(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
深海において電気を伝送するための導電性ワイヤであって、前記導電性ワイヤは、ともに溶接される第１のワイヤ部分および第２のワイヤ部分を有し、
前記第１のワイヤ部分は、第１の金属から形成され、かつ、前記ワイヤの一方の端部に位置し、
前記第２のワイヤ部分は、第２の金属から形成され、
前記第１の金属は、前記第２の金属よりも高い極限引張強度を有し、
前記第２の金属は、前記第１の金属よりも高い導電率を有する、導電性ワイヤ。
【請求項２】
前記第１の金属は、６８９．４８ＭＰａまたはそれよりも高い極限引張強度を有する、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項３】
前記第１の金属は、銅−ニッケル−ベリリウム合金である、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項４】
前記第１の金属は、０．２質量パーセント〜０．６質量パーセントのベリリウムと、１．４質量パーセント〜２．２質量パーセントのニッケルと、残りの銅とを含有する、請求項３に記載の導電性ワイヤ。
【請求項５】
前記第２の金属は、５１７．１１ＭＰａまたはそれよりも低い極限引張強度を有する、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項６】
前記第２の金属は、少なくとも９９．９質量パーセントの銅である、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項７】
前記第２の金属は、１００％ＩＡＣＳまたはそれよりも高い導電率を有し、前記第１の金属は、８０％ＩＡＣＳまたはそれよりも低い導電率を有する、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項８】
前記第１のワイヤ部分および前記第２のワイヤ部分のそれぞれは、長さを有し、前記第１のワイヤ部分の長さは、前記第２のワイヤ部分の長さよりも短い、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項９】
前記第１のワイヤ部分および前記第２のワイヤ部分のそれぞれは、長さを有し、前記第２のワイヤ部分の長さと前記第１のワイヤ部分の長さとの比率は、１０：１〜５０：１である、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項１０】
前記第１のワイヤ部分および前記第２のワイヤ部分のそれぞれは、長さを有し、前記第１のワイヤ部分の長さは、３０．４８メートル〜１５２．４メートルであり、前記導電性ワイヤの長さは、６０９．６メートルまたはそれよりも長い、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項１１】
１ミリメートル〜３ミリメートルの直径を有する、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項１２】
前記ワイヤの他方の端部に位置している第３のワイヤ部分をさらに備え、前記第３のワイヤ部分は、前記第１の金属から形成され、かつ、前記第２のワイヤ部分に溶接され、前記第３のワイヤ部分は、３０．４８メートルまたはそれよりも大きい長さを有する、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項１３】
深海において電気を伝送するための電力ケーブルであって、前記電力ケーブルは、
少なくとも１つのコアであって、各コアは、
ともに溶接される第１のワイヤ部分および第２のワイヤ部分を有する導電性ワイヤであって、前記第１のワイヤ部分は、第１の金属から形成され、かつ、前記ワイヤの一方の端部に位置し、前記第２のワイヤ部分は、第２の金属から形成され、前記第１の金属は、前記第２の金属よりも高い極限引張強度を有する、導電性ワイヤと、
内側半導電性層と、
電気絶縁層と、
外側半導電性層と
を備える、少なくとも１つのコアと、
前記コアの外部に、
防水層と、
防護層と、
外部ポリマーシースと
を備える、電力ケーブル。
【請求項１４】
前記電力ケーブルは、３つのコアを有する、請求項１３に記載の電力ケーブル。
【請求項１５】
