CN116558489B - 一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备及其工作方法,通过本发明的技术方案，集海洋地质环境调查与监测于一体，既能通过CPT探头在贯入过程中进行地质调查，贯入后能通过探杆中的压力传感器对海洋地质环境进行长期监测。创新性地使用了电驱动的丝杆螺旋传动的贯入方式。为了减少长期观测中装备重量过大可能造成的整体沉降等问题对测量造成的干扰，采取探杆和装备本体分离的方式，贯入完成后仅仅将探杆留在海床中，通过水下储缆绞车在探杆分离的过程释放电缆，并随着设备本体回到甲板上，通过甲板进行实时供电和数据通信，能够进行长时间的观测以及实时获取测量数据。

Description

一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备及其工作方法

技术领域

本发明涉及海底监测技术领域，具体而言，特别涉及一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备及其工作方法。

背景技术

海洋灾害具有灾种多、分布广、频率高和防范难度大等特点，随着海洋石油、天然气资源的勘探开发和海洋工程建设的迅速发展，由海洋地质因素造成的灾害事故也不断发生。据美国对海洋钻井设备事故的统计，海洋平台损坏中的40%、海底管道损坏事故的50%是由于海底不稳定造成的；而由于海上风暴引起的损坏数只占28%。在风暴破坏的平台中，究其根源，也大都与海底沉积物的不稳定有关，风暴只不过是外界诱发因素而已，因此对于海底地质的调查以及海底沉积物的长时间监测对于海洋地质灾害预防，维护海洋权益，都有重要的意义。

目前现有技术中用于海洋地质的调查设备以静力触探为主，通过贯入装置将探杆压入海床，通过探杆头部传感器所测的贯入阻力以及侧摩阻力反映海床地质的变化。而对于海底沉积物的长时间监测国内还没有成熟的设备，因此存在以下不足。

1、目前海洋地质环境调查以CPT调查为主，没有手段对海床变化进行长期监测。

2、目前的设备贯入方式以液压及摩擦轮贯入方式为主，设备体积重量大。

3、目前采取贯入探杆对海床变化进行长期监测的设备都是探杆及设备本体都留在海底，长期观测中装备重量过大可能造成的整体沉降等问题对测量造成的干扰。

4、沉积物的监测需要较长的时间，一般自容采集的方式一方面电池容量有限，供电工作时间短，另一方面不能实时获取测量数据，只能在观测完成后获取数据。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备及其工作方法，同时实现海底地质的调查以及海底沉积物的长时间监测。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备，包括整体框架，其中，整体框架分为上下两部分，整体框架的下部分为立体框架，立体框架内部安装有上夹持装置、夹紧贯入装置、下夹持装置、丝杆升降装置、电控舱体、导缆轮和水下电缆绞车，整体框架的上部分为支撑塔架，支撑塔架固定安装在立体框架的顶端中心位置上，支撑塔架内设置有探杆，上夹持装置安装在夹紧贯入装置的上方，下夹持装置安装在夹紧贯入装置的底部；

探杆自上至下依次为承重头、数采舱、孔压杆和CPTU探头，孔压杆内部包括阵列放置的压差传感器，数采舱内部放置数据采集系统和通信系统，孔压杆的外壁上等距装配有若干组夹持贯入模块；水下电缆绞车安装在立体框架内的底部，水下电缆绞车上的电缆通过导缆轮连接探杆顶部的数采舱；

所述夹紧贯入装置包括贯入系统压板、贯入组件边梁、第三双向丝杆、第三夹紧块、夹紧组件、第三夹紧电机和第三光轴，贯入系统压板的中心开设有供探杆穿过的圆孔，贯入系统压板的下表面左、右两端均固定安装有贯入组件边梁，两个贯入组件边梁内设置有第三双向丝杆和第三光轴，第三光轴和第三双向丝杆的左、右两端分别通过第三轴承平行安装在两个贯入组件边梁的前后两端，夹紧组件包括两块对称设置的第三夹紧块连接板，且每个第三夹紧块连接板的下表面固定设置有供夹持探杆的带有半圆柱形凹槽的夹紧柱，两个第三夹紧块连接板的上表面前、后端均固定安装有第三夹紧块，位于前端的两个第三夹紧块贯穿连接有第三光轴，位于后端的两个第三夹紧块通过螺纹配合贯穿连接有第三双向丝杆，第三夹紧电机的输出轴与第三双向丝杆的一端相连接；

