一种海底热流长期观测的数据采集方法_4

文档序号:8256141阅读:来源:国知局
;所述的中空螺栓与探针长杆和探针仓体相连的结构螺纹连接(参见图16和17);所述的热对流屏蔽片与温度传感器的温度探头均固定在所述的固定杆的细长杆上,温度传感器的另一端穿过所述通孔进入所述的探针仓体内(参见图16和17)。
[0075]在进行海底热流探测前,先将海底热流探针平放,从所述的导热油灌油口 2406通过灌油导管向所述的探针长杆2401内部灌入导热油,同时打开所述的可拆卸圆锥状探针头2403(即将探针头2403从探针长杆2401取下),待导热油从探针头2403处溢出后关闭探针头2403(即将探针头2403与探针长杆2401紧固),继续灌油至整个探针长杆2401内部空间充满导热油并从导热油灌油口 2406溢出,封闭导热油灌油口 2406,再按照常规方法将所述的海底热流探针安装在自浮式海底热流长期观测基站的抛弃单元2,用于海底热流探测。
[0076]所述海底热流探针的各螺纹连接处、所示的电缆接头出口、导热油灌油口、以及探针长杆内部与探针仓体内部之间的各种接口处都进行水密处理,例如可以使用橡胶密封圈、强力胶水等进行水密处理。
[0077]第三步:第二步所述的海底热流长期观测基站插入海底沉积物9到底后,其自带的小吨位声学释放器13将其到底后的参数发回甲板,根据发回参数调整海底热流长期观测基站,直到确定海底热流长期观测基站到底后的倾斜角度〈10°且前端温度探针明显感应到摩擦热和地温效应,然后给大吨位声学释放器52发送释放命令,将海底热流长期观测基站留在海底(参见图2),回收地质绞车钢缆,将两套大吨位声学释放器51和52收回;
[0078]第四步:第二步所述的海底热流长期观测基站留在海底观测3个月后,在第一步所述的投放站位附近,通过甲板控制单元给海底热流长期观测基站自带的小吨位声学释放器13发送释放命令,使小吨位声学释放器13打开其底部的可闭合挂钩131,与其连接的钢丝绳4脱落,从张紧变为松弛状态,从而启动电缆斩断机构3斩断电缆0,断开所有连接的回收单元和抛弃单元凭借浮球14和配重块28完成彻底分离,分离后的回收单元上浮至海面被回收(参见图3),完成海底热流长期观测的数据采集。
[0079]该电缆斩断机构3完成电缆O的斩断过程如下:海底热流长期观测基站接到船载甲板控制单元8发出的脱钩命令,固定回收单元I和抛弃单元2的钢丝绳4从张紧状态变为松弛状态,勾连在钢丝绳4上的活动挂钩33A被放松,其上方的刀片盒31A内,在强力扭簧317A作用下两侧支撑板316A的远端发生相对闭合运动,由此带动与之连接的转动杆315A以其固定点为轴转动,使转动杆315A顶端的一对卡块3151A脱离刀片312A侧面下部的卡槽位置,此时强力压缩弹簧313A回弹,带动上方的刀片312A向电缆压板32A较深凹槽321A内弹射,将较浅凹槽322A内被压紧的电缆O斩断。
[0080]正常情况下,回收单元I和抛弃单元2的分离首先启动上述电缆斩断机构3,如果斩断成功,回收单元I正常上浮;如果斩断不成功、或者部分斩断时,本发明优选的方案在电缆接头压管26末段设置了塞型螺栓27,将电缆接头压管26中电缆的受力位置集中到塞型螺栓27上面,在回收单元I上浮的过程中,回收单元I和抛弃单元2分离,进而电缆接头压管26随回收单元上浮,压紧的力消失,此时可利用浮力拔出电缆,保证系统正常上浮。
[0081]实施例2
