[发明专利]七通道多功能海底地震仪

说明书

技术领域

本发明七通道多功能海底地震仪涉及海洋地震观测技术领域。

背景技术

2000年开始，在863高技术计划支持下，中国科学院地质与地球物理研究所自主研制了高频海底数字地震仪并在南海成功试验，记录到大容量气枪震源信号，反演出深达莫霍面的研究区地壳结构，成为863“深水油气勘探技术”项目中的一个亮点。随着油气勘探向深水和海洋残留盆地发展的进程以及对天然气水合物的勘探研究需求，对海底数字地震仪性能指标的要求也越来越高(比如要适应大于3000m的水深、提高分辨率和连续工作时间等)。

海底地震仪特别是宽带海底地震仪引进问题上一直受到国外的限制，使我国多家地球科学研究单位的引进计划被搁置。

发明内容

本发明的目的是公开一种七通道多功能海底地震仪，是在已有高频海底地震仪的基础上，通过对国外产品技术的消化吸收改进而成，其提高了性能指标，可以满足海洋科学研究与海洋油气探测的需要。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种七通道多功能海底地震仪，包括塑料仪器舱、玻璃仪器舱球、脱钩机构、沉耦架；玻璃仪器舱球固装于塑料仪器舱内，脱钩机构位于塑料仪器舱顶端，沉耦架位于金属仪器舱底端；在脱钩机构与沉耦架之间以拉紧钢丝固接，将塑料仪器舱固定于沉耦架中；其中：

电池组通过O型圈放置在玻璃舱球下半圆；三分量姿控宽带地震计、三分量高频检波器通过螺钉组合在一起成为一个地震计组合体与玻璃舱球内部的常平装置支架通过轴承连接，可以自由旋转，工作角度可达30度；电子电路、采集器系统、水声通讯模块固定在以三分量姿控宽带地震计、三分量高频检波器为一体的地震计组合体上方，使玻璃舱球内部成为一个整体；在玻璃仪器舱球外进行组装、调试，然后将测试完成的仪器放进玻璃舱球内，通过玻璃舱球挤压O型圈来固定内部装置；

姿控宽带地震计、高频检波器、水声压力传感器，这三种不同工作频带的仪器由7通道数字采集器，对三种仪器记录的七组数据进行采集，使仪器能够记录天然地震信号和人工震源信号。

所述的海底地震仪，其所述脱钩机构为双层结构，包括不锈钢镙柱、镙杆支撑板、绕丝固定板，其中，片状环绕丝固定板和片状环镙杆支撑板上下平行设置，以多个不锈钢镙柱将两者固接，其中两个位于直径上的镙柱上端伸出固定板的上表面相互连接，构成吊钩；镙杆支撑板内孔直径与塑料仪器舱顶部外圆直径相适配；

片状环绕丝固定板上表面设有正极、脱钩滑块、绕丝钉、负极，正极、负极位于固定板内孔直径方向的相对两侧，正极上套接压丝垫片后螺接锁紧螺母，负极上套接负极保护套；在与正极、负极构成的直径方向相垂直的直径方向上两端，于固定板周缘上设有向圆心的凹槽，两凹槽内各设有一脱钩滑块，L状脱钩滑块与凹槽相适配，其向上突起的固定壁中间有一固接口，固接口供拉紧钢丝缠绕连接，其底座上设有多个绕丝钉和一禁锢镙栓；在固定板上表面还设有多个绕丝钉，绕丝钉均匀分布，分布的位置与正极、负极的位置构成圆环形；

一熔断钢丝经正极和顺序经所有的绕丝钉绕成环，并以锁紧螺母和绕丝钉固紧定位，将脱钩滑块固于固定板上，熔断钢丝与两负极触接；

将塑料仪器舱置于沉耦架中，脱钩机构置于塑料仪器舱顶端，镙杆支撑板内孔与塑料仪器舱顶端相接，以多根拉紧钢丝缠绕于脱钩滑块的固接口后，用多个锁紧螺栓拉紧多根拉紧钢丝，以固定塑料仪器舱；

在固定塑料仪器舱后，卸掉脱钩滑块上的禁锢镙栓，再利用锁紧螺栓来拉紧钢丝调整仪器舱的紧固程度；在仪器回收时利用海水特性进行电腐蚀熔断钢丝，脱钩滑块被拉紧钢丝拉脱开，仪器舱即利用海水浮力上浮，以便回收。

所述的海底地震仪，其所述沉耦架，采用表面附着防锈漆的钢铁材料制成，在井字形上表面中部固设一固定圆盘，固定圆盘中心部有一圆环状突起，该圆环状突起的直径与塑料仪器舱底部外圆相适配，固定圆盘周缘处均匀分布着固接的多个向上正交的支撑杆，支撑杆上端固接有顶环，顶环上均匀分布有多个锁紧螺栓，顶环的内孔直径大于塑料仪器舱的球直径；

每个锁紧螺栓与每根拉紧钢丝下端可拆卸的固接，通过耐腐蚀拉紧钢丝与脱钩机构紧密相连，其重量和体积适合于在下沉过程中控制下沉速度和下沉姿态，并为地震仪在海底工作提供稳定的基座，仪器上浮后，沉耦架丢弃在海水中。

所述的海底地震仪，其所述姿控宽带地震计为60秒-40Hz；高频检波器为4.5-200Hz。

所述的海底地震仪，其海底流动地震观测有两种方式：