CN116923635A - 一种海洋油气开采深度测量装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋油气开采深度测量装置及其使用方法，涉及深度测量领域，包括配重块和多个安装壳体，安装壳体底部的一侧固定安装有锁紧组件，固定绳索的两端分别与安装壳体和浮体固定连接，浮体的顶部固定安装有对海平面高度变化检测的检测组件，浮体和配重块之间设置有线缆，多个安装板和多个发电组件，多个发电组件通过多个安装板呈环形阵列固定安装于浮体顶部的边侧。本发明利用配重块、安装壳体、锁紧组件、浮体、检测组件、固定绳索、线缆、安装板和发电组件相配合的设置方式，浮体可以漂浮在海面的内部，并且使其保持稳定状态，并且在发电组件的作用下可以利用海浪进行发电，然后检测组件可以对海面上升或下降进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及深度测量领域，特别涉及一种海洋油气开采深度测量装置及其使用方法。
背景技术
目前世界已探明的海洋石油储量80％以上都集中在水深500m之内，然而世界海洋面积的70％以上都是3000m～6000m之间的，大量的海域面积还有待探明，向深海发展已经成为必然趋势，利用现有的海洋工程装备和深海油气开发技术，人类油气资源开发的极限水深在3000m～3500m之间，投入的开发成本巨大，随着向更深海域油气资源开采步伐的迈进。
海洋油气开采的时候，需要对海洋深度进行实时监测，从而提高海洋油气开时的安全性，海平面会随着风流潮汐的影响发生改变，在对海平面变化检测时，通常采用浮筒的方式进行检测，但是浮筒会随着海浪的波动而晃动，不便于使用浮筒进行独立稳定的检测海平面高度变化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海洋油气开采深度测量装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海洋油气开采深度测量装置及其使用方法，包括：
配重块和多个安装壳体，多个所述安装壳体呈环形阵列固定连接于配重块的顶部，所述安装壳体底部的一侧固定安装有锁紧组件；
浮体和多个固定绳索，所述固定绳索的两端分别与安装壳体和浮体固定连接，所述浮体的顶部固定安装有对海平面高度变化检测的检测组件，所述浮体和配重块之间设置有线缆；
多个安装板和多个发电组件，多个所述发电组件通过多个安装板呈环形阵列固定安装于浮体顶部的边侧。
优选的，所述检测组件包括连接筒体，所述连接筒体固定连接于浮体的顶部，所述连接筒体的内腔滑动套接有浮块，所述浮块的顶部固定连接有红外线测距传感器，所述连接筒体内腔的顶部设置有照明灯。
优选的，所述连接筒体外壁的两侧均固定连接有多个标识贴，所述连接筒体的外壁滑动套接有显示套筒，所述连接筒体的两侧均开设有连接孔，所述连接孔的内腔滑动套接有连接块，所述连接块的两侧分别与所述显示套筒和所述浮块固定连接，所述连接筒体外壁的顶部螺纹套接有连接帽，所述照明灯固定安装于所述连接帽内腔的顶部，所述连接帽的底部固定连接有对所述照明灯防护的防护罩，所述防护罩底部的边侧固定连接有反光条。
优选的，所述锁紧组件包括支撑板，所述支撑板转动设置于安装壳体底部的一侧，所述支撑板的底部固定连接有圆弧板，所述圆弧板的一侧固定连接有多个勾爪，所述支撑板一侧的中部转动设置有连接板，所述连接板的顶部滑动设置于安装壳体的底部。
优选的，所述支撑板的顶部设置有第一连接件，所述支撑板通过第一连接件与安装壳体转动连接，所述支撑板一侧的中部设置有第二连接件，所述连接板通过所述第二连接件与所述支撑板转动连接，所述安装壳体的外壁滑动套接有连接框架，所述连接框架的底部设置有第三连接件，所述连接板通过所述第三连接件与所述连接框架转动连接。
