宽带双舱球海底地震仪

摘要

一种宽带双舱球海底地震仪，涉及地震技术，包括两个连接在一起的塑料仪器舱、脱钩机构和挂钩式双球沉耦架，其中，挂钩式双球沉耦架为海底地震仪的基座，一个塑料仪器舱内的玻璃舱球顶部装有水声压力传感器，用于感应外部信号，暴露在玻璃球外，内部装有数字采集器、姿控宽带地震计、水声通讯模块、无线信标机、GPS、电子罗盘。脱钩机构固定在塑料仪器舱球的上部与挂钩式双球沉耦架通过耐腐蚀拉紧钢丝连接，另外一个塑料仪器舱内的玻璃舱球内装有一次性锂电池组成的可充电电池组，为仪器在海底长期工作提供电源。本发明集成了用于天然地震观测的三分量姿控宽带地震计和水声压力传感器，可实现多用途的长期的海底地震探测、油气勘探和地质调查。

主权项

一种宽带双舱球海底地震仪，包括两个塑料仪器舱、两个玻璃仪器舱球、脱钩机构、挂钩式双球沉耦架；两个玻璃仪器舱球分别安装于两个塑料仪器舱内，两个塑料仪器舱并排设置，利用连接件固定在一起，形成一个整体，以便同时回收，并减少仪器在水下工作时的相互干扰；连接件为环形角铁框和尼龙板，环形角铁框内径与并排的两个塑料仪器舱直径相适配，尼龙板边缘与塑料仪器舱外缘相适配，尼龙板固定于环形角铁框上表面，尼龙板边缘与塑料仪器舱外圆相抵贴，使两个塑料仪器舱定位；脱钩机构位于其中一个塑料仪器舱顶端，挂钩式双球沉耦架位于两塑料仪器舱底端；脱钩机构与挂钩式双球沉耦架上面的旋转式挂钩和旋转杆通过拉紧钢丝固接，将两塑料仪器舱固定于挂钩式双球沉耦架中；其特征在于：其中，在一个玻璃舱球内，设有三分量姿控宽带地震计、电子电路、采集器系统、水声通讯模块、常平装置支架；三分量姿控宽带地震计与常平装置支架通过轴承连接，三分量姿控宽带地震计可自由旋转，工作角度≤30度；电子电路、采集器系统、水声通讯模块在玻璃仪器舱球外进行组装、调试后，固定在三分量姿控宽带地震计上方，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，使玻璃舱球内部成为一个整体；在一玻璃舱球顶部外壁固设有水声压力传感器；三分量姿控宽带地震计、水声压力传感器分别与内部的水声通讯模块和采集器系统中的数字采集器电连接，由数字采集器对两仪器记录的数据进行采集，使仪器能够记录天然地震信号和人工震源信号；三分量姿控宽带地震计为60秒‑40Hz；在另一个玻璃舱球内，通过O型圈固接有可充电电池组，为仪器在海底长期工作提供电源；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均匀设置有通孔，两板上下平行设置，通孔一一相对，以多数个不锈钢镙柱穿过通孔将两者固接； 两个位于直径上的镙柱上端伸出固定板上表面相互连接，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，该脱钩滑块与凹槽相适配，脱钩滑块向上突起的固定壁中间有一固接口，固接口供拉紧钢丝上端缠绕连接，拉紧钢丝下端与挂钩式双球沉耦架缠绕固接；在固定板上表面的多个绕丝钉均匀分布，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，熔断钢丝与两正极触接；将塑料仪器舱置于挂钩式双球沉耦架中，脱钩机构置于其中一个塑料仪器舱顶端，镙杆支撑板内孔与塑料仪器舱顶端相接，以两根拉紧钢丝缠绕于脱钩滑块的固接口后，用两个锁紧螺栓拉紧两根拉紧钢丝，以固定塑料仪器舱；在固定塑料仪器舱后，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熔断钢丝，脱钩滑块被拉紧钢丝拉脱开，挂钩式双球沉耦架上的旋转杆下落，挂钩竖起，仪器舱脱离挂钩式双球沉耦架利用海水浮力上浮，以便回收；挂钩式双球沉耦架采用表面附着防锈漆的钢铁材料制成，在挂钩式双球沉耦架表面中部固设一旋转式挂钩，两边均连接一旋转杆，旋转杆外端设有一个绕丝钉和一禁锢镙栓，绕丝钉与拉紧钢丝下端缠绕连接，以禁锢镙栓固紧；当拉紧钢丝脱落时，旋转杆靠自重下垂、转动，使挂钩竖起，两塑料仪器舱脱离沉耦架，自动浮起；挂钩式双球沉耦架的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，挂钩式双球沉耦架丢弃在海水中。