丝杆升降装置包括两根传动丝杆、导向轴、传动轴、涡轮蜗杆升降机、联轴器、驱动电机舱、电机舱安装支架、换向传动轴和换向涡轮蜗杆升降机，两根传动丝杆的底端分别通过联轴器连接涡轮蜗杆升降机，两台涡轮蜗杆升降机分别通过导向轴传动连接换向涡轮蜗杆升降机，两台换向涡轮蜗杆升降机之间通过换向传动轴传动连接，两根传动丝杆通过螺纹贯穿连接在贯入系统压板上圆孔的左、右两侧，其中一台涡轮蜗杆升降机传动连接有驱动电机舱。

作为优选方案，贯入系统压板上还贯穿连接有导向轴，导向轴的上下两端固定安装在立体框架内部。

作为优选方案，上夹持装置包括两块对称设置第一夹紧块连接板，每个第一夹紧块连接板上均开设有供夹持探杆的半圆形凹槽，每个第一夹紧块连接板上表面的前、后端均固定安装有第一夹紧块，位于前端的两个第一夹紧块之间通过螺纹配合贯穿连接有第一双向丝杆，位于后端的两个第一夹紧块之间贯穿连接有第一光轴，第一双向丝杆和第一光轴的左、右两端通过第一轴承均安装在第一夹紧边梁上，位于右端第一夹紧边梁外侧设置有第一夹紧电机，第一夹紧电机的输出轴与第一双向丝杆的一端相连接。

作为优选方案，下夹持装置包括两块对称设置第二夹紧块连接板，每个第二夹紧块连接板上均开设有供夹持探杆的半圆形凹槽，每个第二夹紧块连接板下表面的左、右端均固定安装有第二夹紧块，位于左端的两个第二夹紧块之间通过螺纹配合贯穿连接有第二双向丝杆，位于右端的两个第二夹紧块之间贯穿连接有第二光轴，第二双向丝杆和第二光轴的前、后两端通过第二轴承均安装在第二夹紧边梁上，位于前端第二夹紧边梁外侧设置有第二夹紧电机，第二夹紧电机的输出轴与第二双向丝杆的一端相连接。

进一步地，第一夹紧电机通过第一电机安装支架支撑固定，第一电机安装支架固定安装在第一夹紧边梁上，第二夹紧电机通过第二电机安装支架支撑固定，第二电机安装支架固定安装在第二夹紧边梁，第三夹紧电机通过第三电机安装支架支撑固定，第三电机安装支架固定安装在贯入组件边梁上。

作为优选方案，驱动电机舱通过电机舱安装支架支撑固定，电机舱安装支架固定安装在立体框架内的底部。

一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备的工作方法,具体包括以下步骤：

步骤S1、首先在甲板上调试海洋地质环境调查设备，上夹持装置、夹紧贯入装置、下夹持装置同时夹紧探杆；利用甲板上的绞车将整体设备和甲板上的供电电缆一起下放到海床；到达指定海床位置后，整体设备坐落在海床上，满足作业条件后开始作业；

步骤S2、上夹持装置和下夹持装置松开探杆，探杆在夹紧贯入装置的夹持和丝杆升降装置运动下，向下平稳的贯入海床，当到达夹紧贯入装置的运动行程后，上夹持装置和下夹持装置同时夹紧探杆，夹紧贯入装置松开探杆，丝杆升降装置向上运动，将夹紧贯入装置运动到探杆的夹持位置进行夹持，上夹持装置和下夹持装置同时松开探杆，然后丝杆升降装置向下运动，到达夹紧贯入装置单次贯入行程，往复几次夹持贯入工作，一直到探杆完全贯入海床；

步骤S3、当探杆开始贯入海床，水下电缆绞车同时根据需要收取电缆，将探杆完全贯入后夹紧贯入装置完全松开，甲板上的绞车将水下的整体框架吊离海床，水下电缆绞车在探杆跟整体框架分离的同时释放电缆，直到整体框架完全回收到甲板上，实现探杆的有缆供电和通信。

