[发明专利]控制托缆的方法和系统

说明书

技术领域

本发明大致涉及海上地震勘探，并且更特别地，涉及用于控制拖曳型地震托缆的伸展的系统和方法。

背景技术

如图1所示，在对海底下面的烃类沉积物进行的研究中，测量船10拖曳一个或多个地震源(图中未示出)和一根或多根被装备有水听器和其它传感器的托缆线缆S₁-S₄。在多根托缆的系统中，托缆被在测量船后面以大致平行的布置拖曳到水下。每个托缆的尾端系在标记其位置的尾浮标11上。地震源周期性发射传播到海底中并且反射出地质学构造的地震波。反射的地震波被托缆中的水听器接收。水听器数据被收集起来并进行处理以产生测量区域中的地壳地图。

其中，测量的质量取决于每个水听器的精确位置的认识。沿托缆长度布置的位置传感器，例如航向传感器和声测距装置12，被用于确定托缆的形状以及它们的相对间距。声测距装置典型地是声收发器，它们在一系列通道(a range of channel)上操作，从而在一个声测距装置与另一声测距装置之间发射和接收声测距信号，以产生托缆上的这两个声测距装置位置之间的准确测距通道14。许多测距通道-在图1中只示出了一些-以及从许多航向传感器得到的托缆航向数据被用于计算定义单个托缆的形状以及它们的相对位置的网络方案。当托缆阵列中的一点被连接到例如由GPS接收器提供的测量基准上时，可以确定每个水听器的绝对位置。

沿托缆长度布置于节点处的定位装置例如保持深度的吊舱(depth-keeping birds)和横向转向控制装置16被用于控制托缆的深度和它们距离彼此的间距。定位装置可以被装备有声测距装置，以与如此装备的其他定位装置以及与专门的声测距装置一起测距。在线测量传递过程中精确定位托缆是很重要的，用于产生高质量地图。然而，横流交叉流导致托缆偏离平行于拖曳船航线的直线。相反，托缆可能从它们的拖曳点直接弯曲一角度或者与它们的偏离该直线的尾端一起呈现弯曲的形状。在线测量传递中通常不希望出现托缆的这种偏转。在在线测量操作之间的转弯过程中精确定位也是很重要的，用于在不缠绕托缆的情况下缩短转弯的时间。

在传统的托缆定位系统中，其中一个托缆，在本示例中是最远的左舷托缆S1，被用作基准托缆。船载控制器18收集位置传感器数据并且计算表述托缆形状和它们距离彼此的间距的网络方案。根据网络方案和直接或间接以基准托缆上的点为基准的托缆上的对应转向控制装置节点的目标间距，船载控制器得出每个横向转向控制装置的转向控制命令。转向控制命令被传输至转向控制装置，用于调整它们的控制平面，或鳍(fin)，从而横向驱动托缆，如箭头20所示，以保持目标间距。

在当前系统中，人工操作者通过发送横向转向控制命令至横向位置控制器以驱动基准托缆调整偏转从而转向控制基准托缆。然后，其他托缆被朝向直接或间接以基准托缆为基准的选定间距自动转向控制。但人工定位基准托缆很费时，并且在转弯中可能还非常忙乱。

发明内容

本缺点以及其他缺点通过用于在测量船后面定位一根或多根托的体现本发明的特征的方法得到了解决。本方法包括：拖曳第一实际托缆，沿所述托缆的长度在被间隔开的位置处装备有横向转向控制装置；定义在测量船后面具有形状和位置的假想托缆；确定所述第一实际托缆的形状和位置；定义所述假想托缆和所述第一实际托缆之间的目标横向间距；以及发送横向转向控制命令至横向转向控制装置，从而朝向距所述假想托缆的所述目标横向间距驱动所述第一实际托缆。

本发明的另一方面提供了一种用于控制在测量船后面拖曳的多根托缆的伸展的系统。本系统包括：具有彼此横向偏置的首端的多根实际托缆。每根实际托缆沿其长度布置有多个横向转向控制装置和位置传感器。控制器从位置传感器接收位置数据。控制器包括计算被测量船拖曳的假想托缆的形状和位置的自动转向控制装置。控制器还包括网络计算装置，其根据位置数据确定实际托缆的形状和位置，并且以从自动转向控制装置接收的假想托缆的形状和位置为基准计算每根实际托缆的横向间距。然后，所述控制器发送横向转向控制命令至与计算的横向间距对应的横向转向控制装置。