[发明专利]容许供电和/或数据传输线故障的地震勘探的地震电缆

说明书

技术领域

本发明涉及专门为油气勘探设计的地震勘探领域。本发明具体涉及海洋地震勘探。然而，本发明还可以应用于陆地地震勘探。

背景技术

在地震勘探中，通过将来自于声源的声能应用于地球以及检测从地下地层中的不同层之间的界面反射的地震能量来获得地球物理数据。当在界面的任意一侧的层之间的声阻抗不相同时，反射地震波场。

通常利用地震拖缆来进行海洋地震勘探，地震拖缆一般在大约六米到大约九米之间的水深处被拖曳在记录船只后面的水中，但其可以拖曳地更浅或更深。拖缆整合例如水诊器的传感器来检测对应于压力波的地震信号。地震源也可以被拖曳在记录船只的后面。地震源可以是例如空气枪阵列或者水枪阵列或者其他的对地震领域的技术人员来说已知的源。

在下面的描述中，地震电缆被理解为能够保持在水体的海面下选择的深度（水下位置）处的地震拖缆，或者位于海床上的电缆（这个最后的构造被称为海底阵列，并且在这种情况下的电缆通常被称为海底电缆（OBC））。

源可以拖曳在船只的后面以在变化位置处生成声能，或者源可以保持在静态位置。

用于地震勘探的地震电缆通常包括沿着地震电缆分布的传感器（例如水诊器或者地震检波器）、用于传送从传感器发出的数据信号的沿着地震电缆的整个长度延伸的数据传输线（例如传统的铜导线）、同样沿着地震电缆分布并且适于操作在传感器和数据传输线之间的界面的控制器，以及用于电力供应控制器和传感器的供电线。

这样的电流系统由于在数据传输线上的数据率而具有在通道数目方面的限制，并且还具有在容许长度方面的限制。

此外，由于修理通常需要地震电缆恢复，因此海中控制器/传感器的故障可能对系统具有严重的影响。

通过使用冗余遥测线或者冗余供电线（HV轨道），一些地震电缆已经被设计为具有容许控制器部分故障的结构。

在仅仅控制器或者传感器上的遥测线中的一条故障的情况下（即部分故障），控制器能够通过冗余（没有故障的）遥测线重新按路线发送数据。

在仅仅HV轨道中的一条供电故障的情况下（部分故障，最常是短路故障），冗余HV轨道使系统能够正常工作。

但是当存在整体的海中控制器故障（控制器不再工作）时，位于该有缺陷的控制器之后的地震电缆的有效部件缺失。因此，数据的采集必须停止，必须恢复地震电缆并且必须更换有缺陷的控制器。

发明内容

本发明的目的是改进地震电缆对海中单元故障的容忍度，并且提高地震电缆在通道的数目和最大容许长度方面的性能。

为了该目的，本发明涉及用于地震勘探的地震电缆，所述地震电缆包括例如水诊器或加速计（数字的或模拟的）或地震检波器的沿着所述地震电缆分布的传感器、例如光纤的用于传送从所述传感器发出的数据信号的沿着所述地震电缆的整个长度延伸的数据传输线、同样沿着所述地震电缆分布并且适用于操作在所述传感器和所述数据传输线之间的界面的控制器，以及用于电力供应所述控制器和所述传感器的供电线，其特征在于，所述地震电缆包括X供电线和Y数据传输线，所述X供电线依次地连接至X连续控制器的一个输出，并且每个控制器适用于在被检测为有缺陷的供电线上施加由另一条供电线提供的电压，而所述Y数据传输线依次连接至Y连续控制器的一个输出，并且每个控制器适用于当该数据传输线被检测为有缺陷时，向着至少一个邻近的控制器重新定向与所述数据传输线相关联的数据。

换句话说，根据本发明：

-通过所述X供电线分别对第一X控制器馈电，并且与之前的上游X控制器串联的每个下游X控制器分别被供电；

-第一Y控制器连接至Y数据传输线，并且每个下游Y控制器通过分别连接至之前的上游Y控制器而传输数据，

并且此外：

-每个控制器具有其各自的上游和下游供电部分，并且如果上游供电部分被检测为有缺陷的，每个各自的控制器适用于将电力供应从另一个上游供电部分重新定向至各自的下游部分。

如在下面的描述中具体说明的，本发明即使在数据传输线和/或供电线和/或控制器和/或传感器是有缺陷的时候，也能够维持地震电缆的全面运作。

根据本发明的用于纠正供电线的缺陷的装置为适用于切换的切换装置，以便局部连接两个供电线，而根据本发明的用于纠正数据传输线的缺陷的装置为检测出有缺陷的数据传输线时，在至少一条其他的可用的数据传输线上重新定向来自于有缺陷的数据传输线的数据的装置。

根据优选的特征，根据本发明的所述地震电缆包括换向回路，优选终端换向回路，其使数据传输线对的尾端相互连接。