作为优选方案，步骤S2中夹紧贯入装置夹紧探杆的工作过程为：

进行贯入作业夹紧时，安装在电机安装支架的夹紧电机在通电的状态下运动，当需要夹紧夹持贯入模块时，夹紧电机带动双向丝杆正向旋转，安装在夹紧块上的夹紧组件通过双向丝杆和光轴向中间移动，夹紧组件抱住夹持贯入模块，这时主要有夹紧组件、夹持贯入模块之间的摩檫力和贯入作业时的夹紧组件对夹持贯入模块凸台的压力；贯入作业完成后，安装在电机安装支架的夹紧电机在通电的状态下反向运动，夹紧电机带动双向丝杆反向旋转，安装在夹紧块上的夹紧组件通过双向丝杆和光轴从中间向外运动，夹紧组件松开夹持贯入模块直到合适的位置，这时丝杆升降装置运动，到达下一个夹紧夹持贯入模块夹紧位置进行夹紧作业，直到探杆贯入作业完成。

本发明由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：

1)集海洋地质环境调查与监测于一体，既能通过CPT探头在贯入过程中进行地质调查，贯入后能通过探杆中的压力传感器对海洋地质环境进行长期监测。

2)创新性地使用了电驱动的丝杆螺旋传动的贯入方式。

3)为了减少长期观测中装备重量过大可能造成的整体沉降等问题对测量造成的干扰，采取探杆和装备本体分离的方式，贯入完成后仅仅将探杆留在海床中，通过水下储缆绞车在探杆分离的过程释放电缆，并随着设备本体回到甲板上，通过甲板进行实时供电和数据通信，能够进行长时间的观测以及实时获取测量数据。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的正视结构示意图；

图3为探杆的结构示意图；

图4为上夹持装置、夹紧贯入装置、下夹持装置、丝杆升降装置的立体结构示意图；

图5为夹紧贯入装置的立体结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图5对本发明的实施例的有缆可分离型海洋地质环境调查装备及其工作方法进行具体说明。

如图1、图2所示，本发明提出了一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备，包括整体框架1，整体框架1主要保护探杆和对装备整体提供载体、防护功能。其中，整体框架1分为上下两部分，整体框架1的下部分为立体框架49，立体框架49内部安装有上夹持装置3、夹紧贯入装置4、下夹持装置5、丝杆升降装置6、电控舱体7、导缆轮47和水下电缆绞车48，整体框架1的上部分为支撑塔架50，支撑塔架50固定安装在立体框架49的顶端中心位置上，支撑塔架50内设置有探杆2，探杆2作为探测的核心装置，主要探测海床地质环境参数。上夹持装置3安装在夹紧贯入装置4的上方，下夹持装置5安装在夹紧贯入装置4的底部；探杆2在上夹持装置3、夹紧贯入装置4、下夹持装置5和丝杆升降装置6的协调配合下，实现探杆2的稳定定位、夹紧和平稳贯入海床。

如图3所示，探杆2自上至下依次为承重头8、数采舱9、孔压杆10和CPTU探头12，调查设备的测量是通过装有多传感器的探杆实现，其中探杆底部的CPTU探头12，通过对贯入过程锥尖阻力、侧摩阻力、孔隙水压力的测量现海底地质的调查。孔压杆11内部包括阵列放置的压差传感器，通过长期对压差的测量实现海底沉积物的长时间监测。数采舱9内部放置数据采集系统和通信系统，实现传感器数据的采集及对外通信；为了保证长期监测的安全性，将探杆2贯入海床后仅将探杆留在海床中，将贯入装置回收，实现探杆2与贯入装置的分离；设备本体带有水下电缆绞车48，在探杆2和设备本体分离的过程中，水下电缆绞车48随着设备的提升释放电缆，然后水下电缆绞车48上面的电缆随着设备本体回到甲板上面，通过甲板对探杆2供电和数据通信。孔压杆10的外壁上等距装配有若干组夹持贯入模块11；水下电缆绞车48安装在立体框架49内的底部，水下电缆绞车48上的电缆通过导缆轮47连接探杆2顶部的数采舱9；采用有缆可分离方式的重点是分离过程装备框架从海底到海面的提升过程及贯入过程中电缆的处理，电缆的处理由水下电缆绞车48实现，水下电缆绞车48安装在整体框架1内，随着设备一起下放到海床位置，探杆2顶端的数采舱9出来的电缆储存在水下电缆绞车48中，在设备进行探杆2贯入作业时，水下电缆绞车48收取贯入长度的电缆；另外贯入作业完成后，在探杆2和整体框架1分离的过程中，水下电缆绞车48随着整体框架1一起提升，此时水下电缆绞车48释放电缆，并将电缆接头带到甲板上，通过甲板上面的供电系统和通信接口与电缆连接。

