CN114537586A - 一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海洋锚泊***,特别涉及一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***;其中,脐带浮筒(18)和水下电子设备之间的光电复合脐带缆(16)设置成悬链线,并向主系泊锚系(2)的主舱体(25)和脐带浮筒(18)提供侧向拉力和力矩,使主系泊锚系(2)以及脐带浮筒(18)与脐带系泊锚块(14)之间的光电复合脐带缆(16)呈设计需求的线型;主舱体(25)受到由主系泊锚系(2)提供的上下拉力,以及光电复合脐带缆(16)提供的侧向拉力而保持姿态的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及海洋锚泊***,特别涉及一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***。
背景技术
海洋是生命的摇篮也是无尽的宝藏,认识海洋世界、深耕蓝色国土是我国迈向海洋强国的必由之路。锚泊***在海洋海底地质调查、水文资源调查、探测、开发各类油气资源等方面有广泛的应用。由于深海锚泊***工作在大水深复杂恶劣的海洋环境下,具有能源供给及信息传输功能的锚泊***受到各种流载荷及扰动作用,对锚泊***搭载的设备产生不利影响,这对大水深锚泊***稳定性的设计方法提出了更高的要求。
现有技术中,通常使用单点锚泊***搭载探测设备,主浮体布放在海面下100米左右或更大深度的水层中,因而避免海表面的扰动;单点锚泊***将整个***固定在海底某一选定的测点上。在主浮体与锚块之间的系留绳索上,根据不同的需要,挂放多层自动观测仪器和浮球,在系留索与锚的连接处安放释放器。海洋潜标***由工作船布放,观测仪器在水下进行长周期的自动观测并将观测数据储存,达到预定的时间后,仍由工作船到达原设站位,由水上机发出指令,释放器接受指令并释放锚块之后,对搭载探测设备的锚泊***进行上浮回收。
传统的单点锚泊***,只有一个锚定点,其优点是形式简单,便于投放,其缺点是姿态不稳定,容易产生沉降、倾斜和扭转等。对于有缆接入的锚泊***,海缆的接入导致锚泊设备或上部需要具备很大的浮力来克服缆带来的重量,同时在回收时,需要额外很大的浮力来实现将海缆提高到施工船甲板。长时间布放后海缆可能存在海泥沉积导致海缆通过浮力拉升困难。另一方面,单点锚系在海洋周期性洋流作用下,大水深(≥1000m)处水密耐压舱可能发生旋转,从而导致海缆与锚泊***缆绳发生扭转、缠绕,导致锚泊***缆索断裂失效、布放、回收困难等问题。
发明内容
本发明的目的在于,克服当前大水深单点锚泊***姿态不稳定、回收困难以及易发生脐带缆索失效损坏的问题,从而提出一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***。本发明通过对锚泊***进行敏感性分析、动态分析以及极值分析,对基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***的浮力配比、型线设计、海工附件的参数化设计、周期性的波浪载荷以及可能造成的涡激振动的流载荷进行详细的分析、设计和论证,实现了基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***的整体设计、功能实现、长期稳定可靠运行、可布放及再回收能力。
为实现上述目的,本发明提出了一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,不仅具备将锚泊***精确定位在大水深的海域,实现全天候、长时间工作,不受恶劣天气和能源供给的限制,并且可以抵抗极端洋流载荷、抗弯能力强、动力响应小,还能够确保系泊设备姿态稳定,抗沉降、倾斜和扭转。
本发明提供的基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,所述锚泊***包括:脐带锚系1、主系泊锚系2、光电复合脐带缆16、LWP静态海缆11,其中,所述脐带锚系1包括:脐带缆接头盒12,脐带缆保护部件13,脐带系泊锚块14,脐带缆系泊夹具15,脐带缆接入装置17,脐带浮筒18,其中,
