硬度試驗的一些標(biāo)準(zhǔn)來測量，并且 該硬度大致與抗拉強度成比例。對于聚乙烯而言，布氏硬度數(shù)通常為
大約20，對于銅而言，布氏硬度數(shù)為80，并且對于鋼而言，布氏硬度 數(shù)為200-1000。對于聚乙烯而言，這些材料的極限抗拉強度通常為 40N/mm2，對于銅而言，極限抗拉強度為220N / mm2，并且對于鋼而言， 極限抗拉強度為400-2160N / mm2。
在一種配置中，夾內(nèi)端的材料與內(nèi)抗拉強度部分的材料之間的摩 擦系數(shù)可與切實可行的摩擦系數(shù)一樣高，這是因為摩擦系數(shù)越高，保 持所給定的纜線拉力所需的夾持力越小。通常均為硬鋼的夾內(nèi)端與纜 線內(nèi)抗拉強度部分之間可用的摩擦系數(shù)可以是大約0.4。這相比于鋼與 聚乙烯之間的大約0.1的通常摩擦系數(shù)是有利的，該大約0.1的摩擦系數(shù) 將在夾僅接觸通常的具有護套的纜線的外護套的情況下實現(xiàn)。
纜線夾可具有至少一對協(xié)作的夾構(gòu)件，該夾構(gòu)件的內(nèi)端成形為一 起限定用于纜線的可靠接合的預(yù)成形的夾，從而提供內(nèi)部區(qū)域以接收 并保持內(nèi)抗拉強度構(gòu)件。內(nèi)端可成形為封閉內(nèi)抗拉強度部分。
內(nèi)端可布置為以便使內(nèi)細長抗拉強度部分在內(nèi)部區(qū)域中居中。
內(nèi)端具有例如弧形或V形的活動邊，該活動邊共同提供內(nèi)部區(qū)域，
該內(nèi)部區(qū)域具有例如菱形或橢圓形的橫向截面形狀。
至少一對夾構(gòu)件的夾構(gòu)件可為相對的或大致相對的，并且這些夾 構(gòu)件可以徑向向內(nèi)地或大體上徑向向內(nèi)地線性移動。
至少一對夾構(gòu)件包括成對的協(xié)作的相對的橫板或橫銷。因此，夾 由交錯的夾持板組或者相對的夾持銷組或者這兩者的組合組成。當(dāng)在 縱截面中從側(cè)面觀察時，夾構(gòu)件的端部可能變窄。
夾構(gòu)件可圍繞通過內(nèi)部區(qū)域的橫截面的圓周間隔開。
纜線夾可包括多對夾構(gòu)件，這些對沿通過內(nèi)部區(qū)域的縱軸線間隔開。
纜線夾的一個實施例可包括具有成對的間隔的面對壁的外框架、 均支撐在不同的一個壁上的面對卡爪、均安裝在不同的一個卡爪上的 成對的相對夾構(gòu)件、和通過該框架沿另一卡爪的方向可來回移動的活 塞，該夾構(gòu)件從卡爪中延伸。
纜線夾的另一實施例可包括具有成對的間隔的面對壁的外支架； 面對的相對的夾構(gòu)件，每一個可通過壁沿另一個的方向從不工作位置 至工作位置來回移動。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，我們提出了一種遠程纜線收回設(shè)備，該 遠程纜線收回設(shè)備包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的纜線夾，并且還包括所 有的上述可選特征。
尤其，本申請人還認識到的是，在纜線夾并入到抓鉤中時或并入 在從遠程操縱潛水器(ROV)的操縱臂展開的裝置內(nèi)時，可利用該纜 線夾將海底纜線從海床收回到纜線船上。 遠程纜線收回設(shè)備可包括抓鉤，該抓鉤包括具有上表面和下表面 的板，該板在其前端包括牽引連接以及在其后端包括至少一個錨鉤， 該錨鉤包括用于容納纜線夾的空間，該空間具有用于在不工作時保持 纜線夾的前部區(qū)域以及用于在操作之后接收纜線夾的后部接收區(qū)域， 該錨鉤包括用于致動纜線夾的裝置。
該板可包括通孔，該通孔提供從板的上表面的通路以及從板的下 表面的通路，由此可夾持從任何一個表面獲得的纜線。
前部區(qū)域與后部區(qū)域之間的內(nèi)側(cè)壁可成錐形，以便在向后推動纜 線夾時使夾構(gòu)件向內(nèi)移動。可選地，可提供用于在向后推動纜線夾之 后使夾構(gòu)件向內(nèi)移動的機構(gòu)。
該設(shè)備還可包括用于自動捕獲并切斷所捕獲的纜線的裝置。
該設(shè)備還可包括成對的纜線夾、用于切斷夾之間的纜線的裝置、 和用于將設(shè)備分成兩個或多個部分的裝置，其中夾在每個部分上，并 且每個部分連接至收回線，因此，利用單程可收回切斷纜線的兩端。
