七通道多功能海底地震仪制造技术

本发明专利技术一种七通道多功能海底地震仪，涉及地震技术，用于海底地震观测、油气勘探和地质调查。包括塑料仪器舱、脱钩机构和沉耦架，塑料仪器舱内的玻璃舱球顶部装有水声压力传感器，内部装有７通道数字采集器、姿控宽带地震计、高频检波器、水声通讯模块、无线信标机、ＧＰＳ、电子罗盘和组合电源。脱钩机构固定在塑料仪器舱球的上部与沉耦架通过耐腐蚀拉紧钢丝连接，仪器回收时，通过电腐蚀原理熔断钢丝后，塑料仪器舱自然上浮回收。沉耦架为海底地震仪工作时提供稳定的基座。本发明专利技术集成了用于天然地震观测的三分量姿控宽带地震计、用于人工气枪震源观测的三分量高频检波器和水声压力传感器，可实现多用途的海底地震探测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术七通道多功能海底地震仪涉及海洋地震观测

技术介绍
2000年开始，在863高技术计划支持下，中国科学院地质与地球物理 研究所自主研制了高频海底数字地震仪并在南海成功试验，记录到大容量 气枪震源信号，反演出深达莫霍面的研究区地壳结构，成为863 "深水油 气勘探技术"项目中的一个亮点。随着油气勘探向深水和海洋残留盆地 发展的进程以及对天然气水合物的勘探研究需求，对海底数字地震仪性能 指标的要求也越来越高(比如要适应大于3000m的水深、提高分辨率和连 续工作时间等)。海底地震仪特别是宽带海底地震仪引进问题上一直受到国外的限制， 使我国多家地球科学研究单位的引进计划被搁置。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种七通道多功能海底地震仪，是在己有高频海 底地震仪的基础上，通过对国外产品技术的消化吸收改进而成，其提高了 性能指标，可以满足海洋科学研究与海洋油气探测的需要。为达到上述目的，本专利技术的技术解决方案是一种七通道多功能海底地震仪，包括塑料仪器舱、玻璃仪器舱球、 脱钩机构、沉耦架；玻璃仪器舱球固装于塑料仪器舱内，脱钩机构位于塑 料仪器舱顶端，沉耦架位于金属仪器舱底端；在脱钩机构与沉耦架之间以 拉紧钢丝固接，将塑料仪器舱固定于沉耦架中；其中电池组通过O型圈放置在玻璃舱球下半圆；三分量姿控宽带地震计、三分量高频检波器通过螺钉组合在一起成为一个地震计组合体与玻璃舱 球内部的常平装置支架通过轴承连接，可以自由旋转，工作角度可达30声通讯模块固定在以三分量姿控宽带地震 计、三分量高频检波器为一体的地震计组合体上方，使玻璃舱球内部成为一个整体；在玻璃仪器舱球外进行组装、调试，然后将测试完成的仪器放进玻璃舱球内，通过玻璃舱球挤压O型圈来固定内部装置；姿控宽带地震计、高频检波器、水声压力传感器，这三种不同工作频带的仪器由7通道数字采集器，对三种仪器记录的七组数据进行采集，使仪器能够记录天然地震信号和人工震源信号。所述的海底地震仪，其所述脱钩机构为双层结构，包括不锈钢镙柱、 镙杆支撑板、绕丝固定板，其中，片状环绕丝固定板和片状环镙杆支撑板 上下平行设置，以多数个不锈钢镙柱将两者固接，其中两个位于直径上的镙柱上端伸出固定板的上表面相互连接，构成吊钩；镙杆支撑板内孔直径 与塑料仪器舱顶部外圆直径相适配；片状环绕丝固定板上表面设有正极、脱钩滑块、绕丝钉、负极，正极、 负极位于固定板内孔直径方向的相对两侧，正极上套接压丝垫片后螺接锁 紧螺母，负极上套接负极保护套；在与正极、负极构成的直径方向相垂直 的直径方向上两端，于固定板周缘上设有向圆心的凹槽，两凹槽内各设有 一脱钩滑块，L状脱钩滑块与凹槽相适配，其向上突起的固定壁中间有一 固接口，固接口供拉紧钢丝缠绕连接，其底座上设有多个绕丝钉和一禁锢 镙栓；在固定板上表面还设有多个绕丝钉，绕丝钉均匀分布，分布的位置 与正极、负极的位置构成圆环形；一熔断钢丝经正极和顺序经所有的绕丝钉绕成环，并以锁紧螺母和绕 丝钉固紧定位，将脱钩滑块固于固定板上，熔断钢丝与两负极触接；将塑料仪器舱置于沉耦架中，脱钩机构置于塑料仪器舱顶端，镙杆支 撑板内孔与塑料仪器舱顶端相接，以多根拉紧钢丝缠绕于脱钩滑块的固接 口后，用多个锁紧螺栓拉紧多根拉紧钢丝，以固定塑料仪器舱；在固定塑料仪器舱后，卸掉脱钩滑块上的禁锢镙栓，再利用锁紧螺栓 来拉紧钢丝调整仪器舱的紧固程度；在仪器回收时利用海水特性进行电腐 蚀熔断钢丝，脱钩滑块被拉紧钢丝拉脱开，仪器舱即利用海水浮力上浮， 以便回收。所述的海底地震仪，其所述沉耦架，采用表面附着防锈漆的钢铁材料制成，在井字形上表面中部固设一固定圆盘，固定圆盘中心部有一圆环状 突起，该圆环状突起的直径与塑料仪器舱底部外圆相适配，固定圆盘周缘 处均匀分布着固接的多数个向上正交的支撑杆，支撑杆上端固接有顶环， 顶环上均匀分布有多个锁紧螺栓，顶环的内孔直径大于塑料仪器舱的球直 径；每个锁紧螺栓与每根拉紧钢丝下端可拆卸的固接，通过耐腐蚀拉紧钢 丝与脱钩机构紧密相连，其重量和体积适合于在下沉过程中控制下沉速度 和下沉姿态，并为地震仪在海底工作提供稳定的基座，仪器上浮后，沉耦 架丢弃在海水中。