优选的，所述安装壳体的内腔滑动套接有驱动块，所述安装壳体的底部开设有滑孔，所述滑孔的内腔滑动套接有滑块，所述滑块的顶部和底部分别与所述驱动块和所述连接框架固定连接，所述安装壳体内腔的一侧固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端传动连接有连接螺杆，所述连接螺杆的外壁与所述驱动块螺纹穿插套接。
优选的，所述发电组件包括浮筒，所述浮筒的底部对称固定连接有两个安装箱体，所述安装箱体内腔一侧的顶部固定安装有发电机，两个所述安装箱体之间转动连接有安装轴，所述安装轴外壁的中部固定套接有收线卷，所述收线卷的外壁收卷有连接绳，所述安装板顶部的一侧转动连接有销轴，所述连接绳的一端与销轴固定连接。
优选的，所述发电机的传动端固定套接第一连接齿轮，所述安装轴的两端均固定套接有第二连接齿轮，所述第二连接齿轮与第一连接齿轮啮合连接，所述安装轴外壁的两端均转动穿插套接有固定壳体，所述固定壳体固定连接于所述安装箱体内壁的一侧，所述固定壳体的内部套设有盘簧，所述盘簧的两端分别与所述固定壳体的内壁和安装轴的外壁固定连接。
本发明还提供了一种海洋油气开采深度测量装置的使用方法，包括以下具体使用步骤：
步骤一：利用多个安装壳体和多个锁紧组件将配重块固定安装在海底的石块上，即将配重块沉入海底石块上，伺服电机带动连接螺杆转动，连接螺杆带动驱动块在安装壳体内部滑动，驱动块通过滑块和连接框架带动连接板的顶部背离支撑板运动，连接板的底部带动支撑板转动，从而使多个支撑板底部的圆弧板相对运动，从而使多个圆弧板一侧的勾爪锁紧抱死石块；
步骤二：配重块安装完成后，将浮体放置在海面上，并且在浮体外壁固定连接多个固定绳索，并且将固定绳索的底部与安装壳体的顶部固定连接，此时浮体隐藏于海平面的底部，浮体顶部的连接筒体部分位于海平面的底部，再利用安装板将多个发电组件安装在浮体上；
步骤三：随着海平面的上升下降，连接筒体内部的浮块跟随海面上升下降，红外线测距传感器与反光条配合对海平面上下幅度进行检测，并且还可以通过显示套筒在连接筒体外壁的标识贴的位置，观察海平面的变化；
步骤四：随着海平面的上升下降，浮筒跟随海平面上升下降，浮筒跟随海平面上升时，连接绳带动收线卷转动，安装轴跟随收线卷转动，安装轴通过两个第二连接齿轮和两个第一连接齿轮带动发电机转动发电，同时安装轴带动盘簧的一端转动，使盘簧处于蓄能状态，海平面下降时，浮筒下降，此时盘簧释放势能，安装轴带动收线卷转动收卷连接绳，同时安装轴再次带动发电机工作发电。
本发明的技术效果和优点：
本发明利用配重块、安装壳体、锁紧组件、浮体、检测组件、固定绳索、线缆、安装板和发电组件相配合的设置方式，在配重块、安装壳体和锁紧组件作用下，可以使浮体可以漂浮在海面的内部，并且使其保持稳定状态，并且在发电组件的作用下可以利用海浪进行发电，然后检测组件可以对海面上升或下降进行检测；
本发明利用多个安装板和多个锁紧组件相配合的设置方式，锁紧组件包括支撑板、圆弧板、勾爪和连接板，从而连接板带动支撑板转动时，就可以使其底部的圆弧板带动勾爪锁紧抱死在海底的石头上，从而提高配重块在海底工作的稳定性；
本发明利用发电组件的设置方式，发电组件包括浮筒、安装箱体、发电机、安装轴、收线卷、连接绳和盘簧，当浮筒跟随海浪上升，收线卷转动送放连接绳，此时安装轴带动发电机转动发电，同时盘簧内部转动处于蓄能状态，且当浮筒下降时，盘簧释放弹性势能，安装轴带动发电机转动发电，并且安装轴带动收线卷转动收卷连接绳。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明安装壳体部分正面内部结构示意图。
图3为本发明图2中A处放大结构示意图。
图4为本发明连接筒体整体结构示意图。