該裝置還可包括用于根據(jù)例如液壓裝置的抗拉強度構(gòu)件的材料來 施加受控的夾持壓力值的裝置。實際上，這不是必需的，因為在直至
30-40噸拉力之前通常的抓鉤拖繩不會損壞并且該設(shè)備可以能夠承受該
拉力。纜線船引擎上可用的最大牽引力可以具有相同的數(shù)量級。此外， 至少一個夾持內(nèi)端足夠地鈍以不能利用這種拉力切斷纜線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，我們提出一種用于包括抗拉強度構(gòu)件的 纜線的纜線夾，該夾包括可在打開位置與閉合位置之間移動的一系列 夾持板，以直接夾持強度部分。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，我們提出一種用于夾持纜線的方法，該 纜線具有圍繞內(nèi)細長抗拉強度部分的外保護層，該方法包括如下步驟 捕獲纜線的縱向部分；使至少一個夾構(gòu)件從不工作位置向內(nèi)移動以從 纜線的外部穿透纜線，直到至少一個夾構(gòu)件保持在保護層之下的細長 抗拉強度部分；以及使夾構(gòu)件保持在操作的夾持位置。
該方法可采用具有內(nèi)部夾持端的多個夾構(gòu)件，并且可包括使夾構(gòu) 件在不工作位置與工作位置之間彼此相對朝向地移動，直到夾構(gòu)件的 內(nèi)端共同保持并夾持抗拉強度部分。
該方法可采用夾構(gòu)件，該夾構(gòu)件的至少一對為相對的或大致相對 的，并且這些夾構(gòu)件可徑向向內(nèi)地或大體上徑向向內(nèi)地線性移動，直 到夾使內(nèi)細長抗拉強度部分在內(nèi)部區(qū)域中居中。
本申請人已發(fā)現(xiàn)在夾持的同時完全或大體上保持內(nèi)強度部分的外 部形狀將優(yōu)化所獲得的夾持。大體上是指橫截面的長軸不超過短軸長 度的兩倍。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，我們提出一種收回海底纜線的方法，該 方法包括-
使遠程纜線收回裝置移過要收回的纜線；利用包括纜線夾的遠程 纜線收回裝置對纜線的所需部分進行定位；在遠程纜線收回裝置的相 同行程中捕獲并夾持纜線部分；在至少一個位置切斷纜線；以及收回 至少一個切斷的纜線末端。
該方法允許可靠地夾持并切斷纜線。此后，為了評估、修理或更 換可收回所切斷的纜線。
該設(shè)備可包括成對的纜線夾、用于切斷夾之間的纜線的裝置、和 用于將設(shè)備分成兩個或多個部分的裝置，其中夾在每個部分上，并且
每個部分連接至收回線，因此，利用單程可收回所切斷的纜線的兩端。
根據(jù)發(fā)明的另一方面，我們提出了一種用于包括有抗拉強度構(gòu)件 的纜線的纜線夾，該夾包括可在打開位置與閉合位置之間移動的一系 列夾持板，以直接夾持強度部分。
因此，根據(jù)這個方面，當(dāng)夾閉合時，相對的夾持板切過纜線的外 護套。該板及其致動組件設(shè)計成使得其可切過纜線的較軟的外護套。 當(dāng)接觸到纜線內(nèi)部的強度部分之后，夾直接夾持強度部分而不是進一 步切割。
因為板和纜線內(nèi)部的強度構(gòu)件的材料都通常為鋼，因此用于夾持 的摩擦系數(shù)比如果通過諸如聚乙烯護套的較低摩擦材料來夾持的情況 要高很多。另外，現(xiàn)在不依賴于纜線中的各層之間的粘附，這是因為 夾直接夾持強度部分，因此沒有嵌縫的危險。因此，與現(xiàn)有的已知布 置相比，本發(fā)明可通過夾和纜線傳送更高水平的拉力。
該夾可成形為使得它們可穿透纜線的外護套，該纜線在夾內(nèi)居中。 這確保了完全捕獲內(nèi)強度部分。
為了提供該性能，橫向于纜線軸線的夾形狀通常為成對的相對的 凹弧或"V"形輪廓。縱向于纜線的夾形狀具有足夠的厚度以承受其需 要保持的纜線拉力，然而足夠地薄以能夠穿透纜線的外護套。可根據(jù) 待穿透的且隨后被夾持的材料的軟度來選擇縱向形狀。因此， 一些應(yīng) 用可能需要縱向排列在纜線上的一系列的這種夾。
