【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海底装备，尤其是一种基于水面船的水下光缆连接系统及操作方法。
技术介绍
1、深海是少数人类尚未完全认知的领域，目前人类已经到达的有限的深海海域就已经发现了大量全新的深海生物物种、矿产资源以及深海特有的物理现象，由此可以得出结论，深海的开发利用价值巨大，包括深海生物资源、化学能源等方面极有可能出现推动人类社会发展的重大突破。
2、深海利用开发的前提是认知深海，而由于深海的复杂环境尤其是超大压力环境是目前人类身临其境充分认知深海的最大障碍。长期以来采取的手段主要是利用无人系统短暂的水下驻留时间开展小规模单点式的探测及作业，完全无法全局性长周期开展科学研究。为实现长期稳定的获取深海环境信息、开展深海活动，目前较为可行的手段是在深海海底建设长期固定式的观测网，这种系统由大量固定安装在海底的观测节点组成，各节点间通过海底光缆的方式连接，实现互联互通，进而构成水下阵列，实现对深海大范围长周期的探测，可稳定获取深海各类环境参数，同时还可作为海底地震、海啸、火山喷发等海洋灾害的预警手段，是未来深海开发的重要“基建”前提。
3、然而，海底长周期固定探测网的建设面临巨大困难。当前技术条件下，各海底节点通过水面船布放至海底后，主要通过水下无人潜水器等无人系统潜入海底搜寻此前布放的及节点，进而通过自身的低速航行牵引水下光缆至另一个节点，最后通过自身携带的机械手完成两节点间光纤的连接。这种作业模式难度极大、成本极高。首先水下无人系统的感知能力有限，在水下搜寻海底节点的难度非常大，同时由于其自身携带的机械手作业能力有限
技术实现思路
1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种基于水面船的水下光缆连接系统及操作方法，是一种可以基于水面船完成水下不同装备间的光纤连接组网、通信系统及方法，通过该装备及方法可高效、低成本完成海底节点间的互联互通，进而避免使用水下遥控机器人等复杂低效装备，本系统及方法使用简单、可靠性高，具有很强的工程应用前景。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种基于水面船的水下光缆连接系统，包括在水面上的水面船，所述水面船上固定安装有绞车，绞车上绕有一号缆绳和二号缆绳，还包括水下湿插拔连接器插座和水下湿插拔连接器插头，水下湿插拔连接器插座和水下湿插拔连接器插头间隔设置，并均设置有声学释放器，一号缆绳的头部与水下湿插拔连接器插座的声学释放器连接，二号缆绳的头部与水下湿插拔连接器插头连接，所述一号缆绳和二号缆绳上安装有导向器。
4、其进一步技术方案在于：
5、所述绞车通过紧固件固定在水面船的甲板上。
6、一号缆绳牵引水下湿插拔连接器插头。
7、二号缆绳牵引水下湿插拔连接器插座。
8、水下湿插拔连接器插头和水下湿插拔连接器插座在导向器内部实现连接，从而实现水下光缆的连接。
9、导向器的截面成“凸”字型结构。
10、导向器具备三个出缆口，上部出缆口同时进入一号缆绳和二号缆绳，左右各一个出缆口，分别输出一号缆绳和二号缆绳。
11、所述导向器为负浮力构件，导向器可以稳定坐沉海底。
12、所述导向器的内部空间大于水下湿插拔连接器插座和水下湿插拔连接器插头连接后的外部尺寸。
13、一种基于水面船的水下光缆连接系统的操作方法，包括如下操作步骤：
14、第一步：准备工作；
15、水面船上安装好绞车，绞车上绕好一号缆绳和二号缆绳；水面船航行至需要作业的水面第一个水下节点位置；
16、第二步：第一个水下节点的布放；
17、在布放水下节点前，将一号缆绳的一端与水下湿插拔连接器插座上的声学释放器固连，在布放水下节点过程中，绞车同步逐步放缆，释放一号缆绳随水下湿插拔连接器插座共同至海底；
18、第三步：第二水下节点的布放；
19、水面船航行至第二个水下节点位置，作业方式与布放第一个节点一致，第二个节点布放完成后，二号缆绳随水下湿插拔连接器插头共同释放至海底；
20、第四步：导向器的安装；
21、在水面船甲板布放导向器，其中一号缆绳和二号缆绳分别穿过导向器上部出缆口，并分别从左、右两侧出缆口穿出，布放导向器时，一号缆绳和二号缆绳同步通过绞车释放，保证导向器在可控速度下布放至海底；
22、第五步：回收缆绳；
23、通过水面船上的绞车回收一号缆绳，回收过程中，一号缆绳带动第一个节点的水下湿插拔连接器插座及光纤直至导向器左出缆口处；然后通过水面船上的绞车回收二号缆绳，回收过程中，二号缆绳带动第二个节点的水下湿插拔连接器插头及光纤直至导向器的右出缆口处；
24、第六步：完成水下光缆连接；
25、待水下湿插拔连接器插座和水下湿插拔连接器插头都被拖至导向器后，进一步通过绞车回收一号缆绳及二号缆绳，使插头及插座在导向器内实现连接，并在水面船通过声学换能器向水下声学释放器发送释放指令，一号缆绳及二号缆绳实现与插头和插座的解脱，此时完成第一个节点和第二个节点的水下光缆连接。