图5为本发明连接筒体正面部分内部结构示意图。
图6为本发明安装壳体正面内部结构示意图。
图7为本发明图6中B处放大结构示意图。
图中：1、配重块；2、安装壳体；3、锁紧组件；31、支撑板；32、圆弧板；33、勾爪；34、连接板；35、第一连接件；36、第二连接件；37、连接框架；38、第三连接件；39、滑孔；310、驱动块；311、滑块；312、伺服电机；313、连接螺杆；4、浮体；5、检测组件；51、连接筒体；52、标识贴；53、浮块；54、红外线测距传感器；55、显示套筒；56、连接孔；57、连接块；58、连接帽；59、照明灯；510、防护罩；6、固定绳索；7、线缆；8、安装板；9、发电组件；91、浮筒；92、安装箱体；93、发电机；94、安装轴；95、收线卷；96、连接绳；97、销轴；98、第一连接齿轮；99、第二连接齿轮；910、固定壳体；911、盘簧。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-7所示的一种海洋油气开采深度测量装置及其使用方法，包括：
配重块1和多个安装壳体2，多个安装壳体2呈环形阵列固定连接于配重块1的顶部，安装壳体2底部的一侧固定安装有锁紧组件3，浮体4和多个固定绳索6，固定绳索6呈倾斜状态，如图1所示，多个固定绳索6底部的安装面积大于其顶部的安装的状态，从而固定绳索6可以给浮体4一个倾斜向下的作用力，浮体4在海平面的底部，其具有一个垂直向上的浮力，从而在海平面底部的海流的作用力下，其可以保持相对应的稳定状态，固定绳索6的两端分别与安装壳体2和浮体4固定连接，浮体4的顶部固定安装有对海平面高度变化检测的检测组件5，浮体4和配重块1之间设置有线缆7，多个安装板8和多个发电组件9，多个发电组件9通过多个安装板8呈环形阵列固定安装于浮体4顶部的边侧。
具体的，检测组件5包括连接筒体51，连接筒体51固定连接于浮体4的顶部，且根据海平面上下浮动的高度差，设计连接套筒51的长度，即连接套筒51的长度大于海平面上下浮动的高度差，即当海平面处于平静时，连接套筒51的中部位于海面上，从而海平面上下浮动时，可以使浮体4始终位于海平面的底部，连接筒体51的内腔滑动套接有浮块53，浮块53的顶部固定连接有红外线测距传感器54，当浮块53跟随海平面在连接筒体51内部上下滑动时，红外线测距传感器54的高度发现相对应的变化，从而红外线测距传感器54与防护罩510底部的反光条配合工作，就可以检测浮块53与防护罩51之间底部的距离，且由于浮体4在固定绳索6的作用下，其高度不变，从而可以测得浮体4与海底之间的高度距离，从而得出连接套筒51内部防护罩510与海底的距离一定，并且设为固定值X1，X1值为连接套筒51顶部与海底之间的距离，检测浮块53与防护罩51之间底部的距离设为可变值X2，从而海平面与海底的距离等于防护罩510与海底的距离减去红外线测距传感器54侧得防护罩510底部反光条之间的距离，设为海平面高度变化值Xn，就可以计算检测海平面的变化，且其计算公式为：X1-X2=Xn。
连接筒体51内腔的顶部设置有照明灯59，照明灯59可以给连接筒体51提供光亮，从而便于对其进行观察。
进一步的，连接筒体51外壁的两侧均固定连接有多个标识贴52，多个标识贴52的颜色各部相同，从而观察显示套筒55在连接筒体51外部上相对应的标识贴52，也可以观察海平面变化，连接筒体51的外壁滑动套接有显示套筒55，连接筒体51的两侧均开设有连接孔56，连接孔56的内腔滑动套接有连接块57，连接块57的两侧分别与显示套筒55和浮块53固定连接，连接筒体51外壁的顶部螺纹套接有连接帽58，照明灯59固定安装于连接帽58内腔的顶部，连接帽58的底部固定连接有对照明灯59防护的防护罩510，防护罩510底部的边侧固定连接有反光条。