因為夾壓緊內(nèi)部強度構(gòu)件，故可使夾成形為使得內(nèi)強度部分的形 狀不過度變形。內(nèi)強度部分通常具有多線繩結(jié)構(gòu)，并且通常圍繞諸如 光纖包裝的纜線中心芯部。在夾持過程期間，內(nèi)強度部分的橫截面形 狀可能從圓形變形成例如橢圓形或近似菱形，這取決于所使用的夾持表面的形狀和硬度?？蛇x地，在夾持過程期間夾持表面變形以與內(nèi)強 度部分的橫截面形狀相匹配。然而在這兩種情況下，關(guān)鍵因素在于， 將內(nèi)強度部分壓入到具有封閉的限制性橫截面積的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)，使得 內(nèi)強度部分不能擠出到外部。這確保了使電線的位移變化最小，因此 在夾持過程中涉及盡可能多的繩線，并且每根線采用相似的拉力水平， 因此整個強度部分上的可用夾持最大。為了提供上述效果，橫向于纜 線軸線，該夾例如可以是成對的相對的凹弧或"V"形輪廓。
更具體地，本申請人已發(fā)現(xiàn)通過提供內(nèi)部區(qū)域可優(yōu)化所獲得的夾 持，該內(nèi)部區(qū)域允許完全或大體上保持內(nèi)強度部分的外部形狀(即， 使得橫截面的長軸不超過短軸長度的兩倍)。
另外，該布置確保在纜線的夾持段與未夾持段之間的過渡區(qū)域上 施加較低的應(yīng)力，因此保持最大的纜線強度。
在利用該布置實現(xiàn)夾持的過程中，將局部地損壞纜線的外護套， 但是其可被修理或者更換。這通常是無關(guān)緊要的例如，當(dāng)需要將海 底電信纜線收回到船上以進行修理時，總是將切斷并更換纜線的損壞 段。


為了可以更容易地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將通過示例的方式參考附圖 描述根據(jù)本發(fā)明的兩個實施例。圖1至5涉及一種使用夾持板的夾持裝 置，圖7至13示出使用夾持銷的可選夾持裝置，圖6a和6b分別示出由纜 線船和用于收回海底纜線的ROV遠程控制的抓鉤，該纜線船或ROV可 利用夾持裝置；
圖l是在夾操作之前將纜線捕獲在適當(dāng)位置的纜線夾的第一實施 例的前視圖2是在操作之后的圖1的夾的前視圖3是一對夾持板的詳細局部前視圖，其示出在內(nèi)部保持纜線的 板；
圖4是在致動之后的夾和纜線的側(cè)視圖5a是裝備有纜線夾的第一實施例的用于收回纜線的海底抓鉤的 側(cè)視圖5b是圖5a的抓鉤的平面圖6a是示出海底纜線線上的抓鉤驅(qū)動的示意圖6b是示出海底纜線線上的ROV驅(qū)動的示意圖7示意性地示出在夾操作之前的纜線夾的第二實施例的側(cè)視圖8示出在致動之后的第二實施例的側(cè)視圖9是在圖7的纜線夾中采用的銷的示意性側(cè)視橫截面圖10示出并入圖7至9的纜線夾的"平魚"抓鉤的側(cè)視圖U示出從圖10的平魚抓鉤的下面觀察的已捕獲了纜線的視圖； 圖12示出在操作之前的圖10和11的抓鉤的橫截面視圖；以及
圖13示出在致動之后的抓鉤的橫截面視圖。
具體實施例方式
最初參考圖l,示出了包括有外護套(2)以及與護套同心的內(nèi)強 度部分(3)(以下詳細描述)的輕型纜線(1)。鋼制纜線夾(100) 具有支撐框架(8)，該支撐框架具有通過第三壁連接的間隔相對的第 一壁和第二壁以提供與第三臂相對的開口。支撐框架提供了在壁之內(nèi) 的以及在壁之間的空間，用于容納一對相對的纜線夾卡爪(15， 15a)。 每個卡爪具有平坦的支撐構(gòu)件(6， 7)。下面的第一卡爪(15a)位于 第一壁上，上面的第二卡爪(15b)相對于第一卡爪在穿過第二壁的孔 隙中被引導(dǎo)地來回移動。第二卡爪可通過活塞(9)移動，該活塞由對 纜線夾進行遠程操作的人液壓地控制，或者在本地機械地致動。夾持 框架(8)包括牽引點(14)，該牽引點(14)用于連接該線以拉動、 提升或降低纜線。
該卡爪成形為在閉合時在其之間提供空間，該空間用于環(huán)繞在纜 線的大約5cm縱向部分之內(nèi)的細長抗拉強度部分。在活塞作用以使第二
卡爪朝著第一卡爪移動從而使卡爪閉合之后，在纜線的卡爪之間留下 足夠的空間以允許將內(nèi)強度部分夾持在中央部分，其中內(nèi)強度部分的 外形保持(或近似保持)為如圖1至3所示，且在下面進一步進行描述。
在第一實施例中，如圖4所示，將多個相鄰的成對板安裝在卡爪上。 換句話說，每個卡爪的懸掛的平坦支撐構(gòu)件是一系列有規(guī)則地縱向間 隔的板，第一卡爪上的板位于沿著該卡爪更靠前的位置，因此在卡爪 的閉合位置，該板相交錯。每個板具有夾持邊緣，該夾持邊緣也可切 斷纜線的外聚乙烯護套。
