CN104062684A - 海洋单道地震调查的可调收放装置、系统与方法 - Google Patents

海洋单道地震调查的可调收放装置、系统与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海洋单道地震调查的可调收放装置、系统与方法。可调收放装置包括固定端、伸缩杆、180度无档机械关节和悬挂折叠杆。其中，固定端包括一对螺栓螺母以及销钉和固定孔，起支撑和固定整个装置的作用；伸缩杆包括滚动轴承和两根空心钢管形成的套管，起转动整个装置和调节距离的作用；180度无档机械关节起收放悬挂折叠杆的作用；悬挂折叠杆起连接水听器和保护绳以及二次调距的作用。本发明的优点是安全稳定，安装与拆卸便捷，携带及存放方便，适用性强，可重复利用。本发明建立了合理的单道地震调查工作方法，灵活定量调节装置的长度，可提升单道地震资料的信噪比，可在海洋调查、海洋测绘与海洋工程中广泛应用。

Description

海洋单道地震调查的可调收放装置、系统与方法
技术领域
本发明涉及海洋调查与海洋测绘技术领域，具体是指一种海洋单道地震调查的可调收放装置、系统与方法。
背景技术
海洋地质调查是一项基础性的海洋国土资源调查，在海洋地质调查中，为了揭示海底浅地层结构、活动断裂、岩浆活动以及潜在地质灾害，高分辨率单道地震勘探是必不可少的调查手段之一。
当前，单道海上地震系统由船载系统和拖曳系统构成。拖曳系统包括震源、水听器和电缆构成。船载系统包括数据采集和处理平台，以及DGPS导航定位系统。海上作业过程中受各种因素干扰，获得的单道地震资料往往信噪比比较低。为了能在采集阶段获得高信噪比的资料，便需要尽可能减少环境噪声，可通过调节震源与水听器之间的距离来提高资料的信噪比，这是因为当震源与水听器之间的距离过近时，船体噪声严重；而当距离过远时，接收到的有效信号减弱，信噪比降低。这就需要一种装置准确调节震源与水听器之间的距离来提高资料的质量。
现有的调节震源与水听器间距的装置简易、多采用单根悬挂杆，但存在诸多缺陷：（1）悬挂杆长度固定，在时刻动荡的海洋调查环境中难以准确调节间距且很不安全，要调大间距时只能另外换一根更长的悬挂杆；（2）悬挂杆长度较长，常超过5m，难以存放和携带；（3）仪器的收放，安装和拆卸需要多人联合作业，便捷性不强。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种便捷性好、安全性好、可拆卸的海洋单道地震调查的可调收放装置、系统与方法。
本发明海洋单道地震调查的可调收放装置采用如下技术方案：
一种海洋单道地震调查的可调收放装置，包括固定端、伸缩杆、180度无档机械关节和悬挂折叠杆；
所述的伸缩杆包括空心钢管Ⅰ、滚动轴承、空心钢管Ⅱ、螺栓、螺母、小圆柱体和封闭圆盘；所述的伸缩杆进一步设有插销孔，以及多个通孔；
所述的固定端包括螺母、螺栓、销钉和固定孔；在船后甲板靠近船舷处找出一个20cm×20cm的平坦安装区域，将螺栓与船体固定，伸缩杆的滚动轴承部件套在螺栓上，通过螺母将整个装置固定在甲板上；固定孔位于安装区域的甲板上，使伸缩杆转动到垂直船体向外时，插销孔正对固定孔；利用销钉穿过插销孔插入固定孔中，起到固定伸缩杆作用；
所述的空心钢管Ⅱ外径小于空心钢管Ⅰ内径，两者形成套管，通过选取通孔调节伸缩杆的长度，并用一对螺栓和螺母固定，小圆柱体和封闭圆盘起防止套管脱落的作用；空心钢管Ⅰ通过通孔形成套管后，空心钢管Ⅰ左端与滚动轴承外圈固定，拧紧螺母，伸缩杆便能旋转；
所述的180度无档机械关节左端与空心钢管Ⅱ固定，右端与悬挂折叠杆固定，所述的180度无档机械关节水平放置，起收放悬挂折叠杆的作用；
所述的悬挂折叠杆由空心钢管Ⅲ及其表面焊接的悬挂圆柱体组成。