所述主系泊锚系2设置有主舱体25;所述主舱体25内部设置有水下电子设备;
所述光电复合脐带缆16的一端与所述LWP静态海缆11连接,其另一端与所述水下电子设备连接,用于在所述LWP静态海缆11和水下电子设备之间提供上下行通信通道和能源供应通道;
所述脐带系泊锚块14,用于定位所述光电复合脐带缆16并为其提供向下的拉力,所述脐带浮筒18,用于为所述光电复合脐带缆16提供向上的浮力;
所述脐带浮筒18,还用于将所述光电复合脐带缆16提升到一定高度,并通过配重块或浮力块使所述脐带浮筒18和水下电子设备之间的光电复合脐带缆16设置成悬链线;
所述脐带浮筒18和水下电子设备之间的光电复合脐带缆16向所述主系泊锚系2的主舱体25和所述脐带锚系1的脐带浮筒18提供侧向拉力和力矩,使所述主系泊锚系2以及脐带浮筒18与所述脐带系泊锚块14之间的光电复合脐带缆16呈设计需求的线型;
所述主舱体25受到由主系泊锚系2提供的上下拉力,以及光电复合脐带缆16提供的侧向拉力而保持姿态的稳定。
作为上述装置的一种改进,所述脐带浮筒18和水下电子设备之间的光电复合脐带缆16上还设置有配重块或浮力块,基于水动力学设计,通过配重块或浮力块使光电复合脐带缆16的重力和浮力平衡配比,以使所述脐带浮筒18和水下电子设备之间的光电复合脐带缆16形成指定的U型、S型或W型悬链线,便于主系泊锚系2在释放装置27断开的情况下,主系泊锚系可以顺利浮出海面,对主舱体25及A舱段24进行定期的检查和维护保养。
作为上述装置的一种改进,所述锚泊***还包括:用于限制所述光电复合脐带缆16弯曲曲率的脐带缆接入装置17和脐带缆系泊夹具15;其中,所述脐带缆接入装置17固定在所述脐带浮筒18上;所述脐带缆系泊夹具15固定在所述脐带系泊锚块14上。
作为上述装置的一种改进,所述光电复合脐带缆16采用脐带缆接头盒12中与所述LWP静态海缆11连接,其连接处还设置有脐带缆保护部件脐带缆保护部件13,用于保护接触海底部分的光电复合脐带缆16。
作为上述装置的一种改进,所述主系泊锚系2包括:从上至下依次由主系泊缆索28连接的主浮体23、用于安装所述终端设备的A舱段24、用于安装所述水下电子设备的主舱体25、至少一个释放装置27和主系泊锚块29;其中,
所述主系泊锚块29固定在海底预定位置;主浮体23产生向上的浮力,使各段主系泊缆索28处于受力拉直状态,并垂直于海底陆地;
所述释放装置27在接收到水上控制设备发送的与其配置对应的释放信号时,自动断开。
作为上述装置的一种改进,所述主系泊锚系2还包括:北斗信标22和二次释放装置21;其中,
所述北斗信标22固定在所述二次释放装置21的浮体上;所述北斗信标22内置定位模块和通信模块,用于发送所在位置定位信息。
所述二次释放装置21在接收到水上控制设备发送的与所述二次释放装置21配置对应的释放信号时,自动释放线轴上的主系泊缆索28,使所述二次释放装置21与主浮体23脱离,并带动北斗信标22一起释放出海面;浮出海面后的二次释放装置21与主浮体23仍通过主系泊缆索28连接。
作为上述装置的一种改进,所述主系泊锚系2包括:安装在所述主系泊锚系2的主舱体25外部的脐带缆接入装置17和安装在所述主舱体25内部的光电分离舱26;其中,所述光电复合脐带缆穿过所述脐带缆接入装置17进入所述主舱体25内部,并通过光电分离舱26进行光电分离后,与所述水下电子设备连接;所述脐带缆接入装置17用于限制所述光电复合脐带缆的弯曲曲率。
作为上述装置的一种改进,所述A舱段24和主舱体25之间通过两段长度相同且对称设置的主系泊缆索28及一根光电复合脐带缆16连接;其中,两段所述主系泊缆索28及一根光电复合脐带缆16的一端固定在所述A舱段24下表面,另一端固定在所述主舱体25的上表面。
本发明具有以下优点:
(1)本发明提出的一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,结合单点系泊锚系的优点,通过锚泊***整体型线设计、结构设计及水动力分析计算,采用基于主系泊锚系2、脐带系泊锚块14和脐带浮筒18相结合的悬链线脐带缆“门”式锚泊***。不仅能够将锚泊***精确定位在大水深的海域深度,实现锚泊设备的设计要求和使用功能要求,还能够确保系泊设备姿态稳定,抗沉降、倾斜和扭转。
