CN215340356U - 深海可移动式海底地震仪布放回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海底地震仪布放回收领域，特别是一种深海可移动式海底地震仪布放回收装置。包括吊挂组件、框架平台、对接组件，框架平台的顶部设有吊挂组件，框架平台的底部连接有对接组件，OBS固定在对接组件的底部，所述框架平台包括框架，框架上固定设有连接机构；所述连接机构包括液压泵站、套筒、液压缸、机械手，液压泵站固定在框架上，套筒、液压缸和机械手分别设置在框架的下部，液压泵站与液压缸连接，两个液压缸对称分布于套筒的两侧，套筒内部沿其轴向设有空腔，且套筒的环形侧壁上对称设置两个侧孔，两液压缸的活塞杆分别与套筒侧壁上的侧孔同心，两个机械手对称分布于套筒的两侧。可以极大地提高OBS布放回收的安全性与可靠性。

Description

深海可移动式海底地震仪布放回收装置

技术领域

本实用新型涉及海底地震仪布放回收领域，特别是一种深海可移动式海底地震仪布放回收装置。

背景技术

目前，海底地震仪(Ocean Bottom Seismographs，缩写为OBS)及由其组成的海底流动地震观测台阵是近年来发展起来的高新技术，在油气探测、科学研究、防灾减灾等方面有广泛的用途，是地球物理仪器与探测技术发展中的一个新增长点。OBS一般由地震仪、深海水听器、无线电发射器、数字化记录器、上光灯和罗经组成，其余配件设备包括电源、传感器、甲板释放单元、声学释放器以及GPS定位等，所有结构均安装在一个玻璃球内，玻璃球外部同时套有塑料保护套。

OBS的工作方式一般分为电缆式与无缆式。电缆式OBS是通过电缆或光电复合缆将OBS连接至海底观测节点，通过缆绳进行数据的传输。无缆式OBS在工作时直接投入海底，由自带的电池进行供电，同时采集到的数据存储在自带的存储器中。无缆式OBS需要后期进行打捞，然后才能获取地震观测数据。但是由于无缆式OBS装置的工作成本较低，因此得到了广泛的应用。

OBS一般通过绞车直接从甲板布放，并采用声学释放器释放配重后设备上浮的回收方式，但这种布放回收方式存在以下问题：(1)海底地形起伏变化不定，难以保证OBS能够平稳着底，且由于OBS工作原理的要求，设备稳定着陆才能保证观测数据的可信性；(2)由于OBS内部封装为玻璃球，因此对触底瞬间的冲击力提出了严苛的要求；(3)通过声学释放器释放配重的回收方式作业安全性不高，存在释放配重失败的情况，从而导致设备丢失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种深海可移动式海底地震仪布放回收装置，可以极大地提高OBS布放回收的安全性与可靠性。

本实用新型的技术方案是：一种深海可移动式海底地震仪布放回收设备，其中，包括吊挂组件、框架平台、对接组件，框架平台的顶部设有吊挂组件，框架平台的底部连接有对接组件，OBS固定在对接组件的底部，所述框架平台包括框架，框架上固定设有连接机构；

所述连接机构包括液压泵站、套筒、液压缸、机械手，液压泵站固定在框架上，套筒、液压缸和机械手分别设置在框架的下部，液压泵站与液压缸连接，两个液压缸对称分布于套筒的两侧，套筒内部沿其轴向设有空腔，且套筒的环形侧壁上对称设置两个侧孔，两液压缸的活塞杆分别与套筒侧壁上的侧孔同心，通过活塞杆的伸缩实现对接组件与套筒之间的连接，两个机械手对称分布于套筒的两侧；

所述对接组件包括套轴、抓杆和法兰盘，对接组件底部的法兰盘与OBS固定连接，对接组件的顶部设有套轴，套轴插入套筒内，套筒的内壁与套轴的外壁之间呈间隙配合，套轴内设有水平方向的通孔，且其通孔与套筒上的侧孔对应设置，以便于液压缸的活塞杆插入通孔内。

本实用新型中，所述框架由数组横杆、纵杆和垂杆连接而成，框架的横截面呈正八边形。

所述框架上还固定设有矢量推进器、配重、电子舱、电池舱、俯视摄像头、俯视照明灯、仰视照明灯、仰视摄像头、高度计、超短基线定位系统信标。

优选的，所述四个矢量推进器以圆周阵列的形式安装于框架的上部，实现设备在水下的平移运动。

所述OBS上也可以安装有超短基线定位系统信标。OBS布放后，可以通过超短基线定位系统信标在母船监测到OBS的水下位置。

本实用新型的有益效果是：

(1)在布放OBS过程中，该设备能够实时地观察海底地质与地形，为OBS选择合理的布放位置，并通过机械手主动布放减少传统布放方法的坐底冲击力；

(2)在回收OBS过程中，可精确地确定OBS的水下位置，并通过机械手主动回收OBS，避免OBS回收过程中丢失；

(3)该设备可极大地提高OBS布放回收的安全性与可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的第一结构示意图；

