CN114545506B - 海底电磁采集站及其回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海底电磁采集站及其回收方法，海底电磁采集站包括采集站框架、浮球、第一配重、数据记录采集仓和释放器，释放器设置在采集站框架的一侧且与浮球安装位置无干涉，当释放器动作时，采集站框架相对第一配重翻转倾斜一个小角度并使得第一配重脱离采集站框架，第一配重通过凹槽限制采集站框架移动。本发明在回收海底电磁采集站时，通过抽离连接采集站框架和第一配重的钢丝绳实现二者的分离，通过调整海底电磁采集站的重心位置，使得钢丝绳在抽离过程中受到采集站框架施加的拉力而产生一个脱离第一配重的初速度，从而快速、顺利地实现分离。本发明的海底电磁采集站可维护性高，回收效率高，使用寿命长。

Description

海底电磁采集站及其回收方法

技术领域

本发明涉及海底电磁采集站以及海底电磁采集站在海洋环境下释放后的回收方法，特别是海底电磁采集站的框架结构,以及海底电磁采集站从海底回收时配重的释放方法。

背景技术

电磁法勘探是资源勘查的有效手段之一，其种类繁多、适应性强，被广泛应用于深部构造探测、矿产资源勘探以及水文及工程勘察等领域。大地电磁法 (Magnetotelluric,MT)是目前探测深度最大的电磁法勘探方法，该方法由学者Tikhonov和法国学者Cagniard于20世纪50年代提出并建立，在地球深部构造探测、天然地震预测等领域发挥了重要作用。

海洋电磁法通过在海上或海底测量人工发射或天然激发的海底电磁场分布规律来探测海底地质结构，能够识别出高阻油气藏，从而达到直接探测油气的目的，成为海洋油气勘探技术中必不可少的方法。

节点式海底电磁采集站1设计为自浮(密度小于海水)，将配重(通常采用水泥块2)固定在海底电磁采集站1下端构成整体后，如图1所示，使其整体密度高于海水，海底电磁采集站1在水泥块2的自重作用下下沉到海底，如图2，在回收的时候，通过发送水声命令，使得海底电磁采集站1和水泥块2分离，海底电磁采集站1由于本身是具备自浮功能的，于是会上浮到海面，而水泥块2 本身是下沉的，结果水泥块2留在了海底，如图3所示，每完成一个测点，水泥块2就会使用1块，所以在实际测量的时候，根据测点数量的要求来携带相应数量的水泥块2，通常水泥块2的数量是多于海底电磁采集站1的数量，通常取测点数量的1.5倍左右。

目前，水泥块2与海底电磁采集站1的脱离主要是采用释放系统来实现，释放系统分为水上部分(甲板单元)和水下部分(释放器，应答响应部分)。在海洋环境下，海水是声波的良好介质，通过使用声波进行通信，水上部分(甲板单元)发出命令，水下部分(释放器)响应并做出对应动作，水下部分(释放器) 包括但不限于电机机械旋转和熔断(在一段特殊材料上通过电流，该材料通过电流和海水反应熔断)这两种方式。

熔断式(电腐蚀)释放器是依靠海水作为导电介质，通过在特制的合金材料上发生化学反应，使得合金材料发生腐蚀、熔断，进而实现水泥块2的脱落，该方式的优点是电腐蚀安装机构可以与声学应答系统分开，缺点是熔断时间长，工作效率低，在淡水环境下(或者说是盐度低的海域)熔断时间更长，对施工环境要求高。

机械式释放器是通过对电机进行旋转实现脱钩进而分离水泥块2。该方式的优点是响应速度快，旋转可在十几秒内完成；缺点是释放器的体积和自重通常比较大，并且是一个整体，需要进行配套的机械设计。

发明内容

本发明旨在提供一种海底电磁采集站及其回收方法，能够快速、顺利地将海底电磁采集站从海底回收，减少海底环境因素对回收过程的影响，同时能够快速便捷地拆卸和安装释放器，提高海底电磁采集站的可维护性，进一步，能够提高海底电磁采集站的使用寿命，提高海底电磁采集站运输和安装拆卸的便利性、可靠性。