尤其是，锁紧组件3包括支撑板31，支撑板31转动设置于安装壳体2底部的一侧，支撑板31的底部固定连接有圆弧板32，圆弧板32的一侧固定连接有多个勾爪33，支撑板31一侧的中部转动设置有连接板34，连接板34的顶部滑动设置于安装壳体2的底部，当多个支撑板31相对运动的时候，就可以使圆弧板32一侧的勾爪33抱紧锁死在海底石块上，从而使配重块1稳定的摆放在海底。
进一步的，支撑板31的顶部设置有第一连接件35，支撑板31通过第一连接件35与安装壳体2转动连接，支撑板31一侧的中部设置有第二连接件36，连接板34通过第二连接件36与支撑板31转动连接，安装壳体2的外壁滑动套接有连接框架37，连接框架37的底部设置有第三连接件38，连接板34通过第三连接件38与连接框架37转动连接。
进一步的，安装壳体2的内腔滑动套接有驱动块310，安装壳体2的底部开设有滑孔39，滑孔39的内腔滑动套接有滑块311，滑块311的顶部和底部分别与驱动块310和连接框架37固定连接，安装壳体2内腔的一侧固定连接有伺服电机312，伺服电机312的输出端传动连接有连接螺杆313，连接螺杆313的外壁与驱动块310螺纹穿插套接，伺服电机312带动连接螺杆313运动时，连接螺杆313就可以带动驱动块310和连接框架37在安装壳体2外部滑动，从而利用连接板34改变支撑板31的倾斜角度。
尤其是，发电组件9包括浮筒91，浮筒91的底部对称固定连接有两个安装箱体92，安装箱体92内腔一侧的顶部固定安装有发电机93，两个安装箱体92之间转动连接有安装轴94，安装轴94外壁的中部固定套接有收线卷95，收线卷95的外壁收卷有连接绳96，安装板8顶部的一侧转动连接有销轴97，连接绳96的一端与销轴97固定连接，安装箱体92的内部设置有与发电机93相匹配的电流转换器和蓄电池，从而发电机93利用海浪势能发电，通过线缆7可以为伺服电机312和照明灯59工作提供电源。
进一步的，发电机93的传动端固定套接第一连接齿轮98，安装轴94的两端均固定套接有第二连接齿轮99，第二连接齿轮99与第一连接齿轮98啮合连接，安装轴94外壁的两端均转动穿插套接有固定壳体910，固定壳体910固定连接于安装箱体92内壁的一侧，固定壳体910的内部套设有盘簧911，盘簧911的两端分别与固定壳体910的内壁和安装轴94的外壁固定连接，安装轴94转动时，收线卷95处于放线时，盘簧911处于蓄能状态，反之盘簧911处于释放能量的状态，从而浮筒91跟随海平面上升时，连接绳96带动收线卷95转动，安装轴94跟随收线卷95转动，安装轴94通过两个第二连接齿轮99和两个第一连接齿轮98带动发电机93转动发电，同时安装轴94带动盘簧911的一端转动，使盘簧911处于蓄能状态，海平面下降时，浮筒91下降，此时盘簧911释放势能，安装轴94带动收线卷95转动收卷连接绳96，同时安装轴94再次带动发电机93工作发电。
本发明工作原理：
利用多个安装壳体2和多个锁紧组件3将配重块1固定安装在海底的石块上，即将配重块1沉入海底石块上，伺服电机312带动连接螺杆313转动，连接螺杆313带动驱动块310在安装壳体2内部滑动，驱动块310通过滑块311和连接框架37带动连接板34的顶部背离支撑板31运动，连接板34的底部带动支撑板31转动，从而使多个支撑板31底部的圆弧板32相对运动，从而使多个圆弧板32一侧的勾爪33锁紧抱死石块；
配重块1安装完成后，将浮体4放置在海面上，并且在浮体4外壁固定连接多个固定绳索6，并且将固定绳索6的底部与安装壳体2的顶部固定连接，此时浮体4隐藏于海平面的底部，浮体4顶部的连接筒体51部分位于海平面的底部，再利用安装板8将多个发电组件9安装在浮体4上；