(2)本发明提出脐带缆锚泊***采用高强度光电复合特种脐带缆,一方面特种脐带缆不仅可以实现系泊缆的系泊定位功能,另一方面还使锚泊***具备不受恶劣天气和能源供给的限制,实现全天候、长时间能源供给、数据传输等功能;即高强度光电复合脐带缆16不仅设计成具有系泊缆的功能和特性,可以抵抗极端洋流载荷、抗弯能力强、动力响应小,同时给主舱体25的扭转、升降提供一定的力学稳定支持,还可作为电缆及光缆使用。
(3)同时,考虑到千年一遇的波、浪、洋流等极端环境载荷的作用下,为了实现锚泊设备深度、偏移角度限制的功能性要求,本发明提出的锚泊***整体型线设计,可根据不同水深设计要求,以及脐带缆的物理属性,悬链线段既可以设计为分布式配重,也可以设计为浮力单元;本发明通过对锚泊***进行水动力学设计、分析及计算,对各部件重力、浮力、分布式浮力块19、重块等平衡配比进行精确的参数化设计,确保锚泊***能够抵抗千年一遇的极端洋流载荷工况,提高光电复合脐带缆锚泊***的稳定性,增加了此锚泊***的抗弯能力和承载能力,减小了锚泊设备的水平、垂直位移和动力响应。
(4)使锚泊***部分通过释放装置27释放后,具备自主回收、维护、保养及再布放能力。回收过程中,通过释放器释放主系泊锚块,锚泊***通过***设计的净浮力,即浮力材产生的较大的浮力或者采用吊装的方式,缓慢上升,并带动中间的悬链线上升。中间脐带缆悬链线段的长度通过锚泊***在位顺应性分析结果(即在极端洋流作用下,漂移的最大和最小距离),设计长度满足主舱体25上升到海面,并打捞上船的长度需求。
(5)本发明通过增大右侧主系泊缆索28的破断力,在需要的情况下,可采用吊装方案对主舱体25部分进行回收。脐带缆锚泊***设计同时具备自主上浮和吊装两种措施,提高回收和布放的可靠性。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***的结构组成示意图;
图2为本发明一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***的脐带锚系1的结构组成示意图;
图3为本发明一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***的主系泊锚系2的结构组成示意图;
图4为本发明一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***的光电复合脐带缆16的结构示意图;
图5为本发明一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***的脐带缆接头盒的结构示意图。
附图标识
1、脐带锚系 2、主系泊锚系 11、LWP静态海缆
12、脐带缆接头盒 13、脐带缆保护部件 14、脐带系泊锚块
15、脐带缆系泊夹具 16、光电复合脐带缆 17、脐带缆接入装置
18、脐带浮筒 19、分布式浮力块 21、二次释放装置
22、北斗信标 23、主浮体 24、A舱段
25、主舱体 26、光电分离舱 27、释放装置
28、主系泊缆索 29、主系泊锚块
具体实施方式
基于光电复合脐带缆大水深抗流型缆锚泊***中的舱体、浮体、光电复合脐带缆等受到海洋环境复杂的动态载荷作用,是海洋锚泊***应用中最为薄弱的部位。而针对锚泊***中的型线设计、结构设计、浮力配比以及海工附件的参数设计是水动力学静、动态分析的关键,直接影响锚泊***的功能实现、使用寿命以及建设成本。故需根据环境条件、设备功能、参数、项目需求和脐带缆的国产研发能力等要素,对锚泊***进行设计和分析研究。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***结构组成示意图,如图1所示,本发明一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,包括:脐带锚系1,主系泊锚系2,所述脐带锚系1与主系泊锚系2通过光电复合脐带缆16连接组成门字形悬链线锚泊***。
