高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆的制作方法
【专利摘要】一种高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，属海洋油气资源开发装备。其用无接头的超高分子量聚乙烯或高模量聚乙烯绳股进行编绞，构成系泊缆的单根绳芯；用聚酯纱线编织或聚酯带包裹在绳芯外，构成单芯编绞系泊缆的定型层；用聚酯捻线、捻绳编织在定型层外，构成单芯编绞系泊缆的护套层。由于其采用单根高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳作为系泊缆的绳芯，绳芯采用编绞结构，结构稳定，在系泊缆在受张力时不会产生扭转，可较大幅度地降低制造系泊缆的成本，而且使定型效果得以良好的保持，其断裂强力高，可制作超长系泊缆，单根质量最大可达60吨。可广泛用于深海系泊定位用系泊缆或海洋平台拖航用长度超长、强力超高的拖缆等领域。
【专利说明】高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆
【技术领域】
[0001]本发明属于海洋油气资源开发装备，涉及一种海洋平台深海系泊定位系统的纤维缆。
【背景技术】
[0002]近年来，在海洋平台的系泊定位系统中，已经由传统的悬链式系泊系统发展到深海平台采用的张紧索系泊系统。
[0003]随着系泊方式的发展，锚缆材料从典型的钢链、钢索，向应用日趋广泛的高模量聚乙烯(英文全称:High modulus polyethylene,简称HMPE)纤维过渡；该纤维又称超高分子量聚乙烯(英文全称:Ultra High Molecular Weight Polyethylene,简称 UHMWPE)。
[0004]目前超大型编绞绳缆机的制造和应用技术已成熟，可制造代号(即“近似直径毫米植”)为60?160、线密度1800?18000ktex、长度2000?19000m、单根质量达60000kg、绳股无接头的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳，用其可作为系泊缆的单根绳芯。
[0005]现有高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯系泊缆的绳芯结构有单芯的捻绳和多芯(多条3股捻绳、8或12股编绞绳等)的平行索两种型式。
[0006]但是，前者(即单芯的捻绳)由于绳芯结构的不稳定，在系泊缆受张力时易产生扭转。
[0007]后者(即多芯的平行索)的绳芯结构极为松散，一旦其外部包裹的保护层受损，则整个系泊缆的强力损失为各绳芯强力损失的总和，这将直接危及海洋平台系泊的安全；且该种系泊缆在制造、盘绕时造成的各平行索芯长度的偏差为较大，从而造成系泊缆的强度下降10 %以上。
[0008]此外，现有技术在系泊缆的制造过程中，对绳芯和系泊缆采用整条绳、缆进行聚氨酯复合的工艺，这不仅制造成本高，而且降低了拉伸定型的效果。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是提供一种高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，其采用单根高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳作为系泊缆的绳芯，绳芯采用编绞结构，其结构稳定，在系泊缆在受张力时不会产生扭转，可较大幅度地降低制造系泊缆的成本，而且使定型效果得以良好的保持，其断裂强力高，可制作超长系泊缆，单根质量最大可达60吨。
[0010]本发明的技术方案是:提供一种高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，采用高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳与聚酯纱线、捻绳复合/编织；其特征在于:用无接头的超高分子量聚乙烯或高模量聚乙烯绳股进行编绞，构成系泊缆的单根绳芯；用聚酯纱线编织或聚酯带包裹在绳芯外，构成所述单芯编绞系泊缆的定型层；用聚酯捻线、捻绳编织在定型层外，构成所述单芯编绞系泊缆的护套层。
[0011]具体的，其所述单芯编绞系泊缆的复合，采用水性聚氨酯对高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯绳股和聚酯捻线、捻绳进行复合，自然干燥。
[0012]其所述的单芯编绞系泊缆采用单根绳芯在受大于系泊缆设计断裂强力5 %以上的张力拉伸下进行定型层的包裹，消除系泊缆的结构伸长。
[0013]进一步的，所述的单芯编绞系泊缆采用单根高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳作为系泊缆的绳芯。
[0014]其所述单芯编绞系泊缆的绳芯采用编绞结构。
[0015]其所述的单芯编绞系泊缆在编绞绳制股时，进行聚氨酯的复合；在聚酯捻线、捻绳进行聚氨酯复合后，再编织系泊缆的护套。
[0016]更进一步的，所述单芯编绞系泊缆的最低断裂强力为2500kN?20000kN。
[0017]其所述单芯编绞系泊缆的单根长度最大为19000m，单根单芯编绞系泊缆的最大质量为60吨。
