CN101360646A - 水下设备的回收 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从一片水域中回收设备的装置和方法。该装置包括承载网状物的框架和接合元件。该接合元件具有与该网状物相互接合的形状，并在该设备部署之前与要回收的设备附接。在该设备部署之后，通过将由框架承载的网状物降低到设备上、从而使得该接合元件与该网状物相互接合来实现该设备的回收。该框架和网状物可随后与该设备一起被提升至水面。回收可包括在框架和网状物在不同地点处被降低和提升时、通过监测与框架和网状物相关联的负载来搜索该设备，由此利用负载中的适当增加来指示该设备已经与所述网状物附接。

Description

水下设备的回收

技术领域

本发明涉及水下设备，例如在勘测期间已被部署在海底上的设备的回收。

背景技术

出于各种原因，可以将设备设置在(或系留在)海底上，或以一定深度被牵引。例如，在用于石油和矿物勘探、地质勘探、气象和海洋监测以及用于辅助船只导航的水下施工期间，通常将设备部署在水下。用于回收这种设备的标准方法依赖于声学触发释放机构。

图1A示意性地示出了已知的电磁接收机2，该电磁接收机在电磁勘测期间被部署在海底4上并且在勘测结束时利用已有技术(GB2382875[1])被回收。US5770945[2]中也描述了一个类似系统。接收机2具有主体6，包括天线12、仪器外壳14以及漂浮器件16。该漂浮器件16包括一对充气容器。该主体6经可释放连接件10连接至混凝土配重8，该可释放连接件10包括声学释放机构。通过从辅助船舶(未示出)向舱外投掷来部署该接收机2。该配重8足以克服该漂浮器件16的浮力并且该接收机2沉入并停留于海底4上。利用该接收机2收集数据并将数据记录在位于仪器外壳14内的存储器中来实现电磁勘测。在典型勘测中，在感兴趣的海底的一区域上分布许多这种接收机。

可释放连接件10被设计成响应于远程传送的声学信号而释放。因此，勘测结束时，为了回收该接收机2的可回收部件，辅助船只广播传送使可释放连接件10释放的适当的声学信号。

图1B示意性地示出了在触发该可释放连接件10之后不久的图1A的接收机。在触发可释放连接件10的情况下，该主体6不再与配重8附接。因此，该主体6依靠漂浮器件16提供的浮力浮至水面上，如箭头20示意性指示。一旦浮至水面处，该主体可被辅助船舶收集。配重8则留于海底上。

采用这种方法具有许多缺点。

首先，配重8滞留于海底上。这不仅增加了重新部署的费用(因为每次都需要新的配重)，还存在生态隐患。

其次，声学释放机构并不完全可靠。这会将通常很昂贵的设备(和设备中的数据)滞留于海底上。这种情况下，该设备要么彻底丢失(具有生态以及财务问题)，要么利用其它可选方法被回收。一个可选方法是在丢失的整个区域拖拽抓钩。然而，这将是耗时的，并且对海底上的结构(无论是天然的还是人工的)有破坏性。此外，在某些情况下，例如在例如经常出现于采油区中的敏感设施的附近中，这种方式根本不可行。另一可选方法是利用昂贵的、无人遥控潜水器来打捞滞留设备，尽管这些无人遥控潜水器通常受深度和/或提升能力的限制。在浅水区域，可利用潜水员将绳索系于丢失的设备上。然而，这依旧是昂贵并且耗时的。

在其它示例中，代替配重，可利用声学释放连接件将要回收的设备的部件锚定到海底上的固定的系留用具上。尽管如此，仍然存在与上述应用相同的考虑。

在某些情况下，要回收的设备并非被有意地用于海底部署，而是偶然地被部署，例如，由于其降落或脱离其系留用具并且未包括漂浮器件。由于该设备并不旨在用于遥控的海底部署，不太可能已设置有如图1A和1B所示的这种收系统，因为这将使得他们变得昂贵和笨重并且在正常操作时没有任何用处。因此，只能利用其它手段来回收以这种方式丢失的设备，例如通过抓钩，或利用如上所述的无人遥控潜水器和/或潜水员。

EP1188662[3]公开了一种浮网，动力运载工具可在该浮网中被驱动，从而使该动力运载工具被回收。然而，该方案只考虑了来自一片水域的表面的自动力运载工具的回收，而不能够用于回收部署于水下的设备。