图2为一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***的脐带锚系1结构组成示意图。如图2所示,所述脐带锚系1包括:LWP静态海缆脐带缆接头盒12、脐带缆保护部件13、脐带系泊锚块14、脐带缆系泊夹具15、脐带缆接入装置17和脐带浮筒18。所述脐带系泊锚块14固定在海底预定位置,所述脐带缆系泊夹具15固定安装在脐带系泊锚块14顶部,所述光电复合脐带缆16安装在脐带缆系泊夹具15内部,所述光电复合脐带缆16下部穿过脐带缆保护部件13,穿过脐带缆保护部件13的光电复合脐带缆16接入脐带缆接头盒12,LWP静态海缆11也接入脐带缆接头盒12与光电复合脐带缆16连通,所述脐带浮筒18安装在脐带缆接入装置17上部,所述脐带缆接入装置17安装在光电复合脐带缆16上,所述分布式浮力块19安装固定在光电复合脐带缆16悬链线段,使位于脐带锚系1和主系泊锚系2之间的悬链线段光电复合脐带缆16固定成指线型的悬链线,如U、W或S型悬链线。
图3为一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***的主系泊锚系2结构组成示意图。如图3所示,所述主系泊锚系2包括:脐带缆接入装置17、二次释放装置21、北斗信标22、主浮体23、A舱段24、主舱体25、光电分离舱26、释放装置27、主系泊缆索28和主系泊锚块29。所述主系泊锚块29固定在海底预定位置,所述主系泊缆索28一端与主系泊锚块29连接固定,另一端与释放装置27相连接,所述释放装置27在主系泊缆索28中一上一下安装2个,一主一备,所述主舱体25与主系泊缆索28上部安装固定,所述脐带缆接入装置17安装固定在主舱体25下部,所述光电分离舱26安装固定在主舱体25内部,所述光电复合脐带缆16通过脐带缆接入装置17接入光电分离舱26,所述分布式浮力块19安装固定在光电复合脐带缆16悬链线段,所述A舱段24下部通过2条主系泊缆索28及一条光电复合脐带缆16与主舱体25相连接,上部通过主系泊缆索28与主浮体23相连接,所述二次释放装置21通过主系泊缆索28与主浮体23连接固定,所述北斗信标22安装固定在二次释放装置21上。
以下对本发明的各部件进行描述,如图1所示,本发明主要由LWP静态海缆11、脐带锚系1、主系泊锚系2和光电复合脐带缆16组成;其中,
(1)LWP静态海缆11
LWP静态海缆11将来自陆地基站的信息和能源传输至脐带缆接头盒12中,与光电复合脐带缆16相连接,建立可靠的深海锚泊***信息能源传输通道。
(2)脐带锚系1
脐带锚系1部分的主要功能是将深海脐带缆通过悬链线式结构,连接至主系泊锚系2中的锚泊设备部分,并起到防止或减弱主系泊锚系2发生扭转、倾斜及沉降。在使用寿命内尽量免维护,因此采用固定式和长寿命设计。脐带锚系1部分包括LWP静态海缆脐带缆接头盒12、脐带缆保护部件13、脐带系泊锚块1、脐带缆系泊夹具15、光电复合脐带缆16、脐带缆接入装置17和脐带浮筒18。
1)脐带缆接头盒12
脐带缆接头盒12用于LWP静态海缆11与深海光电复合(垂直段)脐带缆之间连接,其外壳采用优质不锈钢或者钛合金材料,并采用锥形锁紧工艺与海缆铠装钢丝连接。脐带缆接头盒12可基于通用海光缆接头盒的设计制造改进而来,具备较大的成熟度和继承性。
2)脐带缆保护部件13
LWP水平海缆与深海光电复合(垂直段)脐带缆连接处可采用海缆保护结构进行保护,主要保护结构装置包括弯曲限制器、套管保护器等几种,用于避免海缆发生过度弯曲和磨损破坏等。
3)脐带系泊锚块14
脐带系泊锚块14的作用是将系留的深海脐带缆保持在固定的位置。锚块需具备足够的水中重量和水平抓力,满足锚系定点工作要求。锚块的结构形式根据海底地质条件及最终受力情况进行选择。
4)脐带缆系泊夹具15
深海光电复合脐带缆16采用脐带缆系泊夹具15对其进行固定和曲率限制,防止脐带缆发生滑移、过度弯曲和应力集中等情况。脐带缆系泊夹具15可通过中间的夹持结构夹持住缆,夹持后拉力设计大于锚块重量,并留有一定的设计余量。
5)脐带缆接入装置17
脐带缆接入装置17主要起到连接下端及悬链线段脐带缆,并限制脐带缆弯曲曲率的作用,使脐带缆在装置内活动弯曲半径大于等于脐带缆的弯曲半径要求。
