[发明专利]海底地震节点系统

说明书

描述用于部署并收回海底的地震节点的系统。所述系统使用可以连接到遥控潜水器(ROV)的模块化容器。所述容器包括匣仓，用于存储多个单独节点以及具有用于通过所述匣仓将所述节点移动到所述海底的装置。

技术领域

本发明涉及海洋地震勘探领域。更具体地，本发明涉及一种用于由遥控潜水器(ROV)部署并回收地震节点的系统。

背景技术

海上地震勘测涉及在已知位置激发声源阵列。声波穿过水进入地下地层，在那里它们从地层中的各个层反射和折射。反射波和折射波被检测并记录以供以后分析，以提供有关地下结构或地层的信息。

为了尽可能多地检测反射波和折射波，诸如地震检波器的地震传感器必须被放置为与海底紧密声学接触，并且水听器位于海底正上方的位置。地震传感器通常被布置在地震节点中，每个节点包括一个或多个地震传感器。

近年来，通过在海底收集地震信号而不是使用更常见的用于信号记录的船拖式水听器，人们为改进海洋地震调查的结果付出了更多的努力。目前基本上存在两种主要的方法用于使用地震传感器收集地震数据。第一种方法是部署具有集成地震传感器的海底电缆以及从地震传感器到记录地震数据的海平面处的电气和/或光学线路。地震信号由震源船只部署并拖曳的震源产生。在数据记录期间，电缆通常附接到记录船只或电缆部署船只。在过去的几年中，使用了一种略有不同的方法，凭这些方法，单独的电缆部署船只已被记录浮标取代，该记录浮标还为电缆提供由柴油发电机或位于浮标中的电池产生的电力。然后，记录的数据的全部或部分经由无线电链路从浮标传输到震源船只或电缆部署船只。

Gateman等人的美国专利申请2013/0058192公开了一种具有自主节点胶囊的海底地震电缆，这些自主节点胶囊被插入到沿海底电缆(OBC，ocean bottom cable)安装的对应套盒中。在这个申请中，OBC从船只上部署，并且因此受到由从船只悬挂的几个节点导致的垂直力，每个节点都具有负浮力。由于节点沿OBC以规则的间隔设置，垂直力随着到海底的深度的增加而增加。另外，从船只悬挂的OBC受到来自潜流的水平力。随着深度的增加，这些力可能会导致偏离海底上的预期路径。

第二种方法是使用遥控潜水器或简单地将地震节点放入海中，并且然后让它们缓慢下降到海底，用于部署并回收往返海底的自主地震数据记录节点。在后一种情况下，地震节点由船只通过发送信号来回收，该信号触发激活每个地震节点中的浮动设备或将地震节点从锚固重物释放的机制，使得地震节点可以通过自身缓慢上浮到海平面。

地震数据记录器还可以通过各种其他机制直接被放置在海底，包括使用一个或多个自主潜航器(AUVs)。在这两种方法中，数据记录器可以是分立的、自主的单元(与其他节点或海洋船只没有直接连接)，其中数据被存储并记录或经由有线或无线链路(诸如声学、电磁或光链路)而集成链接(经由通信和/或电力)。

US2005/0246137例示一种用于获取地震数据而不需要有线遥测或无线电遥测部件或无线电启动的方法和系统。使用多个单独的无线地震数据获取单元，其中单独的数据获取单元可以用作数据传感器记录器和/或源事件记录器。每个数据获取单元记录一个。

使用本方法，船只需要部署地震节点，并在地震数据被记录之后收回节点以供进一步使用。在不断改变的海洋环境中并且由于不同的天气条件，这不能总是得到最佳安排。在典型的数据获取程序中，地震节点会被放置在水下很长一段时间，其一次可能要几天、几周或几个月。为了执行这样的地震勘测，可以将地震节点阵列部署在海底。阵列可以被布置为矩形网格，在每个交叉点处具有一个地震节点。有时也可以使用不规则的图案。沿一条线路上的相邻节点之间的典型距离在25到400米之间，而线路之间的距离在100到800米之间。节点部署后，拖曳声源的源船只在已知位置激发一系列发射。阵列的每个节点检测到来自每个发射的地震响应信号。每个节点可以执行一些信号处理。在执行预期的发射、收回节点、采集数据之后，节点被转向反方向并存储，以在下一次勘测中部署。