前記第１の金属は、６８９．４８ＭＰａまたはそれよりも高い極限引張強度を有し、前記第２の金属は、４４８．１６ＭＰａまたはそれよりも低い極限引張強度を有する、請求項１３に記載の電力ケーブル。
【請求項１６】
前記第１の金属は、０．２質量パーセント〜０．６質量パーセントのベリリウムと、１．４質量パーセント〜２．２質量パーセントのニッケルと、残りの銅とを含有する銅−ニッケル−ベリリウム合金である、請求項１３に記載の電力ケーブル。
【請求項１７】
前記第２の金属は、少なくとも９９．９質量パーセントの銅である、請求項１３に記載の電力ケーブル。
【請求項１８】
前記第２の金属は、１００％ＩＡＣＳまたはそれよりも高い導電率を有し、前記第１の金属は、８０％ＩＡＣＳまたはそれよりも低い導電率を有する、請求項１３に記載の電力ケーブル。
【請求項１９】
電力を深海デバイスに提供する方法であって、前記方法は、
電力ケーブルの第１の端部を水面より上の電力源に接続することと、
前記電力ケーブルの第２の端部を前記深海デバイスに接続することと
を含み、
前記電力ケーブルは、深海において電気を伝送するための導電性ワイヤを備え、前記導電性ワイヤは、ともに溶接される第１のワイヤ部分および第２のワイヤ部分を有し、前記第１のワイヤ部分は、第１の金属から形成され、かつ、前記ワイヤの一方の端部に位置し、前記第２のワイヤ部分は、第２の金属から形成され、前記第１の金属は、前記第２の金属よりも高い極限引張強度を有し、
前記第１のワイヤ部分は、前記電力ケーブルの第１の端部に位置している、方法。
【請求項２０】
前記第１のワイヤ部分は、３０．４８メートルまたはそれよりも大きい長さを有する、請求項１に記載の導電性ワイヤ。
【請求項２１】
前記第１のワイヤ部分は、３０．４８メートルまたはそれよりも大きい長さを有する、請求項１３に記載の電力ケーブル。
【請求項２２】
前記第１のワイヤ部分は、３０．４８メートルまたはそれよりも大きい長さを有する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本願は、２０１４年８月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／０４０，２７２号に対して優先権を主張する。上記文献の全体は、本明細書に参照することによって全て援用される。
【０００２】
（背景）
本開示は、導電性ワイヤに関する。導電性ワイヤは、特に、電気を深海デバイスに提供するために使用されるもの等、長い電力ケーブルのために有用である。
【背景技術】
【０００３】
海中油井およびガス井は、超深海デバイス（１５００メートルまたはそれよりも深い深度、〜１５２４メートルの深度）に位置し得る。この深度において電気を海中デバイスに提供することは、非常に長い電力ケーブルを海面場所から海底上の末端の場所に懸下することを要求する。これらの電力ケーブルの重量は、主として、海面場所に固着される電力ケーブルの端部において支えられる。電力ケーブルはまた、ケーブルの重量を支えるために、海底から伸びるライザ管類／足場にも添着される。そのような足場の必要性は、油井／ガス井の構築を複雑化させ得る。加えて、電力ケーブルは、例えば、波浪および／または海流の移動に起因して、その使用寿命中に大きい引張力および動的運動を経験するであろう。ケーブルはまた、ケーブルを捩じる捩り力にも暴露され得る。
【０００４】
電力ケーブルは、典型的には、銅から成る金属導体ワイヤを含む。これらの銅導体ワイヤは、概して、不良の機械的性質を有する。特に、導体ワイヤの端部は、通常、そのような長い電力ケーブルにおける残りのワイヤの重量を支持するために十分に強くはなく、経時的に種々の応力関連現象に起因する故障をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
改良された機械的強度ならびに他の望ましい性質を有する、新しい導電性ワイヤを開発することが、望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（簡単な説明）