[0018]与现有技术比较，本发明的优点是:
[0019]1.采用单根高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳作为系泊缆的绳芯，其结构稳定，在系泊缆在受张力时不会产生扭转；一旦保护层受损，由于编绞绳的结构较为紧密且各绳股具有向心的抱合力，使系泊缆的强力损失仅为编绞绳横断面上绳股强力损失的最大值，这将提高海洋平台系泊的安全性；
[0020]2.绳芯采用编绞结构，这使系泊缆在制造、盘绕时造成的各绳股长度的偏差为极小，从而不会造成强度的下降；
[0021]3.采用绳芯在受大于系泊缆断裂强力5 %以上的张力拉伸下进行定型层的包裹，在聚酯纱线向心力的作用下消除系泊缆的结构伸长，其工艺简单並能取得良好的定型效果;
[0022]4.在高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳制股时进行聚氨酯的复合和在聚酯捻线、捻绳进行聚氨酯复合后再编织系泊缆的护套，这样不仅省略了盘整工序、减少了聚氨酯的损耗、较大幅度地降低了制造的成本，而且使定型效果得以良好的保持；
[0023]5.采用本技术方案的系泊缆，其最低断裂强力为2500kN?20000kN，长度最大可达19000m，符合海洋平台深海系泊定位的要求，可用于海洋平台、钻井船、浮式生产储油轮等深海系泊定位用的系泊缆，亦适用于海洋平台出厂拖航时的重要装备一超长、超高强力的拖缆。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是现有系泊缆的截面结构示意图
[0025]图2是本发明的截面结构示意图。
[0026]图中I为绳芯，2为定型层，3为护套层。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0028]图1中，给出了现有系泊缆的多芯平行索的绳芯结构，其中绳芯I外面设置有护套层3。
[0029]采用此种结构的现有系泊缆，由于绳芯结构极为松散，成为海洋平台系泊的不安全隐患，同时造成系泊缆的强度下降10 %以上。
[0030]图2中，本发明的技术方案提供了一种高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，其采用高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳与聚酯纱线、捻绳复合/编织而成，具体的，其采用无接头的超高分子量聚乙烯或高模量聚乙烯绳股进行编绞，构成系泊缆的单根绳芯3 ;用聚酯纱线编织或聚酯带包裹在绳芯外，构成所述单芯编绞系泊缆的定型层2 ;用聚酯捻线、捻绳编织在定型层外，构成所述单芯编绞系泊缆的护套层I。
[0031]其中，所述单芯编绞系泊缆的复合，采用水性聚氨酯对高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯绳股和聚酯捻线、捻绳进行复合，自然干燥。
[0032]其所述的单芯编绞系泊缆采用单根绳芯在受大于系泊缆设计断裂强力5 %以上的张力拉伸下进行定型层的包裹，以消除系泊缆的结构伸长。
[0033]进一步的，所述的单芯编绞系泊缆采用单根高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳作为系泊缆的绳芯。
[0034]其所述单芯编绞系泊缆的绳芯采用编绞结构。
[0035]其所述的单芯编绞系泊缆在编绞绳制股时，进行聚氨酯的复合；在聚酯捻线、捻绳进行聚氨酯复合后，再编织系泊缆的护套。
[0036]更进一步的，所述单芯编绞系泊缆的最低断裂强力为2500kN?20000kN。
[0037]其所述单芯编绞系泊缆的单根长度最大为19000m，单根单芯编绞系泊缆的最大质量为60吨。
[0038]制作实施例:
[0039]1、采用线密度为880dtex以上的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯纤维在恒定张力的调控下，在捻纱机上捻制成S捻和Z捻的线密度为3?15ktex的绳纱:
[0040]2、采用线密度为3?15ktex、经水性聚氨酯复合的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯绳纱，分3层以上排列在制股机上，在张力调控下进行Z向和S向的加捻，捻制成捻系数为16以上、无接头、最大长度达20000m的Z捻和S捻各6条绳股；
[0041]3、在12股编绞绳缆机上，将Z捻和S捻各6条高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯绳股编绞成捻系数为7.5以上、代号(近似直径毫米植)为60?160、最大长度达19000m、与水性聚氨酯复合的12股高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳，用其作为系泊缆的单根绳芯；
[0042]4、采用线密度为3000dtex以上的聚酯复丝在捻纱机上捻成线密度为IOOOtex以上的纱线；
[0043]5、在受张力大于系泊缆断裂强力5 %以上的绳芯外，采用线密度为IOOOtex以上、经水性聚氨酯复合的聚酯纱线在编织机上进行进行定型层的编织；
