[实用新型]深海沉积物地热探针

说明书

技术领域

本实用新型涉及海底沉积物探测装置，特别是涉及深海沉积物热流温度梯度与热导率的原位测量装置。

背景技术

海底沉积物地热探针采用物理的方法，将沉积物不同深度的温度差值与沉积物热传导快慢程度监测记录下来，通过软件运算得出热流值。该技术为地球物理勘探的新方法，是海底沉积物热流调查的专用设备。

图1显示现有技术的海底沉积物地热探针结构示意图。如图1所示，海底沉积物地热探针包括仪器仓1、探针2、探针支架3。

仪器仓1设置在探针2和探针支架3的顶端，探针2为不锈钢的钢管，探针支架3作为保护探针2的固定杆由固定卡4与探针2并行固定在一起。探针2的钢管内侧沿轴向设置多个温度敏感元件5，温度敏感元件5分别连接仪器仓1内的数据记录装置。探针2的内部设置加热金属丝，加热金属丝连接仪器仓1内的控制器和电源。

上述海底沉积物地热探针进行地热测量时，将其插入预定区域海底沉积物中，控制开关启动后，仪器仓1内的数据记录装置通过温度敏感元件5采集和记录不同深度处的海底沉积物的温度值。然后，启动加热电源，记录沉积物温度衰竭的过程，达到测量海底热流值的目的。

但是，上述现有技术的海底沉积物地热探针，其探针2采用的是一整根不锈钢管，钢管本身的热传导系数要远远大于沉积层的热传导系数，因此，钢管较快的温度传导对温度敏感元件5感应的不同沉积层温度产生干扰，致使测量误差增大。

发明内容：

针对现有技术的由整根不锈钢管构成的海底沉积物地热探针，存在因钢管传热快于沉积层而使测量误差增大的问题，本实用新型采用隔热连接件将探针分段隔热连接，消除钢管传热快而使测量误差增大的问题。

本实用新型涉及的深海沉积物地热探针包括控制仪器仓、探针钢管、探针钢管支架。

探针钢管由分段不锈钢管构成，分段不锈钢管由隔热连接件连接。探针钢管由固定卡并行固定在探针钢管支架上，使长柱状的探针钢管得到保护。控制仪器仓设置在探针钢管和探针钢管支架的顶端，控制仪器仓内设置数据记录装置以及控制器和电源。

每段探针钢管设置微型测温传感器，微型测温传感器与控制仪器仓内的数据记录装置连接。微型测温传感器由温度敏感元件和A/D转换电路及存储电路构成。微型测温传感器的温度敏感元件置于探针钢管内侧，微型测温传感器通过RS-485通讯数据线与控制仪器仓内的数据记录装置连接。

每段探针钢管内部设置加热金属丝，加热金属丝串联后连接控制仪器仓内的控制器和电源。

分段的探针钢管由隔热连接件连接。隔热连接件为圆柱体结构，两端分别插入相接的两段探针钢管的管口内，插入探针钢管内的隔热连接件与探针钢管内径由O形圈密封。隔热连接件的中心设置轴向孔，微型测温传感器与控制仪器仓内数据记录装置的连接线从轴向孔内穿过。

本实用新型涉及的深海沉积物地热探针进行地热测量时，将其插入预定区域海底沉积物中，控制开关启动后，每段地热探针钢管上的温度敏感元件分别感应不同深度处海底沉积物温度信号，感应的电信号经A/D转换电路成为数字信号传递给控制仪器仓内的数据记录装置记录和存储。然后，启动加热电源，给海底沉积物增温，再由测温传感器测量温度衰竭的过程，并将测量信号传递给控制仪器仓内的数据记录装置。

深海沉积物地热探针测量结束后，将其从海底沉积物中取出并移到船上，再将控制仪器仓内的数据记录装置通过RS-232接口传送给计算机进行处理，从而获到海底沉积物地热梯度(dT/dz)及热导率(P/4πT(t)t)。

本实用新型涉及的深海沉积物地热探针采用隔热连接件将探针钢管分段隔热连接，避免钢管的传热引起不同层沉积物地热相互干扰，提高深海沉积物地热测量中地热梯度及热导率准确度。

附图说明

图1为现有技术的海底沉积物地热探针结构示意图。

图2为本实用新型的深海沉积物地热探针结构示意图。

图3为图2所示的深海沉积物地热探针的隔热连接件结构示意图。

图4为隔热连接件将两段探针钢管连接一起的状态示意图。

图中标记说明：

1、仪器仓              2、探针

3、探针支架            4、固定卡

5、温度敏感元件        6、控制仪器仓

7、探针钢管支架        8、探针钢管

9、固定卡              10、隔热连接件

11、微型测温传感器     12、连接件端部

13、连接件凸起部       14、O形圈