优选地，所述的空心钢管Ⅰ和空心钢管Ⅱ长度均为L，且按等间距X=L/N打N-1个通孔，N为自然数；所述的空心钢管Ⅲ长度为L，且其表面按等间距X=L/N焊接N-1个悬挂圆柱体。
一种采用所述的可调收放装置的海洋单道地震调查系统，它包括震源、电缆、水听器、保护橡皮筋、保护绳、收放装置，所述的收放装置包括所述的固定端、伸缩杆、180度无档机械关节和悬挂折叠杆；所述的悬挂折叠杆通过保护橡皮筋连接水听器，同时利用悬挂圆柱体进行第二次的距离调节以及连接保护绳。
一种利用所述的海洋单道地震调查系统的可调收放方法，包括下列步骤：
步骤1：系统安装
1.1）检查所述的固定端、伸缩杆、180度无档机械关节、悬挂折叠杆是否牢固、有无破损；
1.2）在船后甲板靠近船舷处找出一个20cm×20cm的平坦安装区域，将螺栓与船体焊接，伸缩杆的滚动轴承部件套在螺栓上，通过螺母将整个收放装置固定在甲板上；
步骤2：收放装置调节
2.1）按照具体作业要求，通过选取通孔调节伸缩杆的长度，并用一对螺栓和螺母固定；
2.2）水听器通过保护橡皮筋连接到悬挂圆柱体上，通过选取连接的悬挂圆柱体进行第二次距离调节；
步骤3：仪器收放
3.1）在船后甲板靠近船舷处连接固定好装置和仪器后，将保护绳与悬挂圆柱体相连，拧紧螺母，利用滚动轴承将装置旋转，使其与船体成90度角伸出船体，对齐固定孔和插销孔，插入销钉进行固定，同时固定保护绳；
3.2）完成作业后，松开保护绳，拔出销钉，旋转整个收放装置至后甲板方便操作区域，拆下水听器、保护橡皮筋和保护绳；
步骤4：收放装置拆卸
4.1）卸下螺栓和螺母，将空心钢管Ⅱ套入空心钢管Ⅰ中；
4.2）利用180度无档机械关节将悬挂折叠杆折叠。
本发明的有益效果：
（1）可操作性。利用滚动轴承，方便系统的收放和安装。
（2）便捷性。收放装置可通过套管和180度无档机械关节收到一起，方便水听器的连接，同时方便携带和存放。
（3）稳定性。收放装置采用高强度材质，负载能力强，能有效保证作业的稳定。
（4）安全性。收放装置可在船上拼接完成，且可通过滚动轴承将其转出船体，增加了工作人员的安全性。
（5）多次利用性。收放装置可多次利用，可在多次海外作业中使用。
本发明适用于海底地形地貌近底探测、海洋测绘、海洋工程和海洋科学研究。
附图说明
图1是本发明收放装置的结构示意图。
图2是图1收缩折叠后的结构示意图。
图3是图1的俯视结构示意图。
图4是图1中固定端的整体结构示意图。
图5是图1中左侧空心钢管和滚动轴承的俯视结构示意图。
图6是图1中伸缩杆的透视结构示意图。
图7是图1中180度无档机械关节的俯视结构示意图。
图8是图1中悬挂折叠杆的俯视结构示意图。
图9是本发明系统的结构示意图。
图中：固定端1、伸缩杆2、180度无档机械关节3、悬挂折叠杆4；螺母1.1、螺栓1.2、销钉1.3、固定孔1.4；空心钢管Ⅰ2.1、滚动轴承2.2、插销孔2.3、通孔2.4、空心钢管Ⅱ2.5、螺栓2.6、螺母2.7、小圆柱体2.8、封闭圆盘2.9；空心钢管Ⅲ4.1、悬挂圆柱体4.2；震源5.1、电缆5.2、水听器5.3、保护橡皮筋5.4、保护绳5.5、收放装置5.6。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的技术内容、特点及功效，兹列举以下实例，并配合附图详细说明。
实施例1