每個單獨的相鄰的成對的上下板(5， 4)成形為以便共同提供圍
繞纜線的內(nèi)強度部分的空間(各個板作用在不同橫向平面)。可選地，
可提供該板以便作用在相同的橫向平面上。利用如圖4所示的多個相鄰
對，可提高夾持功能的可靠性。因此，利用若千相鄰的成對的板，該 夾持高度可靠。
現(xiàn)在參考圖2，相對于纜線(1)，通過活塞(9)向下推動上板， 以便夾持板(4， 5)的夾持邊緣切斷纜線護套(2)并且壓緊纜線強度 部分(3)。這更詳細地示于圖3中。因此，在該實施例中，板(4， 5) 的夾持邊緣形成了 "V"形輪廓的橫截面，因此在板的工作位置中它們 形成了圍繞的、中央的、內(nèi)部保護空間以對纜線進行定位和保持。板 的"V"形輪廓使纜線在板內(nèi)居中，并且輪廓的邊緣與強度部分形成上 板(5)的接觸點(10， 11)和下板(4)的接觸點(12， 13)。
可選地，該邊緣成曲線或其他形狀以適合于圍繞纜線的內(nèi)強度部 分的外部形狀并且接合內(nèi)強度構(gòu)件的外部。
通過例如液壓缸(未示出)或機械聯(lián)接(未示出)來致動該活塞 (9)。在通過夾表面穿透外護套期間使活塞移動所需的力較低。 一旦 接觸到強度部分，可用的阻力增大，并且因此夾可保持的纜線拉力水平與活塞所施加的力成比例地增大。為了避免損壞該設(shè)備的部件或者 夾表面無意地切斷整個纜線，可限制活塞上的可能出現(xiàn)的最大的力。 在液壓缸致動的情況下，該限制可通過減壓閥來實現(xiàn)。在機械聯(lián)接的 情況下，例如這可通過圍繞可用的最大輸入力設(shè)計該部件來實現(xiàn)。
現(xiàn)在參考圖4，觀察到交錯的板組(4， 5)。示出了十個上板和十 個下板，但是可增大或減小所使用的實際的板數(shù)，甚至減小為單對板， 以適合本申請。
上述夾可單獨采用或者可并入到另一設(shè)備中。圖5中給出了示例，
其示出了并入到用于從海床收回輕型海底電信纜線的抓鉤中的夾的實 施例。
可由在這兩個實施例中所描述的纜線夾進行夾持的纜線的一個示
例為深海無鎧裝輕型纜線，諸如例如由Alcatel、 Tyco、 OCC、 NSW、 Ericsson、以及Fujitsu所提供。在Alcatel所提供的纜線中，內(nèi)強度部分 由受到兩層鋼絲保護的鋼管組成，該兩層鋼絲形成高抗拉強度拱頂。 鋼管包含最內(nèi)部的中心纖維單元結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有自由放置在膠狀物 中的高達12對的光傳輸纖維。拱頂本身被氣密的銅管包圍。外護套(2) 是由提供了抗磨性和髙壓絕緣的聚乙烯的最外層組成。該纜線可用在 深度下至8000米的任何海上。該纜線的直徑為17mm并且具有70kN的極 限抗拉強度。
現(xiàn)在還參考圖6描述圖5a和5b的抓鉤及其使用方法。參考圖6，示 出了通過拖繩(120)來牽引抓鉤(130)的纜線船(110)。還存在連 接至抓鉤的浮動的或浮起的收回線(140)。用于捕獲并夾持一部分纜 線的驅(qū)動方向跨過海底纜線(150)的線。圖6b中示出了ROV (遠程操 作潛水器)(500)的相應(yīng)的使用，該ROV越過海底纜線(150)的線。 應(yīng)該明白的是，在ROV的操作臂(501)上可使用與任何一個上述實施 例相似的夾以作為使用抓鉤來收回的可選方法。 現(xiàn)在參考圖5a和5b，對抓鉤的主要特征進行描述。拖繩連接在牽 引眼(111)上。收回線(140)連接在眼(43)上，或者可選地，該 收回線可連接在眼(46)與另一眼(43， 45)之間。尖齒80分成兩半 (112， 113)。該尖齒具有開口的"V"形結(jié)構(gòu)以能夠穿過任何海床沉 積及其他殘渣。尖齒的目的是接合該纜線并且將其提升到抓鉤中。第 一半尖齒(112)牢固地安裝至主抓鉤基板(114)，第二半尖齒(113) 牢固地安裝至輔助抓鉤基板(115)。
牽引抓鉤基板(114， 115)最初在三個成三角形的點上彼此相連 以提供剛度。示出了這些點中的兩個(117， 118)，并未示出第三個 點。每個抓鉤基板包括夾持組件(20a， 20b)。該主抓鉤基板(114) 包括牽引眼(111)和主致動桿(19)。刀片(21)連接至主致動桿或 者為主致動桿的一部分。