6)脐带浮筒18
脐带浮筒18用于平衡脐带缆的水中重量,根据设计净浮力需求,由标准浮力筒组组成。
(3)深海光电复合脐带缆16
深海光电复合脐带缆16(以下简称脐带缆)的功能主要为传输高压直流电源及通信信号,同时满足大深度垂直姿态布放,以及在深海环境中作为系泊缆使用的要求。该脐带缆额定工作电压高、工作拉力高、破断力大,同时需具备较高的弯曲刚度和抗扭转能力、抗侧向挤压能力。深海脐带缆接入到主舱体25中时设置挠性连接装置,保证缆芯能顺利接入和具备一定的活动性。
脐带锚系1和主系泊锚系2之间的深海光电复合脐带缆16通过配重块或浮力块设计成指定线型的悬链线,其中,分布式浮力块19浮力模块特指为脐带缆线型设计的附件,为特定形状的悬链线设计提供浮力。分布式浮力模块将以高密度泡沫为基础,浮力模块为两半式,装配在脐带缆上,采用平滑设计,避免对脐带缆护套的磨损。
(4)主系泊锚系2
主系泊锚系2部分主要功能是一方面将锚泊设备稳定、可靠的固定在预定海域和预定深度;另一方面确保锚泊设备姿态稳定,抗沉降、倾斜和扭转,并具备锚泊设备长期稳定可靠运行、可布放及再回收能力。
主系泊锚系2主要包括:二次释放装置21、北斗信标22、主浮体23、A舱段24、主舱体25、光电分离舱26、释放装置27、主系泊缆索28和主系泊锚块29。
1)二次释放装置21
二次释放装置21是在锚泊***释放装置27出现故障的时候的备份释放装备,可以在紧急状况下,将北斗信标22释放出水面。
2)北斗信标22
北斗信标22机安装于二次释放装置21浮体上,其主要功能是通过北斗***的定位和通信功能为维保人员快速、准确的提供设备位置信息,以便在回收设备或遇到突发事故设备意外浮出水面时能够顺利回收。
3)主浮体23
主浮体23主要由浮体及连接缆索等组成。其主要功能是使主系泊锚系2组件中的A舱段24组件、主舱体25安装组件等尽量处于竖直的姿态,必要时增加二次释放装置21、ROV回收结构等辅助回收。
4)A舱段24
A舱段24采用刚性结构安装,浮力材均匀布置在刚性结构中,平衡设备水中重量。舱体根据***需求安装相应的终端设备。
5)主舱体25
主舱体25设计成水密耐压舱,其主要功能是为水下电子设备(包括光电转换模块、电源变换和主控模块等)提供一个良好的干端工作环境,保证电子设备能够正常运行。
6)光电分离舱26
光电分离舱26的功能主要是将深海脐带缆的光芯与电芯分离,并通过光连接器、电连接器连接至主舱体25。
7)释放装置27
释放装置27的主要功能是在水下锚泊设备需要回收时,通过甲板单元或岸基站通信发射触发信号,将深海锚系从释放装置27处打开或断开,深海锚系释放装置27以上部分可通过自身浮力或吊装方式实现上浮。可采用的释放装置27包括定制的声学释放器、电控释放器、电控***装置等方式。释放装置27工作拉力需满足锚系布放、回收及稳定状态时最大拉力要求,并通过并联使用方式提高释放的可靠性。
8)主系泊缆索28
主系泊缆索28的主要功能为对锚泊设备组件实现系泊。缆索可采用材质包括包塑钢索、带编制护套的凯夫拉绳或超高分子绳等。
9)主系泊锚块29
主系泊锚块29的作用是将主系泊锚系2保持在固定的位置。锚块需具备足够的水中重量和横向抓力,满足锚系定点工作要求。锚块的结构形式根据海底地质条件及最终受力情况进行选择。
从上述对本发明的描述可以看出,本发明提供的基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***在搭载不同的任务设备后,可具备长时间工作的能源供给和数据传输等功能,具有驻海时间长、适用≥1000米大水深、抵抗极端洋流载荷、抗弯能力强、动力响应小、姿态稳定、安全可靠、便于布放和可根据维护保养周期可回收和再布放的能力等优点,在军民领域均有着广泛的应用前景。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,其特征在于,所述锚泊***包括:脐带锚系(1)、主系泊锚系(2)、光电复合脐带缆(16)、LWP静态海缆(11),其中,所述脐带锚系(1)包括:脐带系泊锚块(14)和脐带浮筒(18),其中,
所述主系泊锚系(2)设置有主舱体(25);所述主舱体(25)内部设置有水下电子设备;