如图4和图5所示，夹紧贯入装置4包括贯入系统压板20、贯入组件边梁21、第三双向丝杆23、第三夹紧块24、夹紧组件25、第三夹紧电机42和第三光轴46，贯入系统压板20的中心开设有供探杆2穿过的圆孔，贯入系统压板20的下表面左、右两端均固定安装有贯入组件边梁21，两个贯入组件边梁21内设置有第三双向丝杆23和第三光轴46，第三光轴46和第三双向丝杆23的左、右两端分别通过第三轴承22平行安装在两个贯入组件边梁21的前后两端，夹紧组件25包括两块对称设置的第三夹紧块连接板51，且每个第三夹紧块连接板51的下表面固定设置有供夹持探杆2的带有半圆柱形凹槽的夹紧柱52，两个第三夹紧块连接板51的上表面前、后端均固定安装有第三夹紧块24，位于前端的两个第三夹紧块24贯穿连接有第三光轴46，位于后端的两个第三夹紧块24通过螺纹配合贯穿连接有第三双向丝杆23，第三夹紧电机42的输出轴与第三双向丝杆23的一端相连接；

如图4所示，所述上夹持装置3包括两块对称设置第一夹紧块连接板19，每个第一夹紧块连接板19上均开设有供夹持探杆2的半圆形凹槽，每个第一夹紧块连接板19上表面的前、后端均固定安装有第一夹紧块15，位于前端的两个第一夹紧块15之间通过螺纹配合贯穿连接有第一双向丝杆14，位于后端的两个第一夹紧块15之间贯穿连接有第一光轴44，第一双向丝杆14和第一光轴44的左、右两端通过第一轴承16均安装在第一夹紧边梁13上，位于右端第一夹紧边梁13外侧设置有第一夹紧电机18，第一夹紧电机18的输出轴与第一双向丝杆14的一端相连接。

如图4所示，所述下夹持装置5包括两块对称设置第二夹紧块连接板37，每个第二夹紧块连接板37上均开设有供夹持探杆2的半圆形凹槽，每个第二夹紧块连接板37下表面的左、右端均固定安装有第二夹紧块38，位于左端的两个第二夹紧块38之间通过螺纹配合贯穿连接有第二双向丝杆36，位于右端的两个第二夹紧块38之间贯穿连接有第二光轴45，第二双向丝杆36和第二光轴45的前、后两端通过第二轴承39均安装在第二夹紧边梁35上，位于前端第二夹紧边梁35外侧设置有第二夹紧电机33，第二夹紧电机33的输出轴与第二双向丝杆36的一端相连接。

第一夹紧电机18通过第一电机安装支架17支撑固定，第一电机安装支架17固定安装在第一夹紧边梁13上，第二夹紧电机33通过第二电机安装支架34支撑固定，第二电机安装支架34固定安装在第二夹紧边梁35，第三夹紧电机42通过第三电机安装支架43支撑固定，第三电机安装支架43固定安装在贯入组件边梁21上。

丝杆升降装置6包括两根传动丝杆26、导向轴27、传动轴28、涡轮蜗杆升降机29、联轴器30、驱动电机舱31、电机舱安装支架32、换向传动轴40和换向涡轮蜗杆升降机41，两根传动丝杆26的底端分别通过联轴器30连接涡轮蜗杆升降机29，两台涡轮蜗杆升降机29分别通过导向轴27传动连接换向涡轮蜗杆升降机41，两台换向涡轮蜗杆升降机41之间通过换向传动轴40传动连接，两根传动丝杆26通过螺纹贯穿连接在贯入系统压板20上圆孔的左、右两侧，其中一台涡轮蜗杆升降机29传动连接有驱动电机舱31。贯入系统压板20上还贯穿连接有导向轴27，导向轴27的上下两端固定安装在立体框架49内部。驱动电机舱31通过电机舱安装支架32支撑固定，电机舱安装支架32固定安装在立体框架49内的底部。