在使用過程中，通過牽引點(111)而沿著海床來牽引該抓鉤(130)， 直至纜線(150)被接合。當(dāng)尖齒對纜線進行了定位，則抓鉤的向前移 動使纜線(150)提升到尖齒(26)的導(dǎo)緣并且到達圖5a所示的位置P。 通過止動件和板(未示出)可防止纜線進一步在抓鉤上向后移動。
此時，纜線中的拉力以及因此拖繩中的拉力開始上升，并且這可 用于觸發(fā)夾持和切斷步驟，如下所述?，F(xiàn)在參考圖6a，抓鉤(130)已 捕獲海底纜線(150)。當(dāng)纜線移動時，通過對船上的拖繩中的拉力的 增大進行監(jiān)控，在纜線船(110)上檢測到該捕獲。當(dāng)拖繩向船尾移動 時，現(xiàn)在該船停止向前的牽引移動并且開始拾取拖繩。抓鉤上的拖繩 中的拉力隨著海底纜線中的拉力的增大而增大，因為將纜線從海床提 起。在纜線被提起時的海底纜線中變大的拉力是其在水中的重量、安 裝在纜線中的松弛部分、以及纜線與海床之間的摩擦的函數(shù)。
當(dāng)抓鉤向前和/或向上移動時，纜線拉力增大。此后，纜線拉力的 增大觸發(fā)致動臂(19)的釋放(例如通過損壞保險螺栓(25))。當(dāng) 致動器臂擺動至其第二穩(wěn)定位置(19')時，固定至致動臂(19)的凸輪 面(90)作用于上板支架(40)并且夾持該纜線。箭頭(19')表示由 于致動器臂的移動而施加到纜線夾上的力的方向。切刃(21)可配合 至在兩個夾位置之間的致動臂的一側(cè)上。
接下來可致動附加機構(gòu)(未示出)以將抓鉤分成兩個部分。相對 于主抓鉤基板(114)向前推進該輔助抓鉤基板(115)，從而釋放兩 個基板之間的連接點(117， 118)。
此后，輔助抓鉤基板(115)與主抓鉤基板114分離，并且隨后可 利用線(140)而收回到纜線船上，其中纜線的一端保持在一個夾(20b) 中。通過纏繞拖繩(120)可將主抓鉤基板(114)收回到纜線船(110) 上，其中纜線的一端保持在另一夾(20a)中。內(nèi)強度部分保持在封閉 空間中，該封閉空間限定在上述夾的內(nèi)端之間。因此，可在單驅(qū)動或 單程中收回輕型纜線的兩端。
在抓鉤操作期間對船上的拖繩中的拉力進行監(jiān)控，并且拖繩中的 拉力通常用作主指示器以便當(dāng)捕獲或切斷纜線時，可使船停止并且隨 后開始收回。然而，在通過拖繩重量和拖曳來控制拖繩拉力并且諸如 纜線拉力的可歸因于抓鉤上的力的拉力較小的情況下，其可能發(fā)生在 深海中的輕型纜線中，在可能開始收回操作的船上沒有清除信號。這 可通過夾持、切斷、以及分離功能避免，該分離功能通過抓鉤上的而 不是船上的纜線拉力的增大所觸發(fā)，因此船的運行不必受到精確地控 制。可選地，抓鉤可具有儀器，并且能夠?qū)⒖刂菩盘杺魉椭链?，?表示抓鉤上的纜線和拖繩的狀態(tài)。
圖7， 8和9示出了可選的夾實施例，該實施例可用于上述纜線或者 可類似地應(yīng)用于板夾實施例的其他上述應(yīng)用。開始參考圖7，示出了包括外護套(52)和內(nèi)強度部分(53)的纜 線51。纜線(51)的縱向部分保持在外支撐塊(22)內(nèi)。該塊可具有 附圖所示的開口側(cè)(22a)以使纜線能夠側(cè)面進入。如果將夾設(shè)計成連 接至纜線末端而并非連接至纜線的縱向部分，則可將該塊布置成完全 圓周地圍繞纜線。
在該塊之內(nèi)安裝有相對的夾持銷(23)，該夾持銷相對于纜線徑 向定位，并且彼此處于相同的橫向平面中。僅示出了單對的相對的夾 持銷，但是可選實施例可具有多個相對的徑向組，這多個相對的徑向 組布置在圍繞整個纜線圓周的相同面中，以形成相對的夾的圓周環(huán)。 可提供一組或多組夾持銷，每組夾持銷與每個相鄰的組縱向間隔。
類似于第一實施例，銷端形狀為使得在卡爪的夾持邊之間留有空 間，該空間足以允許將內(nèi)強度部分夾持在居中位置，因此夾持邊圍繞 纜線的內(nèi)強度部分的外部形狀相配合，并且接合內(nèi)強度構(gòu)件的外部， 同時保持其外部形狀(或幾乎保持)。這如圖8所示。
如圖9所示，使夾持銷(23)的內(nèi)端變窄以易于穿透纜線外護套， 但是卻仍然能夠保持適當(dāng)強度以將軸向和徑向負載傳送到纜線。
沿著該設(shè)備中的纜線縱向布置的相對的銷組的數(shù)目可根據(jù)應(yīng)用進 行變化，但是至少應(yīng)包括單個組。
