CN104659704B - 海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法，其特征在于，包括：利用水深测深仪测量预先选择的布放接驳盒的海床位置的水深，使用水下机器人确认预先选择的布放接驳盒的海床的条件；进行接驳盒两端的接线；将接驳盒和经过龙门架上转向滑轮内的钢缆连接；起吊接驳盒，龙门架把接驳盒往船尾布放，船舶按一定速度沿预定路由方向移动，在接驳盒入水后停船；正式开始布放接驳盒到海床，船在动力定位控制下沿路由以一定速度前移，布缆机同步布放海缆；一旦在继续下放过程中监测到张力突然变小，然后稳定在最小值后停止下放钢缆，同时停船；在水下激发释放器。本发明只需一艘海缆施工船即能完全满足接驳盒布放过程中的所有布放工作。

Description

海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法

技术领域

本发明涉及一种海底观测网系统中重要设备-接驳盒的海上一体式布放的方法，属于海底观测网建设中的施工方法技术领域。

背景技术

在国内，海底观测网系统是海洋科学发展的一个比较新的事物，并且属于一个发展的起步阶段。但随着近年来国家重视海洋事业的发展，作为海洋事业的重要部分，建设海底观察网项目将在未来一段时间内日益凸显其重要性，一方面有利于海底世界的科学研究；另一方面将发挥其保护国家海洋安全和国土安全的重要作用。作为海底观测网建设中的一个重要设备的安装布放，接驳盒海上安装布放技术将直接决定观测网系统的功能性，保证海底观测网的建成使用。

海底观测网络由岸基站、海底光电缆网络(含海缆、中继器、分支器等)、接驳盒、观测仪器设备平台和各种海洋观测设备等构成，岸基站通过海底光电网络将电能以高压直流的形式输送到海底接驳盒系统，并由后者将高压电转换为中低压供给观测设备平台及仪器设备，观测数据通过观测仪器设备平台、接驳盒系统再经由海底光电缆网络的光纤通道传送到岸基站，实现长期、实时、大功率、大容量与多数据的观测。

目前国内在接驳盒研制生产方面的技术尚属于初级阶段，无法研制出具有湿插拔功能的接驳盒，但为了加快国家观测网的建设，在接驳盒研发初级阶段仍然需要针对现有设备和能力基础上进行接驳盒的海上安装。在此前提下需要研发在深海(100米及以上)进行接驳盒的一体式海上布放的施工方案来满足设备的初级阶段要求，以推动国家海底观测网建设。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于国内研制的接驳盒的海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案提供了一种海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法，其特征在于，包括：

第一步、利用水深测深仪测量预先选择的布放接驳盒的海床位置的水深，使用水下机器人确认预先选择的布放接驳盒的海床的条件，若该海床的条件适合布放接驳盒，则接着进行下述步骤，若该海床的条件不适合布放接驳盒，重新选择布放接驳盒的海床位置；

第二步、在接驳盒开始接续前，调整接驳盒船外侧海缆的入水角度；

第三步、将船外侧的海缆使用网套固定在甲板上，留下能供接驳盒接续使用的长度即可，将船上海缆端头通过布缆机送至后甲板接驳盒的光电分离舱附近，进行接驳盒两端的接线；

第四步、将接驳盒和经过龙门架上转向滑轮内的钢缆连接，接驳盒和钢缆中间有水下声控释放器(Bight Release Hook-BRH)，在水下声控释放器上方绑扎一个水下超短基线信标，接驳盒两边系住稳索；

第五步：船舶调整压载水，保持无任何倾角，起吊接驳盒，龙门架把接驳盒往船尾布放，船舶沿预定路由方向移动，在接驳盒入水后停船，船上海缆在布缆机控制下保持张力在不大于8kn；

第六步、正式开始布放接驳盒到海床，船在动力定位(Dynamic Positioning-DP)控制下沿路由前移，布缆机同步布放海缆；

第七步、监测水下超短基线信标入水深度、钢缆的长度以便确认接驳盒离海床的高度，准备好释放器操作；在预计接驳盒离海床10～15米距离时，开始严密监测钢缆张力，一旦在继续下放过程中监测到张力突然变小，然后稳定在最小值后停止下放钢缆，同时停船；海缆在钢缆停止下放后继续多放0.5～1米；