GB2279619[4]公开了一种用于捕获漂浮物体的装置和方法。同样，其不能用于回收部署于水下的设备。

US6843191[5]公开了一种用于使沉没的物体升起的装置和方法。通过在预先定位的物体附近锚定到海底的一系列缆索，提升网被引导到预先定位的物体上。经低温冰冻单元，围绕该物体的海水被冰冻。当该物体周围形成一层冰时，该网围绕该物体被封闭并且该物体被举升至水面。然而，此方案过于复杂并且需要预先知晓该物体的位置。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于回收水下设备的方法，该方法包括：在所述设备部署之前，将接合元件与该水下设备附接；并在该设备部署之后：将由框架承载的网状物降低到所述水下设备上，从而使得所述接合元件与所述网状物相互接合；和向上提升该框架和网状物以及与该框架和网状物附接的所述水下设备，从而回收该水下设备。

该方法可提供一种用于回收水下设备模块的主要手段，或者当传统回收方法失效情况下的一种补救措施。此外，该方法可用于那些并非旨在用于水下部署但却遭遇意外部署(例如由于降落)的设备。这是因为廉价且简单的接合元件可以与可能意外降落(例如从水面的船只降落)的任何设备附接。

不同于传统的声学释放系统，该方法避免了需要将配重留在海底上，因此，当尤其需要避免这种情况时，该方法可用作回收的主要手段。与依赖于潜水员或无人遥控潜水器的回收方法相比，该方法更廉价并且更安全，并且较少地受到严格的水深的限制。此外，与基于拖拽抓钩的方法相比，本方法对要回收的设备所在的一片水域的底部以及现有的设施造成很小的损害或不造成损害。

该方法可用于从一定范围的水深(例如从水深至少为100m、200m、300m、400m、500m、1000m以及2000m)回收设备，同时使用或不使用定位应答器。具体地，该方法在不使用定位应答器的情况下已经成功地测试从1900m的水深回收设备。然而，对使用该方法可以回收设备的水深并无实际限制。水流勘探通常延伸到4000m的水深，该方法可以用于该深度并超过该深度。

该框架具有一个适当的面积范围。该框架面积可以小至4平方米，但更优选至少为10平方米或20平方米。该框架面积可大至100平方米或者实际上更大，但更典型地为50平方米或更小。该框架面积也可设置成各种形状(当部署时以平面视图来考虑)，例如正方形、长方形或其它多边形、或圆形或椭圆形。

该方法可用于回收任何种类的设备。该方法的一个应用是勘测期间部署的接收机的回收，例如，在电磁勘探期间部署的电磁接收机或者地震勘测期间部署的地震接收机。上述勘测经常使用在一片水域的底部上大面积部署的接收机阵列。这意味着为了勘探经常需要部署和回收大量的接收机。此外，单独的接收机在其使用寿命期间通常会被多次部署和回收。因此，勘测接收机的可靠回收尤其有益。

该方法可进一步包括监测与框架和网状物相关联的负载以确定它们是否承载了所述设备的重量。例如，可以利用当该框架和网状物被提升时的所测得的负载相对于当该框架和网状物下落时所观察到的负载的增加来指示通过接合元件该设备已与所述网状物附接，并可被提升至水面。尤其是，静态负载(即，当提升或下降暂停时或者当框架以恒定速度下降或提升时所观察到的负载)对与设备相关联的重量变化将是最敏感度的，该设备经由接合元件与网状物附接。

例如，用于提升和降低位于水中的框架和网状物的、可操作的提升机构(例如，船舶上的绞盘和起重机)可装备有负载传感器，该负载传感器被设置成测量与该框架附接的吊索的拉力。该负载传感器通常可简单设置在吊索的绞盘末端处。然而，如果吊索的重量很大，优选将负载传感器定位在更靠近框架和网状物的缆索上(或者在框架和/或网状物上)，使得缆索重量不超出所测得的负载。

可在一地点处多次降低和提升框架和网状物，以提高接合元件与网状物相互接和的几率。

在未精确获知设备的位置的情况下，该方法还包括通过在不同地点处降低和提升框架及网状物来搜索该设备，直到负载的增加指示该设备已经由接合元件与网状物附接并准备被提升。

为了降低搜索过程中对该设备造成损害的风险，当框架和网状物在不同位置之间移动时，框架和网状物可保持在一定高度处，该高度大于该设备和所附接的接合元件的高度。

此外，在一个地点与随后地点之间的距离可以被选择为小于框架的宽度，从而有助于避免在搜索期间遗漏水底的区域。根据要搜索的区域选择框架大小，并且与传统的抓钩方法相比，能够被更快以及更有效的覆盖该区域。

