基于海上固定平台的水下观测设备的制作方法

本发明涉及海洋勘测领域，具体涉及基于海上固定平台的水下观测设备。

背景技术：

1、石油平台附近海底，在需要打钻井位置处，需要勘测相关的数据，比如温度、水流流速等，还有通过生物化学传感器等对因打井相关的液体泄露进行观测。

2、现有石油平台下方的水下观测设备多为固定式结构，投放后位置很难更改，不能够大范围的进行观测，使用受限。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，提出了一种基于海上固定平台的水下观测设备。

2、本发明采取的技术方案如下：

3、一种基于海上固定平台的水下观测设备，包括：

4、母座，设于海底，所述母座通过缆线与海上固定平台连接，海上固定平台通过所述缆线与母座传送信息并为母座供电，所述母座具有支撑台，所述支撑台上具有锥形定位孔，支撑台上还具有信号接受单元；

5、收卷机构，安装在所述母座中，所述收卷机构具有收卷盘、绕设在所述收卷盘上的电缆以及驱动收卷盘转动的收卷电机，所述电缆的第一端与母座电连接，所述电缆的第二端穿过所述锥形定位孔；

6、移动式观测装置，具有机架以及安装在机架上的动力机构、锥形定位块、观测传感器组件以及信号传送单元，移动式观测装置通过所述动力机构能够在海底上转移位置，所述电缆的第二端与所述锥形定位块固定，并为移动式观测装置供电；

7、移动式观测装置能够定期将采集的数据输送至母座或海上固定平台，每次数据输送包括以下操作：动力机构驱动移动式观测装置上移，同时收卷机构的收卷电机工作收卷电缆，使移动式观测装置向母座一侧移动，直至锥形定位块嵌入支撑台的锥形定位孔上，移动式观测装置的信号传送单元将观测传感器组件采集的数据传送至母座的信号接受单元。

8、本申请的水下观测设备依托于海上固定平台，能够长期给母座提供电力，母座通过能够收卷的电缆给移动式观测装置供电，移动式观测装置通过动力机构能够在海底上转移位置，在较大范围内进行观测，且在观测完成后，通过收卷机构能够收卷至母座上，并通过锥形定位孔和锥形定位块进行自定位，最终通过信号接受单元和信号传送单元来传输观测传感器组件采集的数据信息；本申请通过动力机构驱动移动式观测装置上移的方式，结合收卷电机收卷动作，能够防止海底物体阻碍移动式观测装置的移动，能够使移动式观测装置快速可靠的向母座一侧移动，且最终通过锥形定位孔和锥形定位块的配合，可靠定位住。

9、实际运用时，为了降低电缆的外径，提高移动式观测装置的移动范围，电缆可以为细的绳索，此时绳索不再具有供电功能，移动式观测装置自带电源，此时，支撑台上具有无线充电单元，在锥形定位块嵌入支撑台的锥形定位孔后，无线充电单元能够给移动式观测装置进行无线充电。

10、实际运用时，观测传感器组件可以具有多种不同类型的传感器，比如用于探测海底热流的探针，比如观测打井相关的液体泄露的生物化学传感器，比如温度传感器、盐度传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、水质仪、海流计、摄像头等等。

11、于本发明其中一实施例中，所述锥形定位块转动安装在机架上，移动式观测装置还包括驱动锥形定位块转动的切换电机，所述锥形定位块具有自有状态和竖直状态，所述切换电机用于在收卷电机驱动移动式观测装置移动至支撑台时，使所述锥形定位块处于竖直状态，竖直状态下，所述锥形定位块与锥形定位孔相适配。

12、竖直状态锥形定位块与锥形定位孔相适配，能够实现可靠的自定位；在移动式观测装置向周边移动时，此时锥形定位块处于自由状态，锥形定位块能够自适应的转动，保证电缆与锥形定位块处于合适的角度。

13、于本发明其中一实施例中，所述机架具有多个绕所述锥形定位块设置的支撑脚，所述支撑脚具有倾斜的杆部和固定在杆部下端的支撑部，各杆部形成上窄下宽的导向结构，所述导向结构的上端内径大于等于所述支撑台的外径，在移动式观测装置刚落至支撑台时，所述导向结构的下端外套在支撑台上，在机架进一步下移时，导向结构通过各杆部限定机架的位置，最终使锥形定位块嵌入支撑台的锥形定位孔上。

14、本申请的支撑脚除了起支撑作用，其还能形成导向结构。支撑脚形成的导向结构用于在移动式观测装置移动至母座时起最初的导向作用，防止机架偏移支撑台，通过导向结构和锥形定位孔的双限位结构能够有效保证机架收卷回母座时能够可靠定位住。

15、于本发明其中一实施例中，所述动力机构包括：

16、至少一个升降电动叶轮组件，设置在机架上，用于带动机架上下移动；

17、两个并排设置的水平电动叶轮组件，设置在机架上，用于带动机架前后左右移动。

18、于本发明其中一实施例中，所述支撑台具有霍尔传感器，所述机架具有磁铁，所述霍尔传感器用于感应所述磁铁；

19、收卷电机工作收卷电缆，使移动式观测装置向母座一侧移动直至锥形定位块嵌入支撑台的锥形定位孔后，两个水平电动叶轮组件工作，产生相反方向的推力，使机架绕锥形定位块的轴线转动，直至磁铁与霍尔传感器的位置相对应，此时信号传送单元与信号接受单元相对应。

