Подводные соединительные кабели объединяют в себе множество функций, таких как оптоволоконная связь, передача команд дистанционного управления, передача видеоизображения, дистанционное электропитание, а также транспортировка рабочих жидкостей и газов, выступая в качестве оптоэлектронного канала связи между подводным оборудованием. Они не только способны передавать нагрузки, энергию, информацию и вещества к подводному оборудованию, но и выдерживать экстремальные условия, такие как высокое давление, высокая соленость и низкая температура в глубоководной среде, демонстрируя устойчивость к коррозии морской водой и износу. Рабочая длина одного умбиликального кабеля обычно колеблется от нескольких сотен метров до нескольких километров, а различные модели подводного оборудования, работающие на разных глубинах, предъявляют разные технические требования к умбиликальным кабелям. Поэтому технология производства умбиликальных кабелей является сложной, а сам производственный процесс — сложным.
К основным функциям умбиликального кабеля, используемого в подводных добывающих системах, относятся: ① обеспечение гидравлического канала питания для приводов подводных клапанов; ② подача электроэнергии на блоки управления, электронасосы и т. д.; ③ обеспечение канала передачи данных для дистанционного управления и мониторинга подводных объектов и нефтяных скважин; ④ подача необходимых жидкостей (таких как метанол и ингибиторы коррозии) в нефтяные скважины; ⑤ транспортировка сырой нефти и природного газа от скважины до платформы или на берег.
В зависимости от требований к эксплуатации соединительные кабели для подводных добывающих систем обычно подразделяются на динамические и статические кабели. В рамках одного и того же проекта основная конструкция динамических и статических кабелей одинакова. Динамические кабели должны выдерживать более значительные и сложные механические нагрузки, поэтому требования к конструкции их брони выше, чем у статических кабелей. Длина прокладки статических кабелей может достигать нескольких километров, поэтому необходимо снизить их массу и объем, чтобы удовлетворить требованиям производства, транспортировки, монтажа и стоимости. Динамические кабели подвержены воздействию ветра, волн, течений и перемещений плавучих объектов во время установки и эксплуатации, что требует проведения локального и общего механического анализа для обеспечения безопасной эксплуатации на протяжении всего срока службы. В отличие от них, при проектировании статических кабелей обычно необходимо учитывать лишь такие вопросы, как устойчивость на морском дне.
В зависимости от конструкции умбиликальные кабели, используемые в подводных добычных системах, можно разделить на следующие типы: умбиликальные кабели со стальной трубой, умбиликальные кабели с термопластиковым шлангом, электрические умбиликальные кабели и многофункциональные умбиликальные кабели. Умбиликальные кабели со стальной трубой отличаются высокой стойкостью к сдавливанию, прочностью и химической стойкостью, а также отсутствием утечки жидкости. Однако их применение ограничивается такими факторами, как большой радиус изгиба, подверженность усталостным повреждениям, высокая стоимость, сложности в эксплуатации и длительные сроки поставки. В свою очередь, умбиликальные кабели с термопластиковыми шлангами обладают такими преимуществами, как низкая стоимость, простота эксплуатации и малый радиус изгиба. Однако они обладают более низкой стойкостью к сдавливанию и худшей химической стойкостью, а также подвержены утечке жидкости и расширению под внутренним давлением. Среди них трубы из супердуплексной нержавеющей стали демонстрируют низкую задержку отклика и непроницаемость для передаваемой среды, что делает их предпочтительным выбором для конструкций умбиликальных кабелей большой длины. В условиях динамичной эксплуатации на мелководье или там, где оборудование необходимо неоднократно сматывать и разматывать, лучшим выбором являются термопластиковые шланги, обладающие хорошей гибкостью и меньшим радиусом изгиба. Оба типа кабелей имеют свои преимущества и часто используются в сочетании в практических применениях.