图2是本实用新型的第二结构示意图；

图3是对接组件的主视结构示意图；

图4是对接组件的剖视结构示意图；

图5是套筒的剖视结构示意图。

图中：1框架；2矢量推进器；3液压泵站；4俯视摄像头；5俯视照明灯；6配重；7机械手；8OBS；9对接组件；10套筒；11电子舱；12高度计；13电池舱；14吊挂组件；15液压缸；16液压缸固定杆；17仰视照明灯；18仰视摄像头；19超短基线定位系统信标；20套轴；21抓杆；22法兰盘。

具体实施方式

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

如图1和图2所示，深海可移动式海底地震仪布放回收设备包括吊挂组件14、框架平台、对接组件9，框架平台的顶部设有吊挂组件14，框架平台的底部连接有对接组件9，OBS8固定在对接组件9的底部，因此OBS8通过对接组件9与该设备连接。吊挂组件14与光电缆承重头连接，通过吊挂组件14，既可以将整个设备由光电缆吊装入水或收揽回收，还可以实现信号与能量的传输。

框架平台包括框架1，框架1由数组横杆、纵杆和垂杆连接而成，本实施例中，框架1的横截面呈正八边形。框架1上固定设有矢量推进器2、连接机构、配重6、电子舱11、电池舱13、俯视摄像头4、俯视照明灯5、仰视照明灯17、仰视摄像头18、高度计12、超短基线定位系统信标19。

本实施例中，四个矢量推进器2以圆周阵列的形式安装于框架1的上部，实现设备在水下的平移运动。配重6固定在框架1的下部，保证设备在布放回收OBS过程中的稳定性。电子舱11内装有控制机构，用于实现数据处理与储存。电池舱13用于为矢量推进器2和连接机构提供动力，采用压力补偿式舱体，舱体采用钛合金筒体，筒体内充油，降低了电池舱13的体积，有效控制该设备着陆时的重量。俯视摄像头4和俯视照明灯5用于观察海底地形，为OBS的布放选择合适的底质与地形。仰视照明灯17和仰视摄像头18用于观察光电缆在水下的状态。高度计12用以监测设备的距底高度，超短基线定位系统信标19用于监测整个设备的水下位置。

连接机构包括液压泵站3、套筒10、液压缸15、机械手7，通过连接机构，实现了框架平台与对接组件的连接和分离。液压泵站3固定在框架1上，套筒10、液压缸15和机械手7分别设置在框架1的下部，液压泵站3与液压缸15连接，液压泵站3用于控制液压缸15活塞杆的伸缩。两个液压缸15对称分布于套筒10的两侧，如图5所示，套筒10内部沿其轴向设有空腔，且套筒10的环形侧壁上对称设置两个侧孔。两液压缸15的活塞杆分别与套筒10侧壁上的侧孔同心，通过活塞杆的伸缩实现对接组件与套筒之间的连接，从而实现OBS的布放与回收。本实施例的机械手采用电控机械手，两个电控机械手7对称分布于套筒10的两侧，机械手可实现对对接组件抓杆的抓取与释放，机械手7的主臂可自由伸缩。

如图3和图4所示，对接组件9包括套轴20、抓杆21和法兰盘22，对接组件底部的法兰盘22与OBS8通过螺栓固定连接，对接组件的顶部设有套轴20，套轴20插入套筒10内，套筒10的内壁与套轴20的外壁之间呈间隙配合，因此套轴20可以在套筒10内滑动，套轴20内设有水平方向的通孔，且其通孔与套筒10上的侧孔对应设置，以便于液压缸15的活塞杆插入通孔内，实现套筒10和套轴20的连接，从而实现框架平台与对接组件9的连接。

