[发明专利]辅助由船只拖曳的线状声学天线的部署/回收的方法

说明书

技术领域

本发明的领域是地震数据采集领域。更加确切地说，本发明涉及海床分析 器材。

具体地说，本发明涉及地震石油勘探行业，但是也可以应用于在海洋环境 中实施地震数据采集网络的任何领域。

背景技术

在本发明的领域中，现场地球物理数据采集操作按照常规会实施传感器阵 列(在海洋环境中的数据采集方面，用术语″水听器″称谓)。

为了收集海洋环境中的地球物理数据，会激发一个或多个水下震源来传播 全向地震波列。

目前实施地震勘探所采用的震源是空气炮。

由前面提到的水听器检测所产生的波列，这些水听器沿着电缆分布，以形 成线状声学天线，一般用术语″海洋地震拖缆″称谓。

环境中地震数据的采集按常规是借助由船只拖曳的一系列海洋地震拖缆来 实施的。

每条海洋地震拖缆可以包括头部浮筒和尾部浮筒，头部浮筒和尾部浮筒带 有用于进行卫星全球定位的器件，以便精确跟踪每条海洋地震拖缆。

海洋地震拖缆的这一跟踪很重要，尤其对于：

-了解水听器的位置，以便获得足够精确的海床图像；

-检测海洋地震拖缆相互之间的相对运动；

-了解海洋地震拖缆的航行情况，尤其是在绕过诸如石油驳船之类的障碍的 情形下。

要注意，海洋地震拖缆由多段组装而成，这些段通常具有接近150米的长 度，海洋地震拖缆的总可能长度为数公里(按常规为6到7公里)。

在实际操作中，要设法以船只在所关注区域内的通过次数最小为前提来进 行海床分析。为了实现这一前提，要尽可能增加传感器阵列的宽度，这牵涉到 运用大量海洋地震拖缆。

因此，考虑到海洋地震拖缆的长度和数量，海洋地震拖缆的跟踪是极为敏 感的问题。

事实上，海洋地震拖缆受到性质和重要程度随时改变的各种不同的外部应 力的影响，比如风、浪、水流..。

这些应力经常导致海洋地震拖缆发生相对运动，给它们带来相互纠缠在一 起的危险，相互纠缠会对海洋地震拖缆造成或多或少的必然损害。

当前，试图控制海洋地震拖缆各自的位置的一种方案基于导航控制装置(通 常用术语飞机或″小鸟″称谓)的运用，比如以专利号FR-2870509公开的专利 文献中介绍的那些导航控制装置。

这些装置包括配备有枢转翼的机身，枢转翼使得海洋地震拖缆的位置能够 得到横向调整。

此外，可以为″小鸟″配备压力传感器，用来检测深度的变化和用来将海洋 地震拖缆送到预定深度。

此外，″小鸟″组由集中式系统(比如以专利号WO-02/103393公开的专利 文献中介绍的那种集中式系统)导航。

按照这项技术，沿着海洋地震拖缆均匀分布有源控制器(声换能器、GPS 装置...)，并且将这些控制器提供的信号传送给位于勘探船上的主控制器。

主控制器汇总并处理这些数据，以便将其与预定构成进行比较。为了实现 这一比较，将有源控制器(具体来说是声换能器)按照小区的形式来加以标号： 一个小区包括被看作是所讨论小区的中心的换能器，并且包括位于与承载着中 心换能器的海洋地震拖缆直接相邻的海洋地震拖缆或多条海洋地震拖缆上的数 个周边换能器，确定周边换能器各自的位置相对于中心换能器的距离。

基于预定构成和实际构成之间的比较结果，主控制器向沿着海洋地震拖缆 分布的小鸟们返回指令，以便调整它们的位置。

由于数据是集中外理的，因此这一技术牵涉到几项缺点，包括：

-所处理的数据十分庞大并且要求很高的性能，并且因此需要成本很高的处 理器件(主控制器)；

-数据取回和处理时间以及指令路由时间可能会在返回指令的时候导致检 测的位置和实际位置之间的实时延迟；

-在主控制器故障的情况下，再不可能对海洋地震拖缆的位置实施任何控 制。

要注意，沿着海洋地震拖缆均匀分布的有源控制器(声换能器、GPS装置...) 各自伴有独立的供电电池。

此外，目前在海洋地震拖缆的部署(或回收)期间，海洋地震拖缆的定位 并没有得到精确控制。