20、当信号传送单元与信号接受单元相对应时（距离最近），此时信号传输的速度最高，但每次移动式观测装置收卷至母座时并不能保证信号传送单元与信号接受单元相对应，通过设置磁铁和有霍尔传感器能够进行定位，结合两个水平电动叶轮组件的作用能够实现机架的绕轴线转动，最终在磁铁与霍尔传感器相对应的位置停住，此时能够保证信号传送单元与信号接受单元相对应。

21、于本发明其中一实施例中，信号传送单元与信号接受单元采用无线信号进行通讯。

22、于本发明其中一实施例中，所述支撑台上具有行程开关，所述行程开关用于控制收卷电机的收卷动作，收卷电机工作收卷电缆的过程中，当机架与支撑台接触时，机架触发所述行程开关，所述收卷电机停止工作。

23、于本发明其中一实施例中，所述母座上也具有观测传感器组件，母座上的观测传感器组件用于采集母座所在区域的数据。

24、于本发明其中一实施例中，所述海上固定平台为石油平台。

25、本发明的有益效果是：本申请的水下观测设备依托于海上固定平台，能够长期给母座提供电力，母座通过能够收卷的电缆给移动式观测装置供电，移动式观测装置通过动力机构能够在海底上转移位置，在较大范围内进行观测，且在观测完成后，通过收卷机构能够收卷至母座上，并通过锥形定位孔和锥形定位块进行自定位，最终通过信号接受单元和信号传送单元来传输观测传感器组件采集的数据信息；本申请通过动力机构驱动移动式观测装置上移的方式，结合收卷电机收卷动作，能够防止海底物体阻碍移动式观测装置的移动，能够使移动式观测装置快速可靠的向母座一侧移动，且最终通过锥形定位孔和锥形定位块的配合，可靠定位住。

技术特征：

1.一种基于海上固定平台的水下观测设备，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于海上固定平台的水下观测设备，其特征在于，所述锥形定位块转动安装在机架上，移动式观测装置还包括驱动锥形定位块转动的切换电机，所述锥形定位块具有自有状态和竖直状态，所述切换电机用于在收卷电机驱动移动式观测装置移动至支撑台时，使所述锥形定位块处于竖直状态，竖直状态下，所述锥形定位块与锥形定位孔相适配。

3.如权利要求2所述的基于海上固定平台的水下观测设备，其特征在于，所述机架具有多个绕所述锥形定位块设置的支撑脚，所述支撑脚具有倾斜的杆部和固定在杆部下端的支撑部，各杆部形成上窄下宽的导向结构，所述导向结构的上端内径大于等于所述支撑台的外径，在移动式观测装置刚落至支撑台时，所述导向结构的下端外套在支撑台上，在机架进一步下移时，导向结构通过各杆部限定机架的位置，最终使锥形定位块嵌入支撑台的锥形定位孔上。

4.如权利要求2所述的基于海上固定平台的水下观测设备，其特征在于，所述动力机构包括：

5.如权利要求4所述的基于海上固定平台的水下观测设备，其特征在于，所述支撑台具有霍尔传感器，所述机架具有磁铁，所述霍尔传感器用于感应所述磁铁；

6.如权利要求5所述的基于海上固定平台的水下观测设备，其特征在于，信号传送单元与信号接受单元采用无线信号进行通讯。

7.如权利要求1所述的基于海上固定平台的水下观测设备，其特征在于，所述支撑台上具有行程开关，所述行程开关用于控制收卷电机的收卷动作，收卷电机工作收卷电缆的过程中，当机架与支撑台接触时，机架触发所述行程开关，所述收卷电机停止工作。

8.如权利要求1所述的基于海上固定平台的水下观测设备，其特征在于，所述观测传感器组件包括生物化学传感器、温度传感器、盐度传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、水质仪、海流计、摄像头以及热流探针中的至少两个。

9.如权利要求1所述的基于海上固定平台的水下观测设备，其特征在于，所述母座上也具有观测传感器组件，母座上的观测传感器组件用于采集母座所在区域的数据。

10.如权利要求1所述的基于海上固定平台的水下观测设备，其特征在于，所述海上固定平台为石油平台。

技术总结
本申请公开了一种基于海上固定平台的水下观测设备，包括：母座，具有支撑台，支撑台上具有锥形定位孔，支撑台上还具有信号接受单元；收卷机构，具有收卷盘、电缆以及收卷电机；移动式观测装置，具有机架以及安装在机架上的动力机构、锥形定位块、观测传感器组件以及信号传送单元，电缆的第二端与锥形定位块固定。本申请的水下观测设备依托于海上固定平台，能够长期给母座提供电力，母座通过能够收卷的电缆给移动式观测装置供电，移动式观测装置通过动力机构能够在海底上转移位置，在较大范围内进行观测，且在观测完成后，通过收卷机构能够收卷至母座上，并通过锥形定位孔和锥形定位块进行自定位，最终通过信号接受单元和信号传送单元来传输信息。

技术研发人员：金魏芳,丁涛,蔺飞龙,周蓓锋,梁楚进
受保护的技术使用者：自然资源部第二海洋研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4