根据本发明的第二方面，提供一种用于从一片水域中回收设备的装置，该装置包括承载网状物的框架和接合元件，在该水下设备部署之前，该接合元件被配置成与要回收的所述水下设备附接，该接合元件具有在所述网状物降低到所述接合元件上时能与所述网状物相互接合的形状。

本发明第二方面的装置可用于实现本发明第一方面的方法。

该接合元件可采用不同的形式，例如，该接合元件具有箭头形式的一端，或者具有一个或多个钩子或倒钩形式的一端。

该网状物可为柔性的，例如由聚丙烯绳或钢丝绳构成，使得在不用时(例如存放在船舶的甲板上时)，该框架和网状物容易地拆卸并包装成较小的面积。可选择的，该网状物可为刚性，例如尤其是预期有重负载时。

该接合元件也可装备有漂浮器件，从而在接合元件沉没时保持接合元件的定向而与其所附接的设备的定向无关。当预先不知道部署在一片水域的底部上的设备所采用的定向时，这有助于确保接合元件被适当地定位成与网状物接合。可选择的(或者另外)，可采用沿不同方向伸展的多个接合元件。

该接合元件和/或框架或网状物可包括位置应答器。这有助于通过提供接合元件与框架和网状物的绝对或相对位置信息来提高回收的速度。

根据本发明的第三方面，当本发明第二方面的接合元件已与设备附接时，提供一种部件。

附图说明

为更好地理解本发明并且为了显示如何实现发明效果，现在，将以示例的方式结合以下附图进行说明，其中：

图1A示意性地示出了根据现有技术从海底回收电磁接收机的剖视图；

图1B示出了在已经进行回收过程之后不久图1A的接收机；

图2示意性地示出了要从海底回收的设备的部件的剖视图以及根据本发明的实施例用于回收该设备的装置的接合元件；

图3示意性地示出了用于与图2所示的接合元件连接的根据本发明的实施例的装置的框架和网状物的立体图；

图4示意性地示出了根据本发明的实施例的搜索回收设备的船舶；

图5示意性地示出了要回收的设备所处的海底的区域；

图6类似于图4，但示意性地示出了开始设备的回收不久时的状况；

图7类似于图6，但示意性地示出了设备回收正在进行时的状况；

图8示出了设备回收期间图2所示的接合元件与图3所示的网状物相互接合；

图9A、9B和9C示意性地示出了根据本发明的实施例的可选接合元件；

图10示意性地示出了根据本发明的实施例的包含漂浮器件的接合元件。

具体实施方式

图2、3示意性示出了根据本发明的实施例的、用于回收部署于水下的设备的装置22、24。在该示例中，所述设备为设置于海底4上、构成电磁接收机26的设备模块。该接收机类似于并可理解自图1所示的电磁接收机2。也就是说，该接收机26包括传统的回收机构，如上所述，该回收机构包括漂浮器件16、配重8以及可释放的连接件10。因此，装置22、24用于当传统回收机构失效时回收该接收机。可以理解，在其它示例中该接收机(或其它设备)可以不包括传统的回收机构，而该装置22、24将成为用于回收该设备的主要手段。在这两种情况下，作为回收步骤的基础的原理均相同。

该装置由两部分组成，图2所示的第一部分为接合元件22，在该实施例中称作鱼叉。该鱼叉22利用固定件28与接收机附接。该工作于所述接收机被部署之前完成。可使用任何传统形式的固定方式，例如该鱼叉22可被焊接或螺栓连接至接收机26的法兰或支架上。该鱼叉22通常为平面形式并且具有固定到接收机上的一远端，该鱼叉22被形成为箭头形状。该鱼叉22(和固定件28)使得能够利用该鱼叉承载接收机26的重量。另外，如果回收期间预计有显著的动力(例如，由于水流流动和水面船只的起伏)，或者如果该接收机有可能被部署于泥浆或泥沙区域中使得当接收机被提升离开海底时存在吸力，则该鱼叉22和固定件28应被设计成能够接纳这些额外的力。该鱼叉被布置成当该接收机被正常部署在海底上时，该箭头指向上并且延伸至在该接收机26的相邻部件之上的高度。

