阅读说明：本技术 一种水下接驳站海上布放和回收方法及系统 (Offshore laying and recycling method and system for underwater docking station ) 是由 左名久 林海涛 周学军 王希晨 王满 胡珊 郑碧娟 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水下接驳站海上布放和回收方法及系统,属于海底光缆通信系统工程技术领域,所述水下接驳站海上布放方法,包括以下步骤,选择符合预设条件的接驳站布放海域；抛下与钢索一端相连接的蘑菇锚,布缆船向布缆方向行驶,所述钢索被释放下水；待到钢索释放至预设长度后,将钢索的另一端与接驳站一端连接,将接驳站的另一端与海缆连接,布放接驳站,使其到达海床；所述水下接驳站海上回收方法,包括以下步骤,定位故障接驳站的位置,并定位所述故障接驳站对应海缆的位置和方向；待到布缆船沿海缆方向航行预设距离后,将钢索末端的蘑菇锚拉起；通过拉起钢索从而回收接驳站。实现了接驳站的高效率布放和回收。(The invention discloses a method and a system for laying and recovering an underwater docking station on sea, belonging to the technical field of submarine optical cable communication system engineering, wherein the method for laying the underwater docking station on the sea comprises the following steps of selecting a docking station laying sea area meeting preset conditions; throwing down a mushroom anchor connected with one end of a steel cable, driving the cable laying ship in the cable laying direction, and releasing the steel cable into water; after the steel cable is released to a preset length, connecting the other end of the steel cable with one end of a connection station, connecting the other end of the connection station with a submarine cable, and laying the connection station to enable the connection station to reach the seabed; the method for recovering the underwater connection station at sea comprises the following steps of positioning the position of a fault connection station, and positioning the position and the direction of the fault connection station corresponding to a submarine cable; after the cable laying ship sails along the direction of the sea cable for a preset distance, pulling up the mushroom anchor at the tail end of the steel cable; the docking station is recovered by pulling up the wire rope. The high-efficiency arrangement and recovery of the docking station are realized.)

一种水下接驳站海上布放和回收方法及系统

技术领域

本发明涉及海底光缆通信系统工程技术领域，尤其是涉及一种水下接驳站海上布放和回收方法及系统。

背景技术

随着信息技术的不断发展，自主式水下无人航行器(AUV)作为探索海洋空间的有力工具之一，在军事和科学研究方面起着越来越重要的作用；未来水下接驳站对AUV的续航力、应急性、集群作业、运行成本等方面将会产生至关重要的作用。海底观测网络是海洋观测尤为突出的手段，它可将高压电能和高速网络通信信号通过特殊的海缆传到海底以支持各类传感器及设备在海底长期运行，并将探测数据实时传输回岸上的基站，是我们地球家园各个方面检测的最合适的平台之一。

以AUV水下接驳站为媒介，可以很好的将AUV与海底观测网络结合起来，组成一个立体的海洋环境监测系统，对海洋环境实施全方位的监控。接驳站布设的质量和后续维护工作是保证这些观测系统可靠性的关键因素。很多深海AUV长度达到6米以上，其对应的接驳站体积庞大，如何利用现有设备和机具，通过施工方法上的提升将接驳站正确的布放到海底变得尤为重要。常见的接驳站布放方式主要通过缆绳吊放到海底，接驳站的布放深度受缆绳长度的限制，且由于洋流的影响，在吊放过程中缆绳易发生扭转影响接驳站的布放。