本发明是通过如下技术方案予以实现的：

海底电磁采集站，包括，

采集站框架，所述采集站框架包括多块支板，多块支板沿着顺时针或逆时针方向两两相连形成一个上、下端面敞口且周向表面闭合的空腔实体；

浮球，至少一个所述浮球设置在采集站框架的上方；

第一配重，至少一块所述第一配重可拆卸连接在采集站框架的下方；

数据记录采集仓，所述数据记录采集仓设置在采集站框架的空腔内，数据记录采集仓的至少一端与支板连接；

释放器，所述释放器设置在采集站框架的空腔外侧并连接在一块支板的外表面，当释放器动作时，第一配重脱离采集站框架。

作为一种选择，海底电磁采集站还包括，

上支板，所述上支板位于浮球上方；

浮球架子，所述浮球架子介于上支板和采集站框架之间，所述浮球连接在浮球架子上；

固定杆，所述固定杆穿过浮球架子后其两端分别与上支板和采集站框架连接。

作为一种选择，海底电磁采集站还包括，

吊耳，所述吊耳设置在第一配重的表面；

凹槽，所述凹槽设置在第一配重上，所述支板的一端插接在凹槽内；

第一缺口，所述第一缺口设置在第一配重上且与凹槽连通，第一缺口的体积能够容纳所述吊耳。

作为一种选择，海底电磁采集站还包括，

钢丝绳，所述钢丝绳分别与释放器、第一配重和采集站框架相连并将三者连接为一体，且钢丝绳与采集站框架连接处设置有钢丝绳长度和张力调整装置

当释放器动作时，钢丝绳脱离释放器和第一配重，然后随着采集站框架运动。

作为一种选择，海底电磁采集站还包括，

第二配重，所述第二配重连接在采集站框架的支板上，用于调节海底电磁采集站的重心位置，第二配重与钢丝绳长度和张力调整装置相连。

进一步，所述采集站框架包括框架前下支板、框架后下支板、框架左下支板和框架右下支板四块支板，四块支板均为PE板，相邻的支板之间通过角钢连接；

所述框架前下支板的外表面与释放器连接；

所述框架左下支板和框架右下支板分别与数据记录采集仓的两端连接。

进一步，所述框架前下支板和框架后下支板上开有第二缺口，且第二缺口位于框架前下支板、框架后下支板与第一配重表面之间。

海底电磁采集站的回收方法，采用前述的海底电磁采集站，包括，

触发释放器动作，钢丝绳先后脱离释放器和第一配重，钢丝绳完全脱离第一配重后，释放器、钢丝绳和采集站框架一同上浮实现回收，其中，

当钢丝绳与释放器连接的一端脱离时，钢丝绳与采集站框架连接的一端以释放器为旋转中心逆时针旋转，从而对钢丝绳施加一个拉力。

进一步，所述释放器为机械式释放器，接收来自海面上方的声波信号实现释放动作的触发；

所述钢丝绳位于采集站框架和第一配重之间，且相对第一配重表面滑动。

作为一种选择，通过主动偏移海底电磁采集站的重心位置实现钢丝绳与采集站框架连接的一端以释放器为旋转中心逆时针旋转，包括调整数据记录采集仓、释放器相对采集站框架的位置，以及在采集站框架上设置固定或可移动的第二配重。

为了提高海底电磁采集站的回收效率，就需要快速地、稳定地释放第一配重，使得采集站框架与第一配重快速地分离，从而实现海底电磁采集站的上浮回收。基于上述理由，本发明中优选机械式释放器，但是，使用机械式释放器需要面对以下问题：