[0044]6、采用线密度为3000dtex以上的聚酯复丝在捻纱机、捻绳机上捻成线密度为I?35ktex的抢线、抢绳；
[0045]7、在有定型层包裹的绳芯外，采用线密度为I?35ktex、经水性聚氨酯复合的聚酯捻线、捻绳在32、48锭编织机上进行护套的编织，从而制成系泊缆。
[0046]由于上述制绳/编织工艺中的术语和设备均为现有技术，在此不再详述。
[0047]其余有关术语和定义，可以参考IS0/TS14909《海洋离岸平台纤维绳_2高模量聚乙烯》、IS01968《纤维绳和绳索-词汇》或者GB/T3939《主要渔具材料命名与标记绳索》中的相关解释和规定，在此不再详述。
[0048]本技术方案采用单根高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳作为系泊缆的绳芯，其结构稳定，在系泊缆在受张力时不会产生扭转；一旦保护层/护套层受损，由于编绞绳的结构较为紧密且各绳股具有向心的抱合力，使系泊缆的强力损失仅为编绞绳横断面上绳股强力损失的最大值，这将提高海洋平台系泊的安全性；绳芯采用编绞结构，这使系泊缆在制造、盘绕时造成的各绳股长度的偏差为极小，从而不会造成强度的下降。
[0049]本技术方案采用绳芯在受大于系泊缆断裂强力5 %以上的张力拉伸下进行定型层的包裹，在聚酯纱线向心力的作用下消除系泊缆的结构伸长，其工艺简单並能取得良好的定型效果。且在高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳制股时进行聚氨酯的复合和在聚酯捻线、捻绳进行聚氨酯复合后再编织系泊缆的护套，这样不仅省略了盘整工序、减少了聚氨酯的损耗、较大幅度地降低了制造的成本，而且使定型效果得以良好的保持。
[0050]采用本技术方案所制得的系泊缆的最低断裂强力大于2500kN、最大可达20000kN，长度大于2000m、最大可达19000m，符合海洋平台深海系泊定位的要求，可用于海洋平台、钻井船、浮式生产储油轮等深海系泊定位用的系泊缆，亦可用于海洋平台出厂拖航时的重要装备一超长、超高强力的拖缆。
[0051]本发明可广泛用于深海系泊定位用系泊缆或海洋平台拖航用长度超长、强力超高的拖缆等领域。
【权利要求】
1.一种高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，采用高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳与聚酯纱线、捻绳复合/编织，其特征在于: 用无接头的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯绳股进行编绞，构成系泊缆的单根绳-1-H心； 用聚酯纱线编织或聚酯带包裹在绳芯外，构成所述单芯编绞系泊缆的定型层； 用聚酯捻线、捻绳编织在定型层外，构成所述单芯编绞系泊缆的护套层。
2.按照权利要求1所述的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，其特征是所述单芯编绞系泊缆的复合，采用水性聚氨酯对高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯绳股和聚酯捻线、捻绳进行复合，自然干燥。
3.按照权利要求1所述的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，其特征是所述的单芯编绞系泊缆采用单根绳芯在受大于系泊缆设计断裂强力5 %以上的张力拉伸下进行定型层的包裹，消除系泊缆的结构伸长。
4.按照权利要求1所述的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，其特征是所述的单芯编绞系泊缆采用单根高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯编绞绳作为系泊缆的绳芯。
5.按照权利要求1所述的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，其特征是所述单芯编绞系泊缆的绳芯采用编绞结构。
6.按照权利要求1所述的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，其特征是所述的单芯编绞系泊缆在编绞绳制股时，进行聚氨酯的复合；在聚酯捻线、捻绳进行聚氨酯复合后，再编织系泊缆的护套。
7.按照权利要求1至6中任一权利要求所述的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，其特征是所述单芯编绞系泊缆的最低断裂强力为2500kN?20000kN。
8.按照权利要求1至6中任一权利要求所述的高模量聚乙烯或超高分子量聚乙烯单芯编绞系泊缆，其特征是所述单芯编绞系泊缆的单根长度最大为19000m，单根单芯编绞系泊缆的最大质量为60吨。
【文档编号】D07B1/16GK103835169SQ201410082144
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】乐伟章, 吴声龙, 吴翔 申请人:江苏神韵绳缆有限公司, 上海鼎杰合成材料应用开发有限公司