一種自浮式海底熱流長期觀測基站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海底探測設(shè)備，具體涉及一種自浮式海底熱流長期觀測基站。
【背景技術(shù)】
[0002]大地?zé)崃魇堑厍騼?nèi)部熱過程在海底的直接顯示，不僅是了解地球熱散失速率的關(guān)鍵參數(shù)，而且是開展地球動力學(xué)研宄與重建沉積盆地演化、油氣與水合物資源潛力評價的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此研發(fā)設(shè)備開展海底熱流測量具有國家戰(zhàn)略意義。
[0003]海底熱流可以通過鉆孔測溫和海底熱流探針進(jìn)行測量。由于石油鉆孔和大洋鉆探鉆孔分布區(qū)域有限，而海底熱流探針便于船載，作業(yè)相對靈活，費用較低，且可根據(jù)實際科學(xué)問題和感興趣海域進(jìn)行精細(xì)測量，因此海底熱流探針是獲取海洋熱流數(shù)據(jù)的重要手段。在20世紀(jì)50年代，研宄學(xué)者利用設(shè)計的地?zé)崽结樤诒贝笪餮蠛Ｓ虺晒Φ剡M(jìn)行了熱流探測，開辟了海底熱流調(diào)查的時代。隨著熱工測量理論的完善及其技術(shù)方法的進(jìn)步，以及計算機(jī)技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)與存儲技術(shù)的進(jìn)步和普及應(yīng)用，經(jīng)過近半個多世紀(jì)的發(fā)展，海底熱流探針探測技術(shù)也得到迅速發(fā)展。當(dāng)今國際上較成熟且被廣泛使用的海底熱流探針可分為Ewing型和Lister型兩類。
[0004]上述兩種現(xiàn)有的探針可用于獲取底水溫度長期穩(wěn)定或波動較小海域的海底地?zé)釁?shù)，而且是非常常用且重要的探測設(shè)備。但有些海域，其底水溫度往往出現(xiàn)較大的周期性波動，導(dǎo)致海底表層沉積物溫度也受到周期性影響，使得同一站位不同時間測量的地溫梯度出現(xiàn)明顯變化，無法真正反映該站位的熱狀態(tài)，因此利用常規(guī)的海底熱流探針(Ewing型和Lister型探針)在底水溫度波動較大的海域很難獲取可靠的海底熱流。因此，有必要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)合理的海底熱流長期觀測基站，以便在底水溫度波動較大的海域獲取更準(zhǔn)確、更可靠的海底熱流數(shù)據(jù)，以滿足國家有關(guān)開展基礎(chǔ)研宄和資源調(diào)查的戰(zhàn)略需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)合理、運行穩(wěn)定，并且能夠?qū)崿F(xiàn)回收單元自浮回收的自浮式海底熱流長期觀測基站，以期能夠用于長時間的海底熱流探測。
[0006]本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]一種自浮式海底熱流長期觀測基站，其包括回收單元1、拋棄單元2和電纜斬斷機(jī)構(gòu)3 ;其中，回收單元I設(shè)有回收支架，回收支架內(nèi)部盛放有2個小噸位的聲學(xué)釋放器13，聲學(xué)釋放器13底部設(shè)有可閉合掛鉤131，回收支架還載有浮球14 ;拋棄單元2設(shè)有拋棄支架，拋棄支架下方固定連接熱流探針24 ;回收單元I和拋棄單元2通過兩端連接聲學(xué)釋放器13底部的可閉合掛鉤131的鋼絲繩4固定在一起；電纜斬斷機(jī)構(gòu)3固定于回收單元I的回收支架底部并通過活動掛鉤連接鋼絲繩4，電纜O從拋棄單元2出發(fā)后進(jìn)入電纜斬斷機(jī)構(gòu)3，再從電纜斬斷機(jī)構(gòu)3穿出后連接回收單元I的浮球14 ;通過鋼絲繩4從張緊到松弛的變化啟動電纜斬斷機(jī)構(gòu)3斬斷電纜O ;