发明内容

本发明的目的在于克服至少上述一个问题，提出一种水下接驳站海上布放和回收方法及系统。

一方面，本发明提供了一种水下接驳站海上布放和回收方法，所述水下接驳站海上布放方法，包括以下步骤，

步骤S11、选择符合预设条件的接驳站布放海域；

步骤S12、抛下与钢索一端相连接的蘑菇锚，布缆船向布缆方向行驶，所述钢索被释放下水；

步骤S13、待到钢索释放至预设长度后，将钢索的另一端与接驳站一端连接，将接驳站的另一端与海缆连接，布放接驳站，使其到达海床；

所述水下接驳站海上回收方法，包括以下步骤，

步骤S21、定位故障接驳站的位置，并定位所述故障接驳站对应海缆的位置和方向；

步骤S22、待到布缆船沿海缆方向航行预设距离后，将钢索末端的蘑菇锚拉起；

步骤S23、通过拉起钢索从而回收接驳站。

进一步地，所述方法还包括在抛下蘑菇锚前，对接驳站进行测试，以确认所述接驳站能正常工作。

进一步地，所述水下接驳站海上布放方法，还包括以下步骤，

步骤S14、接驳站到达海床后，重新对接驳站进行测试，以确认接驳站能正常工作，然后检测接驳站的姿态是否正确，若否，回收海缆，利用接驳站自身姿态调整能力使其姿态正确，并使接驳站重新达到海床。

进一步地，所述水下接驳站海上布放方法，还包括以下步骤，

步骤S15、发送激活信号至水下声控释放器，所述水下声控释放器收到所述激活信号后，释放接驳站上的浮力块，从而回收浮力块。

另一方面，本发明还提供了一种水下接驳站海上布放和回收系统，包括水深测深仪、蘑菇锚抛放装置、接驳站连接设备、接驳站布放装置、故障接驳站定位装置、海缆探测装置、捞缆机；

所述水深测深仪用于选择符合预设条件的接驳站布放海域；

所述蘑菇锚抛放装置用于抛下与钢索一端相连接的蘑菇锚，布缆船向布缆方向行驶，所述钢索被释放下水；

所述接驳站连接设备用于将钢索的另一端与接驳站一端连接，将接驳站的另一端与海缆连接；接驳站布放装置用于布放接驳站，使其到达海床；

所述故障接驳站定位装置用于定位故障接驳站的位置，所述海缆探测装置用于定位所述故障接驳站对应海缆的位置和方向；

所述捞缆机用于待到布缆船沿海缆方向航行预设距离后，将蘑菇锚及钢索拉起，从而回收接驳站。

进一步地，所述水下接驳站海上布放和回收系统还包括接驳站测试装置，所述接驳站测试装置用于在抛下蘑菇锚前和接驳站到达海床后，对接驳站进行测试，以确认所述接驳站能正常工作。

进一步地，所述水下接驳站海上布放和回收系统还包括释放器甲板单元、水下声控释放器和浮力块，

所述水下声控释放器与释放器甲板单元进行通信，用于检测接驳站的姿态是否正确，若否，所述接驳站布放装置通过释放器甲板单元，获取水下声控释放器发出的姿态不正确的信号后，回收海缆，利用接驳站自身姿态调整能力使其姿态正确，并使接驳站重新达到海床；

所述浮力块用以在接驳站布放过程中使接驳站保持正确的姿态；

所述释放器甲板单元还用于发送激活信号至水下声控释放器，所述水下声控释放器收到所述激活信号后，释放接驳站上的浮力块。

本发明的有益效果包括：在布放接驳站时，通过选择符合预设条件的接驳站布放海域，抛下与钢索一端相连接的蘑菇锚，钢索被释放下水，待到钢索释放至预设长度后，将钢索的另一端与接驳站一端连接，将接驳站的另一端与海缆连接，布放接驳站，使其到达海床，既避免了接驳站的布放深度受揽绳长度的限制，又减小了洋流对接驳站的影响，实现了接驳站的高效率布放；

在回收接驳站时，通过定位故障接驳站的位置，并定位所述故障接驳站对应海缆的位置和方向，待到布缆船沿海缆方向航行预设距离后，将钢索末端的蘑菇锚拉，通过拉起钢索从而回收接驳站；实现了接驳站的高效率回收；

附图说明

图1是本发明实施例所述的水下接驳站海上布放方法的流程示意图；

图2是本发明实施例所述的水下接驳站海上回收方法的流程示意图；

图3是本发明实施例所述的钢索被释放下水的示意图；

图4是本发明实施例所述的布放接驳站的示意图；

图5是本发明实施例所述的接驳站到达海床的示意图；

图6是本发明实施例所述的将钢索末端的蘑菇锚拉起的示意图；

图7是本发明实施例所述的回收接驳站的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明实施例提供了一种水下接驳站海上布放和回收方法，所述水下接驳站海上布放方法的流程示意图，如图1所示，所述水下接驳站海上布放方法包括以下步骤，