現(xiàn)在參考圖8，使銷(23)致動并且迫使其通過纜線的外護套，從 而局部地移除該外護套材料，以接觸并夾持到纜線強度部分(53)上。
與第一實施例一樣，可在用于將海底纜線收回到纜線船上的抓鉤 中采用該銷夾持裝置。現(xiàn)在將參考圖10至13描述與該銷夾一起使用的 抓鉤。
抓鉤由平坦的基板(24)組成，該平坦的基板具有便于通過水和
海床的尖狀前端(24a)和彎曲的后端(24b)。牽引線(箭頭28所示) 在抓鉤的尖狀前端處連接至拖環(huán)(27)。對于板的每側(cè)，抓鉤與提供 相對的錨鉤或叉狀物(25)的兩個錨鉤部分(25')相連，這些與第一 實施例中的尖齒相對應(yīng)，但是在該第二實施例中，纜線可被捕獲并且 被嚙合，無論哪個抓鉤向上位于在海床上。這在廣泛用于潛水艇電信 工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)"平魚"抓鉤的側(cè)視圖中是相似的。主要差別在于，在 基板(24)的中心線存在單個纜線夾持區(qū)(26)，而并非在基板(24) 的兩側(cè)存在捕獲位置，該基板(24)具有中心通孔(40)以使纜線能 夠使任何一個錨鉤(25)向下移動到單個夾持區(qū)(26)，如圖10所示， 其中示出了由抓鉤所捕獲的纜線(51)。雙錨鉤部分(25')由鋼制成。
圖12是抓鉤的縱截面。前述的銷夾容納在底切凹口 (29)中，該 底切凹口朝著通孔(40)的后端(40b)設(shè)置在錨鉤的內(nèi)壁(31)之間。 底切凹口具有用于接收處于工作位置的纜線夾的后部區(qū)域(30)。前 端的內(nèi)壁(31a)向外傾斜并且凹口向內(nèi)成錐形，因此所得的后部端的 直的內(nèi)壁(31b)提供了形狀與支撐塊(22)基本上互補的區(qū)域以用于 接收下述的支撐塊。
在不工作位置中，支撐塊通過從雙錨鉤構(gòu)件向內(nèi)突出的安全銷 (27)與抓鉤結(jié)構(gòu)(25)相連。支撐塊的前端(22a)與用于提供凹口 的底切前端(30a)的轉(zhuǎn)角壁(32)的內(nèi)表面相接合。
當(dāng)纜線(51)接合在抓鉤夾持區(qū)域(26)中并且繼續(xù)向前牽引抓 鉤時，纜線(51)和牽引線(28)中的拉力上升，直到安全銷(27) 斷裂。在相對的牽引線拉力和纜線拉力的作用下，抓鉤結(jié)構(gòu)(25)現(xiàn) 在相對于夾支撐塊(22)向前移動，并且通過錨鉤的壁(31a)自動地 壓下夾持銷(23)，直到銷纜線夾的夾持銷在上述工作位置中完全地 展開并且夾持如圖13所示的纜線內(nèi)強度部分。同時，利用從位于支撐 塊后面的凹口中的雙錨鉤部分的突出，使支撐塊楔入到凹口 (29)的
后端(29b)上的后部接收區(qū)(30)中。因此，夾持銷保持在它們的工
作位置，并且因此可靠地夾持該纜線。內(nèi)強度部分保持在封閉空間中， 該封閉空間限定在上述夾的內(nèi)端之間。
此后，可展開(未示出)輔助設(shè)備，從而通過另一安全銷作用以 將纜線切斷至夾的一側(cè)，因此僅握住纜線的一端就可將抓鉤收回到纜 線船上。
應(yīng)該明白的是，圖10至13所示的第二抓鉤實施例可進一步適合于 提供分裂的錨鉤、兩個夾、在夾之間的切斷器、以及用于與如圖5b所 示的抓鉤實施例相似地將抓鉤分成兩個部分的機構(gòu)，因此可在橫跨纜 線的抓鉤的單程上收回纜線的兩端。
因此，利用上述的抓鉤，現(xiàn)在可以可靠地夾持海底纜線。此外， 可使用單個抓鉤，從而以有效的方式捕獲并夾持纜線。此外，本發(fā)明 的抓鉤得益于其主要夾持部件，該夾持部件基本上為機械的，而不是 液壓的和/或電子的，這可有助于提高可靠性并將維修降到最低。
采用本發(fā)明的抓鉤可由于組合的捕獲和夾持而節(jié)省兩天的船操作 時間，這將節(jié)省相當(dāng)大的成本，并且還降低需要切除的纜線的長度， 否則，這將需要添加備用的替換纜線以進行修理。節(jié)省的纜線的長度 大約等于修理地點的水深，這再次節(jié)省了費用。
應(yīng)該注意的是，在該抓鉤、具有內(nèi)部夾持端的其他夾持裝置、或 者其組合中可使用板而不是使用多個銷或所有的銷。
最后，應(yīng)該注意的是，根據(jù)本發(fā)明的夾除了可用于上述特定結(jié)構(gòu) 之外還可用于夾持光纖纜線的其他組成，諸如纖維包裝是"開槽芯部" 或者鋼管是分段管的纜線。