本開示は、長い海中電力ケーブルにおける使用のために好適である導電性ワイヤに関する。ワイヤは、第１のワイヤ部分および第２のワイヤ部分から作製される。第１のワイヤ部分は、ワイヤの一方の端部に位置し、第２のワイヤ部分よりも高い極限引張強度を有する金属から作製される。第１のワイヤ部分、すなわち、ワイヤの端部は、海面場所に固着される電力ケーブルの端部、すなわち、言い換えると、ワイヤの残りの重量を支持する端部に位置することが想定される。これは、足場が電力ケーブルの重量を支持する必要性を低減または排除することができる。より具体的な実施形態では、第２のワイヤ部分はまた、第１のワイヤ部分よりも高い導電率を有する。
【０００７】
ともに溶接される第１のワイヤ部分および第２のワイヤ部分を有する、深海伝送のための導電性ワイヤが、本明細書に種々の実施形態において開示され、第１のワイヤ部分は、第１の金属から形成され、ワイヤの一方の端部に位置し、３０．４８メートルまたはそれよりも長い長さを有し、第２のワイヤ部分は、第２の金属から形成され、第１の金属は、第２の金属よりも高い極限引張強度を有する。
【０００８】
第１の金属は、６８９．４７６ＭＰａまたはそれよりも高い極限引張強度を有してもよい。第１の金属は、銅−ニッケル−ベリリウム合金であり得る。より具体的には、第１の金属は、０．２質量パーセント〜０．６質量パーセントのベリリウムと、１．４質量パーセント〜２．２質量パーセントのニッケルと、残りの銅とを含有してもよい。
【０００９】
第２の金属は、５１７．１０７ＭＰａまたはそれよりも低い極限引張強度を有してもよい。第２の金属は、少なくとも９９．９質量パーセントの銅であってもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、第２の金属は、第１の金属よりも高い導電率を有する。具体的実施形態では、第２の金属は、１００％ＩＡＣＳまたはそれよりも高い導電率を有し、第１の金属は、８０％ＩＡＣＳまたはそれよりも低い導電率を有する。
【００１１】
第１のワイヤ部分の長さは、第２のワイヤ部分の長さよりも短い。特定の実施形態では、第２のワイヤ部分の長さと第１のワイヤ部分の長さとの比率は、１０：１〜５０：１である。より具体的には、第１のワイヤ部分の長さは、３０．４８メートル〜１５２．４メートルであり得、導電性ワイヤの長さは、６０９．６メートルまたはそれよりも長くあり得る。
【００１２】
導電性ワイヤは、１ミリメートル〜３ミリメートルの直径を有してもよい。
【００１３】
導電性ワイヤはさらに、第１の金属から形成され、第２のワイヤ部分に溶接され、３０．４８メートルまたはそれよりも長い長さを有する、ワイヤの他方の端部に位置する第３のワイヤ部分を備えてもよい。
【００１４】
少なくとも１つのコアと、コアの外部に、防水層と、防護層と、外部ポリマーシースとを備える、深海伝送のための電力ケーブルもまた、本明細書に開示される。各コアは、ともに溶接される第１のワイヤ部分および第２のワイヤ部分を有する導電性ワイヤであって、第１のワイヤ部分は、第１の金属から形成され、ワイヤの一方の端部に位置し、３０．４８メートルまたはそれよりも長い長さを有し、第２のワイヤ部分は、第２の金属から形成され、第１の金属は、第２の金属よりも高い極限引張強度を有する、導電性ワイヤと、内側半導電性層と、電気絶縁層と、外側半導電性層とを備える。
【００１５】
具体的実施形態では、電力ケーブルは、１〜３つのコアを有する。
【００１６】
電力ケーブルの第１の端部を水面上の電力源に接続することと、電力ケーブルの第２の端部を深海デバイスに接続することとを含む、電力を深海デバイスに提供する方法もまた、開示され、電力ケーブルは、ともに溶接される第１のワイヤ部分および第２のワイヤ部分を有する導電性ワイヤを備え、第１のワイヤ部分は、第１の金属から形成され、ワイヤの一方の端部に位置し、３０．４８メートルまたはそれよりも長い長さを有し、第２のワイヤ部分は、第２の金属から形成され、第１の金属は、第２の金属よりも高い極限引張強度を有し、第１のワイヤ部分は、電力ケーブルの第１の端部に位置する。
【００１７】
深海デバイスは、海底上に静止してもよく、坑井流体処理デバイスである。いくつかの実施形態では、電源は、プラットフォームまたは浮体式生産貯蔵積出（ＦＰＳＯ）ユニット上にある。
【００１８】
本開示のこれらおよび他の非限定的な特性が、以下により詳しく開示される。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
ともに溶接される第１のワイヤ部分および第２のワイヤ部分を有する、深海伝送のための導電性ワイヤであって、
