可提高信噪比的海底地震仪设备的制作方法

本发明涉及一种海底地震仪设备，具体涉及一种可提高信噪比的海底地震仪设备。

背景技术：

海底地震仪是为在海底观测地震及其他地壳构造事件引起的微振动而设计的地震仪。目前的海底地震仪设备一般包括：地震仪，地震仪用于检测海底地层的振动信号，且地震仪的浮力大于重力；防护壳体，用于保护地震仪，地震仪固定安装在防护壳体内；镇重锚；金属丝，用于连接防护壳体与镇重锚，已将地震仪、防护壳体与镇重锚连接为一体，金属丝熔断装置，金属丝熔断装置用于熔断金属丝，在回收地震仪时，通过船上工作人员发出指令，使金属丝熔断装置熔断金属丝，使地震仪在浮力作用下与防护壳体一同上浮到海面，以便于工作人员打捞回收地震仪。目前的这种海底地震仪设备中，存在以下不足，其一，由于防护壳体与镇重锚通过金属丝连接，容易出现防护壳体与镇重锚连接松动，使得地震仪容易受到海底水流等外界因素的干扰，降低信噪比，影响地震仪对地震波的接受效果；其二，由于海底环境复杂，容易出现因金属丝熔断装置本身故障、指令接收故障等因素，使得金属丝无法被熔断，而导致地震仪回收失败的问题。

另一方面，由于海底地形复杂，即使选海底地表较为平坦的区域投放海底地震仪，也无法保证镇重锚的底面能够紧密、稳定的支撑与海底面，实际情况是，海底地震仪沉降到海底后，由于海底面凹凸不平，镇重锚的底面与海底面之间往往存在间隙，使得镇重锚与海底面之间的接触面积小，镇重锚的固定在海底的稳定性不佳，容易受到海底水流等外界因素的干扰，降低信噪比，影响地震仪对地震波的接受效果。

技术实现要素：

本发明的第一目的是为了提供一种不仅结构稳定可靠，而且能够可靠的回收海底地震仪的可提高信噪比的海底地震仪设备。

本发明的第二目的是为了提供一种能够有效的提高镇重锚与海底面的接触面积，并使镇重锚稳定的固定在海底，从而有效降低海底水流对地震仪的影响，并增加地震仪对地震波的接受效果，以提高信噪比的可提高信噪比的海底地震仪设备。

本发明的技术方案是：

一种可提高信噪比的海底地震仪设备，包括：地震仪，地震仪用于检测海底地层的振动信号，地震仪的浮力大于重力；防护壳体，用于保护地震仪，所述地震仪固定安装在防护壳体内；镇重锚；地震仪安装结构，地震仪安装结构包括设置在镇重锚上的开口朝上的定位槽、设置在防护壳体底部用于与定位槽配合的定位块、设置在定位块内的密闭腔体、设置在密闭腔体内的电磁铁与为电磁铁提供电源的电池及嵌设在定位槽的底部的铁板，所述定位块插设在定位槽内，且定位块与铁板紧密贴合，所述电磁铁与铁板吸合，以使地震仪、防护壳体与镇重锚紧密的连接为一体；当电池的电量用完后，电磁铁断电，以使地震仪和防护壳体在地震仪的浮力作用下一同上浮。

与现有技术中的海底地震仪通过金属丝连接防护壳体与镇重锚，容易出现防护壳体与镇重锚连接松动，使得地震仪容易受到海底水流等外界因素的干扰，降低信噪比，影响地震仪对地震波的接受效果相比，本方案中的海底地震仪设备通过定位块插设在定位槽内，定位块的端面与铁板紧密贴合，并通过电磁铁与铁板吸合，以使地震仪、防护壳体与镇重锚紧密的连接为一体，其结构稳定可靠，不存在防护壳体与镇重锚连接松动，容易受到海底水流等外界因素的干扰，降低信噪比的问题，可提高地震仪采集数据的质量，提高信噪比。另一方面，与现有技术中的海底地震仪通过金属丝熔断装置熔断金属丝，来实现回收地震仪存在，因金属丝熔断装置本身故障、指令接收故障等因素，使得金属丝无法被熔断，而导致地震仪回收失败的问题相比，本方案中的海底地震仪设备通过电磁铁与铁板吸合，以使地震仪、防护壳体与镇重锚紧密的连接为一体，当电池的电量用完后，电磁铁断电，以使地震仪和防护壳体在地震仪的浮力作用下一同上浮，实现地震仪回收，其能够可靠的回收海底地震仪，不存在因金属丝熔断装置本身故障、指令接收故障等因素，使得金属丝无法被熔断，而导致地震仪回收失败的问题。