26、本专利技术的有益效果如下：
27、本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过该系统，并按照作业方法实施，可在水面船即完成水下节点间的光纤连接组网，而不需要通过无人潜水器等较为复杂的系统及作业流程，具备效率高、可靠性高、成本低等诸多优势。此外，相较于目前水下作业施工领域常用的作业级无人潜水器等装备，本系统及实施方式简单易操作，还可大幅降低行业门槛，有利于大规模的工程应用，具备广阔的发展前景。
28、本专利技术主要用于海底装备组网、通讯等领域中。
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1.一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：包括在水面(4)上的水面船(1)，所述水面船(1)上固定安装有绞车(2)，绞车(2)上绕有一号缆绳(3)和二号缆绳(7)，还包括水下湿插拔连接器插座(5)和水下湿插拔连接器插头(8)，水下湿插拔连接器插座(5)和水下湿插拔连接器插头(8)间隔设置，并均设置有声学释放器(10)，一号缆绳(3)的头部与水下湿插拔连接器插座(5)的声学释放器(10)连接，二号缆绳(7)的头部与水下湿插拔连接器插头(8)连接，所述一号缆绳(3)和二号缆绳(7)上安装有导向器(9)。
2.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：所述绞车(2)通过紧固件固定在水面船(1)的甲板上。
3.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：一号缆绳(3)牵引水下湿插拔连接器插头(8)。
4.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：二号缆绳(7)牵引水下湿插拔连接器插座(5)。
5.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：水下湿插拔
6.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：导向器(9)的截面成“凸”字型结构。
7.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：导向器(9)具备三个出缆口，上部出缆口同时进入一号缆绳(3)和二号缆绳(7)，左右各一个出缆口，分别输出一号缆绳(3)和二号缆绳(7)。
8.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：所述导向器(9)为负浮力构件，导向器(9)可以稳定坐沉海底(6)。
9.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：所述导向器(9)的内部空间大于水下湿插拔连接器插座(5)和水下湿插拔连接器插头(8)连接后的外部尺寸。
10.一种如权利要求1所述的基于水面船的水下光缆连接系统的操作方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：包括在水面(4)上的水面船(1)，所述水面船(1)上固定安装有绞车(2)，绞车(2)上绕有一号缆绳(3)和二号缆绳(7)，还包括水下湿插拔连接器插座(5)和水下湿插拔连接器插头(8)，水下湿插拔连接器插座(5)和水下湿插拔连接器插头(8)间隔设置，并均设置有声学释放器(10)，一号缆绳(3)的头部与水下湿插拔连接器插座(5)的声学释放器(10)连接，二号缆绳(7)的头部与水下湿插拔连接器插头(8)连接，所述一号缆绳(3)和二号缆绳(7)上安装有导向器(9)。
2.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：所述绞车(2)通过紧固件固定在水面船(1)的甲板上。
3.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：一号缆绳(3)牵引水下湿插拔连接器插头(8)。
4.如权利要求1所述的一种基于水面船的水下光缆连接系统，其特征在于：二号缆绳(7)牵引水下湿插拔连接器插座(5)。
5.如权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：招聪，齐新，毛英，谢仁和，赵国良，关念，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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