所述光电复合脐带缆(16)的一端与所述LWP静态海缆(11)连接,其另一端与所述水下电子设备连接,用于在所述LWP静态海缆(11)和水下电子设备之间提供上下行通信通道和能源供应通道;
所述脐带系泊锚块(14),用于定位所述光电复合脐带缆(16)并为其提供向下的拉力,所述脐带浮筒(18),用于为所述光电复合脐带缆(16)提供向上的浮力;
所述脐带浮筒(18),还用于将所述光电复合脐带缆(16)提升到一定高度,并通过配重块或浮力块使所述脐带浮筒(18)和水下电子设备之间的光电复合脐带缆(16)设置成悬链线;
所述脐带浮筒(18)和水下电子设备之间的光电复合脐带缆(16)向的主舱体(25)和脐带浮筒(18)提供侧向拉力和力矩,使所述主系泊锚系(2)以及脐带浮筒(18)与所述脐带系泊锚块(14)之间的光电复合脐带缆(16)呈设计需求的线型;
所述主舱体(25)受到由主系泊锚系(2)提供的上下拉力,以及光电复合脐带缆(16)提供的侧向拉力而保持姿态的稳定。
2.根据权利要求1所述的基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,其特征在于,所述脐带浮筒(18)和水下电子设备之间的光电复合脐带缆(16)上还设置有配重块或浮力块;基于水动力学设计,通过配重块或浮力块使光电复合脐带缆(16)的重力和浮力平衡配比,以使所述脐带浮筒(18)和水下电子设备之间的光电复合脐带缆(16)形成指定的U型、S型或W型悬链线。
3.根据权利要求1所述的基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,其特征在于,所述锚泊***还包括:用于限制所述光电复合脐带缆(16)弯曲曲率的脐带缆接入装置(17)和脐带缆系泊夹具(15);其中,所述脐带缆接入装置(17)固定在所述脐带浮筒(18)上;所述脐带缆系泊夹具(15)固定在所述脐带系泊锚块(14)上。
4.根据权利要求1所述的基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,其特征在于,所述光电复合脐带缆(16)通过脐带缆接头盒(12)与所述LWP静态海缆(11)连接,其连接处还设置有脐带缆保护部件(13),用于保护接触海底部分的所述光电复合脐带缆(16)。
5.根据权利要求1所述的基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,其特征在于,所述主系泊锚系(2)包括:从上至下依次为:系泊缆索(28)连接的主浮体(23)、用于安装所述终端设备的A舱段(24)、用于连接A舱段(24)与主舱体(25)的光电复合脐带缆(16)、用于安装所述水下电子设备的主舱体(25)、至少一个释放装置(27)和主系泊锚块(29);其中,
所述主系泊锚块(29)固定在海底预定位置;主浮体(23)产生向上的浮力,使各段主系泊缆索(28)处于绷直状态,并垂直于海底陆地;
所述释放装置(27)在接收到水上控制设备发送的与其配置对应的释放信号时,自动断开。
6.根据权利要求1和2所述的基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,其特征在于,所述主系泊锚系(2)还包括:北斗信标(22)和二次释放装置(21);其中,
所述北斗信标(22)固定在所述二次释放装置(21)的浮体上;所述北斗信标(22)内置定位模块和通信模块,用于发送所在位置定位信息;
所述二次释放装置(21)通过缠绕在线轴上的主系泊缆索(28)与所述主浮体(23)连接;其中,
所述二次释放装置(21)在接收到水上控制设备发送的与所述二次释放装置(21)配置对应的释放信号时,自动释放线轴上的主系泊缆索(28),使所述二次释放装置(21)与主浮体(23)脱离,并带动北斗信标(22)一起释放出海面;浮出海面后的二次释放装置(21)与主浮体(23)仍通过主系泊缆索(28)连接。