步骤S11、选择符合预设条件的接驳站布放海域；

具体的，利用水深测深仪测量布放海域的水深，判断该海域内海床是否符合预设条件，若不合适重新选择布放海域；海域内海床的预设条件为布放点周围水深平均在1200～1800米，优选1500米，范围为两倍水深即2400～3600米，优选3000米。

步骤S12、抛下与钢索一端相连接的蘑菇锚，布缆船向布缆方向行驶，所述钢索被释放下水；所述钢索被释放下水的示意图，如图3所示。

具体的，抛下蘑菇锚，布缆船向布缆方向行驶，连接蘑菇锚的钢索长度应约为接驳站布放深度的两倍，钢索通过A形吊架上滑轮释放入水，利用布缆船行驶速度和鼓轮布缆机调整钢索入水角度约为10～30度，充分考虑海浪对钢索的作用力，避免钢索承受拉力过大，因此布放时需要选择合适的天气条件，一般在连续48小时为3级海况以内；

步骤S13、待到钢索释放至预设长度后，将钢索的另一端与接驳站一端连接，将接驳站的另一端与海缆连接，布放接驳站，使其到达海床；

布放接驳站的示意图，如图4所示，接驳站到达海床的示意图，如图5所示；

需要说明的是，上述预设长度可为钢索剩下40～60米，优选50米；

具体实施时，待到钢索释放至最后50米时，布缆船停船，并停止释放钢索，使用钢丝网套将最后50米钢索固定在A形吊架上，从滑轮上取下钢索连接到接驳站上，将接驳站的另一端与海缆连接，通过A形吊架起吊接驳站，释放钢丝网套；

布放接驳站时通过A形吊架控制接驳站入水速度，接驳站缓慢入水，接驳站完全入水后松开吊钩，让接驳站自由沉降；布放过程中通过鼓轮布缆机和线性布缆机控制放缆速度，同时布缆船向布缆方向缓慢航行；

所述水下接驳站海上回收方法，如图包括以下步骤，

步骤S21、定位故障接驳站的位置，并定位所述故障接驳站对应海缆的位置和方向；

步骤S22、待到布缆船沿海缆方向航行预设距离后，将钢索末端的蘑菇锚拉起；

步骤S23、通过拉起钢索从而回收接驳站。

将钢索末端的蘑菇锚拉起的示意图，如图6所示，回收接驳站的示意图，如图7所示。

优选的，所述方法还包括在抛下蘑菇锚前，对接驳站进行测试，以确认所述接驳站能正常工作。

优选的，所述水下接驳站海上布放方法，还包括以下步骤，

步骤S14、接驳站到达海床后，重新对接驳站进行测试，以确认接驳站能正常工作，然后检测接驳站的姿态是否正确，若否，回收海缆，利用接驳站自身姿态调整能力使其姿态正确，并使接驳站重新达到海床。

具体实施时，接驳站到达海床后，停船对接驳站重新测试，确保布设过程中未对分支器或相关海缆造成任何损坏，以及接驳站姿态是否正确，若接驳站姿态不正确，布缆机回收海缆，将接驳站拉起海床一定距离，利用接驳站自身姿态调整能力恢复姿态，再使接驳站到达海床；

优选的，所述水下接驳站海上布放方法，还包括以下步骤，

步骤S15、发送激活信号至水下声控释放器，所述水下声控释放器收到所述激活信号后，释放接驳站上的浮力块，从而回收浮力块。

需要说明的是，所述浮力块用以在接驳站布放过程中使接驳站保持正确的姿态，水下声控释放器与浮力块连接，发送激活信号至水下声控释放器，所述水下声控释放器收到所述激活信号后，释放接驳站上的浮力块，通过接驳站上的视频监视功能，看水下声控释放器释放器是否已经与接驳站脱钩，如果没有则发送再次激发信号，脱钩后回收浮力块，之后便可开始布设海缆了