一种海洋单道地震调查的可调收放装置，参照附图1、2、3，它包括固定端1、伸缩杆2、180度无档机械关节3、悬挂折叠杆4；参照附图4、5，固定端1由螺母1.1、螺栓1.2、销钉1.3和固定孔1.4组成，螺栓1.2与船体焊接，伸缩杆2的滚动轴承2.2部件套在螺栓1.2上，通过螺母1.1将整个装置固定在甲板上；固定孔1.4位于安装区域的甲板上，使伸缩杆2转动到垂直船体向外时，插销孔2.3正对固定孔1.4，利用销钉1.3穿过插销孔2.3插入固定孔1.4中，起到固定伸缩杆2的作用；参照附图4、5、6，伸缩杆2包括空心钢管Ⅰ2.1、滚动轴承2.2、空心钢管Ⅱ2.5、螺栓2.6、螺母2.7、小圆柱体2.8和封闭圆盘2.9；空心钢管Ⅱ2.5外径小于空心钢管Ⅰ2.1内径，空心钢管Ⅰ2.1右端开口处焊接一个封闭圆盘2.9，圆盘内径大于空心钢管Ⅱ2.5外径且小于空心钢管Ⅰ2.1内径；空心钢管Ⅱ2.5头部两侧各焊接一个小圆柱体2.8，使空心钢管Ⅱ2.5能从空心钢管Ⅰ2.1左端插入，而在空心钢管Ⅰ右端处小圆柱体2.8被封闭圆盘2.9挡住，小圆柱体2.8和封闭圆盘2.9起防止套管脱落的作用。通过选取通孔2.4调节伸缩杆2的长度，并用一对螺栓2.6和螺母2.7固定；空心钢管Ⅰ2.1还另外设有一个插销孔2.3，形成套管后，空心钢管Ⅰ2.1左端与滚动轴承2.2外圈焊接，拧紧螺母1.1，伸缩杆2便能旋转，利用销钉1.3穿过插销孔2.3插入固定孔1.4中，伸缩杆2被固定；参照附图7，180度无档机械关节3左端与空心钢管Ⅱ2.5焊接，右端与空心钢管Ⅲ4.1焊接，180度无档机械关节3水平放置，起收放悬挂折叠杆4的作用。参照附图8、9，悬挂折叠杆4由空心钢管Ⅲ4.1及其表面焊接的悬挂圆柱体4.2组成；悬挂折叠杆4通过保护橡皮筋5.4连接水听器5.3，确保水听器5.3的安全稳定工作，同时利用悬挂圆柱体4.2可进行第二次的距离调节以及连接保护绳5.5。通过选取通孔2.4和悬挂圆柱体4.2，收放装置5.6可进行精确的距离调节，克服了传统换杆调节距离的缺陷。
实施例2
一种海洋单道地震调查系统的可调收放方法，包括下列步骤：
步骤1：系统安装
1.1）检查所述的固定端1、伸缩杆2、180度无档机械关节3、悬挂折叠杆4是否牢固、有无破损；
1.2）在船后甲板靠近船舷处找出一个20cm×20cm的平坦安装区域，将螺栓1.2与船体焊接，伸缩杆2的滚动轴承2.2部件套在螺栓1.2上，通过螺母1.1将整个收放装置5.6固定在甲板上；
步骤2：收放装置调节
2.1）按照具体作业要求，通过选取通孔2.4调节伸缩杆2的长度，并用一对螺栓2.6和螺母2.7固定；
2.2）水听器5.3通过保护橡皮筋5.4连接到悬挂圆柱体4.2上，通过选取连接的悬挂圆柱体4.2进行第二次距离调节；
步骤3：仪器收放
3.1）在船后甲板靠近船舷处连接固定好装置和仪器后，将保护绳5.5与悬挂圆柱体4.2相连，拧紧螺母1.1，利用滚动轴承2.2将装置旋转，使其与船体成约90度角伸出船体，对齐固定孔1.4和插销孔2.3，插入销钉1.3进行固定，同时固定保护绳5.5；收放装置5.6在船上拼接完成，且通过滚动轴承2.2转出船体，增加了工作人员的安全性；
3.2）完成作业后，松开保护绳5.5，拔出销钉1.3，旋转整个装置至后甲板方便操作区域，拆下水听器5.3、保护橡皮筋5.4和保护绳5.5；所有操作只需两人配合完成，节约了人力成本，提高了工作效率。
步骤4：收放装置拆卸
4.1）卸下螺栓2.6和螺母2.7，将空心钢管Ⅱ2.5套入空心钢管Ⅰ2.1中；
4.2）利用180度无档机械关节3将悬挂折叠杆4折叠，收放装置可收成参照附图2所示的结构，方便携带存放。

Claims (4)

1.一种海洋单道地震调查的可调收放装置，其特征在于，它包括固定端（1）、伸缩杆（2）、180度无档机械关节（3）和悬挂折叠杆（4）；
所述的伸缩杆（2）包括空心钢管Ⅰ（2.1）、滚动轴承（2.2）、空心钢管Ⅱ（2.5）、螺栓（2.6）、螺母（2.7）、小圆柱体（2.8）和封闭圆盘（2.9）；所述的伸缩杆（2）进一步设有插销孔（2.3），以及多个通孔（2.4）；