作为优选，定位块的外侧面上设有往外延伸的环形盖板，环形盖板位于定位槽的上方，用于遮盖定位槽。如此，可以有效避免沉积物等异物，由定位槽的槽口落入定位槽的侧壁与定位孔之间的缝隙中，以使电池的电量用完，电磁铁断电后，地震仪和防护壳体能够在地震仪的浮力作用下顺利上浮，实现地震仪回收。

作为优选，镇重锚包括底座及设置在底座上表面中部的安装凸台，所述定位槽设置在安装凸台的顶面上，所述环形盖板的边缘设有往下延伸形成的环形罩体，所述安装凸台的顶部伸入环形罩体内。如此，可以进一步避免沉积物等异物，落入定位槽的侧壁与定位孔之间的缝隙中，以使电池的电量用完，电磁铁断电后，地震仪和防护壳体能够在地震仪的浮力作用下顺利上浮，实现地震仪回收。

作为优选，防护壳体包括半球形的下壳体与半球形的上壳体，所述下壳体与上壳体通过法兰连接，所述地震仪固定在下壳体与上壳体内。

作为优选，还包括缝隙填充装置，缝隙填充装置内装有搅拌均匀的混凝土，缝隙填充装置设置在镇重锚上，当镇重锚沉降到海底后，缝隙填充装置内的搅拌均匀的混凝土将被挤出到镇重锚与海底面之间的缝隙内，用于填充镇重锚与海底面之间的缝隙，以提高镇重锚与海底面的接触面积，并使镇重锚稳定的固定在海底。如此，一方面可以有效提高镇重锚与海底面的有效接触面积，增加地震仪对地震波的接受效果，以提高信噪比；另一方面，通过镇重锚与海底面之间的缝隙内填充搅拌均匀的混凝土，在混凝土固化后可以通过混凝土连接镇重锚与海底面，从而使镇重锚稳定、可靠的固定在海底，有效减小地震仪受到海底水流等外界因素的干扰，可提高地震仪采集数据的质量，提高信噪比。

作为优选，缝隙填充装置包括固定在镇重锚上的竖向缸体、滑动设置竖向缸体内的挤出活塞、位于挤出活塞与竖向缸体的内顶面之间的压缩弹簧、设置在竖向缸体外侧面下部的注入口、用于密封注入口的下端盖、设置在竖向缸体的上端面上的排气口、用于密封排气口的上端盖、设置在竖向缸体的下端面上的下阀套、设置在下阀套的内壁上的阀芯柱限位块、设置在竖向缸体的上端面上的上阀套、设置在挤出活塞上的阀芯柱过孔、与下阀套和上阀套配合的阀芯柱及与阀芯柱下端连接的触发杆，所述搅拌均匀的混凝土由注入口注入竖向缸体内，所述上阀套的轴线与竖向缸体的轴线相平行，所述上阀套、下阀套与阀芯柱过孔同轴分布，所述阀芯柱外侧面上部设有呈上下延伸的导气槽，阀芯柱穿过阀芯柱过孔，所述阀芯柱的下端伸入下阀套内，阀芯柱的上端穿过上阀套，阀芯柱与下阀套滑动密封连接，阀芯柱与上阀套滑动密封连接，所述镇重锚上设有竖向通孔，所述下阀套伸入所述竖向通孔内，所述阀芯柱限位块位于阀芯柱的下方，当阀芯柱的下端伸入下阀套内并抵在阀芯柱限位块上时，所述触发杆的下端穿过竖向通孔并位于镇重锚的下方，所述导气槽位于竖向缸体内，当触发杆的下端上移至竖向缸体内时，所述导气槽连通外界与竖向缸体的内腔。

本方案的缝隙填充装置在镇重锚靠近海底时，触发杆的下端将先与海底接触，此后，在镇重锚继续下沉并沉降到海底的过程中，触发杆将带动阀芯柱上移，使阀芯柱的下端上移至竖向缸体内，当阀芯柱的下端上移至竖向缸体内后，所述导气槽连通外界与竖向缸体的内腔，此时，挤出活塞将在压缩弹簧的作用下往下移动，将竖向缸体内的搅拌均匀的混凝土由下阀套压出，并通过竖向通孔的下端口将搅拌均匀的混凝土压入到镇重锚与海底面之间的缝隙内，用于填充镇重锚与海底面之间的缝隙，以提高镇重锚与海底面的接触面积，并使镇重锚稳定的固定在海底。