所述的海底地震仪，其所述姿控宽带地震计为60秒-40Hz;高频检波 器为4. 5-200Hz。所述的海底地震仪，其海底流动地震观测有两种方式(1) 海底地震仪接收人工震源信号进行主动观测，用高频率的检波 器，获得的数据能够反演海底较为精细的地质结构，但观测的地质结构深 度浅，做二维观测；(2) 海底地震仪接收天然地震信号进行被动观测，用宽频地震计， 以获得的数据对地质结构进行分辨，观测成本低、观测的地质结构深度深， 做三维观测。本专利技术的七通道多功能海底地震仪，内部结构一体化，在制造时间和 工作量上有了大幅度的縮减，操作简单、方便，且减少了附加振颤。并且 以7个通道采集地震数据，数字记录海底地震信息，采用无线蓝牙技术进 行现场检测，能够在海上连续多次进行地震观测作业，打破了国外对宽带 海底地震仪的垄断。附图说明图1为本专利技术的七通道多功能海底地震仪常平架装置的结构图； 图2为本专利技术的七通道多功能海底地震仪脱钩机构示意图； 图3为本专利技术的七通道多功能海底地震仪脱钩机构的熔断钢丝绕线 示意图4为本专利技术的七通道多功能海底地震仪外观立体结构图；图5为本专利技术的七通道多功能海底地震仪总结构示意图。 具体实施例方式请参阅图1 图5所示，为本专利技术的七通道多功能海底地震仪结构示 意图。其中，直流电机l、常平环2、姿态调整电机3、三分量姿控宽带地 震计4、电机套5、凸型底座(常平装置支架1) 6、姿态传感器7、半圆 压板8 、三分量高频检波器9、轴承座(常平装置支架2) 10、电池圈底 座11、轴承12、正极13、锁紧螺母14、压丝垫片15、不锈钢镙柱16、 镙杆支撑板17、脱钩滑块18、绕丝钉19、不锈钢吊钩20、绕丝固定板21、 负极22、负极保护套23、熔断钢丝24、脱钩机构25、塑料仪器舱26、拉 紧钢27、沉耦架28、安全圈29、锁紧镙栓30、水声压力传感器31、真空 气嘴32、 GPS天线33、电子电路板34、玻璃仪器舱球35、 0型圈36、电 池组37、常平装置38、耦合圈39、熔断钢丝熔断点(两处)40。还有凹槽211、固定壁181、固接口182，、底座183、禁锢镙栓184、 固定圆盘281、圆环状突起282、支撑杆283、顶环284。本专利技术的七通道多功能海底地震仪由塑料仪器舱26、脱钩机构25、 沉耦架28三部分组成。一、塑料仪器舱塑料仪器舱26是 海底地震仪可回收部分，它是内部玻璃仪器舱球的 保护罩，玻璃仪器舱球内部采用单球一体化结构，主要包括(1)水声通讯模块釆用8位元FSK数字编码。FSK编码的解调电路包括了振幅检测、相 位检测、压控振荡器、比较输出器等几个部分。其基本原理是根据输入 信号和本振信号的相位差，控制压控振荡器在一个相对较窄带宽内( 400Hz)调节本振频率，如果输入信号频率和本振频率一致，相位差为 零，本振频率锁定，则编码解调电路输出为低电平，反之为高电平。两个 编码解调电路本振频率分别为10KHz和12.5KHz，用以检测信号中是否含 有对应的频率信号。水声传输的交混回响问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种七通道多功能海底地震仪，包括塑料仪器舱、玻璃仪器舱球、脱钩机构、沉耦架；玻璃仪器舱球固装于塑料仪器舱内，脱钩机构位于塑料仪器舱顶端，沉耦架位于塑料仪器舱底端；在脱钩机构与沉耦架之间以拉紧钢丝固接，将塑料仪器舱固定于沉耦架中；其特征在于：　电池组通过Ｏ型圈放置在玻璃舱球内，三分量姿控宽带地震计、三分量高频检波器通过螺钉组合在一起成为一个地震计组合体与玻璃舱球内部的常平装置支架通过轴承连接，可以自由旋转，工作角度可达３０度，电子电路、采集器系统、水声通讯模块固定在以三分量姿 控宽带地震计、三分量高频检波器为一体的地震计组合体上方，使玻璃舱球内部成为一个整体，在玻璃仪器舱球外进行组装、调试，然后将测试完成的仪器放进玻璃舱球内，通过玻璃舱球挤压Ｏ型圈来固定内部装置；　姿控宽带地震计、高频检波器、水声压力传感器，这 三种不同工作频带的仪器由７通道数字采集器，对三种仪器记录的七组数据进行采集，使仪器能够记录天然地震信号和人工震源信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：游庆瑜，郝天珧，赵春蕾，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]