所述的固定端（1）包括螺母（1.1）、螺栓（1.2）、销钉（1.3）和固定孔（1.4）；在船后甲板靠近船舷处找出一个20cm×20cm的平坦安装区域，将螺栓（1.2）与船体固定，伸缩杆（2）的滚动轴承（2.2）部件套在螺栓（1.2）上，通过螺母（1.1）将整个装置固定在甲板上；固定孔（1.4）位于安装区域的甲板上，使伸缩杆（2）转动到垂直船体向外时，插销孔（2.3）正对固定孔（1.4）；利用销钉（1.3）穿过插销孔（2.3）插入固定孔（1.4）中，起到固定伸缩杆（2）作用；
所述的空心钢管Ⅱ（2.5）外径小于空心钢管Ⅰ（2.1）内径，两者形成套管，通过选取通孔（2.4）调节伸缩杆（2）的长度，并用一对螺栓（2.6）和螺母（2.7）固定，小圆柱体（2.8）和封闭圆盘（2.9）起防止套管脱落的作用；空心钢管Ⅰ（2.1）通过通孔（2.4）形成套管后，空心钢管Ⅰ（2.1）左端与滚动轴承（2.2）外圈固定，拧紧螺母（1.1），伸缩杆（2）便能旋转；
所述的180度无档机械关节（3）左端与空心钢管Ⅱ（2.5）固定，右端与悬挂折叠杆（4）固定，所述的180度无档机械关节（3）水平放置，起收放悬挂折叠杆（4）的作用；
所述的悬挂折叠杆（4）由空心钢管Ⅲ（4.1）及其表面焊接的悬挂圆柱体（4.2）组成。
2.如权利要求1所述的海洋单道地震调查的可调收放装置，其特征在于，所述的空心钢管Ⅰ（2.1）和空心钢管Ⅱ（2.5）长度均为L，且按等间距X=L/N打N-1个通孔（2.4），N为自然数；所述的空心钢管Ⅲ（4.1）长度为L，且其表面按等间距X=L/N焊接N-1个悬挂圆柱体（4.2）。
3.一种采用如权利要求1所述的可调收放装置的海洋单道地震调查系统，其特征在于，它包括震源（5.1）、电缆（5.2）、水听器（5.3）、保护橡皮筋（5.4）、保护绳（5.5）、收放装置（5.6），所述的收放装置（5.6）包括所述的固定端（1）、伸缩杆（2）、180度无档机械关节（3）和悬挂折叠杆（4）；所述的悬挂折叠杆（4）通过保护橡皮筋（5.4）连接水听器（5.3），同时利用悬挂圆柱体（4.2）进行第二次的距离调节以及连接保护绳（5.5）。
4.一种利用如权利要求3所述的海洋单道地震调查系统的可调收放方法，包括下列步骤：
步骤1：系统安装
1.1）检查所述的固定端（1）、伸缩杆（2）、180度无档机械关节（3）、悬挂折叠杆（4）是否牢固、有无破损；
1.2）在船后甲板靠近船舷处找出一个20cm×20cm的平坦安装区域，将螺栓（1.2）与船体焊接，伸缩杆（2）的滚动轴承（2.2）部件套在螺栓（1.2）上，通过螺母（1.1）将整个收放装置（5.6）固定在甲板上；
步骤2：收放装置调节
2.1）按照具体作业要求，通过选取通孔（2.4）调节伸缩杆（2）的长度，并用一对螺栓（2.6）和螺母（2.7）固定；
2.2）水听器（5.3）通过保护橡皮筋（5.4）连接到悬挂圆柱体（4.2）上，通过选取连接的悬挂圆柱体（4.2）进行第二次距离调节；
步骤3：仪器收放
3.1）在船后甲板靠近船舷处连接固定好装置和仪器后，将保护绳（5.5）与悬挂圆柱体（4.2）相连，拧紧螺母（1.1），利用滚动轴承（2.2）将装置旋转，使其与船体成90度角伸出船体，对齐固定孔（1.4）和插销孔（2.3），插入销钉（1.3）进行固定，同时固定保护绳（5.5）；
3.2）完成作业后，松开保护绳（5.5），拔出销钉（1.3），旋转整个收放装置（5.6）至后甲板方便操作区域，拆下水听器（5.3）、保护橡皮筋（5.4）和保护绳（5.5）；
步骤4：收放装置拆卸
4.1）卸下螺栓（2.6）和螺母（2.7），将空心钢管Ⅱ（2.5）套入空心钢管Ⅰ（2.1）中；
4.2）利用180度无档机械关节（3）将悬挂折叠杆（4）折叠。
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