作为优选，竖向缸体的内壁上部设有用于限位挤出活塞的上限位块，所述挤出活塞位于上限位块的下方。

作为优选，竖向缸体的内壁下部设有用于限位挤出活塞的下限位块，所述挤出活塞位于下限位块的上方，所述注入口位于下限位块的下方。

作为优选，阀芯柱与阀芯柱过孔之间设有中密封圈，且中密封圈固定在阀芯柱过孔的内壁上。

本发明的有益效果是：

其一，与现有技术中的海底地震仪通过金属丝连接防护壳体与镇重锚，容易出现防护壳体与镇重锚连接松动，使得地震仪容易受到海底水流等外界因素的干扰，降低信噪比，影响地震仪对地震波的接受效果相比，本方案中的海底地震仪设备通过定位块插设在定位槽内，定位块的端面与铁板紧密贴合，并通过电磁铁与铁板吸合，以使地震仪、防护壳体与镇重锚紧密的连接为一体，其结构稳定可靠，不存在防护壳体与镇重锚连接松动，容易受到海底水流等外界因素的干扰，降低信噪比的问题，可提高地震仪采集数据的质量，提高信噪比。另一方面，与现有技术中的海底地震仪通过金属丝熔断装置熔断金属丝，来实现回收地震仪存在，因金属丝熔断装置本身故障、指令接收故障等因素，使得金属丝无法被熔断，而导致地震仪回收失败的问题相比，本方案中的海底地震仪设备通过电磁铁与铁板吸合，以使地震仪、防护壳体与镇重锚紧密的连接为一体，当电池的电量用完后，电磁铁断电，以使地震仪和防护壳体在地震仪的浮力作用下一同上浮，实现地震仪回收，其能够可靠的回收海底地震仪，不存在因金属丝熔断装置本身故障、指令接收故障等因素，使得金属丝无法被熔断，而导致地震仪回收失败的问题。

其二，当镇重锚沉降到海底后，缝隙填充装置内的搅拌均匀的混凝土将被挤出到镇重锚与海底面之间的缝隙内，用于填充镇重锚与海底面之间的缝隙，以提高镇重锚与海底面的接触面积，并使镇重锚稳定的固定在海底。如此，一方面可以有效提高镇重锚与海底面的有效接触面积，增加地震仪对地震波的接受效果，提高提高信噪比；另一方面，通过镇重锚与海底面之间的缝隙内填充搅拌均匀的混凝土，在混凝土固化后可以通过混凝土连接镇重锚与海底面，从而使镇重锚稳定、可靠的固定在海底，有效减小地震仪受到海底水流等外界因素的干扰，可提高地震仪采集数据的质量，提高信噪比。

附图说明

图1是本发明的可提高信噪比的海底地震仪设备的一种结构示意图。

图2是图1中a出处的局部放大图。

图3是本发明的可提高信噪比的海底地震仪设备在沉降到海底后的一种结构示意图。

图中：

镇重锚1，底座1.1，安装凸台1.2，竖向通孔1.3；

缝隙填充装置2，混凝土2.0，竖向缸体2.1，挤出活塞2.2，压缩弹簧2.3，下阀套2.4，阀芯柱限位块2.5，上阀套2.6，上密封圈2.7，阀芯柱2.8，注入口2.9，下端盖2.10，排气口2.11，上端盖2.12，上限位块2.13，阀芯柱过孔2.14，中密封圈2.15，下密封圈2.16，下限位块2.17、触发杆2.18，导气槽2.19；

地震仪3；

防护壳体4，下壳体4.1，上壳体4.2；

地震仪安装结构5，定位槽5.1，定位块5.2，电磁铁5.3，铁板5.4，环形盖板5.5，环形罩体5.6。

具体实施方式

为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本发明方案的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体:可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体实施例一：如图1所示，一种可提高信噪比的海底地震仪设备，包括地震仪3、防护壳体4、镇重锚1及地震仪安装结构5。地震仪用于检测海底地层的振动信号，地震仪的浮力大于重力。防护壳体用于保护地震仪。地震仪固定安装在防护壳体内。地震仪安装结构5包括设置在镇重锚上的开口朝上的定位槽5.1、设置在防护壳体底部用于与定位槽配合的定位块5.2、设置在定位块内的密闭腔体、设置在密闭腔体内的电磁铁5.3、设置在密闭腔体内为电磁铁提供电源的电池及嵌设在定位槽的底部的铁板5.4。定位块插设在定位槽内，定位块与铁板紧密贴合，具体而言是，定位块的下端面与铁板紧的上表面密贴合。电磁铁与铁板吸合，以使地震仪、防护壳体与镇重锚紧密的连接为一体。当电池的电量用完后，电磁铁断电，以使地震仪和防护壳体在地震仪的浮力作用下一同上浮。