第一，机械式释放器的安装位置。由于机械式释放器自带机械式驱动和执行机构以及电池(用于机械式驱动机构的供电)，导致其自重和体积比较大，因此释放器的安装位置不仅对整个海底电磁采集站的重心位置影响较大，而且也影响了其余海底电磁采集站功能结构的位置设计(例如浮球结构和数据记录采集仓)。为了实现海底电磁采集站的重心平衡(避免出现采集站整体大角度的翻转倾斜，这种海底电磁采集站整体大角度的翻转倾斜会增加采集站上浮到海面后的起吊回收难度，因为海底电磁采集站需要平稳地放置在甲板上，如果海底电磁采集站大角度翻转倾斜，在从海面吊回到甲板时就需要额外调整其姿态，增加了工作难度和不安全因素)，现有方案是把机械式释放器安装在海底电磁采集站的正中心，其余功能结构以释放器为中心尽可能对称布置，保证海底电磁采集站的重心接近其正中心，但这种安装位置会有两个问题：其一，浮球结构通常设置在海底电磁采集站的正上方，机械式释放器使用的是碱性电池，每次数据采集完成并回收后，需要对机械式释放器进行电池更换，如果释放器放在海底电磁采集站中心，更换电池时需要先将整个海底电磁采集站上的浮球进行拆卸，然后再拆卸释放器，工作量比较大；其二，为了使得海底电磁采集站的重心尽可能位于正中心，数据记录采集仓(数据记录采集仓内也含有电池，用于数据记录设备的供电，电池的重量较重)也必须尽量靠近机械式释放器，导致海底电磁采集站的紧凑度显著增加，进而产生电磁干扰，既不利于数据的采集，也不利于数据记录采集仓的电池更换和数据记录设备的检修，因为与机械式释放器过于接近，安装和拆卸时必须考虑对机械式释放器的影响。

第二，机械式释放器的数量。目前，部分海底电磁采集站采用的是双释放器设计，这种双释放器设计的优势是提高了释放器的可靠性，当其中一个释放器失效时，可以启动另一个释放器，另一方面，双释放器的设计无需考虑对海底电磁采集站重心位置的影响，只要将两个释放器对称布置即可。但是，双释放器也有明显的缺点：

其一，显著增加了海底电磁采集站的使用成本，这是因为海底电磁采集站的投放数量较多，双释放器设计导致释放器的数量直接翻倍，成本也翻倍；

其二，双释放器设计导致自重增加，需要相应增大浮球的浮力，导致整个海底电磁采集站的体积增加，限制了船上携带海底电磁采集站的数量；

其三，双释放器设计导致结构设计复杂。双释放器的工作方式有两种，一种是两个释放器同时动作，但这种方式由于很难同步触发两个释放器，并且同步触发的方式与单一释放器动作没有本质区别，所以一般不会采用该方式；另一种是其中一个释放器先触发，如果不成功，再触发另一个，但是这种工作方式使得释放器与第一配重的连接方式复杂化，因为必须考虑其中一个释放器失效时，其与第一配重的连接结构不会影响另一个释放器与第一配重的分离。

本发明中将机械式释放器的安装位置移动到采集站框架的一侧，远离采集站框架的中心位置且与浮球安装位置、数据记录采集仓安装位置完全避开(释放器、数据记录采集仓和浮球在不同的支板上)，互不影响，更换电池或者维修时不会产生相互干涉的情况，再通过调整数据记录采集仓的位置以及增加第二配重的方式来调整整个海底电磁采集站的重心位置，在保证采集站重心基本平衡的前提下，让采集站框架脱离第一配重时有一个小角度的翻转倾斜，产生一个拉力，驱动钢丝绳有一个相对第一配重表面的横向移动初速度，使得钢丝绳能够顺利地、快速地抽离两个吊耳，避免出现钢丝绳卡滞在吊耳处的现象，进而顺利地脱离第一配重。

本发明中，采用了采集站框架下沉进入第一配重凹槽中的方式，实现了采集站框架和第一配重位置的相对固定。采集站框架和第一配重通过钢丝绳固定在一起，采集站框架在第一配重的上表面，由于第一配重的表面是平整的，采集站框架会在第一配重表面滑动，稳定性较差。同时，采集站框架在第一配重上相对滑动也会造成采集站框架表面的损坏，降低海底电磁采集站的使用寿命。