第八步、在水下激发释放器，回收钢缆时监测张力，看是否已经脱钩，如果没有则再次激发信号。如果确认已经脱钩释放，船舶开始沿路由前移，海缆也以同样速度布放，直至船尾离开接驳盒安全距离停船，等待接驳盒的岸上供电测试。

优选地，所述的第二步中接驳盒船外侧海缆的入水角度α为30度。

优选地，在第六步布放海缆的过程中，保持所布放的船上海缆的长度比钢缆的长度大2～3米。

优选地，在第六步布放海缆的过程中，布缆机内海缆的张力不大于8kn。

更优选地，在第六步布放海缆的过程中，布缆机内海缆的张力控制在3～5KN。

优选地，在接驳盒布放的过程中实时检查超短基线信标相对于船尾的水平距离d，要求整个下放过程信标超短基线信标相对于船尾的水平距离控制在3～6米以内。

本发明采用目前通用海缆施工船及船用设备器械，结合接驳盒技术状况进行适当在结构上的重新设计和改进，同时使用一些适合一体式布放的吊索配置和连接以保证海上的施工要求。在整个一体式布放过程中，利用以上的各种准备及合理配置，通过协调一致的施工具体布放步骤，把接驳盒、两端的海缆、连接的索具、使用的设备、船舶的操控和各种相关的仪器监控等综合运用起来，进行海底观测网中重要设备接驳盒的一体式海上安全布放。通过该布放方法可以有效地保证布放过程在同步状态下进行。

本发明的优点是：根据目前世界上商用海光缆的物理特性，即主要的物理拉升指标，该方法可以适合在任何水深条件下进行接驳盒的一体式布放，当然从布放的便利性和可靠性来讲，此法最适宜的布放水深为不超过4000米。此布放方法只需一艘普通电缆施工船加上一些必要的施工作业索具和仪器设备完成所有海上布放工作，对作业天气窗口要求和传统施工基本一致，无额外要求，完全满足安全的布放作业要求。

附图说明

图1为海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法第一至四步示意图；

图2为海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法第五至九步示意图；

图3为图2中A处放大图；

图4为海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法第十至十二步示意图；

图5为图4中B处放大图；

图6为海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法第十三至十七步示意图；

图7为图6中C处放大图；

图8为海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法第十八步示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1

一种海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法，具体步骤为：

第一步、如图1所示，利用水深测深仪测量预先选择的布放接驳盒的海床位置的水深(177米)，接驳盒安装布放根据适合的天气窗口确定，要求为海况小于4级以下。

第二步：使用水下机器人ROV确认预先选择的布放接驳盒的海床的条件，若该海床的条件适合布放接驳盒，则接着进行下述步骤，若该海床的条件不适合布放接驳盒，重新选择布放接驳盒的海床位置；

第三步、要求船舶及各个设备保持良好的状态，参与施工人员充分了解接驳盒布放的详细方案。

第四步：在接驳盒开始接续前，调整接驳盒船外侧海缆的入水角度，保持接驳盒船外侧海缆的入水角度α为30度；

第五步、如图2所示，将船外侧的海缆使用网套1固定在甲板上，留下能供接驳盒接续使用的长度即可，将船上海缆端头通过布缆机(Linear Cable Engine-LCE)送至后甲板接驳盒的光电分离舱附近；

第六步、进行接驳盒两端的接线，以便把海缆和接驳盒的光电分离腔连接。

第七步、如图3所示，将接驳盒和经过龙门架2上转向滑轮内的钢缆3连接，如图4和图5所示，接驳盒和钢缆中间有水下声控释放器4(Bight Release Hook-BRH)，在BRH上方绑扎一个水下超短基线信标5(USBL)，接驳盒两边系住稳索。

第八步、船外侧电缆慢慢把受到张力转移到接驳盒，船上侧海缆在(Linear CableEngine-LCE)内也保持一定的张力，两个张力都控制在4～6kn，LCE保持在停止模式。

第九步、船舶调整压载水，保持无任何倾角。

第十步、慢慢起吊接驳盒，高度保持在船尾围栏刚刚可以通过即可(离甲板高度不宜超过1.6米)。在起吊过程中需要两边有稳索把持住以免接驳盒偏荡。

第十一步、龙门架慢慢把接驳盒往船尾布放，船舶按一定速度沿预定路由方向移动，要求移动的距离是在起吊时的船位到接驳盒刚刚入水的距离是18米。

第十二步、在接驳盒入水后停船，船移动18米，起吊钢缆归零即钢缆计数从接驳盒入水一刻开始。船上海缆在布缆机控制下保持张力在不大于8kn，要有适当的余量(0.5％)。