与现有技术中的海底地震仪通过金属丝连接防护壳体与镇重锚，容易出现防护壳体与镇重锚连接松动，使得地震仪容易受到海底水流等外界因素的干扰，降低信噪比，影响地震仪对地震波的接受效果相比，本方案中的海底地震仪设备通过定位块插设在定位槽内，定位块的端面与铁板紧密贴合，并通过电磁铁与铁板吸合，以使地震仪、防护壳体与镇重锚紧密的连接为一体，其结构稳定可靠，不存在防护壳体与镇重锚连接松动，容易受到海底水流等外界因素的干扰，降低信噪比的问题，可提高地震仪采集数据的质量，提高信噪比。

另一方面，与现有技术中的海底地震仪通过金属丝熔断装置熔断金属丝，来实现回收地震仪存在，因金属丝熔断装置本身故障、指令接收故障等因素，使得金属丝无法被熔断，而导致地震仪回收失败的问题相比，本方案中的海底地震仪设备通过电磁铁与铁板吸合，以使地震仪、防护壳体与镇重锚紧密的连接为一体，当电池的电量用完后，电磁铁断电，电磁铁失磁，此时，地震仪和防护壳体在地震仪的浮力作用下一同上浮，实现地震仪回收，其能够可靠的回收海底地震仪，不存在因金属丝熔断装置本身故障、指令接收故障等因素，使得金属丝无法被熔断，而导致地震仪回收失败的问题。

进一步的，如图1所述，定位块的外侧面上设有往外延伸的环形盖板5.5，环形盖板位于定位槽的上方，用于遮盖定位槽。如此，可以有效避免沉积物等异物，由定位槽的槽口落入定位槽的侧壁与定位孔之间的缝隙中，以使电池的电量用完，电磁铁断电后，地震仪和防护壳体能够在地震仪的浮力作用下顺利上浮，实现地震仪回收。

进一步的，如图1所述，镇重锚包括底座1.1及设置在底座上表面中部的安装凸台1.2，定位槽设置在安装凸台的顶面上，环形盖板的边缘设有往下延伸形成的环形罩体5.6，安装凸台的顶部伸入环形罩体内。如此，可以进一步避免沉积物等异物，落入定位槽的侧壁与定位孔之间的缝隙中，以使电池的电量用完，电磁铁断电后，地震仪和防护壳体能够在地震仪的浮力作用下顺利上浮，实现地震仪回收。

进一步的，如图1所述，防护壳体4包括半球形的下壳体4.1与半球形的上壳体4.2，下壳体与上壳体通过法兰连接，地震仪固定在下壳体与上壳体内。

进一步的，如图1、图2所示，可提高信噪比的海底地震仪设备还包括缝隙填充装置2。缝隙填充装置内装有搅拌均匀的混凝土2.0，缝隙填充装置设置在镇重锚上，当镇重锚沉降到海底后，缝隙填充装置内的搅拌均匀的混凝土将被挤出到镇重锚与海底面之间的缝隙内，用于填充镇重锚与海底面之间的缝隙，以提高镇重锚与海底面的接触面积，并使镇重锚稳定的固定在海底。如此，一方面可以有效提高镇重锚与海底面的有效接触面积，增加地震仪对地震波的接受效果，提高提高信噪比；另一方面，通过镇重锚与海底面之间的缝隙内填充搅拌均匀的混凝土，在混凝土固化后可以通过混凝土连接镇重锚与海底面，从而使镇重锚稳定、可靠的固定在海底，有效减小地震仪受到海底水流等外界因素的干扰，可提高地震仪采集数据的质量，提高信噪比。

