CN113928478A - 工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统及布放回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统，包括浮力平台、限位器和配重块，浮力平台沿垂向轴心均匀布置多个锚链连接器，每个锚链连接器上各连接一组锚系；配重缆的顶端与水下设备连接，配重缆的底端穿过浮力平台与配重块连接，配重缆上设置有相对位置发生变化的限位器，本发明具有布放和回收简便，只要一艘施工船即可完成，大大节省了施工成本的优点，以及系统具备多次布放和回收能力，可维修性高，水下姿态稳定，抗升沉和抗扭转的能力，在海流作用下偏移较小，能满足大型水下设备精确的功能使用要求；适用水深范围广，尤其在海流环境复杂海域优势突出的优点。

Description

工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统及布放回收方法

技术领域

本发明涉及海洋科学研究技术领域，具体涉及工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统及布放回收方法。

背景技术

随着海洋科学研究的不断深入，海洋环境监测技术需要不断提高，而大型海洋水下环境监测设备以潜标系统为载体布放到需要的工作水深，潜标系统的技术显得尤为重要；

目前，市场上的潜标系统多采用单锚系统，单锚系统具有受潮流影响明显、活动范围大、缆绳与水下设备易发生缠绕的弊端，此外单锚系统回收困难，可维护性差，只能采集固定水深的海洋数据。且海上环境复杂多变，施工窗口期较短，一般多锚系统的布放至少需要两艘施工船配合进行，施工成本较大。因此，如何实现大型水下设备工作水深可调，潜标系统布放和回收简单，在水下的姿态稳定，且具备可多次布放和回收能力，适应水深范围广，是本发明亟待解决的重点问题。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统及布放回收方法，本发明实现大型水下设备工作水深可调，潜标系统布放和回收简单，在水下的姿态稳定，且具备可多次布放和回收能力，适应水深范围广的优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统，包括浮力平台、限位器和配重块，浮力平台沿垂向轴心均匀布置多个锚链连接器，每个锚链连接器上各连接一组锚系；

配重缆的顶端与水下设备连接，配重缆的底端穿过浮力平台与配重块连接，配重缆上设置有相对位置可发生变化的限位器。

作为本发明进一步的方案：锚系的锚链的一端与浮力平台的锚链连接器相连，锚链的另一端与锚块连接。

作为本发明进一步的方案：锚链由金属段锚链和非金属段锚链组成，非金属段锚链长度大于金属段锚链长度，只需浮力平台提供正浮力就能使锚链处于张紧状态，为浮力平台提供抵抗外部载荷的张力。

作为本发明进一步的方案：浮力平台的中部设计有用于引导和固定限位器的槽体。

作为本发明进一步的方案：限位器设置有锁紧器，该锁紧器用于对限位器在配重缆上的相对位置进行调整。

作为本发明进一步的方案：限位器还设置有限位块，限位块与浮力平台的槽体相适配。

作为本发明进一步的方案：水下设备位于卫星信标的正下方，并通过缆索与卫星信标连接。

工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统的布放回收方法,包括以下步骤：

步骤1：分别单独布放锚块至预定位置，并通过锚链将锚块系固在浮力平台锚链连接器上，然后将配重块通过配重缆的限位器连接在浮力平台上，再使浮力平台在多条锚链的拉力作用下到达预定的水深；

步骤2：依次布放潜标系统的浮力平台、水下设备和卫星信标，整个系统布放完成。

作为本发明进一步的方案：在步骤1之前，首先勘测布放点的地形，再根据地形勘测结果选定锚块布放地点。

作为本发明进一步的方案：在步骤2中，调整限位器在配重缆上的相对位置，然后锁紧限位器，布放水下设备至新的工作水深，实现水下设备工作水深可调节。

本发明的有益效果：

1、只需要改变限位器在配重缆上的相对位置就可以调节水下设备的工作水深位置，这种新颖的设计可以实现大型水下设备的工作水深可调；

2、通过锚链将锚块系固在浮力平台的锚链连接器上，然后将配重块通过配重缆的限位器连接在浮力平台上，由于锚链之间设定的几何角度和锚链的张力作用，浮力平台到达预定水深，浮力平台在多条锚链的拉力作用下到达预定的水深；

