[发明专利]一种海缆测试用高压穿舱密封结构及方法

说明书

本发明涉及一种海缆测试用高压穿舱密封结构及方法，包括与高压舱连接的穿舱端盖，穿舱端盖内设置有供海缆穿设的海缆通孔，穿舱端盖内还设置有密封腔，穿舱端盖的端部设置有封堵密封腔的端盖锁紧件；在密封腔内，沿高压舱内向高压舱外的延伸方向依次设置有套设在海缆外的金属自紧密封环、支撑环、o型密封圈和钢垫环，金属自紧密封环为双层中空环状结构，在金属自紧密封环的侧面设置有与高压舱内连通的进水孔，在高压舱内注水施压的过程中，高压舱内的水从进水孔流入到双层中空环状结构中，使金属自紧密封环在水压的作用下逐步膨胀。本发明在高压下能够补偿海缆自身形变量，能够提高海缆穿舱试验的试验压力，为提升海缆设计和制造质量助力。

技术领域

本发明涉及线缆测试用穿舱密封结构技术领域，尤其是指一种海缆测试用高压穿舱密封结构及方法。

背景技术

目前，我国海洋勘探事业迅速发展，海洋勘探平台愈发向深海发展，“高压”是深海环境最为显著的特征，在深海中海缆所要承受的压力将超过120Mpa，甚至达到200Mpa，这样就需要在海缆敷设前对海缆进行高压测试，来保证海缆具备抵抗深海压力的抗压性能，在测试的过程中，就需要将海缆引入到高压舱中，在高压舱内进行注水加压，模拟深海的环境；因此，在海缆穿设高压舱时，就需要使用穿舱密封结构，使在海缆在穿舱的过程中，保证海缆与高压舱之间的密封不会失效。

由于海缆穿舱的需要，穿舱海缆和穿舱密封结构之间必然是一种松散的弹性连接形式，以利于海缆顺利的穿过穿舱密封结构，由于穿舱海缆本身外部多为聚四氟乙烯或橡胶材质，在高压下变形较大，故要求穿舱密封结构能补偿该变形引起的穿舱海缆直径变小量，以保证密封持久可靠。

现有技术中，公开了以下两种穿舱密封结构：

参照图1所示，现有技术一由锥面结构件，锥形橡胶环1组成，在高压舱内高压力的作用下，锥形橡胶环1被压紧，由此紧附在穿舱海缆上，实现高压下的穿舱密封，该结构采用橡胶虽然弹性较大，补偿变形的能力较强，但存在两个缺陷：一是穿舱海缆和锥形橡胶环1之间多为过渡配合，在海缆穿舱过程中由于摩擦，会导致锥形橡胶环1接触面磨损，导致初始压力不容易建立，密封容易失效；二是随着压力的增高，锥形橡胶环1弹性变形变大，容易从连接孔与穿舱海缆的间隙中挤出，导致密封失效，一般该结构有效密封压力不超过60MPa。

参照图2所示，现有技术二由o型圈2和挡圈3及其支撑部件组成，在高压舱内高压力的作用下，o型圈2和挡圈3被挤压变形，由此紧附在穿舱海缆上，实现高压下的穿舱密封，解决了方案1存在的缺陷，容易实现低压密封，且高压密封也不容易挤出，有效密封最高工作压力可达120MPa，但也存在一个缺陷，即要求海缆本身在高压下变形量不能过大，超过o型圈2和挡圈3的补偿量后会导致高压密封失效，而该补偿量直径方向一般不超过3mm，不能满足一些弹性较大的海缆超高压穿舱密封试验要求。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的穿舱密封结构存在的低压密封不可靠，高压密封易失效，最高工作压力不超过120MPa的问题，提供一种海缆测试用高压穿舱密封结构及方法，在高压下能够补偿海缆自身形变量，能够提高海缆穿舱试验的试验压力，为提升海缆设计和制造质量助力。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种海缆测试用高压穿舱密封结构，包括与高压舱连接的穿舱端盖，所述穿舱端盖内设置有供海缆穿设的海缆通孔，所述海缆从海缆通孔中穿过实现高压舱内外的连通，所述穿舱端盖内还设置有密封腔，所述穿舱端盖的端部设置有封堵密封腔的端盖锁紧件；在所述密封腔内，沿高压舱内向高压舱外的延伸方向依次设置有套设在海缆外的金属自紧密封环、支撑环、o型密封圈和钢垫环，所述金属自紧密封环为双层中空环状结构，在所述金属自紧密封环的侧面设置有与高压舱内连通的进水孔，在高压舱内注水施压的过程中，所述高压舱内的水从进水孔流入到金属自紧密封环中，金属自紧密封环在水压的作用下逐步膨胀。

在本发明的一个实施例中，所述海缆从穿舱端盖向高压舱内穿设的一侧，所述海缆与穿舱端盖之间留有间隙，通过所述间隙使所述密封腔与高压舱内连通，使高压舱内的水能够流入到密封腔内设置的金属自紧密封环中。