[发明专利]用于拖缆的取回器系统

说明书

技术领域

本发明的领域为地球物理数据的获取。本发明涉及为研究海床以及其沉积层特性所需的设备。

更确切地说，本发明涉及一种用于拖缆的取回器系统，此类取回器系统适用于故障的情况，例如，拖缆的故障或容器的故障，或适用于拖缆或航行控制装置(通常也称为“压敏浮筒(bird)”)过深的情况，或压敏浮筒失控的情况。压敏浮筒适合于控制经拖曳声学线性天线(通常被称为“拖缆”)的深度和/或侧向位置。

本发明尤其可以应用于使用地震勘探法的石油勘探行业(海洋石油勘测)中，但可以是需要执行海洋环境中的地球物理数据获取的系统的任何其它领域所关注的。

背景技术

本文档在下文中更具体地说力求描述在石油勘探行业的地震数据获取领域中存在的问题。本发明当然并不限于此特定的应用领域，而是关注必须应对密切相关的或类似的难题和问题的任何技术。

在现场获取地震数据的操作通常使用地震传感器网络，如加速计、地震检波器或水听器。下面我们考虑海洋环境中的地震数据获取的背景，其中地震传感器是水听器。沿电缆分布水听器以便形成线性声学天线(也称为“拖缆”或“地震拖缆”)。如图1所示，地震勘探船21拖曳地震拖缆20a至20e网络。水听器在图2中标记为16，图2详细地图示了图1中标记为C的方框(即，标记为20a的拖缆的一部分)。

地震方法基于分析经反射地震波。因此，为了收集海洋环境中的地球物理数据，激活一或多个水下的震源以便传播全向地震波列。由震源产生的压力波穿过水柱并且传播通过海床的不同层。接着通过在地震拖缆的长度上分布的水听器检测经反射地震波(即，经反射声学信号)。这些声学信号通过遥测处理并且从地震拖缆重传至位于地震勘探船上的操作站，在所述操作站进行原始数据的处理(在替代解决方案中，地震声学信号经存储用于后续处理)。

在地震勘测期间，重要的是精确定位拖缆以尤其用于：

·监测(沿着地震拖缆分布的)水听器的位置，以便获得勘探区中海床图像令人满意的精确度；

·检测拖缆相对于彼此的移动(拖缆经常受到可变大小的各种外在自然约束，例如风、波、电流)；以及

·监测拖缆的航行，尤其是在绕过障碍(例如油驳)的情形下。

拖缆的位置控制在于实施航行控制装置(也称为“压敏浮筒”)(在图1中标记为10的白色方块)。它们沿着地震拖缆以规则的间隔(例如，每300米)安装。那些压敏浮筒的功能是在其自身之间引导拖缆。换句话说，压敏浮筒10用以控制拖缆的深度以及侧向位置。为此目的并且如图2所图示，每一压敏浮筒10包含主体11，所述主体配备有机动旋转翼形部12(或更一般的机械移动装置)，从而使得能够在压敏浮筒之间侧向地改变拖缆的位置(这称为水平驱动)并驱动拖缆浸没(这称为竖直驱动)。

为了对地震拖缆进行定位(通过压敏浮筒实现对拖缆的精确水平驱动)，沿着拖缆分布声学节点。这些声学节点在图1和图2中由标记为14的阴影方块表示。如图1所示，网络的一些声学节点14整合在压敏浮筒10中(图2的情况)，而其它则不是。

压敏浮筒必须是可靠且稳固的，以对由压敏浮筒自身以及由拖缆的装有仪表的电缆构成的设备保持深度和侧向控制。

如任何机电设备一样，压敏浮筒可能面临可能导致失控的内部故障。此外，压敏浮筒和海底设备暴露于可能损坏它们的恶劣环境，例如冰、渔网或碎片，因此压敏浮筒可能发生故障、对命令没有响应或失去控制。

在压敏浮筒失控或其它故障的情况下，可能发生以下损坏：

-传感器可能因拖缆过深而受影响，

-由于过深、过载、过度扭转或电缆之间的缠结在电缆和/或压敏浮筒上可能存在机械变形。

可能发生其它外部故障，例如容器的故障或监测系统的故障，从而导致传感器和/或压敏浮筒和/或拖缆的损坏。实际上，如已经陈述的，拖缆和压敏浮筒暴露于恶劣环境，并且拖缆的一部分可能(例如)因鲨鱼、过度拉力或过度扭转而被切断或因挂到锚上而被切断。

已知的解决方案是添加额外设备，所述设备通常称为“取回器”。取回器经配置以使压敏浮筒以及压敏浮筒周围拖缆的装有仪表的电缆的一部分浮出水面。