3、布放和回收简便，只要一艘施工船即可完成，大大节省了施工成本。系统具备多次布放和回收能力，可维修性高，水下姿态稳定，抗升沉和抗扭转的能力，在海流作用下偏移较小，能满足大型水下设备精确的功能使用要求；适用水深范围广，尤其在海流环境复杂海域优势突出的优点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视示意图。

图中：1、卫星信标；2、水下设备；3、浮力平台；4、限位器；5、锚链；6、锚块；7、配重缆；8、配重块。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统，包括卫星信标1、水下设备2、浮力平台3、限位器4、锚链5、锚块6、配重缆7、配重块8，卫星信标1位于水下设备2上方，并通过缆索与水下设备2连接，该卫星信标1是与施工船的信号接收器通信连接的，所以当多锚潜标系统测试结束了，通过卫星信标1可发送信号给施工船的信号接收器，方便对多锚潜标系统回收，该水下设备2可以为一种常专业设备，其以多锚潜标系统作为载体进行水下信息采集；

水下设备2的底部通过配重缆7与配重块8连接，且配重缆7穿过浮力平台3，配重缆7上设置有相对位置可发生变化的限位器4，以及配重块8通过配重缆7上的限位器4连接在浮力平台3上，该限位器4用于调节水下设备2工作水深，配重块8连接在配重缆7下端提供垂直向下的拉力，使多锚潜标系统更稳定的系固在浮力平台3上，从而抵抗多锚潜标系统的升沉和扭转；而且使得多锚潜标系统的回收和再次布放变得简便，回收时将卫星信标1、水下设备2和配重块8吊装提起即可，待维护完成再次布放，在配重块8自重作用下，限位器4系固到浮力平台3下部，水下设备2到达预定工作水深；

该限位器4由锁紧器和球形限位块组成，锁紧器用来将整个限位器4固定在配重缆7上，通过锁紧器可以对限位器4在配重缆7上的相对位置进行调整，每次调整后，需要重新锁紧在配重缆7上，随着限位器4在配重缆7上的相对位置的变化实现对水下设备2的工作水深的调节；球形限位块与浮力平台3的半球形槽体相适配，使得通过球形限位块方便安装到浮力平台3上；

请参阅图2所示，浮力平台3沿垂向轴心均匀布置多个锚链连接器，每个锚链连接器上各连接一组锚系；锚系包括锚链5和锚块6，锚链5的一端与浮力平台3的锚链连接器相连，锚链5的另一端与锚块6连接，其中，锚链5由金属段锚链和非金属段锚链组成，其中非金属段锚链长度占锚链5总长度比例较大，非金属段锚链在水中能提供较小的正浮力，金属段锚链长度占总长度比例较小，只需要浮力平台3提供较小的正浮力就能使锚链5处于张紧状态，为浮力平台3提供抵抗外部载荷的张力；

以及浮力平台3由钢结构和浮力材料两部分组成，钢结构为刚性框架式结构，浮力材料均匀布置在钢结构上部，浮力材料采用由高强度聚合物和空心玻璃微珠复合而成的材料，浮力平台3的中部设计成漏斗形槽体，漏斗形槽体下部设计成半球形槽体，浮力平台3的漏斗形槽体，用于引导和固定限位器4进入到半球形槽体内，浮力平台3的半球形槽体，用于放置限位器4并将其固定在浮力平台3上，所以该浮力平台3具有方便对限位器4进行安装和拆卸的作用。

一种工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统的布放回收方法，包括以下步骤：

步骤1：勘测布放点的地形，主要勘测布放海域的水深、海底地质和海洋环境条件；该海洋环境条件主要包括风、浪、流等相关参数

步骤2：根据地形勘测结果选定锚块布放地点；

步骤3：分别单独布放锚块6至预定位置，并通过锚链5将锚块6系固在浮力平台3的锚链连接器上，然后将配重块8通过配重缆7的限位器4连接在浮力平台3上，由于锚链5之间设定的几何角度和锚链5的张力作用，浮力平台到达预定水深，浮力平台3在多条锚链5的拉力作用下到达预定的水深；

