[发明专利]用于操纵源的控制器和方法

说明书

技术领域

本文中公开的主题的实施例一般涉及方法和系统，以及更具体地涉及当在水中被船舶拖带时用于操纵源的机构和技术。

背景技术

海洋地震数据采集和处理产生海底的地球物理结构的轮廓（图像）。虽然该轮廓不提供油和气储藏的精确位置，但是它向本领域那些受过训练的人表明这些储藏的存在或不存在。因此，提供海底的地球物理结构的高分辨率的图像是一个持续的过程。

反射地震学是用以确定地球的地表下的性质的地球物理勘探的方法，该方法在油和气工业方面尤其有用。海洋反射地震学基于使用将能量发送到地球中的受控的能源。通过测量返回到多个接收机的反射所花费的时间，能够评估导致这种反射的特征的深度。这些特征可与地下油气储藏相关联。

在图1中示出了用于产生地震波和记录出自存在于地表下的地质构造的它们的反射的传统系统。船舶10拖带设置在拖缆12上的地震接收器11的阵列。拖缆可水平地设置，即，位于相对于海洋的表面14的恒定深度。拖缆可被设置成具有除水平空间布局之外的其他布局。船舶10还拖带地震源阵列16，地震源阵列16被配置成产生地震波18。地震波18向下朝海底20传播并穿入海底最后直到反射结构22（反射器）反射地震波。经反射的地震波24向上传播直到它被拖缆12上的接收器11检测到。基于接收器11所采集的数据，通过进一步分析所采集的数据产生地表下的图像。

地震源阵列16可包括多个单独的源元件。单独的源元件可被分组为子阵列，使得每个源阵列可包括一个或多个子阵列。单独的源元件可以以多种图案分布，例如，在水中不同深度处的圆形或线形。图2示出了拖带设置在具有转向器44的各个端（respective ends）的两个缆线42的船舶40。多个引入缆线46连接至拖缆50。多个引入缆线46还连接至船舶40。拖缆50通过分离绳索48保持彼此所需的间隔。多个单独的源元件52还连接至船舶40和经由绳索54连接至引入缆线46。然而，该配置不提供多个单独的源元件的精确控制。换句话说，源阵列16的位置不能调节，除非通过改变船舶40的位置。

而且，转向器44的存在引入进一步的控制问题，因为转向器依赖于通过水的运动所产生的水动力（例如，浮力）以向外拉动拖缆50以在勘测期间保持它们相对于船舶路径的间隔。因此，水流或其他环境因素可影响浮力，确定转向器移动靠近彼此。同样，拖缆50和多个单独的源元件52的位置还受到转向器的位置的影响。在该实例中，船舶的导航系统修改船舶的航迹以使源尽可能靠近所需位置。然而，不需要使用船舶的导航系统来调节源的位置，因为船舶的位置的改变也改变拖缆的位置。

此外，由于四维(4-D)地球物理成像现今变得更加需要，因此控制源阵列和拖缆的位置是重要的。4-D地球物理成像涉及在相同地表下不同时刻重复的3-D地震勘测以确定地表下的地球物理结构的变化。因此，由于3-D勘测是时间重复的，有时在几个月或几年之后，需要用于执行地震勘测的源和拖缆尽可能地位于与地表下的之前勘测的相同位置接近的位置。

因此，现有的用于在不同时刻、在执行地震勘测的船舶目前所遇到的给定逆流、风、海浪、浅水和导航障碍物的相同位置处定位源阵列和拖缆的源操纵技术面临挑战。

因此，需要提供系统和方法，该系统和方法提供用于在不改变船舶的位置的情况下在通过船舶水下拖带期间在所需位置处操纵源阵列的方法。

发明内容

根据一个示例性实施例，存在一种用于在地震勘测期间在水体中操纵地震源阵列的方法。该方法包括测量地震源阵列的实际位置；计算地震源阵列的虚拟位置，其中虚拟位置对应于拖带时不采用源操纵设备调节的地震源阵列的位置；检索包括用于地震勘测的地震源阵列的所需位置的预标绘路径；以及基于虚拟位置操纵船舶以使虚拟位置位于预标绘路径上。

根据另一示例性实施例，存在一种配置成在地震勘测期间在水体中操纵地震源阵列的地震勘测系统。系统包括中央控制单元，配置成接收地震源阵列的实际位置，并计算地震源阵列的虚拟位置，其中虚拟位置对应于拖带时不采用源操纵设备调节的地震源阵列的位置。系统还包括存储器，配置成存储包括用于地震勘测的地震源阵列的所需位置的预标绘路径；以及集成导航系统，配置成基于虚拟位置操纵拖带源阵列的船舶以使得虚拟位置位于预标绘路径上。

根据又一示例性实施例，存在一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质，其中指令在被处理器执行时，实现用于在地震勘测期间在水体中操纵地震源阵列的方法。指令被配置成实现上述方法。

附图说明