Os cabos umbilicais subaquáticos integram múltiplas funções, tais como comunicação por fibra ótica, transmissão de comandos de controlo remoto, transmissão de imagens de vídeo, fornecimento remoto de energia e transporte de líquidos e gases de trabalho, servindo de ligação de transmissão optoeletrónica entre equipamentos subaquáticos. Não só são capazes de transmitir cargas, energia, informação e substâncias aos equipamentos subaquáticos, como também suportam condições extremas, tais como alta pressão, elevada salinidade e baixas temperaturas em ambientes de águas profundas, apresentando resistência à corrosão pela água do mar e ao desgaste. O comprimento útil de um único cabo umbilical varia normalmente entre várias centenas de metros e vários quilómetros, e os diferentes modelos de equipamento subaquático que operam a diferentes profundidades apresentam requisitos técnicos variáveis para os cabos umbilicais. Por conseguinte, a tecnologia dos cabos umbilicais é complexa e o processo de fabrico é desafiante.
As principais funções do cabo umbilical utilizado em sistemas de produção submarinos incluem: ① proporcionar um canal de energia hidráulica para os atuadores das válvulas submarinas; ② fornecer energia elétrica a caixas de controlo, bombas elétricas, etc.; ③ disponibilizar um canal de transmissão de dados para controlo remoto e monitorização de instalações submarinas e poços de petróleo; ④ fornecer os fluidos necessários (tais como metanol e inibidores de corrosão) aos poços de petróleo; ⑤ transportar petróleo bruto e gás natural do poço para a plataforma ou para terra.
De acordo com os requisitos de utilização, os cabos umbilicais para sistemas de produção submarinos são geralmente classificados em cabos dinâmicos e cabos estáticos. Num mesmo projeto, a estrutura central dos cabos dinâmicos e dos cabos estáticos é a mesma. Os cabos dinâmicos têm de suportar forças mecânicas maiores e mais complexas, e os requisitos de conceção do seu revestimento de proteção são mais exigentes do que os dos cabos estáticos. O comprimento de assentamento dos cabos estáticos pode atingir vários quilómetros, pelo que é necessário reduzir a sua massa e volume para cumprir os requisitos de produção, transporte, construção e custos. Os cabos dinâmicos são suscetíveis à influência do vento, das ondas, das correntes e dos movimentos de corpos flutuantes durante a instalação e a operação, exigindo uma análise mecânica local e global para garantir uma operação segura ao longo de toda a sua vida útil. Em contrapartida, os cabos estáticos normalmente só precisam de ter em conta questões como a estabilidade do leito marinho.
Com base nas suas estruturas, os cabos umbilicais utilizados em sistemas de produção submarinos podem ser classificados em cabos umbilicais de tubo de aço, cabos umbilicais de mangueira termoplástica, cabos umbilicais elétricos e cabos umbilicais multifuncionais. Os cabos umbilicais de tubo de aço destacam-se em termos de resistência ao esmagamento, resistência mecânica e resistência química, sem fugas de líquido. No entanto, são limitados por fatores como um grande raio de curvatura, suscetibilidade a danos por fadiga, custo elevado, dificuldades operacionais e prazos de entrega longos. Em contrapartida, os cabos umbilicais com mangueira termoplástica oferecem vantagens como baixo custo, facilidade de operação e um raio de curvatura reduzido. No entanto, apresentam menor resistência ao esmagamento e menor resistência química, sendo propensos a fugas de líquido e à expansão sob pressão interna. Entre estes, os tubos de aço inoxidável super-duplex apresentam baixa latência de resposta e impermeabilidade ao meio de transmissão, tornando-os a escolha preferida para projetos de cabos umbilicais de grande comprimento. Em ambientes de utilização dinâmicos em águas pouco profundas ou onde o equipamento precisa de ser repetidamente enrolado e desenrolado, as mangueiras termoplásticas com boa flexibilidade e um raio de curvatura menor são a melhor escolha. Ambos os tipos de cabos têm as suas vantagens e são frequentemente utilizados em combinação em aplicações práticas.