本发明中，通过第一配重的结构设计解决了第一配重叠放处理时的问题。由于船载空间有限，第一配重需要叠放处理，传统结构的第一配重其叠放方式的接触的面积是两个吊耳的上圆弧部分，即位于上方的第一配重下表面直接放在位于下方的第一配重的吊耳上方，这种叠放方式接触面积小，易滑动，在海况较差的情况下，叠放在上方的第一配重容易滑落，会造成第一配重的损坏和人员伤害。

与现有技术相比，本发明具备以下优势：

(1)本发明将机械式释放器安装在采集站框架的一个侧面，简化了释放器拆卸的工作量，避免了释放器安装拆卸过程中与浮球发生干涉，使得采集站释放器的维护简单易行，将数据记录采集仓采安装在远离释放器的另一侧，一方面减少了释放器和数据记录采集仓、浮球之间的相对干扰，另一方面使得采集站在释放掉第一配重之后，在不发生采集站整体大幅度翻转的前提下产生一个小角度的翻转倾斜，该小角度的翻转倾斜产生一个抽拉钢丝绳的拉力，有利于钢丝绳从第一配重的吊耳中抽出，提高了海底电磁采集站的回收成功率。当采用第二配重参与调整重心时，可采用固定形式或可移动形式的第二配重，后者能够主动调整采集站上浮回收过程中的姿态。

(2)钢丝绳从第一配重的吊耳中抽离的过程发生在采集站框架内部，与外部隔离，避免了外界环境因素对钢丝绳的影响，例如海底的杂物或者生物可能造成的钢丝绳卡滞。

(3)第一配重上的凹槽设计，方便了与采集站框架主体和第一配重的安装和固定，采集站框架不会在第一配重上滑动，增加了稳定性和可靠性；第一配重上的缺口设计与吊耳高度、第一配重厚度配合，使得第一配重可以上、下层叠，减少空间占用并且稳定可靠，避免了层叠的第一配重在船舶晃动下因滑动造成第一配重自身的损坏和人员伤害等情况。

附图说明

图1是海底电磁采集站的结构示意图；

图2是海底电磁采集站组装配重并下沉至海底时的过程示意图；

图3是海底电磁采集站从海底上浮至海面并回收的过程示意图；

图4是本发明中的海底电磁采集站立体图；

图5是图4的后视图；

图6是海底电磁采集站中采集站框架、浮球架子和上支板等主要结构的分解图；

图7是水泥块和钢丝绳的装配示意图；

图8是多块水泥块叠放时的状态示意图；

图9是释放器动作后海底电磁采集站与水泥块分离并上浮的过程示意图；

图10是框架前下支板和框架后下支板的结构示意图；

图11是框架左下支板和框架右下支板的结构示意图；

图12是固定杆结构示意图；

图13是第二配重滑动安装在采集站框架内部的示意图；

图14是图13中第二配重的滑动结构图；

图中：1-海底电磁采集站；12-采集站框架，采用的材料是PE板；121-框架前下支板；122-框架后下支板；123-框架左下支板；124-框架右下支板；13-固定杆； 14-数据记录采集仓；15-配重块；16-释放器；17-浮球；18-上支板；19-吊环螺钉；110-浮球架子；111-钢丝绳；2-水泥块；21-第一水泥块凹槽；22-第二水泥块凹槽；23-第一水泥块缺口；24-第二水泥块缺口；25-第一水泥块吊耳；26- 第二水泥块吊耳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。