前記第１のワイヤ部分は、第１の金属から形成され、前記ワイヤの一方の端部に位置し、３０．４８メートルまたはそれよりも長い長さを有し、
前記第２のワイヤ部分は、第２の金属から形成され、
前記第１の金属は、前記第２の金属よりも高い極限引張強度を有する、導電性ワイヤ。
（項目２）
前記第１の金属は、６８９．４８ＭＰａまたはそれよりも高い極限引張強度を有する、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目３）
前記第１の金属は、銅−ニッケル−ベリリウム合金である、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目４）
前記第１の金属は、０．２質量パーセント〜０．６質量パーセントのベリリウムと、１．４質量パーセント〜２．２質量パーセントのニッケルと、残りの銅とを含有する、項目３に記載の導電性ワイヤ。
（項目５）
前記第２の金属は、５１７．１１ＭＰａまたはそれよりも低い極限引張強度を有する、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目６）
前記第２の金属は、少なくとも９９．９質量パーセントの銅である、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目７）
前記第２の金属は、前記第１の金属よりも高い導電率を有する、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目８）
前記第２の金属は、１００％ＩＡＣＳまたはそれよりも高い導電率を有し、前記第１の金属は、８０％ＩＡＣＳまたはそれよりも低い導電率を有する、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目９）
前記第１のワイヤ部分の長さは、前記第２のワイヤ部分の長さよりも短い、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目１０）
前記第２のワイヤ部分の長さと前記第１のワイヤ部分の長さとの比率は、１０：１〜５０：１である、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目１１）
前記第１のワイヤ部分の長さは、３０．４８メートル〜１５２．４メートルであり、前記導電性ワイヤの長さは、６０９．６メートルまたはそれよりも長い、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目１２）
１ミリメートル〜３ミリメートルの直径を有する、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目１３）
前記ワイヤの他方の端部に位置している第３のワイヤ部分をさらに備え、前記第３のワイヤ部分は、前記第１の金属から形成され、前記第２のワイヤ部分に溶接され、３０．４８メートルまたはそれよりも長い長さを有する、項目１に記載の導電性ワイヤ。
（項目１４）
深海伝送のための電力ケーブルであって、
少なくとも１つのコアであって、各コアは、
ともに溶接される第１のワイヤ部分および第２のワイヤ部分を有する導電性ワイヤであって、前記第１のワイヤ部分は、第１の金属から形成され、前記ワイヤの一方の端部に位置し、３０．４８メートルまたはそれよりも長い長さを有し、前記第２のワイヤ部分は、第２の金属から形成され、前記第１の金属は、前記第２の金属よりも高い極限引張強度を有する、導電性ワイヤと、
内側半導電性層と、
電気絶縁層と、
外側半導電性層と
を備える、少なくとも１つのコアと、
前記コアの外部に、
防水層と、
防護層と、
外部ポリマーシースと
を備える、電力ケーブル。
（項目１５）
前記電力ケーブルは、３つのコアを有する、項目１４に記載の電力ケーブル。
（項目１６）
前記第１の金属は、６８９．４８ＭＰａまたはそれよりも高い極限引張強度を有し、前記第２の金属は、４４８．１６ＭＰａまたはそれよりも低い極限引張強度を有する、項目１４に記載の電力ケーブル。
（項目１７）
前記第１の金属は、０．２質量パーセント〜０．６質量パーセントのベリリウムと、１．４質量パーセント〜２．２質量パーセントのニッケルと、残りの銅とを含有する銅−ニッケル−ベリリウム合金である、項目１４に記載の電力ケーブル。