一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备的工作方法,具体包括以下步骤：

步骤S1、首先在甲板上调试海洋地质环境调查设备，上夹持装置3、夹紧贯入装置4、下夹持装置5同时夹紧探杆2；利用甲板上的绞车将整体设备和甲板上的供电电缆一起下放到海床；到达指定海床位置后，整体设备坐落在海床上，满足作业条件后开始作业；

步骤S2、上夹持装置3和下夹持装置5松开探杆2，探杆2在夹紧贯入装置4的夹持和丝杆升降装置6运动下，向下平稳的贯入海床，当到达夹紧贯入装置4的运动行程后，上夹持装置3和下夹持装置5同时夹紧探杆2，夹紧贯入装置4松开探杆2，丝杆升降装置6向上运动，将夹紧贯入装置4运动到探杆2的夹持位置进行夹持，上夹持装置3和下夹持装置5同时松开探杆2，然后丝杆升降装置6向下运动，到达夹紧贯入装置4单次贯入行程，往复几次夹持贯入工作，一直到探杆2完全贯入海床；

夹紧贯入装置4夹紧探杆2的工作过程为：

进行贯入作业夹紧时，安装在电机安装支架43的夹紧电机42在通电的状态下运动，当需要夹紧夹持贯入模块11时，夹紧电机42带动双向丝杆23正向旋转，安装在夹紧块24上的夹紧组件25通过双向丝杆23和光轴46向中间移动，夹紧组件25抱住夹持贯入模块11，这时主要有夹紧组件25、夹持贯入模块11之间的摩檫力和贯入作业时的夹紧组件25对夹持贯入模块11凸台的压力；贯入作业完成后，安装在电机安装支架43的夹紧电机42在通电的状态下反向运动，夹紧电机42带动双向丝杆23反向旋转，安装在夹紧块24上的夹紧组件25通过双向丝杆23和光轴46从中间向外运动，夹紧组件25松开夹持贯入模块11直到合适的位置，这时丝杆升降装置6运动，到达下一个夹紧夹持贯入模块11夹紧位置进行夹紧作业，直到探杆2贯入作业完成。

步骤S3、当探杆2开始贯入海床，水下电缆绞车48同时根据需要收取电缆，将探杆2完全贯入后夹紧贯入装置4完全松开，甲板上的绞车将水下的整体框架1吊离海床，水下电缆绞车48在探杆2跟整体框架1分离的同时释放电缆，直到整体框架1完全回收到甲板上，实现探杆2的有缆供电和通信。

本发明是设计了一种新型的贯入机构，通过丝杆传动的方式进行探杆的贯入。探杆贯入系统分为蜗轮丝杆传动系统，上、下夹紧组件和夹紧贯入组件等，可实现探杆的导向支撑、定位、夹持、贯入和快速复位夹持。其中，上下夹紧组件用于贯入过程对探杆的导向以及一个贯入行程完成之后夹紧贯入组件复位过程中对探杆的固定。夹紧贯入组件的作用是首先在电机的驱动下夹紧探杆，随后通过丝杆传动将探杆贯入海床。

为了避免长期观测中装备重量过大可能造成的整体沉降等问题对测量造成的干扰，装备采用探杆和主体框架分离的方案，在将多传感器探杆贯入完成后，将主体框架回收，仅将多传感器探杆留在海床中进行长时间监测，这个过程电缆在甲板单元进行供电，测量数据在甲板和数采舱进行通信传输，测量完成后通过数采舱中的声学定位设备找到探杆位置后由水下机器人进行回收。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备，包括整体框架（1），其特征在于,所述整体框架（1）分为上下两部分，整体框架（1）的下部分为立体框架（49），立体框架（49）内部安装有上夹持装置（3）、夹紧贯入装置（4）、下夹持装置（5）、丝杆升降装置（6）、电控舱体（7）、导缆轮（47）和水下电缆绞车（48），整体框架（1）的上部分为支撑塔架（50），支撑塔架（50）固定安装在立体框架（49）的顶端中心位置上，支撑塔架（50）内设置有探杆（2），上夹持装置（3）安装在夹紧贯入装置（4）的上方，下夹持装置（5）安装在夹紧贯入装置（4）的底部；