如图4～图6所示，海底电磁采集站1包括采集站框架12和安装在采集站框架12下端的水泥块2，具体来看，采集站框架12安装在水泥块2的上端面上，采集站框架12主要由框架前下支板121、框架后下支板122、框架左下支板123 和框架右下支板124四块支板围合而成，形成一个上下敞口的立方体，四块支板均为PE板，相邻的支板之间通过不锈钢角钢连接，其中，如图5和图6，框架前下支板121上安装释放器16，框架后下支板122上安装配重块15，配重块15 上固定吊环螺钉19，吊环螺钉19作为钢丝绳111的长度和张力调整装置，其原理是：吊环螺钉19螺纹连接在配重块15这个安装平台上，可以利用螺纹相对配重块15上升或下降，从而改变与其相连的钢丝绳111到释放器16一端的距离，通过这个距离的改变，改变钢丝绳111连接水泥块2和采集站框架12固定在一起的松紧程度。另一方面，这种相对调整距离的方式是双释放器设计方案较难实现的。如图4和图7，数据记录采集仓14置于采集站框架12中，数据记录采集仓14内部包括采集电路和电池，且数据记录采集仓14的两端分别连接在框架左下支板123和框架右下支板124上，框架左下支板123、框架右下支板124的下端下沉至水泥块2上的第一水泥块凹槽21、第二水泥块凹槽22内，不锈钢材质的钢丝绳111穿过水泥块2上端面的第一水泥块吊耳25和第二水泥块吊耳26 后分别固定在释放器16和吊环螺钉19上，进而将水泥块2和采集站框架构12 连接形成一个整体。相比于没有凹槽(图7中的第一水泥块凹槽21、第二水泥块凹槽22)的水泥块2，由于第一水泥块凹槽21、第二水泥块凹槽22的存在，采集站框架12可以卡在第一水泥块凹槽21、第二水泥块凹槽22内，从而提高了采集站框架12在水泥块2上的安装稳定性和可靠性。

释放器16选用机械式释放器，其在空气中的质量是30kg，在水中的重量是 22kg；数据记录采集仓14在空气中的重量是29.3kg(内部包括采集电路和电池)，在水中的重量是14kg。设计了一块配重块15，一方面是为了调整海底电磁采集站1在水中的重心，另一方面是作为吊环螺钉19的支撑平台，配重块15和吊环螺钉19在水中的设计重量是4.2kg，使海底电磁采集站1在水中重心在海底电磁采集站1左侧(释放器16的那一侧)。

采集站框架12的结构如图5、图10和图11所示，其主体结构是由4块PE 板构成(框架前下支板121、框架后下支板122、框架左下支板123、框架右下支板124)，其中框架前下支板121、框架后下支板122结构一致且平行相对摆放，框架左下支板123和框架右下支板124结构一致且平行相对摆放，框架前下支板 121、框架后下支板122、框架左下支板123、框架右下支板124之间通过不锈钢角钢安装连接在一起构成一个立方体整体，在采集站框架12内安装4根不锈钢固定杆13，在固定杆13的平台上安装1个浮球架子110，浮球架子110上设置有浮球安装孔位，在浮球架子110的浮球安装孔位中安装4个浮球17，在浮球 17上方通过上支板18形成固定结构，将浮球17与采集站框架12固定牢固。浮球17的数量根据其提供的净浮力确定，例如本方案中采用了4个浮球17，每个浮球17提供25kg净浮力，浮球17为硼硅酸玻璃材质。

如图12，固定杆13为一根变径杆，固定杆13表面包括凹槽131、第一变径平台132和第二变径平台133，固定杆13下端表面的两侧采用两个对称的凹槽 131设计，凹槽131用来将固定杆13固定在采集站框架12上，第一变径平台132 是固定杆13外径发生改变处形成的环形截面平台，用于安装浮球架子110，而第二变径平台133是固定杆13外径发生改变处形成的环形截面平台，用来安装上支板18。