（項目１８）
前記第２の金属は、少なくとも９９．９質量パーセントの銅である、項目１４に記載の電力ケーブル。
（項目１９）
前記第２の金属は、１００％ＩＡＣＳまたはそれよりも高い導電率を有し、前記第１の金属は、８０％ＩＡＣＳまたはそれよりも低い導電率を有する、項目１４に記載の電力ケーブル。
（項目２０）
電力を深海デバイスに提供する方法であって、
電力ケーブルの第１の端部を水面上の電力源に接続することと、
前記電力ケーブルの第２の端部を前記深海デバイスに接続することと
を含み、
前記電力ケーブルは、ともに溶接される第１のワイヤ部分および第２のワイヤ部分を有する導電性ワイヤを備え、前記第１のワイヤ部分は、第１の金属から形成され、前記ワイヤの一方の端部に位置し、３０．４８メートルまたはそれよりも長い長さを有し、前記第２のワイヤ部分は、第２の金属から形成され、前記第１の金属は、前記第２の金属よりも高い極限引張強度を有し、
前記第１のワイヤ部分は、前記電力ケーブルの第１の端部に位置している、方法。
【００１９】
以下は、図面の簡単な説明であるが、これらは、本明細書に開示される例示的実施形態
を例証することを目的とし、同一物を限定することを目的としない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、単一の導体コアを有する電力ケーブルの分解斜視図である。
【図２】図２は、３つの導体コアを有する電力ケーブルの断面図である。
【図３】図３は、電気を水中デバイスに提供するためのシステムの概略図である。
【図４】図４は、本開示の導電性ワイヤの断面概略図である。
【図５】図５は、ワイヤの端部における第１の金属として使用するために好適な銅合金の導電率を示す、グラフである。導電率は、温度（°Ｃ）の関数として示される。具体的値は、（温度°Ｃ，比導電率）で提供され、（２３．８９，１８８）、（５１．６７，１７６）、（１２１．１１，１６０）、（１４８．８９，１４６）、（２３２．２２，１２５）、および（３１５．５６，１１２）である。
【図６】図６は、ワイヤの端部における第１の金属として使用するために好適な銅合金の疲労曲線を示す、グラフである。これは、繰り返し応力の大きさ対故障までのサイクル数を示す。具体的値は、（サイクル，ＭＰａ）で提供され、（１０６，４７５）、（１０７，３５０）、（１０８，３２５）、（１０９，３００）、および（１０１０，２７０）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（詳細な説明）
本明細書に開示される構成要素、プロセス、および装置は、付随の図面を参照することでより完全に理解されることができる。これらの図は、本開示の実証を簡便かつ容易にすることに重きを置いた概略表現にすぎず、したがって、デバイスまたはその構成要素の相対的サイズおよび寸法を示す、ならびに／または例示的実施形態の範囲を画定もしくは限定することは意図されない。
【００２２】
以下の説明において明確性のために具体的用語が使用されているが、これらの用語は、図中での例証のために選択された実施形態の特定の構造のみを指すことが意図され、本開示の範囲を画定または限定することは意図されない。図面および以下に続く説明において、同様の数字記号は、同様の機能の構成要素を示すものと理解されたい。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
本明細書に開示される全ての範囲は、引用される端点を含み、独立して組み合わせ可能である（例えば、「２グラム〜１０グラム」の範囲は、端点２グラムおよび１０グラム、ならびに全ての中間値を含む）。
【００２７】
「約」および「実質的に」等の用語または複数の用語によって修飾される値は、規定される精密な値に限定されない場合がある。修飾語「約」もまた、２つの端点の絶対値によって画定される範囲を開示するものと考慮されるべきである。例えば、「約２〜約４」という表現もまた、「２〜４」の範囲を開示する。
【００２８】
本明細書および請求項に使用されるように、用語「金属」は、比較的に純粋な元素金属（すなわち、単一の元素および不純物を含有する金属）または２つ以上の元素の合金を指す。
【００２９】
本開示は、導電性ワイヤ、導電性ワイヤを含有する電力ケーブル、および電力ケーブルを使用して電気を深海デバイスに提供するための方法に関する。この点で、電力ケーブルは、１つ以上の導電性コアを有してもよい。