该装置的第二部分如图3所示并包括承载网状物32的框架30和与该框架附接的承载缆索34(例如，链式托绳)。该装置的组合框架30、网状物32以及承载缆索34的部件在该实施例中被总称为拣选机24。该拣选机24能够利用提升机构(图3中未示出)沿水柱提升和下降，同时该框架30和网状物32保持基本上水平。该提升机构通常包括配置于水面船只上的绞盘和悬臂/起重机，该接收机被回收至该水面船只上。

在该示例中的框架30通常为正方形。该框架为坚固结构，例如由钢管或实心棒材构成，在其边角处具有提升点。该框架30应该能承载要回收的设备的重量(以及上述任何期望的额外的力)。该框架具有使当该框架沿水柱移动时尽可能使阻力最小化的形状是有益的。该框架可以是预先装配好的，或者是可由当需要时再装配的几部分构成，使得当不使用时减少所需的存储空间。

在该示例中的网状物32包括由聚丙烯绳在框架30的侧面之间串成的网。例如，也可以使用其它的结网材料例如高性能的合成绳或钢丝绳。该结网应该能承载要回收的设备的重量(以及可能经历的任何额外力)。尽管图3中示出的是拉紧的，但对要被串起来的网状物没有任何特定紧度的特殊要求。

在设备回收期间，如下所述，鱼叉和网状物相互接合，并从而使设备从一片水域的底部被提升。因此，网状物中的孔的大小以及鱼叉的接合部分(即，本实施例中的箭头)的大小被选择成使得该接合部分能够沿正向(也就是当该拣选机向下降低到鱼叉上时)容易地穿过网状物，而当随后提升拣选机离开海底时，在网状物上被钩住(即与网状物相互接合)的几率高，从而使接收机与其一同离开。这能够实现，例如，如果箭头的倒钩的末端之间的宽度(即箭头最宽处)大致地相应于网状物中的孔的特征尺寸(例如如果该网状物包括正方形的孔，该孔的边或对角线的长度)。在一典型应用中，该箭头和网状物的孔将具有例如大约50CM左右的特征尺寸。较大尺寸，例如1或2米，或者甚至更大尺寸，可适合于回收较大或十分重的设备。类似地，较小尺寸可适应于其它状况。

框架30的典型的外形尺寸将取决于即将到来的应用。为了回收用于典型电磁勘测的接收机，该框架的边长为，例如，大约5米。然而，也可以使用更大或更小的框架。通常，如下所观察到的，较大框架将允许较快回收设备，尤其是在不知道设备的准确位置的情况下。从另一方面来说，较小的框架将更易于存储、维护以及舱外部署，以供使用。因此，搜寻位于大的区域内的任何可能地点的设备的大型船只将优选利用较大的框架，例如边长为10米或更大。而较小的框架，例如边长约为2米，适用于搜寻以回收设备(较为精确地知道该设备的位置)的较小船只。拣选机对准海底的精度在确定最合适的尺寸中起一定的作用，该精度可能取决于水的深度。例如，在难以定位拣选机的情况下，例如由于强烈的水流或在较深的水中，较大的框架是优选的。

图4示意性示出了根据本发明实施例的利用图2、3所示的装置(鱼叉22和拣选机24)搜寻以回收电磁接收机26的船舶40。该船舶漂浮在一片水域52的水面上，在该一片水域中部署有接收机26。该船舶40可以是辅助电磁勘测的船只，或者例如，在装置22、24未提供回收的主要手段而在执行勘测的船只上通常不进行回收的情况下，该船舶40可以是专用回收船舶。

在该示例中假设位于海底4上的接收机26的位置(由图4中的箭头P示意性表示)是未知的。因此，船舶40在能进行回收之前必须搜寻接收机26。为寻找并回收该接收机26，该船舶被定位在表示最佳最初猜测或者随机猜测(如果不存在优选的起始点)的起始位置处(由箭头Q示意性表示)，并且利用船载提升机构42将拣选机24在船只的一侧上降下。该提升机构包括起重机悬臂44和联接至吊索48的绞盘46。该提升机构进一步包括可操作的传统负载感应传感器(未示出)，以提供施加到提升机构的负载的指示(例如吊索中的张力)。这种提升机构普遍存在于船舶上，特别是用于勘测的船舶，并且很可能船舶上任何现存的提升机构均可用于本发明的实施例中。该提升机构42的规模，即适用于本发明的给定实施例的提升机构42的负载能力、吊索长度以及悬臂44的几何尺寸，将取决于例如框架的大小、要回收的设备的大小和重量以及水的深度。利用缆索联接件50将承载缆索34与吊索48附接，使得可以利用基于常规技术的提升机构来使拣选机24沿水柱提升和下降。尽管所示的是分离的吊索48与承载缆索34，应该理解同样可以使用一体的缆索。