随着海平面的上升下降，连接筒体51内部的浮块53跟随海面上升下降，红外线测距传感器54与反光条配合对海平面上下幅度进行检测，并且还可以通过显示套筒55在连接筒体51外壁的标识贴52的位置，观察海平面的变化；
随着海平面的上升下降，浮筒91跟随海平面上升下降，浮筒91跟随海平面上升时，连接绳96带动收线卷95转动，安装轴94跟随收线卷95转动，安装轴94通过两个第二连接齿轮99和两个第一连接齿轮98带动发电机93转动发电，同时安装轴94带动盘簧911的一端转动，使盘簧911处于蓄能状态，海平面下降时，浮筒91下降，此时盘簧911释放势能，安装轴94带动收线卷95转动收卷连接绳96，同时安装轴94再次带动发电机93工作发电。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (9)
1.一种海洋油气开采深度测量装置，其特征在于，包括：
配重块（1）和多个安装壳体（2），多个所述安装壳体（2）呈环形阵列固定连接于配重块（1）的顶部，所述安装壳体（2）底部的一侧固定安装有锁紧组件（3）；
浮体（4）和多个固定绳索（6），所述固定绳索（6）的两端分别与安装壳体（2）和浮体（4）固定连接，所述浮体（4）的顶部固定安装有对海平面高度变化检测的检测组件（5），所述浮体（4）和配重块（1）之间设置有线缆（7）；
多个安装板（8）和多个发电组件（9），多个所述发电组件（9）通过多个安装板（8）呈环形阵列固定安装于浮体（4）顶部的边侧。
2.根据权利要求1所述的一种海洋油气开采深度测量装置，其特征在于，所述检测组件（5）包括连接筒体（51），所述连接筒体（51）固定连接于浮体（4）的顶部，所述连接筒体（51）的内腔滑动套接有浮块（53），所述浮块（53）的顶部固定连接有红外线测距传感器（54），所述连接筒体（51）内腔的顶部设置有照明灯（59）。
3.根据权利要求2所述的一种海洋油气开采深度测量装置，其特征在于，所述连接筒体（51）外壁的两侧均固定连接有多个标识贴（52），所述连接筒体（51）的外壁滑动套接有显示套筒（55），所述连接筒体（51）的两侧均开设有连接孔（56），所述连接孔（56）的内腔滑动套接有连接块（57），所述连接块（57）的两侧分别与所述显示套筒（55）和所述浮块（53）固定连接，所述连接筒体（51）外壁的顶部螺纹套接有连接帽（58），所述照明灯（59）固定安装于所述连接帽（58）内腔的顶部，所述连接帽（58）的底部固定连接有对所述照明灯（59）防护的防护罩（510），所述防护罩（510）底部的边侧固定连接有反光条。
4.根据权利要求1所述的一种海洋油气开采深度测量装置，其特征在于，所述锁紧组件（3）包括支撑板（31），所述支撑板（31）转动设置于安装壳体（2）底部的一侧，所述支撑板（31）的底部固定连接有圆弧板（32），所述圆弧板（32）的一侧固定连接有多个勾爪（33），所述支撑板（31）一侧的中部转动设置有连接板（34），所述连接板（34）的顶部滑动设置于安装壳体（2）的底部。
5.根据权利要求4所述的一种海洋油气开采深度测量装置，其特征在于，所述支撑板（31）的顶部设置有第一连接件（35），所述支撑板（31）通过第一连接件（35）与安装壳体（2）转动连接，所述支撑板（31）一侧的中部设置有第二连接件（36），所述连接板（34）通过所述第二连接件（36）与所述支撑板（31）转动连接，所述安装壳体（2）的外壁滑动套接有连接框架（37），所述连接框架（37）的底部设置有第三连接件（38），所述连接板（34）通过所述第三连接件（38）与所述连接框架（37）转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种海洋油气开采深度测量装置，其特征在于，所述安装壳体（2）的内腔滑动套接有驱动块（310），所述安装壳体（2）的底部开设有滑孔（39），所述滑孔（39）的内腔滑动套接有滑块（311），所述滑块（311）的顶部和底部分别与所述驱动块（310）和所述连接框架（37）固定连接，所述安装壳体（2）内腔的一侧固定连接有伺服电机（312），所述伺服电机（312）的输出端传动连接有连接螺杆（313），所述连接螺杆（313）的外壁与所述驱动块（310）螺纹穿插套接。