水泥块2的结构如图7和图8所示，水泥块2采用正方形设计，在两侧边依据采集站框架12的结构宽度距离进行开槽，形成第一水泥块凹槽21和第二水泥块凹槽22，第一水泥块凹槽21和第二水泥块凹槽22的槽体宽度大于采集站框架12中PE支板的宽度，使得采集站框架12中的框架左下支板123、框架右下支板124能够下沉到水泥块2的凹槽中，这样采集站框架12在水泥块2上相对移动的空间被限制。如图7，通过钢丝绳111的固定，使得采集站框架12和水泥块2构成一个可靠的整体,钢丝绳111在完全拉紧的状态下，保证采集站框架 12位于水泥块2的凹槽内,不会出现采集站框架12因为浮力脱离水泥块2的情况，钢丝绳111的张力和长度通过吊环螺钉19调整，避免因为钢丝绳111自身的弹性变形导致采集站框架12与水泥块2分离。在第一水泥块凹槽21和第二水泥块凹槽22的两侧分别制作第一水泥块缺口23和第二水泥块缺口24，两个缺口的作用之一是方便查看采集站框架12下沉到第一水泥块凹槽21和第二水泥块凹槽22内的情况，作用之二是和水泥块2上的第一水泥块吊耳25、第二水泥块吊耳26互相卡住。第一水泥块吊耳25、第二水泥块吊耳26、第一水泥块缺口 23和第二水泥块缺口24分别设置在水泥块2的四条不同侧边上，第一水泥块吊耳25、第二水泥块吊耳26的高度低于水泥块2的厚度。通常搭载海底电磁接收机的采集站甲板空间有限，不会将携带的水泥块2平铺在甲板上，需要将水泥块 2上、下叠放，在水泥块2叠放的时候，上、下两个水泥块2相对旋转90°，使得其中一块水泥块2的第一水泥块吊耳25、第二水泥块吊耳26卡在另一块水泥块2的第一水泥块缺口23、第二水泥块缺口24内，这样水泥块2之间不会相对滑动，并且高度是两个水泥块2的厚度(不会因为吊耳的存在而增加水泥块2 叠放起来的高度)，这样在相同的高度内叠放的水泥块2数量提升了1倍。另外，两块上、下叠放水泥块2之间稳定可靠，可以进一步提高水泥块2叠放的高度，使得在有限的甲板空间内可以携带更多的水泥块2，提高了单航次进行测量测点的数量。另一方面，当没有第一水泥块缺口23和第二水泥块缺口24时，两块水泥块2叠放起来，接触的面积是两个吊耳的上弧，接触面积小，易滑动，在海况较差的情况下，叠放的水泥块2容易滑落，会造成水泥块2的损坏和人员伤害。依靠缺口和吊耳互相卡住的结构，在海况较差的情况下，水泥块2不会滑落，水泥块2叠放示意如图8所示。

海底电磁采集站1采用重心偏心设计，其重心不在海底电磁采集站1的中心位置，偏心有利于提高海底电磁采集站1的回收效率和回收率，海底电磁采集站 1在海底的状态如图9(a)所示，海底电磁采集站1的水泥块2由钢丝绳111 固定在采集站框架12上，在水泥块2及其重力作用下沉入海底。海底电磁采集站1的释放器16在收到释放命令后，释放器16旋转打开，连接到释放器16这侧的钢丝绳111脱落，如图9(b)，因海底电磁采集站1在海水中的重心在释放器16这侧，所以吊环螺钉19这一侧先浮起，产生了一个相对释放器16一侧的旋转动作，由于吊环螺钉19与钢丝绳111的连接没有断开，所以吊环螺钉19 带动钢丝绳111一起运动，实质上对钢丝绳111施加了一个拉力和初始速度，这个拉力和初始速度将钢丝绳111从与释放器16断开的这侧水泥块2的吊耳中抽出，在浮力的作用下，海底电磁采集站1渐渐升起，同时，钢丝绳111慢慢从水泥块2上对应吊环螺钉19这一侧的吊耳中抽出，直至钢丝绳111完全抽离，如图9(c)，此时采集站框架12和水泥块2彻底分离，海底电磁采集站1在浮力的作用下慢慢升至海面，实现了采集站的回收。需要指出的是，通常在水泥块2 上只设置两个吊耳，两个吊耳分别位于钢丝绳111与释放器16连接端，以及钢丝绳111与吊环螺钉19连接端，这是因为过多的吊耳设计不仅增加水泥块2的加工复杂度，而且当吊耳数量过多时，导致钢丝绳111与吊耳的接触点过多，容易出现钢丝绳111卡滞或缠绕在其中一个或多个吊耳的情况。当钢丝绳111与释放器16连接的一端脱离时，从吊耳到释放器16之间的这一段钢丝绳111处于不可控状态，极易与吊耳发生缠绕卡滞，因此，当采集站框架12的吊环螺钉19 一侧发生小角度倾斜翻转时，可以对钢丝绳111施加一个拉力和初速度，使得钢丝绳111脱离释放器16的一端的运动状态明确，在拉力作用下迅速脱离释放器 16一侧的吊耳，并顺利沿着水泥块2的上表面滑动，继而在采集站框架12上浮的过程中抽离另一侧的吊耳。