一旦拣选机24已被部署到船外，提升机构42被驱动，以使拣选机向海底下降，如图4中箭头D示意性指示。当拣选机到达更大深度时，负载传感器将指示增加的负载L，该增加的负载L与水中拣选机24的重量加上均匀地增加的部分相关，该均匀地增加的部分与当拣选机24被放出时增加的吊索重量相关(假设该拣选机未处在自由下落过程中)。监测的最有用的负载为静态负载，也即当框架以恒定速度下降或提升或者在提升或下降过程暂停时所观察到的负载。然而，在适当考虑加速度的情况下，也可以采用非静态负载(即当拣选机存在一定的加速度时所观察到的负载)。

当框架30到达海底并且其重量不再由提升机构承载时，会出现所指示的负载的急剧下降。在此之前的负载相应于拣选机的重量以及吊索长度的重量，该吊索长度相应于水的深度(再一次假设该拣选机未处在自由下落过程中)。拣选机在水52中的下降的速度降取决于提升机构42的绞盘46能够使吊缆48放出的速率以及与损害海底上设备或海底本身相关联的任何考虑。例如，在感应设施附近，下落速率将被减缓以使由拣选机24降落到海底上而带来的损害风险最小。使拣选机缓慢地接近海底(至少当拣选机更靠近时)将有助于防止当拣选机的框架30与要回收设备的相撞时对要回收的设备的损害。

一旦确定了拣选机24位于海底上，提升机构停止吊索的放出(play out)，并且驱动该提升机构，以便将拣选机提升到一定高度，使得网状物32(考虑到其中的任何松弛)距离海底比与要回收的设备附接的接合元件22(鱼叉)的顶部距离海底(在图4中表示为高度h)更远。

如果当提升机构被被提升离开海底时所指示的在提升机构上的静态负载与该提升机构下降至海底时所指示的在提升机构上的静态负载相同(在相应的高度处)，这表明该拣选机还未“拾取”任何东西，并因此已经错过了要回收的设备。(也可以通过对在下降和提升之间拣选机的加速度差异的效果加以考虑来对非静态负载的不同进行比较。)

因此，船舶移动到另一地点并再次进行尝试。该船舶可以在各位置间随机地移动，但通常遵循系统的搜索计划将更加有效。

图5示意性示出了图4中所示的海底4区域的平面图。该拣选机24位于位置Q处，并且在位置P处示出了要回收的接收机26。图5中所使用的虚线表示限定一系列搜索方格的搜索网格。如以上结合图4所述，通过将该拣选机24定位在该方格上并将该拣选机下降到海底和从该海底提升该拣选机来搜索该区域。一旦搜索该方格不成功(即，该拣选机已下降到海底并从海底被提升，同时所测得的负载没有明显变化)，该拣选机移至另一方格。因此一个方格接一个方格地搜索该区域。搜索该方格的顺序可根据任何已知的搜索技术。例如，可以采用围绕起始方格(包含Q)递增的螺旋形。然而，也可以适当考虑船舶的操纵性以及在沿不同方向的不确定性程度上的可能差异。例如，更恰当的是执行条状栅格搜索而不是螺旋形搜索。

搜索方格的大小将取决于框架30的大小以及该框架在海底上被定位的精确度。例如，如果该框架能够被非常精确地定位，仅比该框架大小略小的搜索方格是恰当的。然而，在其它情况下，较小的搜索方格将是恰当的，例如其特征尺寸为框架一半的方格。这将有助于确保相邻提升和下降的操作之间不会遗漏海底的区域。在这种情况下，假设该搜索为螺旋形搜索并且该搜索方格仅略小于框架大小，例如框架大小的90％。