[0008]本發(fā)明優(yōu)選的自浮式海底熱流長期觀測基站中，所述的回收支架包括縱向的中心架11，以及圍繞中心架11在水平方向分兩層設(shè)置的水平架12 ;所述的中心架11由縱向的四方棱柱體框架111和從四方棱柱體框架內(nèi)部1/2高度處向上延伸出來的一垂直立板112構(gòu)成；所述的垂直立板112與四方棱柱體框架111之間固定連接；所述的四方棱柱體框架111內(nèi)部盛放有2個聲學(xué)釋放器13，分別懸掛于所述的垂直立板112兩側(cè)，所述的聲學(xué)釋放器13底部設(shè)有可閉合掛鉤131，由聲學(xué)釋放器13內(nèi)部的步進(jìn)電機(jī)帶動其開閉；所述的中心架11周圍設(shè)有至少6個浮球14，由所述的兩層水平架12支撐；
[0009]本發(fā)明優(yōu)選的自浮式海底熱流長期觀測基站中，所述的拋棄支架包括一頂部表面為正方形的支撐框架21、處于支撐框架21頂部表面上的連接框架22、處于支撐框架21頂部表面下方的熱流探針固定裝置23、以及通過熱流探針固定裝置23固定于所述支撐框架21下方的熱流探針24 ;所述的連接框架22與所述支撐框架21之間固定連接，所述的支撐框架21與熱流探針固定裝置23之間固定連接；所述的連接框架22內(nèi)部設(shè)有2個對稱平行分布的鋼絲繩張緊部件25 ;
[0010]本發(fā)明優(yōu)選的自浮式海底熱流長期觀測基站中，所述拋棄單元2的連接框架22頂部表面與所述回收單元I的四方棱柱體框架111底部表面相吻合接觸；所述的鋼絲繩4穿過連接框架22內(nèi)部的兩個鋼絲繩張緊部件25，兩端分別上行跨過連接框架22和四方棱柱體框架111相接觸結(jié)構(gòu)的外邊緣，最終呈環(huán)狀與所述聲學(xué)釋放器13底部的可閉合掛鉤131相鉤連。
[0011]本發(fā)明優(yōu)選的自浮式海底熱流長期觀測基站中，所述拋棄單元2的連接框架22頂部表面四個角的位置設(shè)有定位孔221 ;所述回收單元I的四方棱柱體框架111底部表面四個角的位置設(shè)有定位突起1111 ;所述的定位孔221與定位突起1111相吻合接觸。
[0012]所述的電纜斬斷機(jī)構(gòu)3進(jìn)一步優(yōu)選以下兩種具體結(jié)構(gòu)中的任意一種:
[0013]結(jié)構(gòu)A，所述的電纜斬斷機(jī)構(gòu)3位于所述拋棄單元2的連接框架22和回收單元I的四方棱柱體框架111相接觸后形成的空間內(nèi)，其包括:
[0014]電纜壓板32A，所述電纜壓板32A的下表面開設(shè)有一用于與刀片312A配合的第一凹槽321A和一用于嵌入電纜的第二凹槽322A，所述第一凹槽321A和第二凹槽322A相互垂直且組成十字形結(jié)構(gòu)，所述第一凹槽321A的深度大于第二凹槽322A的深度；所述第二凹槽322A貫穿其所在電纜壓板32A的兩端；
[0015]刀片盒31A，所述刀片盒31A的頂部伸入第一凹槽321A內(nèi)與電纜壓板32A固定連接，并且在該刀片盒31A與第一凹槽321A走向平行的其中一側(cè)面上開設(shè)有一縱向延伸的通孔311A，所述刀片盒31A內(nèi)設(shè)有刀片312A，該刀片312A的刀刃朝上正對第一凹槽321A，且該刀片其中一側(cè)面上設(shè)有凸起的回位裝置3121A，所述回位裝置3121A通過通孔311A向刀片盒31A的外部凸出，并可在通孔311A內(nèi)上下滑動，所述刀片312A兩側(cè)面的下部設(shè)有凹陷式卡槽；所述刀片盒31A內(nèi)并設(shè)有一上方開口的托架314A和壓縮彈簧313A，所述壓縮彈簧313A的一端穿過該開口與托架314A固定連接，其另一端與刀片312A固定連接，該壓縮彈簧313A完全釋放后足以使刀片312A到達(dá)第一凹槽321A內(nèi)對電纜進(jìn)行切割；所述托架314A的下方和外圍設(shè)有一彈射控制單元；