第十三步、正式开始布放接驳盒到海床。船在动力定位DP控制下沿路由以0.35公里每小时的速度前移。布缆机同步布放海缆；LCE内海缆的布放速度控制在0.5公里每小时，张力控制在3～5KN。

第十四步、计算跟踪海缆布放的长度，应基本保持海缆和钢丝缆的长度一致，如图6和图7所示，在布放过程中，保持所布放的船上海缆6的长度比钢缆7的长度大2～3米。

第十五步、在接驳盒布放的过程中实时检查超短基线信标相对于船尾的水平距离d，要求整个下放过程信标超短基线信标相对于船尾的水平距离控制在3～6米以内，以便让钢缆有略微向后的张角(2゜以内)。

第十六步、监测水下超短基线信标入水深度、钢缆的长度以便确认接驳盒离海床的高度，准备好释放器操作；

第十七步、在预计接驳盒离海床10米距离时，开始严密监测钢缆张力，一旦在继续下放过程中监测到张力突然变小，然后稳定在最小值后停止下放钢缆，同时停船。海缆在钢缆停止下放后继续多放0.5米；视当时的电缆张角而定。

第十八步、如图8所示，迅速在水下激发水下声控释放器，回收钢缆时监测张力，检查是否已经脱钩，如果没有则再次激发释放器。如果完全确认已经脱钩释放，船舶开始以500米每小时的速度继续沿路由前移，海缆也以同样速度布放，直至船尾离开接驳盒大概500米的位置停船，等待接驳盒的岸上供电测试。

Claims (6)

1.一种海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法，其特征在于，包括：

第一步、利用水深测深仪测量预先选择的布放接驳盒的海床位置的水深，使用水下机器人确认预先选择的布放接驳盒的海床的条件，若该海床的条件适合布放接驳盒，则接着进行下述步骤，若该海床的条件不适合布放接驳盒，重新选择布放接驳盒的海床位置；

第二步、在接驳盒开始接续前，调整接驳盒船外侧海缆的入水角度；

第三步、将船外侧的海缆使用网套固定在甲板上，留下能供接驳盒接续使用的长度即可，将船上海缆端头通过布缆机送至后甲板接驳盒的光电分离舱附近，进行接驳盒两端的接线；

第四步、将接驳盒和经过龙门架上转向滑轮内的钢缆连接，接驳盒和钢缆中间有水下声控释放器，在水下声控释放器上方绑扎一个水下超短基线信标；

第五步：船舶调整压载水，保持无任何倾角，起吊接驳盒，龙门架把接驳盒往船尾布放，船舶沿预定路由方向移动，在接驳盒入水后停船，船上海缆在布缆机控制下保持张力在不大于8kn；

第六步、正式开始布放接驳盒到海床，船在动力定位控制下沿路由前移，布缆机同步布放海缆；

第七步、监测水下超短基线信标入水深度、钢缆的长度以便确认接驳盒离海床的高度，准备好释放器操作；在预计接驳盒离海床10～15米距离时，开始严密监测钢缆张力，一旦在继续下放过程中监测到张力突然变小，然后稳定在最小值后停止下放钢缆，同时停船；海缆在钢缆停止下放后继续多放0.5～1米；

第八步、在水下激发释放器，回收钢缆时监测张力，看是否已经脱钩，如果没有则再次激发信号，如果确认已经脱钩释放，船舶开始沿路由前移，海缆也以同样速度布放，直至船尾离开接驳盒安全距离停船，等待接驳盒的岸上供电测试。

2.如权利要求1所述的海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法，其特征在于，所述的第二步中接驳盒船外侧海缆的入水角度α为30度。

3.如权利要求1所述的海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法，其特征在于，在第六步布放海缆的过程中，保持所布放的船上海缆的长度比钢缆的长度大2～3米。

4.如权利要求1所述的海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法，其特征在于，在第六步布放海缆的过程中，布缆机内海缆的张力不大于8kn。

5.如权利要求4所述的海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法，其特征在于，在第六步布放海缆的过程中，布缆机内海缆的张力控制在3～5KN。

6.如权利要求1所述的海底观测网系统接驳盒一体式海上布放施工方法，其特征在于，在接驳盒布放的过程中实时检查超短基线信标相对于船尾的水平距离d，要求整个下放过程信标超短基线信标相对于船尾的水平距离控制在3～6米以内。