7.根据权利要求1和2所述的基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,其特征在于,所述主系泊锚系(2)包括:安装在所述主系泊锚系(2)的主舱体(25)外部的脐带缆接入装置(17)和安装在所述主舱体(25)内部的光电分离舱(26);其中,所述光电复合脐带缆穿过所述脐带缆接入装置(17)进入所述主舱体(25)内部,并通过光电分离舱(26)进行光电分离后,与所述水下电子设备连接;所述脐带缆接入装置(17)用于限制所述光电复合脐带缆的弯曲曲率。
8.根据权利要求2所述的基于光电复合脐带缆的大水深抗流型锚泊***,其特征在于,所述A舱段(24)和主舱体(25)之间通过两段长度相同且对称设置的主系泊缆索(28)以及一段光电复合脐带缆(16)连接;其中,两段所述主系泊缆索(28)和一段光电复合脐带缆(16)的一端固定在所述A舱段(24)下表面,另一端固定在所述主舱体(25)的上表面。
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Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4604961A (en) * | 1984-06-11 | 1986-08-12 | Exxon Production Research Co. | Vessel mooring system |
US5095841A (en) * | 1990-10-30 | 1992-03-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Underwater mooring system using an underwater traction winch |
CN2727043Y (zh) * | 2004-01-20 | 2005-09-21 | 天津市海王星海上工程技术有限公司 | 一种深水张力腿式单点系泊装置 |
CN1720165A (zh) * | 2002-10-16 | 2006-01-11 | 辛格尔浮筒系船公司 | 立管安装浮式平台及其使用方法 |
CN1810574A (zh) * | 2006-02-27 | 2006-08-02 | 天津大学 | 集浮体与重力块结合式深水系泊*** |
CN101522511A (zh) * | 2006-10-05 | 2009-09-02 | 国际壳牌研究有限公司 | 混合立管***和方法 |
CN103295078A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-09-11 | 中国海洋石油总公司 | 深水悬链线系泊缆的结构设计优化方法 |
KR20150071062A (ko) * | 2013-12-17 | 2015-06-26 | 대우조선해양 주식회사 | 선박용 앵커링 장치 |
CN107107994A (zh) * | 2014-10-09 | 2017-08-29 | 海马设备公司 | 张紧倒置悬链线式系泊*** |
CN107200098A (zh) * | 2017-05-30 | 2017-09-26 | 国家***南海调查技术中心 | 深远海大气水体同位观测*** |
CN206579794U (zh) * | 2017-03-02 | 2017-10-24 | 大连民德海洋科技有限公司 | 智能化深海养殖设施的双浮筒单点系泊*** |
CN107702698A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-16 | 青岛深海云海洋科技有限公司 | 一种深海逆式回声测量***及测量方法 |
CN108891536A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-11-27 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种海底仪器系留结构及其回收方法 |
CN110922755A (zh) * | 2012-04-13 | 2020-03-27 | 提克纳有限责任公司 | 用于油和气流管的聚芳硫醚 |
CN113815781A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-21 | 夏尔特拉(上海)新能源科技有限公司 | 系泊*** |
