坐底式潜标观测系统及其在天然气水合物区的试验性应用

为满足天然气水合物调查区对海底环境长期原位监测的需求,研发了坐底式潜标观测系统(海底观测基站),该系统是研究海底尤其是天然气水合物区海底环境特征的关键技术手段,可用于采集海底边界层位长期连续环境参数,评估天然气水合物开采可能引发的环境影响,为安全有效地使用天然气水合物资源提供科学依据。坐底式潜标观测系统采用坐底式设计,最大工作深度4 000m,搭载了甲烷、二氧化碳、温盐深、溶解氧、浊度计、透射计、声学多普勒剖面仪以及定点海流计等传感器,通过声学释放器丢弃抛载锚完成上浮回收。研制完成后,成功在南海北部陆坡区进行了试验性应用,顺利完成回收,并采集到试验站位海底边界层位预定观测的各海洋物理化学环境参数。本系统在水下连续工作时间不小于180天,并可根据需求增加电池仓,延长观测周期,使长期监测能力覆盖整个水合物开采周期,可对开采前、中、后海底甲烷的泄漏情况进行对比,并对甲烷的来源进行分析,具有重要的现实意义和良好的应用前景。

海水压力模拟试验台的设计

考虑到液压浮力调节系统的重要性,设计了一台模拟海洋压力环境,用来测试液压浮力调节系统的试验台。试验台利用液压系统实现海洋压力环境的模拟,使得液压浮力调节系统的性能在真实压力环境下得到测试,提高了设备运行的可靠性。通过试验台实际的工作状况和应用,并对采集到的压力数据进行记录和分析,得到试验台能够模拟海水压力变化情况,完成对液压浮力调节系统的测试。该设备原理简单、运行稳定、现场使用效果良好。

基于齿轮-滚珠丝杠传动的浮力调节装置的设计

设计了一种微型直流电机驱动的基于齿轮-滚珠丝杠与活塞结构的浮力调节装置。分析了装置的结构及其工作原理,给出了装置中主要力学参数的计算公式。该装置利用微型直流电机产生动力,经过齿轮-滚珠丝杠传动系统带动滚珠螺母线性运动。由于滚珠螺母与活塞通过活塞盖进行连接,进而实现活塞向油囊中吸注液压油。该装置具有结构紧凑,易于控制,运动精确,调节精度高等特点。可在一定范围内与海洋传感器组合,实现海洋数据剖面实时采集。