[发明专利]用于拖缆的通用牵引引线

说明书

本发明涉及一种用于拖缆的通用牵引引线。

目前的3D地震勘测是通过牵引多根拖缆的船舶来实现的，例如，沿着拖 缆的长度包括多个水听器组的缆。每条缆所配置的长度范围从600至目前最长 的12000米。任意一次所配置缆的数量可以是从2至20的任一数量，并且这个 数量还正在增加。

引线缆在拖缆绞盘和实际拖缆之间提供连接。这样的缆通常是三层铠装并 被设计成经受在被牵引的拖缆阵列的前端遭遇的恶劣环境。在每个拖缆的前端 和后端也存在100米的短长度拖缆。这些部分具有拉伸设备并吸收在海里遇到 的轴向牵引感。引线是铠装的缆，用于将拖缆连接到船舶上。它们不承载水听 器，但含有电源、辅助导线和光纤数据传输线。

扫雷器是一种当被系在固定物体上并具有移动流体流过其表面时，产生升 力和拉力的装置。一个固定的系船索链拖着扫雷器，并且相对于水流的角度能 够被调整以达到所要求的升力调整。它们通常刚好在水面下被拖拽，并且由于 浮力的中心在重心上方而具有稳定性。

扫雷器用于在拖缆的头部提供间隔，所述头部是拖拽阵列的船舶端。这些 前向扫雷器可具有接近15吨的承载量并且可具有高达40平方米的表面积。

目前，牵引多个拖缆的船舶的通常勘测速度是4-5节。速度被作用在牵引 引线上，尤其是最外面的那些牵引引线上的横向力所限制，因为它们相对于船 舶方向具有最陡的角度。此外，用于扫雷器的系船索链意外断裂时，那么由系 船索链所承受的力将转移到牵引引线缆上。以上所提到的力导致了牵引引线缆 的非常坚固的设计，这主要是基于反复试验以防止它们由于张力突然增大而突 然折断，这种张力的突然增大是由于至少一个扫雷器的系船索链的突然断裂所 导致。这样就导致采用具有更大/更巨大直径的缆，这就再次限制了船舶的速度。

根据本发明的牵引引线可以避免现有技术中牵引引线缆的上述缺陷。

图1中的图形示意性地公开了现有技术的拖缆配置，其仅示出船舶后一侧 的拖缆，图2公开了根据本发明的牵引引线缆的横截面，以及图3示出了用于 地震勘测和防御市场的牵引引线缆中的典型光电芯。

大部分地震勘测按照图1中所示的方法执行。船舶5牵引一个或几个每根 缆长度在600和12000米之间的拖缆3。系链16被用在拖缆的前端以保持所述 拖缆之间的恒定距离。扫雷器4相对于船舶的方向横向拉动拖缆以增加能够配 置在地震勘测中的缆的数量。为了引导扫雷器4，系船索链1被连接在扫雷器4 和船舶5之间，并被设计成经受很强的张力。所述牵引引线2被连接在拖缆3 和船舶5之间，并为拖缆3提供电源和与船上的地震设备通信的装置。

市场上的主要系统提供商，像MSX、Syntrak和Seal都提出了对电力线、 信号线和数据线的某种要求，使得拖缆上的所有产品能正常运行。这些要求对 于电力线来说是最小的电阻；对信号线来说是衰减、频率和传输长度；对数据 线来说是四根多模光纤。

为了能降低牵引引线的尺寸/直径，必须考虑芯以查看与这些系统要求相关 的部件是否能被改变，以及加强强度以经受作用在其上的最大张力的需要。给 定电力线13和光纤元件，仅能通过减小信号元件的尺寸和提高缆布局的空间有 效性，来达到缆尺寸的减小。

信号线的损耗包括三个部分，导线损耗(回路电阻)、电介质损耗(绝缘型) 和屏蔽损耗。通过消除信号线屏蔽，更高电阻线对可以实现与以前相同的衰减。

屏蔽17信号线的主要原因是为了降低来自其他附近线束的噪声。这通常被 称为串扰。串扰是在一根线上感应的功率相对于在另一根线上传输的功率的对 数比。其单位为贝尔，或更常用的是分贝(贝尔的十分之一)。

所述电光芯被几何地构造，使得该缆对称并最小化差分串扰。缆还按单层 形式构造以最小化直径。典型的电光芯线在图3中被示出。为了在径向压力下 确保结构的稳定性，信号四芯线11和信号双绞线15分别用带填充挤压成圆形。 为了确保良好的疲劳寿命，信号导线由高拉伸性的铜-镉合金制成。用至少一个 强度层来进一步增强所述芯的强度，强度层可以是高拉伸性的钢、芳纶纤维、 聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维或高分子量聚乙烯(HMWPE)纤维。为了 进行保护，可以采用外套，虽然这对于钢铠装缆来说是可选的。