【００３０】
図１は、本開示によって想定され、コアを中心として同心円状に被着されるいくつかの層から構成される、単一コア電力ケーブル１の斜視図である。電力ケーブル１は、本開示の複数の導電性ワイヤから構成される、導体２を含む。導電性ワイヤは、直線である、または螺旋状に巻回され得ることに留意されたい。内側半導電性層３が、コア２を囲繞する。ワイヤ間のいずれの間隙も、止水化合物を用いて充填されることができる。電力ケーブルの次の層は、電気絶縁層４および外側半導電性層５である。次に、防水層６が、外部環境からの不透過性障壁を提供する。防護層７が、次いで、存在し、これは、典型的には、螺旋状に巻回されたワイヤの１つまたは２つの層から作製される。最後に、ポリマーシース８が、他の層を包装する。単一コアケーブルでは、ポリマーシース８はまた、ケーブルの外側層を形成する。
【００３１】
図２は、本開示によって想定される、３コア電力ケーブル１０の斜視図である。電力ケーブルは、３つのコア１５を含む。各コアは、複数の導電性ワイヤから構成される導体２を含む。各コアはまた、内側半導電性層３、電気絶縁層４、外側半導電性層５、防水層６、金属スクリーン１２、およびポリマーシース８によって同心円状に囲繞される。これらの３つの別個のコア１５は、次いで、３つのコア１５を同心円状に囲繞するバインダテープ２０を用いてともにまとめられる。光ファイバケーブル２５もまた、所望される場合、束内に含まれることができる。充填材２４が、バインダテープ層２０内の任意の残りの空間を充填するために使用されることができる。別の防水またはシース層２６が、バインダテープ２０の周囲に置かれることができる。防護層２８が、防水層２６（ワイヤの１つの層のみが描写される）を囲繞し、外部ポリマーシース３０が、他の層を包装し、３コア電力ケーブルの外側層を形成する。
【００３２】
半導電性層３、５は、同一または異なる組成物から作製されてもよい。半導電性層は、概して、ポリマーおよび導電性充填材の組み合わせから形成される。導電性充填材の非限定的実施例は、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、ドープ無機炭素充填材（例えば、アルミニウムドープ酸化亜鉛）、固有導電性ポリマーの粉末、またはそれらの混合物を含む。
【００３３】
電気絶縁層４は、任意の好適なポリマー、例えば、架橋ポリエチレン、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）であり得る。防護層７、２８は、典型的には、逆螺旋状に巻回されたワイヤの２つの層から形成される。ポリマーシース８、２６、３０は、任意の好適なポリマー、例えば、ポリエチレンから形成されることができる。金属スクリーン１２は、銅、アルミニウム、または鋼であり得る。これらの側面は、概して、当分野において公知である。
【００３４】
図３は、電気を深海デバイス１３０に提供するための本開示の電力ケーブル１０１の使用を例証する、概略図である。電力ケーブル１０１の一方の端部は、ある水域の海面１１２における電源１１０に固着される。電源１１０は、プラットフォームまたは浮体式生産貯蔵積出（ＦＰＳＯ）ユニットであってもよい。電力ケーブル１０１の他方の端部は、海底１３２上に静止する深海デバイス１３０に接続される。電力ケーブル１０１は、随意に、１つ以上のブイ１２０によって支持される。描写される実施形態では、深海デバイス１３０は、坑井流体処理および／または再注入機器の一部である。機器１３０は、海底１３２の真下の坑井から炭化水素（例えば、石油および／またはガス）を抽出するための経路１４０に位置する。機器１３０は、坑井から発出する生産流体の改良を行うために使用されてもよい。例えば、本機器は、所望される生産物を海面に送出することに先立って、望ましくない固体、水、または炭化水素相を安全に分離してもよい。そのような改良は、コストを節約し、人および環境への害のリスクを低減させ得る。電力ケーブルは、好ましくは、いずれの足場によっても支持されず、自由に懸下されるものとして説明されることができる。
【００３５】