另外，OBS8上也可以装有超短基线定位系统信标，OBS8布放后，可以通过超短基线定位系统信标在母船监测到OBS8的水下位置。

本装置的具体工作过程如下所示。当通过该设置实现OBS的布放时，首先，在甲板上，预先将OBS8与对接组件9的法兰盘22栓接，通过机械手7的抓手握紧对接组件9的抓杆21，并收缩机械手7的主臂使对接组件9的套轴20插入套筒10内，当机械手7收缩至套轴20上的水平通孔与套筒10的侧孔对齐时，通过液压泵站3带动液压缸15的活塞杆伸长，通过液压缸的活塞杆使套筒10与对接组件9连接，进一步的，打开仰视照明灯17、仰视摄像头18及俯视照明灯5、俯视摄像头4，将设备整体由光电缆吊装入水，由超短基线定位系统信标19实时监测设备的水下位置，高度计12实时监测设备的离底高度，到达海底后，由俯视摄像头4实时观察海底地质及地形，通过矢量推进器2推动设备整体平移，选择合适的布放位置。确定布放位置后，通过矢量推进器2保持设备水平位置不变，继续放缆至OBS8即将着底，通过液压泵站3带动液压缸15的活塞杆收缩，使套筒10与对接组件9的套轴20分离，同时机械手7的主臂伸长，带动对接组件9的套轴20与套筒10完全分离，并使OBS8完全着底，机械7手抓手松开对接组件9的抓杆21，完成OBS8的布放。

当通过该设置实现OBS的回收时，完成甲板准备工作后，设备整体由光电缆从之前记录的OBS布放位置吊装入水，打开仰视照明灯17、仰视摄像头18及俯视照明灯5、俯视摄像头4，由超短基线定位系统信标19实时监测设备的水下位置，高度计12实时监测设备的离底高度，到达海底后，由俯视摄像头4实时观察海底地质及地形，配合OBS与布放回收设备上搭载的超短定位系统信标可确定两者的水下相对位置，并由矢量推进器2推动设备整体平移，直至发现OBS8并到达设备上方，通过矢量推进器2保持设备水平位置不变，继续放缆使机械手7的抓手握紧对接组件9的抓杆21，随后收缩机械手7的主臂使对接组件9的套轴20插入套筒10内，当收缩至套轴20与套筒10的侧孔对齐时，通过液压泵站3带动液压缸15的活塞杆伸长，从而使套筒10与对接组件9完全连接，开始收缆回收设备及OBS8。

以上对本实用新型所提供的深海可移动式海底地震仪布放回收设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种深海可移动式海底地震仪布放回收设备，其特征在于：包括吊挂组件(14)、框架平台、对接组件(9)，框架平台的顶部设有吊挂组件(14)，框架平台的底部连接有对接组件(9)，OBS(8)固定在对接组件(9)的底部，所述框架平台包括框架(1)，框架(1)的下部固定设有连接机构；

所述连接机构包括液压泵站(3)、套筒(10)、液压缸(15)、机械手(7)，液压泵站(3)固定在框架(1)上，套筒(10)、液压缸(15)和机械手(7)分别设置在框架(1)的下部，液压泵站(3)与液压缸(15)连接，两个液压缸(15)对称分布于套筒(10)的两侧，套筒(10)内部沿其轴向设有空腔，且套筒(10)的环形侧壁上对称设置两个侧孔，两液压缸(15)的活塞杆分别与套筒(10)侧壁上的侧孔同心，两个机械手(7)对称分布于套筒(10)的两侧；

所述对接组件(9)包括套轴(20)、抓杆(21)和法兰盘(22)，对接组件底部的法兰盘(22)与OBS(8)固定连接，对接组件的顶部设有套轴(20)，套轴(20)插入套筒(10)内，套筒(10)的内壁与套轴(20)的外壁之间呈间隙配合，套轴(20)内设有水平方向的通孔，且其通孔与套筒(10)上的侧孔对应设置，液压缸(15)的活塞杆插入通孔内。

2.根据权利要求1所述的深海可移动式海底地震仪布放回收设备，其特征在于：所述框架(1)由数组横杆、纵杆和垂杆连接而成，框架(1)的横截面呈正八边形。

3.根据权利要求1所述的深海可移动式海底地震仪布放回收设备，其特征在于：所述框架(1)上还固定设有矢量推进器(2)、配重(6)、电子舱(11)、电池舱(13)、俯视摄像头(4)、俯视照明灯(5)、仰视照明灯(17)、仰视摄像头(18)、高度计(12)、超短基线定位系统信标(19)。

4.根据权利要求3所述的深海可移动式海底地震仪布放回收设备，其特征在于：所述四个矢量推进器(2)以圆周阵列的形式安装于框架(1)的上部。

5.根据权利要求1所述的深海可移动式海底地震仪布放回收设备，其特征在于：所述OBS(8)上安装有超短基线定位系统信标。

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