權(quán)利要求
1.一種用于夾持在內(nèi)抗拉強度部分上具有外保護層的纜線的纜線夾，該夾包括可在不工作位置與工作位置之間移動的至少一個夾構(gòu)件，所述至少一個夾構(gòu)件具有受支撐的外端和活動的內(nèi)端，該活動的內(nèi)端在所述不工作位置與工作位置之間移動時能夠首先穿透所述外保護層，所述至少一個內(nèi)端包括硬度足以穿透所述外層的材料；并且其次在所述工作位置夾持在所述外保護層之下的所述內(nèi)抗拉強度部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的纜線夾，其中所述至少一個內(nèi)端能夠穿 透包括所述外保護層的可塑性變形的材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纜線夾，其中所述內(nèi)端包括硬度大于 所述外保護層的材料，用于穿透所述保護層以及用于夾持在所述保護 層之下的內(nèi)抗拉強度部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的纜線夾，包括至少一對協(xié)作的夾 構(gòu)件，該夾構(gòu)件的所述內(nèi)端成形為一起限定用于纜線的可靠接合的預(yù) 成形的夾，提供內(nèi)部區(qū)域以接收并保持所述內(nèi)抗拉強度部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的纜線夾，其中所述內(nèi)端成形為用于封閉 所述內(nèi)抗拉強度部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的纜線夾，所述內(nèi)端布置成使所述內(nèi)細 長抗拉強度部分在所述內(nèi)部區(qū)域中居中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4、 5或6所述的纜線夾，其中所述至少一對夾構(gòu) 件中的所述夾構(gòu)件為相對的或大致相對的，并且所述夾構(gòu)件可徑向向 內(nèi)或者大體上徑向向內(nèi)地線性移動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的纜線夾，其中所述至少一對夾構(gòu)件包括 成對的協(xié)作的相對的橫向板或橫向銷。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的纜線夾，其中所述夾構(gòu)件圍繞通過所 述內(nèi)部區(qū)域的橫截面的周邊間隔開。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7、 8或9所述的纜線夾，包括多對夾構(gòu)件，這些 對沿通過所述內(nèi)部區(qū)域的縱軸線間隔開。
11. 根據(jù)前述任何一項權(quán)利要求所述的纜線夾，包括具有成對的 間隔的面對壁的外框架、各支撐在所述壁的不同的一個壁上的面對卡 爪、各安裝在所述卡爪的不同的一個卡爪上的成對的相對的夾構(gòu)件、 通過所述框架沿另一卡爪的方向可來回移動的活塞，所述夾構(gòu)件從所 述卡爪延伸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項所述的纜線夾，包括具有成 對的間隔的面對壁的外支架；面對的相對的夾構(gòu)件，每一個可通過所 述壁沿另一個的方向從所述不工作位置至所述工作位置來回移動。
13. —種遠程纜線收回設(shè)備，該遠程纜線收回設(shè)備包括根據(jù)前述 任何一項權(quán)利要求的纜線夾。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，該設(shè)備包括抓鉤，該抓鉤包括 具有上表面和下表面的板，該板在其前端包括牽引連接并且在其后端 包括至少一個錨鉤，該錨鉤包括容納所述纜線夾的空間，該空間具有 用于在不工作時保持所述纜線夾的前部區(qū)域和用于接收所述纜線夾的 后部接收區(qū)域，該錨鉤包括用于致動所述纜線夾的裝置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述板包括通孔，該通孔提供從所述板的所述上表面的通路以及從所述板的所述下表面的通 路，由此可夾持與任何一個表面相鄰的纜線。