步骤5：依次布放潜标系统水下设备2和卫星信标1，整个系统布放完成；

步骤6：系统回收只需要找到卫星信标1将水下设备2吊装上船，待维护完成，调整限位器4在配重缆7上的相对位置，然后锁紧限位器4，布放水下设备2至新的工作水深，如此重复，从而实现水下设备2工作水深可调，也实现了系统的可多次布放和回收，且施工简单。

本发明的工作原理：本发明的系统包括卫星信标1、水下设备2、浮力平台3、配重块8和限位器4，浮力平台3底部沿垂向轴心方向均匀布置多组锚系，每组锚系包括锚链5和锚块6，均连接到浮力平台3底部锚链连接器，卫星信标1通过缆索连接水下设备2，水下设备2通过配重缆7连接到配重块8，配重块8通过配重缆7上的限位器4系于浮力平台3，限位器4用于调节水下设备2工作水深。布放时单独布放锚块6至预定位置，并将锚链5系固到浮力平台3的锚链连接器上，配重块8穿过浮力平台3，浮力平台3在几条锚链5的拉力作用下到达预定的水深，最后布放系统其它部件，限位器4在配重块8重力的作用下系固在浮力平台3上，布放完成。回收时只要吊装卫星信标1、水下设备2以及配重块8，待检修完成，通过绞车缓慢布放至原来水深位置或者通过调节限位器4在配重缆7上的相对位置使水下设备2布放到新的工作水深。本发明实现大型水下设备2工作水深可调，整个系统姿态稳定，在海流作用下偏移较小，能有效抗扭转和抗升沉，适应水深范围广，满足水下设备2精确使用的功能要求，此外整个系统的布放和回收只需用到一艘施工船，布放和回收简单可靠，可多次布放和回收，巧妙的利用锚链线的几何关系，将浮力平台和水下设备2布放到预定水深，能大大节省施工成本。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统，其特征在于，包括浮力平台(3)、限位器(4)、配重缆(7)和配重块(8)，浮力平台(3)沿垂向轴心均匀布置多个锚链连接器，每个锚链连接器上各连接一组锚系；

配重缆(7)的顶端与水下设备(2)连接，配重缆(7)的底端穿过浮力平台(3)与配重块(8)连接，配重缆(7)上设置有相对位置发生变化的限位器(4)。

2.根据权利要求1所述的工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统,其特征在于，锚系的锚链(5)的一端与浮力平台(3)的锚链连接器相连，锚链(5)的另一端与锚块(6)连接。

3.根据权利要求2所述的工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统,其特征在于，锚链(5)由金属段锚链和非金属段锚链组成，非金属段锚链长度大于金属段锚链长度，使得浮力平台(3)提供正浮力就能让锚链(5)处于张紧状态，为浮力平台(3)提供抵抗外部载荷的张力。

4.根据权利要求3所述的工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统,其特征在于，浮力平台(3)的中部设置有用于引导和固定限位器(4)的槽体。

5.根据权利要求4所述的工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统,其特征在于，限位器(4)设置有锁紧器，该锁紧器用于调整限位器(4)在配重缆(7)上的相对位置。

6.根据权利要求4所述的工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统,其特征在于，限位器(4)还设置有限位块，限位块与浮力平台(3)的槽体相适配。

7.根据权利要求1所述的工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统,其特征在于，水下设备(2)位于卫星信标(1)的正下方，并通过缆索与卫星信标(1)连接。

8.工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统的布放回收方法,其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：分别单独布放锚块(6)至预定位置，并通过锚链(5)将锚块(6)系固在浮力平台(3)锚链连接器上，然后将配重块(8)通过配重缆(7)的限位器(4)连接在浮力平台(3)上，再使浮力平台(3)在多条锚链(5)的拉力作用下到达预定的水深；

步骤2：依次布放潜标系统的浮力平台(3)、水下设备(2)和卫星信标(1)，整个系统布放完成。

9.根据权利要求8所述的工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统的布放回收方法,其特征在于，在步骤1之前，首先勘测布放点的地形，再根据地形勘测结果选定锚块布放地点。

10.根据权利要求9所述的工作水深可调节的张紧式多锚潜标系统的布放回收方法,其特征在于，在步骤2中，调整限位器(4)在配重缆(7)上的相对位置，然后锁紧限位器(4)，布放水下设备(2)至新的工作水深，调节水下设备(2)工作水深。

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