-
2022
- 2022-03-23 CN CN202210288926.XA patent/CN114537586A/zh active Pending
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4604961A (en) * | 1984-06-11 | 1986-08-12 | Exxon Production Research Co. | Vessel mooring system |
US5095841A (en) * | 1990-10-30 | 1992-03-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Underwater mooring system using an underwater traction winch |
CN1720165A (zh) * | 2002-10-16 | 2006-01-11 | 辛格尔浮筒系船公司 | 立管安装浮式平台及其使用方法 |
CN2727043Y (zh) * | 2004-01-20 | 2005-09-21 | 天津市海王星海上工程技术有限公司 | 一种深水张力腿式单点系泊装置 |
CN1810574A (zh) * | 2006-02-27 | 2006-08-02 | 天津大学 | 集浮体与重力块结合式深水系泊*** |
CN101522511A (zh) * | 2006-10-05 | 2009-09-02 | 国际壳牌研究有限公司 | 混合立管***和方法 |
CN110922755A (zh) * | 2012-04-13 | 2020-03-27 | 提克纳有限责任公司 | 用于油和气流管的聚芳硫醚 |
CN103295078A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-09-11 | 中国海洋石油总公司 | 深水悬链线系泊缆的结构设计优化方法 |
KR20150071062A (ko) * | 2013-12-17 | 2015-06-26 | 대우조선해양 주식회사 | 선박용 앵커링 장치 |
CN107107994A (zh) * | 2014-10-09 | 2017-08-29 | 海马设备公司 | 张紧倒置悬链线式系泊*** |
CN206579794U (zh) * | 2017-03-02 | 2017-10-24 | 大连民德海洋科技有限公司 | 智能化深海养殖设施的双浮筒单点系泊*** |
CN107200098A (zh) * | 2017-05-30 | 2017-09-26 | 国家***南海调查技术中心 | 深远海大气水体同位观测*** |
CN107702698A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-16 | 青岛深海云海洋科技有限公司 | 一种深海逆式回声测量***及测量方法 |
CN108891536A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-11-27 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种海底仪器系留结构及其回收方法 |
CN113815781A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-21 | 夏尔特拉(上海)新能源科技有限公司 | 系泊*** |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
康庄等: "《深海工程中立管***的设计分析》", 30 September 2018, 哈尔滨工程大学出版社 * |
张廷荣等: "《英汉光纤通信词典》", 31 July 1995, 人民邮电出版社 * |
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