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的設(shè)備，其中所述前部區(qū)域與所述 后部區(qū)域之間的內(nèi)側(cè)壁成錐形，以便在向后推動所述纜線夾時使所述 夾構(gòu)件向內(nèi)移動。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13至16中的任一項所述的設(shè)備，還包括用于自 動捕獲并切斷所捕獲的纜線的裝置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13至16中的任一項所述的設(shè)備，包括成對的纜 線夾、用于切斷所述夾之間的所述纜線的裝置、和用于將所述設(shè)備分 成兩個或更多部分的裝置，在每個部分上具有夾，并且每個部分連接 至收回線，使得被切斷的纜線的兩端可以通過單程被收回。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，包括遠程操作的海底潛水器。
20. —種用于包括抗拉強度構(gòu)件的纜線的纜線夾，該夾包括可在 打開位置與閉合位置之間移動的一系列相對的夾持板，以直接夾持所 述強度部分。
21. —種夾持纜線的方法，該纜線具有圍繞內(nèi)細長抗拉強度部分 的外保護層，該方法包括如下步驟捕獲纜線的縱向部分；使至少一 個夾構(gòu)件從不工作位置向內(nèi)移動以從所述纜線的外部穿透纜線，直到 所述至少一個夾構(gòu)件保持所述保護層之下的所述細長抗拉強度部分； 以及將所述夾構(gòu)件保持在所述工作的夾持位置。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，采用具有內(nèi)部夾持端的多個夾 構(gòu)件，該方法還包括使所述夾構(gòu)件在不工作位置與工作位置之間彼此 相對朝向地移動，直到所述夾構(gòu)件的所述內(nèi)端一起保持并夾持所述抗拉強度部分。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的方法，釆用夾構(gòu)件，該夾構(gòu)件的 所述至少一對為相對的或大致相對的，該方法還包括使這些夾構(gòu)件徑 向向內(nèi)地或大體上徑向向內(nèi)地線性移動，直到所述夾使所述內(nèi)部細長 抗拉強度部分在所述內(nèi)部區(qū)域中居中。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21、 22或23所述的方法，還包括在夾持的同時 完全地或大體上保持所述內(nèi)強度部分的外部形狀，從而優(yōu)化所述夾持。
25. —種收回海底纜線的方法，該方法包括使遠程纜線收回裝 置移過要收回的纜線；利用包括纜線夾的遠程纜線收回裝置定位纜線 的所需部分；在所述遠程纜線收回裝置的同一行程中捕獲并夾持纜線 的所述部分；在至少一個位置切斷所述纜線；以及收回至少一個切斷 的纜線末端。
全文摘要
對于一種已知的纜線夾持裝置，在夾持裝置接觸海底電信纜線的外表面時，存在如下問題，即由夾所作用的纜線層之間的摩擦不足，和/或沿著纜線從夾至纜線的自由端的纜線層之間的粘附性不足，并且因此存在如下趨勢，即在收回期間保護形外護套從芯部剝離從而丟失接合端。本發(fā)明的纜線夾(100)能夠穿透外保護層，并且夾持纜線的內(nèi)抗拉強度芯部。它們具有至少一對協(xié)作的夾構(gòu)件(15a，15b)，該夾構(gòu)件的內(nèi)端成形為一起限定用于纜線的可靠接合的預(yù)成形的夾，從而提供內(nèi)部區(qū)域以接收并保持內(nèi)抗拉強度部分。
文檔編號B63B21/66GK101341064SQ200780000797
公開日2009年1月7日 申請日期2007年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月11日
發(fā)明者安德魯·詹姆斯·托馬斯, 杰里米·約翰·理查德·費瑟斯通 申請人:大洋纜線技術(shù)有限公司;藍色大洋工程有限公司