[0082]实施例2与实施例1的区别仅在于采用的电缆斩断机构3的结构不同,在实施例2中,所述的电缆斩断机构3主要由刀片盒31B、电缆压板32B、弹射控制盒34B和活动挂钩33B组成;如图12和13所示,所述的电缆压板32B为厚度在电缆直径2倍以上的水平放置的长方体,在所述长方体下表面开有相互垂直的十字形凹槽,其中较深的凹槽321B深度是较浅的凹槽322B深度的1.2-1.5倍,较浅的凹槽322B宽度足以使电缆嵌入;所述的刀片盒31B顶部与较深的凹槽321B平行并与电缆压板32B固定连接,刀片盒31B某个与较深的凹槽321B的走向平行的侧面露出部分的上2/3段设有纵向延伸的通孔311B ;所述的刀片盒31B内部设有刀片312B,所述的刀片312B刀刃朝上正对较深凹槽321B,刀片312B —面上设有凸起的圆柱形或棱柱形回位装置3121B,回位装置3121B穿过通孔311B向刀片盒31B外部凸出,并可在通孔311B内上下滑动,刀片312B另一面中部设有一凹陷式卡槽3122B ;所述刀片312B下缘固定连接强力压缩弹簧313B,强力压缩弹簧313B被完全压缩后刀片312B上缘处于刀片盒31B内上1/6处,而强力压缩弹簧313B完全释放后足以使刀片312B到达较深的凹槽321B内;强力压缩弹簧313B下端固定于刀片盒31B内底表面上;刀片盒31B有通孔311B的一面下部外接一长方体的斩缆机构固定块35B,刀片盒31B另一面与外接的弹射控制盒34B相连通;弹射控制盒34B内,上部固定有扳机片341B和刀片卡锁342B ;扳机片341B是整体呈“L”形的曲板,于近拐点处固定在弹射控制盒34B内侧面上,其远轴端接近水平,近轴端向下,并可以固定点为轴整体转动;刀片卡锁342B是整体近反“Z”形的曲板,于某一拐点处固定在弹射控制盒34B内侧面上,并可以固定点为轴整体转动,其远轴端可与扳机片341B的近轴端相扣搭,其近轴端可嵌入刀片312B的凹陷式卡槽3122B中;扳机片341B和刀片卡锁342B的远轴端分别通过扳机片固定簧3411B和刀片卡锁固定簧3421B连接于弹射控制盒34B顶板;弹射控制盒34B下方为活动挂钩33B,活动挂钩33B上部处于弹射控制盒34B内,并套有活动挂钩伸缩弹費331B,活动挂钩伸缩弹費331B上端与活动挂钩顶部固定连接,下端与弹射控制盒34B内底表面固定连接,活动挂钩33B顶端设有正对扳机片341B远轴端的撞击柱332B ;所述的电缆斩断机构3通过斩缆机构固定块35B固定于回收单元I的四方棱柱体框架111底部。所述的刀片、强力压缩弹簧、扳机片、刀片卡锁、扳机片固定簧、刀片卡锁固定簧、活动挂钩、活动挂钩伸缩弹簧、撞击柱等组件均为钛合金材料制成。
[0083]其完成电缆O的斩断过程与实施例1类似:海底热流长期观测基站接到船载甲板控制单元8发出的脱钩命令,固定回收单元I和抛弃单元2的钢丝绳4从张紧状态变为松弛状态,勾连在钢丝绳4上的活动挂钩33B被放松,在挂钩伸缩弹簧331B的弹力作用下,活动挂钩33B迅速向上弹起,用其顶部的撞击柱332B撞击板机片34IB远轴端,板机片整体以板机片转动轴3412B为轴转动,利用杠杆原理使扳机片341B近轴端向下转动,带动刀片卡锁342B远轴端向下转动,同样利用杠杆原理使刀片卡锁342B近轴端发生转动脱离刀片312B的刀片卡槽3122B,此时强力压缩弹簧313B回弹,带动上方的刀片312B向电缆压板32B较深凹槽321B内弹射,将较浅凹槽322B内被压紧的电缆O斩断,海底观测基站的回收单元和抛弃单元之间断开连接;最终回收单元利用浮力向海面上浮,被科研人员发现并回收,而抛弃单元留在海底。
【主权项】