具体的，如图1、图2所示，缝隙填充装置2包括固定在镇重锚上的竖向缸体2.1、滑动设置竖向缸体内的挤出活塞2.2、位于挤出活塞与竖向缸体的内顶面之间的压缩弹簧2.3、设置在竖向缸体外侧面下部的注入口2.9、用于密封注入口的下端盖2.10、设置在竖向缸体的上端面上的排气口2.11、用于密封排气口的上端盖2.12、设置在竖向缸体的下端面上的下阀套2.4、设置在下阀套的内壁上的阀芯柱限位块2.5、设置在竖向缸体的上端面上的上阀套2.6、设置在挤出活塞上的阀芯柱过孔2.14、与下阀套和上阀套配合的阀芯柱2.8及与阀芯柱下端连接的触发杆2.18。本实施例中，下端盖与注入口通过螺纹连接，上端盖与排气口通过螺纹连接。上阀套的轴线与竖向缸体的轴线相平行。上阀套、下阀套与阀芯柱过孔同轴分布。触发杆的外径小于阀芯柱的外径。

阀芯柱外侧面上部设有呈上下延伸的导气槽2.19。阀芯柱穿过阀芯柱过孔，本实施例中，阀芯柱与阀芯柱过孔之间设有中密封圈2.15，且中密封圈固定在阀芯柱过孔的内壁上。阀芯柱的下端伸入下阀套内，阀芯柱的上端穿过上阀套。阀芯柱与下阀套滑动密封连接，具体而言是，下阀套的内壁上设有下密封圈2.16，阀芯柱通过下密封圈与下阀套滑动密封连接。阀芯柱与上阀套滑动密封连接，具体而言是，上阀套的内壁上设有上密封圈2.7，阀芯柱通过上密封圈与上阀套滑动密封连接。本实施例中，上阀套与下阀套的内径相同，竖向缸体的内径大于上阀套的外径。

镇重锚上设有竖向通孔1.3，本实施例中，竖向通孔设置在底座上，且竖向通孔贯穿底座的上下表面，竖向缸体固定在底座的上表面上。下阀套伸入所述竖向通孔内。阀芯柱限位块位于阀芯柱的下方。

如图2所示，当阀芯柱的下端伸入下阀套内并抵在阀芯柱限位块上时，触发杆的下端穿过竖向通孔并位于镇重锚的下方，导气槽位于竖向缸体内。

当触发杆的下端上移至竖向缸体内时，导气槽连通外界与竖向缸体的内腔，具体而言是，当触发杆的下端上移至竖向缸体内时，导气槽的上部位于上阀套的上方，导气槽的下部位于挤压活塞上方的竖向缸体的内腔内，以使导气槽连通外界与竖向缸体的内腔。

搅拌均匀的混凝土由注入口注入竖向缸体内，具体操作时，先取下上端盖，并使阀芯柱的下端伸入下阀套内并抵在阀芯柱限位块上；接着，将搅拌均匀的混凝土由注入口注入竖向缸体内，即在海底地震仪设备下放到海中之前，将搅拌均匀的混凝土由注入口注入到位于挤出活塞下方的竖向缸体内，使挤出活塞上移并进一步压缩竖向缸体内的压缩弹簧，然后立即通过下端盖密封注入口；再接着，将海底地震仪设备下放到海中。

如图3所示，本实施例的缝隙填充装置在镇重锚靠近海底时，触发杆的下端将先与海底接触，此后，在镇重锚继续下沉并沉降到海底的过程中，触发杆将带动阀芯柱上移，使阀芯柱的下端上移至竖向缸体内，当阀芯柱的下端上移至竖向缸体内后，所述导气槽连通外界与竖向缸体的内腔，此时，挤出活塞将在压缩弹簧的作用下往下移动，将竖向缸体内的搅拌均匀的混凝土由下阀套压出，并通过竖向通孔的下端口将搅拌均匀的混凝土压入到镇重锚与海底面之间的缝隙内，用于填充镇重锚与海底面之间的缝隙，在混凝土固化后，可以有效提高镇重锚与海底面的接触面积，并使镇重锚稳定、可靠的固定在海底。

进一步的，如图2所示，竖向缸体的内壁上部设有用于限位挤出活塞的上限位块2.13，挤出活塞位于上限位块的下方。

竖向缸体的内壁下部设有用于限位挤出活塞的下限位块2.17，挤出活塞位于下限位块的上方，注入口位于下限位块的下方。

进一步的，如图2所示，阀芯柱与阀芯柱过孔之间设有中密封圈2.15，且中密封圈固定在阀芯柱过孔的内壁上。

进一步的，缝隙填充装置为四个，且四个缝隙填充装置均分布在地震仪的四周，镇重锚上的竖向通孔与缝隙填充装置一一对应。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。