所述探杆（2）自上至下依次为承重头（8）、数采舱（9）、孔压杆（10）和CPTU探头（12），孔压杆（10）内部包括阵列放置的压差传感器，数采舱（9）内部放置数据采集系统和通信系统，孔压杆（10）的外壁上等距装配有若干组夹持贯入模块（11）；水下电缆绞车（48）安装在立体框架（49）内的底部，水下电缆绞车（48）上的电缆通过导缆轮（47）连接探杆（2）顶部的数采舱（9）；

所述夹紧贯入装置（4）包括贯入系统压板（20）、贯入组件边梁（21）、第三双向丝杆（23）、第三夹紧块（24）、夹紧组件（25）、第三夹紧电机（42）和第三光轴（46），贯入系统压板（20）的中心开设有供探杆（2）穿过的圆孔，贯入系统压板（20）的下表面左、右两端均固定安装有贯入组件边梁（21），两个贯入组件边梁（21）内设置有第三双向丝杆（23）和第三光轴（46），第三光轴（46）和第三双向丝杆（23）的左、右两端分别通过第三轴承（22）平行安装在两个贯入组件边梁（21）的前后两端，夹紧组件（25）包括两块对称设置的第三夹紧块连接板（51），且每个第三夹紧块连接板（51）的下表面固定设置有供夹持探杆（2）的带有半圆柱形凹槽的夹紧柱（52），两个第三夹紧块连接板（51）的上表面前、后端均固定安装有第三夹紧块（24），位于前端的两个第三夹紧块（24）贯穿连接有第三光轴（46），位于后端的两个第三夹紧块（24）通过螺纹配合贯穿连接有第三双向丝杆（23），第三夹紧电机（42）的输出轴与第三双向丝杆（23）的一端相连接；

所述丝杆升降装置（6）包括两根传动丝杆（26）、导向轴（27）、传动轴（28）、涡轮蜗杆升降机（29）、联轴器（30）、驱动电机舱（31）、电机舱安装支架（32）、换向传动轴（40）和换向涡轮蜗杆升降机（41），两根传动丝杆（26）的底端分别通过联轴器（30）连接涡轮蜗杆升降机（29），两台涡轮蜗杆升降机（29）分别通过导向轴（27）传动连接换向涡轮蜗杆升降机（41），两台换向涡轮蜗杆升降机（41）之间通过换向传动轴（40）传动连接，两根传动丝杆（26）通过螺纹贯穿连接在贯入系统压板（20）上圆孔的左、右两侧，其中一台涡轮蜗杆升降机（29）传动连接有驱动电机舱（31）；上夹持装置（3）包括两块对称设置第一夹紧块连接板（19），每个第一夹紧块连接板（19）上均开设有供夹持探杆（2）的半圆形凹槽，每个第一夹紧块连接板（19）上表面的前、后端均固定安装有第一夹紧块（15），位于前端的两个第一夹紧块（15）之间通过螺纹配合贯穿连接有第一双向丝杆（14），位于后端的两个第一夹紧块（15）之间贯穿连接有第一光轴（44），第一双向丝杆（14）和第一光轴（44）的左、右两端通过第一轴承（16）均安装在第一夹紧边梁（13）上，位于右端第一夹紧边梁（13）外侧设置有第一夹紧电机（18），第一夹紧电机（18）的输出轴与第一双向丝杆（14）的一端相连接；下夹持装置（5）包括两块对称设置第二夹紧块连接板（37），每个第二夹紧块连接板（37）上均开设有供夹持探杆（2）的半圆形凹槽，每个第二夹紧块连接板（37）下表面的左、右端均固定安装有第二夹紧块（38），位于左端的两个第二夹紧块（38）之间通过螺纹配合贯穿连接有第二双向丝杆（36），位于右端的两个第二夹紧块（38）之间贯穿连接有第二光轴（45），第二双向丝杆（36）和第二光轴（45）的前、后两端通过第二轴承（39）均安装在第二夹紧边梁（35）上，位于前端第二夹紧边梁（35）外侧设置有第二夹紧电机（33），第二夹紧电机（33）的输出轴与第二双向丝杆（36）的一端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备,其特征在于,所述贯入系统压板（20）上还贯穿连接有导向轴（27），导向轴（27）的上下两端固定安装在立体框架（49）内部。