[0016]所述彈射控制單元包括一對轉(zhuǎn)動桿315A、一對支撐板316A以及一扭簧317A，該一對轉(zhuǎn)動桿對所述托架及其內(nèi)部的壓縮彈簧313A形成包圍，每個轉(zhuǎn)動桿315A均由頂部可嵌入所述凹陷式卡槽內(nèi)的卡塊3151A以及與所述卡塊3151A固定連接的倒L型省力杠桿構(gòu)成，所述倒L型省力杠桿于折點位置通過一固定桿固定于刀片盒31A內(nèi)側(cè)面并以該固定桿為軸作整體轉(zhuǎn)動；該一對支撐板316A分別固定于扭簧317A的兩個末端扭轉(zhuǎn)臂上，并于各自的遠(yuǎn)端與所述倒L型省力杠桿底部形成轉(zhuǎn)動連接；
[0017]掛鉤33A，所述掛鉤33A與通過鋼絲繩連接扭簧317A的中部。
[0018]或者，
[0019]結(jié)構(gòu)B，所述的電纜斬斷機(jī)構(gòu)3位于所述拋棄單元2的連接框架22和回收單元I的四方棱柱體框架111相接觸后形成的空間內(nèi)，其包括:
[0020]電纜壓板32B，所述電纜壓板32B的下表面開設(shè)有一用于與刀片312B配合的第一凹槽321B和一用于嵌入電纜的第二凹槽322B，所述第一凹槽321B和第二凹槽322B相互垂直且組成十字形結(jié)構(gòu)，所述第一凹槽321B的深度大于第二凹槽322B的深度；
[0021]刀片盒31B，所述刀片盒31B頂部的長度方向與第一凹槽321B平行且與電纜壓板32B固定連接，并且在該刀片盒31B與第一凹槽321B走向平行的其中一側(cè)面上開設(shè)有一縱向延伸的通孔311B，所述刀片盒31B內(nèi)設(shè)有刀片312B，該刀片312B的刀刃朝上正對第一凹槽321B，且該刀片312B其中一側(cè)面上設(shè)有凸起的回位裝置3121B，所述回位裝置3121B通過通孔311B向刀片盒31B的外部凸出，并可在通孔311B內(nèi)上下滑動，所述刀片312B另一側(cè)面的中部設(shè)有一刀片卡槽3122B ;所述刀片312B的下緣固定連接壓縮彈簧313B的一端，壓縮彈簧313B的另一端固定于刀片盒31B的內(nèi)底面，所述壓縮彈簧313B完全釋放后足以使刀片312B到達(dá)第一凹槽321B內(nèi)對電纜進(jìn)行切割；
[0022]斬纜機(jī)構(gòu)固定塊35B，所述斬纜機(jī)構(gòu)固定塊35B固定于刀片盒3IB設(shè)有通孔31IB的一面下部；
[0023]彈射控制盒34B，所述彈射控制盒34B與刀片盒31B相連通且位于遠(yuǎn)離斬纜機(jī)構(gòu)固定塊35B的一側(cè)；所述彈射控制盒34B上部固定有扳機(jī)片341B和刀片卡鎖342B ;扳機(jī)片341B為整體呈L形的曲板，于近拐點處通過扳機(jī)片轉(zhuǎn)動軸3412B固定在彈射控制盒34B內(nèi)側(cè)面上并以扳機(jī)片轉(zhuǎn)動軸3412B為軸整體轉(zhuǎn)動，其遠(yuǎn)軸端水平放置，近軸端向下；刀片卡鎖342B是整體呈反Z形的曲板，于某一拐點處通過刀片卡鎖轉(zhuǎn)動軸3422B固定在彈射控制盒34B內(nèi)側(cè)面上，并可以刀片卡鎖轉(zhuǎn)動軸3422B為軸整體轉(zhuǎn)動，其遠(yuǎn)軸端可與扳機(jī)片341B的近軸端相扣搭，其近軸端可嵌入刀片312B的刀片卡槽3122B中；扳機(jī)片341B和刀片卡鎖342B的遠(yuǎn)軸端分別通過扳機(jī)片固定簧3411B和刀片卡鎖固定簧3421B連接于彈射控制盒34B頂板；
[0024]掛鉤33B，所述掛鉤33B設(shè)置于彈射控制盒34B的下側(cè)，其中，掛鉤33B上部穿過彈射控制盒34B底部表面并位于彈射控制盒34B內(nèi)，并套有掛鉤伸縮彈簧331B，所述掛鉤伸縮彈簧331B上端與掛鉤33B頂部固定連接，下端與彈射控制盒34B內(nèi)底表面固定連接，掛鉤33B頂端設(shè)有正對扳機(jī)片341B遠(yuǎn)軸端的撞擊柱332B。
[0025]本發(fā)明的自浮式海底熱流長期觀測基站結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的熱流長期觀測基站中的刀片、壓縮彈簧、扭簧等組件均為鈦合金材料