本创新设计介绍了一种深海锚链绞车系统,该系统由海底固定基座和上浮机构组成。上浮机构包含锚链舱,内部装有锚链,以及一个能够使锚链舱上升的浮体。
背景技术
海洋约占地球表面总面积的71%,其中90%的海洋平均水深大于1000米,被称为深海。
深海环境中资源丰富,这些深海资源往往具有很高的科研价值和战略价值。而在深海环境中进行生物研究、资源勘探、海底作业等相关工作时往往需要一类能在深海和海平面之间升降的装置进行协助。因此设计一种可靠的深海升降装置可以为深海中的资源开发提供极大地帮助,具有非常重要的意义。
例如专利文献CN105015738A公开了一种升降式海底接驳盒,该接驳盒包括外壳体和升降舱两部分,外壳体固定在海底上,升降舱置于外壳体内部,升降舱可相对外壳体上升或者下降,升降舱内设置有位于上部的仪器舱和位于下部的升降绞车舱,升降绞车舱内装置有升降绞车,该升降绞车的绞盘上缠绕了升降缆,升降缆一头固定在外壳体底部,并通过转接细缆与海底传输缆相连,另一头固定在升降绞车的轴筒上,并通过光电滑环与仪器舱内仪器设备相连,升降绞车的正反转实现了升降缆的收放,进而实现升降舱可上升浮出水面或者下降进入外壳体内。
专利文献CN106516051A公开了一种深远海可迁移的浮标基-接驳盒海洋观测系统,包括浮标组件、光电复合缆和接驳盒组件;光电复合缆连接浮标组件和接驳盒组件,浮标组件用于采集海表数据、通过光电复合缆向接驳盒组件提供电源以及向接驳盒组件发出控制指令,接驳盒组件用于采集海底及水体数据以及通过光电复合缆将海底及水体数据发送至浮标组件。
对于现有的这两种方式,目前还存在一些不足之处。对于水下线缆绞车,由于深海环境下往往工作水深大,需盘绕线缆较长,当升降装置需要保持竖直并且需要承受较大拉力时水下线缆绞车的滚筒排缆方式并不可靠。因为,长线缆需进行多层复绕的滚筒进行排缆,对水下自主排缆器的要求较高,需自主实现细密的线缆盘绕,以防出现由于张力导致的线缆陷层卡死现象;另外,由于线缆在水下长期保持受水压和拉伸力的影响,线缆直径会发生细微变化,一般船载的自主排缆器可通过视频补偿直径变化的功能,而水下是难以实现该视频补偿的。因此,该情况下的水下线缆绞车方案极易造成卡缆现象,导致升降平台失效。
而浮力驱动的寻缆升降装置同样存在多个方面的问题。一方面,在升降装置需保持竖直时,需提供较大的富余浮力以保证系统具有足够的向上拉伸力量,导致浮力调节的体积需要很大,才能提供足够的运动驱动力;另一方面,浮力驱动的寻缆升降装置需要有升降用的长期保持的钢丝轨道,导致整个系统的设计和施工难度加大,且长期保持的钢丝轨道难以保证其耐腐蚀性和生物附着影响;第三方面,浮力驱动方式的升降速度由于海水泵的流量问题,导致升降速度可控性差,同时,沿钢缆运动的机构磨损和摩擦阻力的问题也可能带来由于负载变化而产生的阻力不确定,在升降时的驱动难以保持稳定。因此,浮力驱动的寻缆方式可控性差,长期使用中可靠性不高,极易造成卡死现象,导致升降平台失效。
实现思路