一种小型海底可控源电磁采集站制造技术

一种小型海底可控源电磁采集站，包括主体框架、玻璃浮球、球内电子部件、水声换能器、电腐蚀脱钩器、水泥块、电场测量臂、磁场传感器、电极、姿态记录装置、玻璃钢旗杆、红旗、不锈钢缆；球内电子部件包括声通讯模块、信标模块、采集电路、电场前置放大器、电源管理电路、锂电池组。电子元件集成于单个17英寸玻璃浮球内，省去用于容纳电子部件的压力舱；采用小直径磁场传感器，大大减小了其水中重量；采用电腐蚀脱钩器，省去了声学机械释放器降低了水中重量；采用水泥块双环钢缆连接，进一步增强脱钩释放可靠性；主体框架长宽高仅为50cm*50cm*70cm，相比以往研究成果具有体积小、重量轻、成本低，内部结构紧凑，功能完善、海上作业施工高效等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海底以下介质电性结构探测及水下舰艇泄漏电磁场监听
，具体为一种小型海底可控源电磁采集站。
技术介绍
当人们将油气资源勘探目标逐渐转向海洋，为了降低海上钻井风险，油服公司逐渐引入海洋电磁作业，对目标油储层进行电磁勘探，以弥补地震勘探的不足，海洋可控源电磁法是一种新兴、热门海洋地球物理方法。海洋可控源电磁方法通过将发射源置于距离海底一定高度发射人工电磁场信号，大量位于海底的海洋可控源电磁采集站采集人工场源及天然场源信号，发射源位于勘探船尾部，通过深拖缆连接，按照一定的路线走航。采集满一定数量信号后，回收采集站，下载采集站中的数据，综合发射电流信息、采集站数据、导航信息，并对数据进行处理解释得到海底以下介质电性分布。海洋可控源电磁方法已成为海底油气探测的重要方法。该方法要求海上施工一次性要求投放数十台采集站，因此对采集站的易用性、海上作业效率、作业成本提出了较高要求。传统的海洋可控源电磁采集站多采用4-6浮球结构，主体框架尺寸多在1.1m*1.1m*1.4m左右，空气中重量约为400kg，这一技术现状使得小型调查船难以开展海洋可控源电磁方法海上作业。因此，随着海洋可控源电磁方法的日趋成熟，面向海洋可控源电磁方法的需求，保证性能的前提下采集站的小型化是趋势所在。同时在港口防护中，需要对进出港口或海域的不明舰艇进行防卫，舰艇水下或水面运动过程中所产生的泄露电磁场常常被用作跟踪信号，通过在敏感水域布设海底电磁采集站监听舰艇泄露电磁信号是发现及跟踪舰艇的有效手段之一，目前逐步引起了军事界的关注。2011年美国QUSAR公司在加州大学Scripps海洋研究所的支持下，研制了小型化单球海洋可控源电磁采集站，海上试验表明记录性能优良，试验效果集能与传统的采集站相媲美。目前国内尚未见单球小型采集站的应用报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种小型化海底可控源电磁采集站，是在前期研制的4个17英寸浮球海底可控源电磁采集站的基础上，将采集舱电路集成至单个17英寸玻璃浮球中，省去了采集承压舱，将磁传感器舱压缩至直径58mm，长度1100mm，并增加了声通讯功能，电腐蚀释放机构，省去了声学机械释放器，减小主体框架尺寸，减轻了水泥块4体积及重量，增加了姿态检测装置，降低了整机功耗，海底持续工作24天以上，主体框架尺寸压缩至50*50*70cm，空气中重量减小至70kg。以上措施降低了对海洋调查船舶的要求，提高了海上作业效率，节省了海上作业成本。可以实现天然场源的海底MT信号和可控源电磁信号观测，满足海底油气资源探测等地球物理研究需求及水下舰艇泄漏电磁场监听等军事用途。为达到上述目的，本专利技术的技术解决方案是：一种小型海底可控源电磁采集站，所述电磁采集站采用单个玻璃仪器舱，并设置声通讯模块、换能器与电腐蚀脱钩器，无需声学机械释放器。进一步的，所述采集站包括：主体框架、玻璃仪器舱、仪器舱电子组件、水泥块组件、磁场传感器、电场测量臂、电场传感器、声学换能器、姿态方位记录装置、玻璃钢旗杆、红旗、电腐蚀脱钩器和不锈钢缆。进一步的，所述玻璃仪器舱固定在所述主体框架内，所述玻璃仪器舱为电子部件深水环境下提供承压空间，并为采集站上浮时提供充足的浮力，所述仪器舱电子组件设置于所述玻璃仪器舱内，所述水泥块组件通过不锈钢缆固定在所述主体框架底部，所述磁场传感器、电场测量臂、电场传感器、声学换能器、姿态方位记录装置、玻璃钢旗杆设置于所述主体框架上。进一步的，所述磁场传感器和电场测量臂均设置于所述主体框架两侧，所述电场测量臂为伸缩结构，所述电场测量臂由第一管体和第二管体组成，所述第一管体直径大于第二管体直径，所述第一管体内径与所述第二管体外径相同，所述第一管体一端与所述主体框架连接，所述第二管体容置于所述第一管体内，所述玻璃钢旗杆设置于所述主体框架顶端，所述电场传感器设置于第二管体远离所述主体框架一端和玻璃钢旗杆顶端。进一步的，所述红旗设置于所述玻璃钢旗杆上。