在上述关于图4的、用于搜索包含点Q的搜索方格的过程的结尾，拣选机被定位在在海底上的一定高度处，该高度大于鱼叉22的高度h。在保持该高度的同时，船只40将拣选机重新定位在下一搜索方格上，该方格在图5中被标识为方格S1。通过将该拣选机保持在位于大于鱼叉高度的一定高度处，减少了由于该拣选机被重新定位而导致的拣选机24与要回收的设备撞击的风险。在海底地势不平的地方，或者其它设备位于该海底上的地方，当拣选机在搜索方格间移动时，优选将该拣选机24提升得更高。然而，在搜索期间，通常更可取的是保持尽可能少地提升拣选机以提高搜索速度。

一旦该拣选机被定位在搜索方格S1上，如上所述，该拣选机将下降到海底4并从海底4被提起。当该拣选机被提起离开海底时，提升机构上的负载将再一次指示未“拾取到”任何物品。因此，船只将拣选机重新定位在搜索方格S2上并继续该搜索，依此类推通过图5所示的搜索方格S3到S10。

最终，遵循如上所述的搜索算法，该拣选机24将被定位在包含要回收的设备26的搜索方格上，即包含点P的搜索方格S11。

图6与图4类似并且将根据图4来理解图6。然而，在图6中，搜索进行到搜索方格S11，使得该拣选机正好位于接收机26之上并且处于朝着接收机26下降的过程中，如箭头D所示。当拣选机接近海底时，其降落在接收机26之上。如果网状物34是松弛的，框架32可围绕接收机停留在海底4上，同时网状物覆盖于接收机上。另一方面，如果网状物不是足够松弛，框架可以在某种程度上被接收机承载(经由网状物)。如果认为要回收的设备是易损的并关注此问题，则优选松弛的网状物以减小该设备不得不承载框架重量的几率。

在任意一种情况下，当拣选机停留在接收机之上时，鱼叉22穿过网状物32中的孔。当拣选机的重量从吊索上解除时，负载传感器指示提升机构上的负载减少，并且，如上所述，该提升机构停止放出吊索并开始提升拣选机离开海底。然而，当这种情况发生时，鱼叉22上的箭头钩住(即与网相互接合)包括网状物32的网。因此，当拣选机24被提升离开海底4时，接收机与该拣选机相互接合并且该接收机也被提升。当拣选机和接收机离开海底时，由于接收机的额外重量，负载传感器指示提升机构上的负载大于其下降时的负载。因而，船舶上的操作机构(或者如果该设备的回收过程为自动的，则为适当地配置的控制器)获知鱼叉22与网状物32已经接合，所以搜索算法可以停止，并且拣选机可使接收机22与其一起被提升至水面。

图8与图7类似并且将根据图7来理解图8。然而，图8示出了鱼叉22与网状物32已经相互接合之后、拣选机24及其所附的接收机26朝着水面被提升的情形，如箭头U所示。

图7示意性地示出了从一片水域52回收接收机22期间、鱼叉22与网状物32的相互接合。图7示出了已被提升出水面后的接收机，并准备将接收机移至船舶的甲板从而完成回收过程。该接收机26可通过适当地操纵拣选机而被放置于船舶的甲板上，或者当接收机被保持在水面处时例如利用独立的小船从拣选机取下该接收机。

可以理解的是，尽管上面已经描述了旨在用于海底部署并具有已失效的传统基本回收机构(即，遥控的可释放配重)的接收机的回收，但是在其它情况下，根据本发明的实施例的回收机构将成为旨在用于海底部署的设备的回收的主要手段。此外，由于合适的接合元件能够容易且廉价地附接到旨在用于水下使用的任何设备上，无论其是否要在海底上被释放，提供具有接合元件的设备均是有益的，从而在该设备意外掉落或者沉落到海底上的情况下，可以如上所述回收该设备。

在一些实施例中，接合元件可设置有传统的定位应答器(例如，声应答器)，以利用船舶上合适的跟踪仪器来辅助定位要回收的设备，从而减少搜索时间。这在接合元件被附接到不是旨在常用于海底部署的设备部件上时作为防止意外损失的保险手段是尤其有益的，因为这种设备不太可能具有其自身的定位应答器。

另外，拣选机也可设置有定位应答器以便能确定其位置。这将有助于确保尽可能高效地实现搜索。例如，如果接合元件(或者与接合元件附接的设备)以及拣选机均设置有定位应答器，则能够确定每一个部件的位置(以及因此每个部件相对彼此的位置)，从而可以基于每个部件的测定位置朝着要回收的设备引导拣选机。

