[发明专利]一种单浮球海底热流长期观测系统

说明书

技术领域

本发明涉及海底探测设备技术领域，尤其涉及一种用于海底热流观测 的自浮式海底热流长期观测设备。

背景技术

大地热流是地球内部热过程在海底的直接显示，不仅是了解地球热散失 速率的关键数据，而且是开展动力学研究与重建沉积盆地演化、油气与水合 物资源潜力评价的基础数据。海底热流可以通过钻孔测温数据和海底热流探 针测量。由于石油钻孔和大洋钻探钻孔分布区域有限，而海底热流探针便于 船载，作业相对灵活，费用较低，且可根据实际科学问题和感兴趣海域进行 详细的热流测量，因此海底热流探针是获取海洋热流数据的重要手段。在20 世纪50年代，研究学者利用设计的地热探针在北大西洋海域成功地进行了地 热探测，开辟了海底热流调查的时代。船载海底热流探针的作业方式一般都 是站点投放式作业，仅能得到离散站点、离散时间点的海底热流数据，但是 对于底水温度存在较大波动的海域，由于底水温度的波动会改变海底表层沉 积物温度分布，导致离散时间点的热流测量结果无法确切反映来自深部的热 通量，因此常规船载海底热流探针，采用站点投放式作业方式，无法准确测 量底水温度存在较大波动海域的海底地热参数。此时需要利用单浮球海底热 流长期观测系统获得的海底沉积物温度长期变化数据可消除底水温度波动影 响，以获取可靠的海底地热参数。

海底热流长期观测系统的现有技术存在如下问题和缺陷：

1、现有技术中，插入海底沉积物中进行长期热流观测的海底热流探针很难 回收，通常的做法是将探针与仪器舱水密接头之间的线缆斩断或拔开，这样 做不仅失误的风险相对较高，而且对于探针来说也是一种浪费。

2、现有技术中，海底热流长期观测系统需要搭载多种精密的仪器设备一起 沉入海底。系统到达海底插入沉积物的过程存在着一个矛盾，那就是一方面 需要足够的向下的动量使探针能够稳定、有效地插入沉积物中，另一方面插 入的瞬间沉积物层提供的反作用力过大可能会对上方回收单元的精密仪器设 备造成损害性冲击。这一矛盾目前无法完全解决。

3、现有技术中，海底热流长期观测系统往往设计的过于庞大，海上作业困 难。

因此有必要研发一种结构更合理的观测系统，克服目前海底热流长期观 测系统的现有技术中存在的问题和缺陷。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构合理、运行稳定的单浮球海底热流长 期观测系统，以期能够准确观测并顺利回收。

本发明所采用的技术方案为：

一种单浮球海底热流长期观测系统，包括回收单元和抛弃单元，所述回 收单元包括中空舱体、水密接头、换能器和设置在该中空舱体底面上的支撑 支架，其中，该水密接头、该换能器均设置在该中空舱体上，在该支撑支架 上设置有省力杠杆，在该省力杠杆的阻力臂上设有挂钩，该省力杠杆的动力 臂通过熔断丝与该换能器连接；该抛弃单元包括顶部设有通孔的中空缓冲舱、 内装有热流探测组件的针状舱、设置在该中空缓冲舱顶部的用于支撑该支撑 支架的支撑块，在该中空缓冲舱内设有水平设置的配重装置，该针状舱的顶 部穿入该中空缓冲舱内与该配重装置连接，该热流探测组件通过线缆穿过该 配重装置、该通孔与该水密接头连接，在该中空缓冲舱的顶部设有一封闭环， 该挂钩挂在该封闭环内。