进一步的，所述水泥块组件包括：水泥块、设置于水泥块四个角的弹簧腿和设置于水泥块两端的铝圆环，所述电腐蚀脱钩器设置于所述主体框架顶部，所述电腐蚀脱钩器与多根不锈钢缆连接，多根所述不锈钢缆另一端与所述水泥块上的铝圆环连接。进一步的，所述仪器舱电子组件包括：电场前置放大器、磁场前置放大器、采集电路、声通讯模块、信标电路、电源管理电路和锂电池组，所述采集电路分别与所述电场前置放大器、磁场前置放大器、信标电路和电源管理电路一端连接，所述电场前置放大器另一端与电场传感器连接，所述磁场前置放大器另一端与磁场传感器连接，所述信标电路另一端与所述声通讯模块一端连接，所述声通讯模块另一端与所述声学换能器连接，所述电源管理电路另一端与所述锂电池组连接。进一步的，所述信标电路包括：单片机、GPS模块、气压计、温度计、电池电压测量电路、实时钟、闪光灯、数传模块、姿态传感器和恒流源，所述单片机分别与GPS模块、气压计、温度计、电池电压测量单元、实时钟、闪光灯、数传模块、姿态传感器和恒流源连接。进一步的，所述电源管理电路包括第一充电模块、第二充电模块、第三充电模块、第四充电模块、第五充电模块、值班电源转换模块、数字电源转换模块和模拟电源转换模块，所述第一充电模块、第二充电模块、第三充电模块、第四充电模块、第五充电模块、值班电源转换模块、数字电源转换模块和模拟电源转换模块均与锂电池组连接。附图说明根据结合附图的本实施例的下面说明，本专利技术的这些和/或其他方面和优点将变得清楚且更容易理解，其中附图：图1为采集站零部件结构简图；图2为水泥块组件结构简图；图3为球内电子部件原理框图；图4为信标模块电路原理框图；图5为电源管理电路原理框图。具体实施方法为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。如图1所示，一种小型海底可控源电磁采集站，所述采集站包括：主体框架1、玻璃仪器舱2、仪器舱电子组件3、水泥块组件4、磁场传感器5、电场测量臂6、电场传感器7、声学换能器8、姿态方位记录装置9、玻璃钢旗杆10、红旗11、电腐蚀脱钩器12和不锈钢缆13。所述玻璃仪器舱2固定在所述主体框架1内，所述玻璃仪器舱2为电子部件深水环境下提供承压空间，并为采集站上浮时提供充足的浮力，所述仪器舱电子组件3设置于所述玻璃仪器舱2内，所述水泥块组件4通过不锈钢缆13固定在所述主体框架1底部，所述磁场传感器5、电场测量臂6、电场传感器7、声学换能器8、姿态方位记录装置9、玻璃钢旗杆10设置于所述主体框架1上。所述磁场传感器5和电场测量臂6均设置于所述主体框架1两侧，所述电场测量臂6为伸缩结构，所述电场测量臂6由第一管体和第二管体组成，所述第一管体直径大于第二管体直径，所述第一管体内径与所述第二管体外径相同，所述第一管体一端与所述主体框架1连接，所述第二管体容置于所述第一管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型海底可控源电磁采集站，其特征在于，所述电磁采集站采用单个玻璃仪器舱，并设置声通讯模块、换能器与电腐蚀脱钩器，无需声学机械释放器。

【技术特征摘要】
1.一种小型海底可控源电磁采集站，其特征在于，所述电磁采集站采用单个玻璃仪器舱，并设置声通讯模块、换能器与电腐蚀脱钩器，无需声学机械释放器。2.根据权利要求1所述的电磁采集站，其特征在于，所述采集站包括：主体框架、玻璃仪器舱、仪器舱电子组件、水泥块组件、磁场传感器、电场测量臂、电场传感器、声学换能器、姿态方位记录装置、玻璃钢旗杆、红旗、电腐蚀脱钩器和不锈钢缆。3.根据权利要求2所述的电磁采集站，其特征在于，所述玻璃仪器舱固定在所述主体框架内，所述玻璃仪器舱为电子部件深水环境下提供承压空间，并为采集站上浮时提供充足的浮力，所述仪器舱电子组件设置于所述玻璃仪器舱内，所述水泥块组件通过不锈钢缆固定在所述主体框架底部，所述磁场传感器、电场测量臂、电场传感器、声学换能器、姿态方位记录装置、玻璃钢旗杆设置于所述主体框架上。4.根据权利要求3所述的电磁采集站，其特征在于，所述磁场传感器和电场测量臂均设置于所述主体框架两侧，所述电场测量臂为伸缩结构，所述电场测量臂由第一管体和第二管体组成，所述第一管体直径大于第二管体直径，所述第一管体内径与所述第二管体外径相同，所述第一管体一端与所述主体框架连接，所述第二管体容置于所述第一管体内，所述玻璃钢旗杆设置于所述主体框架顶端，所述电场传感器设置于第二管体远离所述主体框架一端和玻璃钢旗杆顶端。5.根据权利要求4所述的电磁采集站，其特征在于，所述红旗设置于所述玻璃钢旗杆上。6.根据权利要求3所述的电磁采集站，其特征在于，所述水泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，邓明，魏文博，金胜，王猛，叶高峰，景建恩，张启升，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11