図４は、本開示による、導電性ワイヤ２００の概略図であり、縮尺通りに描かれていない。ワイヤは、第１のワイヤ部分２１０と、第２のワイヤ部分２２０と、随意に、第３のワイヤ部分２３０とを含む。第１のワイヤ部分は、ワイヤの一方の端部２０２に位置し、第３のワイヤ部分は、ワイヤの他方の端部２０４に位置し、第３のワイヤ部分が存在するとき、それらは、概して、同じである。換言すると、第２のワイヤ部分２２０は、第１のワイヤ部分２１０と第３のワイヤ部分２３０との間に位置する。第１のワイヤ部分２１０および第２のワイヤ部分２２０は、継手２０７（例えば、溶接された継手）において冶金的に接続され、第３のワイヤ部分２３０および第２のワイヤ部分２２０は、別の継手２０９において冶金的に接続される。導電性ワイヤは、１ミリメートル〜３ミリメートルの直径２０５を有する。
【００３６】
再び、１つの従来の問題は、導電性ワイヤの重量の殆どが、海面における電源に固着されるワイヤ（およびケーブル）の端部によって支えられることである。本開示では、第１のワイヤ部分２１０および／または第３のワイヤ部分は、大部分が第２のワイヤ部分２２０から成るワイヤの重量を支えるワイヤの端部に対応することが意図される。これは、第１のワイヤ部分および／または第３のワイヤ部分に対して第１の金属を使用し、第２のワイヤ部分に対して第２の金属を使用することによって行われる。第１の金属は、第２の金属よりも高い極限引張強度を有する。第１の金属および第２の金属は両方とも、銅を含有することが想定される。
【００３７】
第１のワイヤ部分２１０は、３０．４８メートルまたはそれよりも長い最小長さ２１５を有する。ワイヤ（および電力ケーブル）の長さが１５２４メートルまたはそれよりも深い深度に到達することが意図されることを踏まえて、第１のワイヤ部分の長さもまた、所望される場合、より長くなり得る。第１のワイヤ部分の長さは、１５２．４メートル、または３０４．８メートル、または６０９．６メートル、すなわち、３０．４８メートル〜６０９．６メートルであり得る。第１のワイヤ部分の長さ２１５は、第２のワイヤ部分の長さ２２５よりも短い。より具体的には、第２のワイヤ部分は、ワイヤ全体の長さの少なくとも５０％であり、通常、はるかに長い。特定の実施形態では、第２のワイヤ部分の長さと第１のワイヤ部分の長さとの比率は、５：１〜５０：１または１０：１〜２０：１であり得る。特定の実施形態では、第１のワイヤ部分の長さは、３０．４８メートル〜１５２．４メートルであり、導電性ワイヤの長さは、６０９．６メートルまたはそれよりも長い。
【００３８】
第１の金属が、第１のワイヤ部分および／または第３のワイヤ部分を形成するために使用される。特定の実施形態では、第１の金属は、銅−ニッケル−ベリリウム合金である。銅−ニッケル−ベリリウム合金は、０．１質量パーセント〜１質量パーセントのベリリウムを含有してもよい。いくつかの実施形態では、ベリリウム含有量は、０．２〜０．６質量パーセントである。銅−ニッケル−ベリリウム合金は、１質量パーセント〜３質量パーセントのニッケルを含有してもよい。いくつかの実施形態では、ニッケル含有量は、１．４質量パーセント〜２．２質量パーセントのニッケルである。具体的実施形態では、第１の金属は、０．２質量パーセント〜０．６質量パーセントのベリリウムと、１．４質量パーセント〜２．２質量パーセントのニッケルと、残りの銅とを含有する。
【００３９】
銅−ニッケル−ベリリウム合金は、アロイ３  ＵＮＳ番号Ｃ１７５１０（Ｍａｔｅｒｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商業的に利用可能）であってもよい。Ｃ１７５１０は、０．２質量パーセント〜０．６質量パーセントのベリリウムと、１．４質量パーセント〜２．２質量パーセントのニッケルと、残りの銅とを含有する。以下の表は、Ｃ１７５１０の選択された物理的性質を列挙する。
【表１】
0006684268.tif 000002
【００４０】
第１の金属は、６８９．４８ＭＰａまたはそれよりも高い極限引張強度を有する。銅−ニッケル−ベリリウム合金は、そのような性質を得るために時効硬化されてもよい。時効硬化は、合金の熱処理であり、製品の形状を変更することなく物理的および機械的性質を改変するために、金属を加熱および冷却する制御されたプロセスである。熱処理は、材料の強度を増加させることと関連付けられるが、これはまた、機械加工を改良する、成形性を改良する、または冷却作業動作後に延性を復元する等、ある製造可能性の目的を改変するために使用されることもできる。合金は、伝統的な火炉または他の類似するアセンブリ内に置かれ、次いで、２時間〜３時間の時間周期の間、４８２．２２°Ｃ〜５１０°Ｃの範囲内の高温に暴露される。これらの温度は、合金が暴露される、または火炉が設定される雰囲気の温度を指し、合金自体は、必ずしも、これらの温度に到達しないことに留意されたい。