如图13和图14，为另一种主动改变海底电磁采集站1重心并使其偏心的设计方式，具体实现原理为：在框架前下支板121、框架后下支板122之间设置一根拉杆，拉杆上滑动连接着配重块15，配重块15两侧分别设置两根圆柱弹簧，圆柱弹簧的一端与支板(框架前下支板121或框架后下支板122)接触，另一端与配重块15接触，配重块15上还设置有拉环，钢丝绳111的一端套接在拉环上，该结构设计有三个目的，一方面是通过圆柱弹簧提供钢丝绳111的初始张紧力，另一方面是在释放器16与钢丝绳111脱离时提供一个拉力，帮助钢丝绳111迅速并顺利脱离水泥块2，最后一个是通过圆柱弹簧驱动配重块15在拉杆上滑动，从而改变海底电磁采集站1下沉过程中的重心以及采集站框架12上浮时的重心位置，例如，在采集站框架12脱离水泥块2上浮的过程中，由于释放器16与钢丝绳111脱离，钢丝绳111的初始张紧力消失，导致配重块15在圆柱弹簧的作用力下沿着拉杆滑移，进而改变了采集站框架12的重心位置，调整了采集站框架12上浮的姿态，通过改变配重块15两侧的圆柱弹簧的规格(材质，中径，有效圈数，刚度等)形成不同的组合，使得配重块15能够迅速、准确地移动到设计位置(避免在拉杆上往复运动)，调整采集站上浮的重心，例如使得重心恢复到采集站的中心位置，保持采集站以竖直状态上浮。这种设计方式相比简单的将配重块15固定在支板上的设计优势体现在可以调整采集站框架12与水泥块2 分离后的上浮姿态，缺点是相对复杂和可靠性降低。

框架前下支板121、框架后下支板122的结构如图10所示，释放器16、配重块15分别安装框架前下支板121、框架后下支板122外表面。框架前下支板 121和框架后下支板122下部开有缺口，该缺口用于形成能够容纳水泥块2上的第一水泥块吊耳25和第二水泥块吊耳26的空间，便于钢丝绳111穿过两个吊耳和钢丝绳111安装状态的确认。缺口上部的边沿高于水泥块2的吊耳高度，使得钢丝绳111不会对构成采集站框架12的支板造成损伤。框架前下支板121、框架后下支板122上还设计了线缆安装孔和固定杆安装孔等多种孔位。

框架左下支板123、框架右下支板124的结构如图11所示，这两块PE支板的下端下沉到水泥块2的第一水泥块凹槽21、第二水泥块凹槽22内，数据记录采集仓14的两端固定在框架左下支板123、框架右下支板124上面，这两块PE 支板的竖直高度高于框架前下支板121和框架后下支板122的竖直高度。

本实施例中通过将机械式释放器16安装在采集站框架12的一个侧面，避开了与浮球17的安装拆卸干涉问题，通过调整释放器16、数据记录采集仓14和配重块15的位置实现海底电磁采集站1的整体布局、重心、浮心的调整。通过采集站框架12中各支板的结构设计和水泥块2的结构设计解决了采集站框架12 与水泥块2的相对滑动问题以及水泥块2的上、下叠放问题。

Claims (8)