也可以例如采用传统的回声测深器或其它深度换能器来提供有关框架在海底之上的高度的信息，从而使拣选机在海水中尽可能快地降落，但当接近底部时减速以降低损害的几率。

图9A至9C示意性地示出了根据本发明的其它实施例的用于接合元件的接合端和网状物的一部分的可选设计。

图9A中，接合元件92包括在设备部署前在一端处(未示出)与设备附接的中央支柱94以及与中央支柱的上端枢轴附接的一对倒钩元件。固定到中央支柱上的上护罩97防止倒钩的展开超出与中央支柱的极限角度，例如超出大约45度。一对弹簧98促使该倒钩96打开至所述极限角度。图9A中示意性地示出的弹簧为连接在中央支柱和各个倒钩之间的螺旋弹簧。然而，实际上，可以将弹簧配置为保持倒钩之下的区域为空。例如可使用枢轴安装的弹簧。这种配置的好处在于当穿过网状物的孔时接合元件可以变形，因而可使用刚性网状物。这对于要回收重负载时是有利的。

在图9B和9C中，采用单挂钩设计(图9B)以及单倒钩设计(图9C)来代替上述箭头设计。可以理解，可使用很多其它设计，例如接合元件并不局限制于通常的平面形式，而基于倒钩、钩、联结器等沿多方向延伸的设计均能够使用，只要能使该接合元件容易地穿过下降到该接合元件上的网状物并当网状物被向上提升时钩在网状物上。通常，用于接合元件最合适的设计也取决于要回收的设备的特性。例如，该设备水中的质量、空气中的质量、形状和平衡性、对额外附件的灵敏度等等。

图10示意性地示出了一种接合元件，该接合元件可用于不能预测要回收的设备将在海底上采用哪种定向的情况。在该示例中，假设该设备为意外降落到海底4上的立方体盒子110。该接合元件112包括箭头114、支柱(shaft)116、漂浮器件122以及柔性联接件118(例如绳或链)。该柔性联接件118在该设备110意外丢失之前附接到该设备上(也就是，在设备110入水之前或在随后的阶段，例如，当该设备已在水下并即将移动、因而其存在降落的风险时，柔性联接件118可附接到设备110上)。当设备110降落到海底时，柔性联接件和漂浮器件确保接合元件的箭头部分保持指向上。这样，可以通过将网状物降低到要回收的设备上而如上所述回收该设备。漂浮器件122可为，例如，一个或多个填充有空气的腔室，大量聚苯乙烯或其它可漂浮材料。由于接合元件112并非刚性安装，因此其将不会穿过网状物而仅仅被网状物压下的几率将大大增加。在这种情况下，认为存在鱼叉与网状物未相互接合的合理概率，在每一搜索方格多次执行提升和降低将有助于避免遗漏设备。

在深水中，到达海底所需的吊索长度与拣选机的组合重量意味着可靠地检测设备的附加负载重量是困难的(例如，由于水下海流或海面波动使得负载变动，该负载变动明显大于设备的重量)。在这种情况下，将负载传感器不设置于水面船只上而是更靠近拣选机(具有到海面的适当通信链路)是有益的，这使得位于负载传感器上的缆索重量不影响测量。同样的，在需要特殊灵敏度的情况下，将负载传感器设置于网状物本身内是有益的。通过在包含网状物的网中提供一个应变计(或多个应变计)，即使对于相对轻的设备，所测得的负载中的显著变化可以也是明显的，只要该设备与通过应变计(或其它形式的负载传感器)承载的网状物的重量相比具有可测量的重量。

因此，已经描述了用于从一片水域中回收设备的装置和方法。该设备包括承载网状物的框架以及接合元件。该接合元件具有能与该网状物相互接合的形状，并且在部署要回收的设备之前，该接合元件与该设备附接。在部署该设备后，可通过将由框架承载的网状物降低到该设备上、从而使得接合元件与网状物相互接合来实现设备的回收。然后，将框架和网状物与设备一起提升至水面。回收可以包括当框架和网状物在不同地点处被降低和提升时，通过监测与框架及网状物相关联的负载来搜索该设备，由此利用负载的适当增加来指示该设备已与网状物附接。因此，本发明的实施例提供了一种用于回收水下设备的简单、廉价并且可靠的装置和方法。本发明的实施例具有如下优点：