3.根据权利要求1所述的一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备,其特征在于,所述第一夹紧电机（18）通过第一电机安装支架（17）支撑固定，第一电机安装支架（17）固定安装在第一夹紧边梁（13）上，第二夹紧电机（33）通过第二电机安装支架（34）支撑固定，第二电机安装支架（34）固定安装在第二夹紧边梁（35），第三夹紧电机（42）通过第三电机安装支架（43）支撑固定，第三电机安装支架（43）固定安装在贯入组件边梁（21）上。

4.根据权利要求1所述的一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备,其特征在于,所述驱动电机舱（31）通过电机舱安装支架（32）支撑固定，电机舱安装支架（32）固定安装在立体框架（49）内的底部。

5.如权利要求1所述的一种有缆可分离型海洋地质环境调查装备的工作方法,其特征在于,具体包括以下步骤：

步骤S1、首先在甲板上调试海洋地质环境调查设备，上夹持装置（3）、夹紧贯入装置（4）、下夹持装置（5）同时夹紧探杆（2）；利用甲板上的绞车将整体设备和甲板上的供电电缆一起下放到海床；到达指定海床位置后，整体设备坐落在海床上，满足作业条件后开始作业；

步骤S2、上夹持装置（3）和下夹持装置（5）松开探杆（2），探杆（2）在夹紧贯入装置（4）的夹持和丝杆升降装置（6）运动下，向下平稳的贯入海床，当到达夹紧贯入装置（4）的运动行程后，上夹持装置（3）和下夹持装置（5）同时夹紧探杆（2），夹紧贯入装置（4）松开探杆（2），丝杆升降装置（6）向上运动，将夹紧贯入装置（4）运动到探杆（2）的夹持位置进行夹持，上夹持装置（3）和下夹持装置（5）同时松开探杆（2），然后丝杆升降装置（6）向下运动，到达夹紧贯入装置（4）单次贯入行程，往复几次夹持贯入工作，一直到探杆（2）完全贯入海床；夹紧贯入装置（4）夹紧探杆（2）的工作过程为：

进行贯入作业夹紧时，安装在电机安装支架（43）的夹紧电机（42）在通电的状态下运动，当需要夹紧夹持贯入模块（11）时，夹紧电机（42）带动第三双向丝杆（23）正向旋转，安装在夹紧块（24）上的夹紧组件（25）通过第三双向丝杆（23）和光轴（46）向中间移动，夹紧组件（25）抱住夹持贯入模块（11），这时主要有夹紧组件（25）、夹持贯入模块（11）之间的摩檫力和贯入作业时的夹紧组件（25）对夹持贯入模块（11）凸台的压力；贯入作业完成后，安装在电机安装支架（43）的夹紧电机（42）在通电的状态下反向运动，夹紧电机（42）带动第三双向丝杆（23）反向旋转，安装在夹紧块（24）上的夹紧组件（25）通过第三双向丝杆（23）和光轴（46）从中间向外运动，夹紧组件（25）松开夹持贯入模块（11）直到合适的位置，这时丝杆升降装置（6）运动，到达下一个夹紧夹持贯入模块（11）夹紧位置进行夹紧作业，直到探杆（2）贯入作业完成；

步骤S3、当探杆（2）开始贯入海床，水下电缆绞车（48）同时根据需要收取电缆，将探杆（2）完全贯入后夹紧贯入装置（4）完全松开，甲板上的绞车将水下的整体框架（1）吊离海床，水下电缆绞车（48）在探杆（2）跟整体框架（1）分离的同时释放电缆，直到整体框架（1）完全回收到甲板上，实现探杆（2）的有缆供电和通信。