实施例2

本实施例提供一种水下接驳站海上布放和回收系统，包括水深测深仪、蘑菇锚抛放装置、接驳站连接设备、接驳站布放装置、故障接驳站定位装置、海缆探测装置、捞缆机钩；

所述水深测深仪用于选择符合预设条件的接驳站布放海域；

所述蘑菇锚抛放装置用于抛下与钢索一端相连接的蘑菇锚，布缆船向布缆方向行驶，所述钢索被释放下水；

所述接驳站连接设备用于将钢索的另一端与接驳站一端连接，将接驳站的另一端与海缆连接；接驳站布放装置用于布放接驳站，使其到达海床；

所述故障接驳站定位装置用于定位故障接驳站的位置，所述海缆探测装置用于定位所述故障接驳站对应海缆的位置和方向；

所述捞缆机用于待到布缆船沿海缆方向航行预设距离后，将蘑菇锚及钢索拉起，从而回收接驳站。

需要说明的是，故障接驳站定位装置可为电气或光学定位装置；定位故障接驳站位置后，布缆船开向该故障位置，通过海缆探测装置定位海缆位置和方向；布缆船沿海缆方向继续航行至离故障接驳站一定距离处停船；

捞缆机将蘑菇锚及钢索拉起的示意图，如图6所示，所述捞缆机为夹持式捞缆机，使用夹持式捞缆机钩住钢索，当夹持式捞缆机钩到钢索时出现在捞缆机的牵引绳索上的拉力会发出信号，布缆船慢慢向接驳站方向移动，慢慢拉起捞缆机，保持捞缆机的绳索入水角度在0～10度，这时钢索末端的蘑菇锚正在被慢慢拉起；通过回收钢索拉起接驳站，捞缆船继续行驶，直到接驳站被回收上来后停船；

接驳站上船后，对接驳站各处接头和设备进行检查，确认是否有水侵入，卸下海缆密封海缆末端，并用绳索将海缆放入海底，附于一个浮标上。

优选的，所述系统还包括接驳站测试装置，所述接驳站测试装置用于在抛下蘑菇锚前和接驳站到达海床后，对接驳站进行测试，以确认所述接驳站能正常工作。

优选的，所述系统还还包括释放器甲板单元、水下声控释放器和浮力块，

所述水下声控释放器与释放器甲板单元进行通信，用于检测接驳站的姿态是否正确，若否，所述接驳站布放装置通过释放器甲板单元，获取水下声控释放器发出的姿态不正确的信号后，回收海缆，利用接驳站自身姿态调整能力使其姿态正确，并使接驳站重新达到海床；

上述水下声控释放器的可为R12K深海声学应答释放器，释放器甲板单元可为UTS-9400通用甲板单元；

所述浮力块用以使接驳站保持正确的姿态；所述释放器甲板单元还用于发送激活信号至水下声控释放器，所述水下声控释放器收到所述激活信号后，释放接驳站上的浮力块。

本发明公开了一种水下接驳站海上布放和回收方法及系统，在布放接驳站时，通过选择符合预设条件的接驳站布放海域，抛下与钢索一端相连接的蘑菇锚，钢索被释放下水，待到钢索释放至预设长度后，将钢索的另一端与接驳站一端连接，将接驳站的另一端与海缆连接，布放接驳站，使其到达海床，既避免了接驳站的布放深度受揽绳长度的限制，又减小了洋流对接驳站的影响，实现了接驳站的高效率布放；

在回收接驳站时，通过定位故障接驳站的位置，并定位所述故障接驳站对应海缆的位置和方向，待到布缆船沿海缆方向航行预设距离后，将钢索末端的蘑菇锚拉，通过拉起钢索从而回收接驳站；实现了接驳站的高效回收；

此外，本发明接驳站结构特点进行合适的布放方式，同时便于后期回收维修，在整个布放与回收过程中，利用各种准备和配置通过协调一致的施工步骤，将接驳站在海上安全布放，效率高，回收维修方便，此布放与回收只需一艘布缆船便可完成所有海上布放和回收工作，施工经济。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。