·该装置简单、易操作，其无需特殊材料或容差，并对海底的损害最小；

·容易实现且成本低廉的接合元件适合装配于任何水下设备，该接合元件在未来的任何时候通过利用承载于框架上的网状物确保设备的回收，并且仅需传统回收方法(潜水员/无人遥控潜水器)成本的一小部分。

·能够根据要搜索的区域改变框架尺寸，并且对水深没有限制，而使用无人遥控潜水器或潜水员时对水深有限制。

·与传统的抓取方法相比，框架的尺寸使得能够更快捷、有效地覆盖大的区域。

·在环境敏感的区域，与在回收后将配重留在海底上的标准声学部署/回收方法相比，本发明的仪器/系泊用具能够被回收，而不会在海底遗留任何物品。

因此，该装置容易地回收有意或者意外设置或系留在不同水深的海底上的仪器或其它设备，而无需声学触发释放机构。制造该装置是经济的，并且要求部署的设备按照用于在水下项目中所涉及的大多数船只的标准装配。该装置易于拆卸并在不使用时占用最少的空间。如果需要，由于不需特殊的材料或容差，可在当地为项目建造该装置。利用该装置，可比目前可用的方法明显更容易并廉价地回收位于海底上、沿一定深度拖拽、系留或意外降落的几乎任何物品，而与该物品的大小、形状或水深无关。

参考资料：

[1]GB2382875A1(南安普敦大学)

[2]US5770945(Constable)

[3]EP1188662(Pfitzner)

[4]GB2279319(Bolton)

[5]US6843191(Makotinsky))

Claims (17)

1、一种用于从一片水域中回收水下设备的方法，该方法包括：

在所述水下设备部署之前，使接合元件与所述水下设备附接；并在所述水下设备部署之后：

使由框架承载的网状物降低通过所述一片水域并降至所述水下设备上，从而使得所述接合元件与所述网状物相互接合；和

向上提升所述框架和所述网状物以及与所述框架和所述网状物附接的所述水下设备，从而回收所述水下设备。

2、根据权利要求1所述的方法，该方法还包括监测与所述框架和网状物相关联的一负载，从而确定所述框架和网状物是否承载了所述水下设备的重量。

3、根据权利要求2所述的方法，该方法还包括通过在不同地点处降低和提升所述框架和所述网状物来搜索所述水下设备，直到正在被监测的负载的增加指示该水下设备已经由所述接合元件与所述网状物附接，并随后向上提升所述框架和所述网状物以及与所述框架和所述网状物附接的所述水下设备，从而回收所述水下设备。

4、根据权利要求3所述的方法，其中，当所述框架和所述网状物在不同地点之间移动时，所述框架和网状物被保持在一定高度处，该高度大于所述水下设备以及所附接的接合元件的高度。

5、根据权利要求3或4所述的方法，其中，在一个地点与随后的地点之间的距离小于所述框架的宽度。

6、根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其中，所述框架和网状物在一地点处被多次降低和提升，以提高所述接合元件与所述网状物相互接合的几率。

7、一种用于从一片水域中回收设备的装置，该装置包括：

承载网状物的框架，该框架在正常使用时被配置成沉入一片水域中；和

接合元件，在要回收的水下设备部署之前，该接合元件被配置成与所述水下设备附接，并且该接合元件具有在所述网状物降低到所述接合元件上时能与所述网状物相互接合的形状。

8、根据权利要求7所述的装置，其中，所述接合元件具有箭头形式的一端部。

9、根据权利要求7所述的装置，其中，所述接合元件具有钩子形式的一端部。

10、根据权利要求7所述的装置，其中，所述接合元件具有倒钩形式的一端部。

11、根据权利要求7至10中任意一项所述的装置，其中所述网状物为柔性的。

12、根据权利要求7至10中任意一项所述的装置，其中所述网状物为刚性的。

13、根据权利要求7所述的装置，其中，所述接合元件包括一漂浮器件，使得当所述接合元件被浸没时，所述接合元件的定向被保持。

14、根据权利要求7至13中任意一项所述的装置，该装置还包括一测量器件，该器件用于当所述框架和所述网状物被提升时测量与所述框架和网状物相关联的负载。

15、根据权利要求7至14中任意一项所述的装置，其中，所述接合元件包括一位置应答器。

16、根据权利要求7至15中任意一项所述的装置，其中，所述框架包括一位置应答器。

17、一种装置，该装置包括要回收的设备，同时权利要求7至16中任意一项所述的接合元件与该设备附接。

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