1.一种海底热流长期观测的数据采集方法,其特征在于,包括以下步骤: 第一步:在待观测海域,利用重力取样器采集样品进行底质分析,确定海底热流长期观测基站投放站位;同时在重力取样器管外安装有表层探针,获取海底表层沉积物的原位热物性参数,并测量采集的沉积物样品热导率,以计算热流; 第二步:将海底热流长期观测基站用浮力缆绳分别连接第一声学释放器(51)和第二声学释放器(52);第一声学释放器(51)和第二声学释放器(52)均通过连接到一地质绞车钢缆(7)的末端;然后在第一步确定的投放站位通过地质绞车将海底热流长期观测基站和第一声学释放器(51)、第二声学释放器(52)投放到海水中,投放过程中通过第一声学释放器(51)和第二声学释放器(52)实时监控设备离底情况,当离底18?22m时停留5_10分钟,等待海底热流长期观测基站达到垂直,同时测量温度数据用于各测温通道之间的相对温差校正,然后再通过甲板控制单元给第一声学释放器(51)发送释放命令,让海底热流长期观测基站自由下落并竖直的插入海底沉积物; 所述的海底热流长期观测基站包括回收单元(I)、抛弃单元(2)和电缆斩断机构(3);其中,回收单元(I)设有回收支架,回收支架内部盛放有2个第三声学释放器(13),第三声学释放器(13)底部设有可闭合挂钩(131),回收支架还载有至少6个浮球(14);抛弃单元(2)设有抛弃支架,抛弃支架下方固定连接热流探针(24),抛弃支架内带有配重块(28);回收单元(I)和抛弃单元(2)通过两端连接第三声学释放器(13)底部的可闭合挂钩(131)的钢丝绳(4)固定在一起;电缆斩断机构(3)固定于回收单元(I)的回收支架底部并通过活动挂钩连接钢丝绳(4),电缆(O)从抛弃单元(2)出发后进入电缆斩断机构(3),再从电缆斩断机构⑶穿出后连接回收单元⑴的浮球(14);通过钢丝绳⑷从张紧到松弛的变化启动电缆斩断机构(3)斩断电缆(O); 第三步:所述的海底热流长期观测基站插入海底沉积物(9)到底后,该海底热流长期观测基站通过其自带的第三声学释放器(13)将其到底后的参数发回甲板控制单元(8),根据发回参数调整海底热流长期观测基站,直到确定海底热流长期观测基站到底后的倾斜角度〈10°且前端温度探针明显感应到摩擦热和地温效应,然后给第二声学释放器(52)发送释放命令,将海底热流长期观测基站留在海底,回收地质绞车钢缆(7),将第一声学释放器(51)和第二声学释放器(52)收回; 第四步:所述的海底热流长期观测基站留在海底进行观测后,在第一步所述的投放站位附近,通过甲板控制单元(8)给海底热流长期观测基站自带的第三声学释放器(13)发送释放命令,使第三声学释放器(13)打开其底部的可闭合挂钩(131),与其连接的钢丝绳(4)脱落,从张紧变为松弛状态,从而启动电缆斩断机构(3)斩断电缆(0),断开所有连接的回收单元(I)和抛弃单元(2)凭借浮球(14)和配重块(28)完成彻底分离,分离后的回收单元(I)上浮至海面被回收,完成海底热流长期观测的数据采集。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于: 所述的回收支架包括纵向的中心架(11),以及围绕中心架(11)在水平方向分两层设置的水平架(12);所述的中心架(11)由纵向的四方棱柱体框架(111)和从四方棱柱体框架内部1/2高度处向上延伸出来的一垂直立板(112)构成;所述的垂直立板(112)与四方棱柱体框架(
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