【００４１】
時効硬化後、銅−ニッケル−ベリリウム合金は、５５１．５８ＭＰａ〜８６１．８５ＭＰａの０．２％オフセット降伏強度を有し得、６８９．４８ＭＰａ〜９６５．２７ＭＰａの極限引張強度を有し得る。
【００４２】
第２の金属は、第２のワイヤ部分を形成するために使用される。第２の金属は、比較的に純粋な銅であってもよく、特定の実施形態では、最小９９．９質量パーセントの銅を含有する。第２の金属は、無酸素銅または電解タフピッチ銅であってもよい。概して、無酸素銅は、溶解酸素を殆ど含有しないため、電解タフピッチ銅と比較して、より良好な延伸および水素脆性への抵抗を有する。第２の金属の残りは、例えば、銀、ニッケル、および／またはスズ、または他の不純物であってもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、第２の金属は、Ｃ１０２銅合金である。Ｃ１０２は、以下の表に列挙される性質を有し得る。
【表２】
0006684268.tif 000003
【００４４】
Ｃ１０２銅合金は、３１０．２６ＭＰａ〜４１３．６９ＭＰａの０．２％オフセット降伏強度を有し、１７２．３７ＭＰａ〜５１７．１１ＭＰａの極限引張強度を有する。実施形態では、第２の金属は、５１７．１１ＭＰａまたはそれよりも低い極限引張強度を有する。
【００４５】
いくつかの実施形態では、第２の金属は、Ｃ１１０銅合金である。Ｃ１１０は、以下の表に列挙される性質を有し得る。
【表３】
0006684268.tif 000004
【００４６】
Ｃ１１０銅合金は、３１０．２６ＭＰａ〜４１３．６９ＭＰａの０．２％オフセット降伏強度を有し、１７２．３７ＭＰａ〜５１７．１１ＭＰａの極限引張強度を有する。
【００４７】
特定の実施形態では、第２のワイヤ部分の導電率は、第１のワイヤ部分の導電率よりも高い。より具体的には、第２の金属は、１００％ＩＡＣＳまたはそれよりも高い導電率を有してもよく、第１の金属は、８０％ＩＡＣＳまたはそれよりも低い導電率を有してもよい。ＩＡＣＳは、国際軟銅規格を指す。１００％ＩＡＣＳは、２０℃において５８，００１，０００ジーメンス毎メートル（Ｓ／ｍ）の導電率である。
【００４８】
第１のワイヤ部分、第２のワイヤ部分、および第３のワイヤ部分は、溶接を介して冶金的に接続されてもよい。異なるワイヤ部分／区分がともに溶接された後、それらは、１つのワイヤであるかのように巻回され、定寸されることができる。
【００４９】
図５は、時効硬化されたＣ１７５１０（第１のワイヤ部分において使用される第１の金属）の比導電率を示す、グラフである。ｙ軸は、％ＩＡＣＳ−ｉｎ３／ｌｂの単位であり、ｘ軸は、摂氏温度である。ここで見られるように、比導電率は、温度が減少するにつれて増加する。第１のワイヤ部分の温度は、機能性抵抗加熱に起因して、ケーブルが浸漬される水の温度よりも高くなるであろうことに留意されたい。これらの値は、導電率を得るために、密度によって乗算される必要があることに留意されたい。
【００５０】
図６は、時効硬化されたＣ１７５１０（第１のワイヤ部分において使用される第１の金属）に関する室温における疲労曲線である。このグラフは、所与の適用された応力に対する故障までのサイクル数を提供するものとして解釈されることができる。
【００５１】
上記に開示される、ならびに他の特徴および機能の変形例、またはそれらの代替が、多くの他の異なるシステムまたは用途に組み合わせられ得ることを理解されたい。種々の現在予期または予測されていない、それにおける代替、修正、変形例、または改良が、当業者によって今後成されてもよいが、これらもまた、以下の請求項によって包含されることが意図される。
【図１】
0006684268.tif 000005
【図２】
0006684268.tif 000006
【図３】
0006684268.tif 000007
【図４】
0006684268.tif 000008
【図５】
0006684268.tif 000009
【図６】
0006684268.tif 000010