1.海底电磁采集站，其特征在于：包括，

采集站框架(12)，所述采集站框架(12)包括多块支板，多块支板沿着顺时针或逆时针方向两两相连形成一个上、下端面敞口且周向表面闭合的空腔实体；

浮球(17)，至少一个所述浮球(17)设置在采集站框架(12)的上方；

第一配重，至少一块所述第一配重可拆卸连接在采集站框架(12)的下方；

数据记录采集仓(14)，所述数据记录采集仓(14)设置在采集站框架(12)的空腔内，数据记录采集仓(14)的至少一端与支板连接；

释放器(16)，所述释放器(16)设置在采集站框架(12)的空腔外侧并连接在一块支板的外表面，当释放器(16)动作时，第一配重脱离采集站框架(12)；

钢丝绳(111)，所述钢丝绳(111)分别与释放器(16)、第一配重和采集站框架(12)相连并将三者连接为一体，且钢丝绳(111)与采集站框架(12)连接处设置有钢丝绳长度和张力调整装置；

当释放器(16)动作时，钢丝绳(111)脱离释放器(16)和第一配重，然后随着采集站框架(12)运动；

第二配重，所述第二配重连接在采集站框架(12)的支板上，用于调节海底电磁采集站的重心位置，第二配重与钢丝绳长度和张力调整装置相连。

2.根据权利要求1所述的海底电磁采集站，其特征在于：所述采集站框架(12)还包括，

上支板(18)，所述上支板(18)位于浮球(17)上方；

浮球架子(110)，所述浮球架子(110)介于上支板(18)和采集站框架(12)之间，所述浮球(17)连接在浮球架子(110)上；

固定杆(13)，所述固定杆(13)穿过浮球架子(110)后其两端分别与上支板(18)和采集站框架(12)连接。

3.根据权利要求1所述的海底电磁采集站，其特征在于：所述第一配重还包括，

吊耳，所述吊耳设置在第一配重的表面；

凹槽，所述凹槽设置在第一配重上，所述支板的一端插接在凹槽内；

第一缺口，所述第一缺口设置在第一配重上且与凹槽连通，第一缺口的体积能够容纳所述吊耳。

4.根据权利要求1所述的海底电磁采集站，其特征在于：

所述采集站框架(12)包括框架前下支板(121)、框架后下支板(122)、框架左下支板(123)和框架右下支板(124)四块支板，四块支板均为PE板，相邻的支板之间通过角钢连接；

所述框架前下支板(121)的外表面与释放器(16)连接；

所述框架左下支板(123)和框架右下支板(124)分别与数据记录采集仓(14)的两端连接。

5.根据权利要求4所述的海底电磁采集站，其特征在于：所述框架前下支板(121)和框架后下支板(122)上开有第二缺口，且第二缺口位于框架前下支板(121)、框架后下支板(122)与第一配重表面之间。

6.海底电磁采集站的回收方法，采用权利要求1所述的海底电磁采集站，其特征在于：包括，

触发释放器(16)动作，钢丝绳(111)先后脱离释放器(16)和第一配重，钢丝绳(111)完全脱离第一配重后，释放器(16)、钢丝绳(111)和采集站框架(12)一同上浮实现回收，其中，

当钢丝绳(111)与释放器(16)连接的一端脱离时，钢丝绳(111)与采集站框架(12)连接的一端以释放器(16)为旋转中心逆时针旋转，从而对钢丝绳(111)施加一个拉力。

7.根据权利要求6所述海底电磁采集站的回收方法，其特征在于：

所述释放器(16)为机械式释放器，接收来自海面上方的声波信号实现释放动作的触发；

所述钢丝绳(111)位于采集站框架(12)和第一配重之间，且相对第一配重表面滑动。

8.根据权利要求6所述海底电磁采集站的回收方法，其特征在于：通过主动偏移海底电磁采集站的重心位置实现钢丝绳(111)与采集站框架(12)连接的一端以释放器(16)为旋转中心逆时针旋转，包括，

调整数据记录采集仓(14)、释放器(16)相对采集站框架(12)的位置，以及在采集站框架(12)上设置固定或可移动的第二配重。

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