[發明專利]一種單浮球海底熱流長期觀測系統

有效

• 申請號: 201610280426.6
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN105785470B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 楊小秋;孫兆華;曾信;施小斌;黃健龍;李曉偉;黃銳
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: G01V9/00
• 分類號: G01V9/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 劉明星

技術領域

本發明涉及海底探測設備技術領域，尤其涉及一種用于海底熱流觀測 的自浮式海底熱流長期觀測設備。

背景技術

大地熱流是地球內部熱過程在海底的直接顯示，不僅是了解地球熱散失 速率的關鍵數據，而且是開展動力學研究與重建沉積盆地演化、油氣與水合 物資源潛力評價的基礎數據。海底熱流可以通過鉆孔測溫數據和海底熱流探 針測量。由于石油鉆孔和大洋鉆探鉆孔分布區域有限，而海底熱流探針便于 船載，作業相對靈活，費用較低，且可根據實際科學問題和感興趣海域進行 詳細的熱流測量，因此海底熱流探針是獲取海洋熱流數據的重要手段。在20 世紀50年代，研究學者利用設計的地熱探針在北大西洋海域成功地進行了地 熱探測，開辟了海底熱流調查的時代。船載海底熱流探針的作業方式一般都 是站點投放式作業，僅能得到離散站點、離散時間點的海底熱流數據，但是 對于底水溫度存在較大波動的海域，由于底水溫度的波動會改變海底表層沉 積物溫度分布，導致離散時間點的熱流測量結果無法確切反映來自深部的熱 通量，因此常規船載海底熱流探針，采用站點投放式作業方式，無法準確測 量底水溫度存在較大波動海域的海底地熱參數。此時需要利用單浮球海底熱 流長期觀測系統獲得的海底沉積物溫度長期變化數據可消除底水溫度波動影 響，以獲取可靠的海底地熱參數。

海底熱流長期觀測系統的現有技術存在如下問題和缺陷：

1、現有技術中，插入海底沉積物中進行長期熱流觀測的海底熱流探針很難 回收，通常的做法是將探針與儀器艙水密接頭之間的線纜斬斷或拔開，這樣 做不僅失誤的風險相對較高，而且對于探針來說也是一種浪費。

2、現有技術中，海底熱流長期觀測系統需要搭載多種精密的儀器設備一起 沉入海底。系統到達海底插入沉積物的過程存在著一個矛盾，那就是一方面 需要足夠的向下的動量使探針能夠穩定、有效地插入沉積物中，另一方面插 入的瞬間沉積物層提供的反作用力過大可能會對上方回收單元的精密儀器設 備造成損害性沖擊。這一矛盾目前無法完全解決。

3、現有技術中，海底熱流長期觀測系統往往設計的過于龐大，海上作業困 難。

因此有必要研發一種結構更合理的觀測系統，克服目前海底熱流長期觀 測系統的現有技術中存在的問題和缺陷。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種結構合理、運行穩定的單浮球海底熱流長 期觀測系統，以期能夠準確觀測并順利回收。

本發明所采用的技術方案為：

一種單浮球海底熱流長期觀測系統，包括回收單元和拋棄單元，所述回 收單元包括中空艙體、水密接頭、換能器和設置在該中空艙體底面上的支撐 支架，其中，該水密接頭、該換能器均設置在該中空艙體上，在該支撐支架 上設置有省力杠桿，在該省力杠桿的阻力臂上設有掛鉤，該省力杠桿的動力 臂通過熔斷絲與該換能器連接；該拋棄單元包括頂部設有通孔的中空緩沖艙、 內裝有熱流探測組件的針狀艙、設置在該中空緩沖艙頂部的用于支撐該支撐 支架的支撐塊，在該中空緩沖艙內設有水平設置的配重裝置，該針狀艙的頂 部穿入該中空緩沖艙內與該配重裝置連接，該熱流探測組件通過線纜穿過該 配重裝置、該通孔與該水密接頭連接，在該中空緩沖艙的頂部設有一封閉環， 該掛鉤掛在該封閉環內。