7.根据权利要求1所述的一种海洋油气开采深度测量装置，其特征在于，所述发电组件（9）包括浮筒（91），所述浮筒（91）的底部对称固定连接有两个安装箱体（92），所述安装箱体（92）内腔一侧的顶部固定安装有发电机（93），两个所述安装箱体（92）之间转动连接有安装轴（94），所述安装轴（94）外壁的中部固定套接有收线卷（95），所述收线卷（95）的外壁收卷有连接绳（96），所述安装板（8）顶部的一侧转动连接有销轴（97），所述连接绳（96）的一端与销轴（97）固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种海洋油气开采深度测量装置，其特征在于，所述发电机（93）的传动端固定套接第一连接齿轮（98），所述安装轴（94）的两端均固定套接有第二连接齿轮（99），所述第二连接齿轮（99）与第一连接齿轮（98）啮合连接，所述安装轴（94）外壁的两端均转动穿插套接有固定壳体（910），所述固定壳体（910）固定连接于所述安装箱体（92）内壁的一侧，所述固定壳体（910）的内部套设有盘簧（911），所述盘簧（911）的两端分别与所述固定壳体（910）的内壁和安装轴（94）的外壁固定连接。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种海洋油气开采深度测量装置的使用方法，其特征在于，包括以下具体使用步骤：
步骤一：利用多个安装壳体（2）和多个锁紧组件（3）将配重块（1）固定安装在海底的石块上，即将配重块（1）沉入海底石块上，伺服电机（312）带动连接螺杆（313）转动，连接螺杆（313）带动驱动块（310）在安装壳体（2）内部滑动，驱动块（310）通过滑块（311）和连接框架（37）带动连接板（34）的顶部背离支撑板（31）运动，连接板（34）的底部带动支撑板（31）转动，从而使多个支撑板（31）底部的圆弧板（32）相对运动，从而使多个圆弧板（32）一侧的勾爪（33）锁紧抱死石块；
步骤二：配重块（1）安装完成后，将浮体（4）放置在海面上，并且在浮体（4）外壁固定连接多个固定绳索（6），并且将固定绳索（6）的底部与安装壳体（2）的顶部固定连接，此时浮体（4）隐藏于海平面的底部，浮体（4）顶部的连接筒体（51）部分位于海平面的底部，再利用安装板（8）将多个发电组件（9）安装在浮体（4）上；
步骤三：随着海平面的上升下降，连接筒体（51）内部的浮块（53）跟随海面上升下降，红外线测距传感器（54）与反光条配合对海平面上下幅度进行检测，并且还可以通过显示套筒（55）在连接筒体（51）外壁的标识贴（52）的位置，观察海平面的变化；
步骤四：随着海平面的上升下降，浮筒（91）跟随海平面上升下降，浮筒（91）跟随海平面上升时，连接绳（96）带动收线卷（95）转动，安装轴（94）跟随收线卷（95）转动，安装轴（94）通过两个第二连接齿轮（99）和两个第一连接齿轮（98）带动发电机（93）转动发电，同时安装轴（94）带动盘簧（911）的一端转动，使盘簧（911）处于蓄能状态，海平面下降时，浮筒（91）下降，此时盘簧（911）释放势能，安装轴（94）带动收线卷（95）转动收卷连接绳（96），同时安装轴（94）再次带动发电机（93）工作发电。
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