專利名稱：由包括使用殺生物材料的外部護(hù)套的主護(hù)套的區(qū)段所形成的地震拖纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域是地震數(shù)據(jù)采集的領(lǐng)域。更確切地，本發(fā)明涉及分析海床的設(shè)備。
本發(fā)明特別涉及通過(guò)地震勘探法的石油勘探工業(yè)，但也可應(yīng)用于在海洋環(huán)境中實(shí) 現(xiàn)地震數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的任何領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明的領(lǐng)域中，在現(xiàn)場(chǎng)采集地球物理數(shù)據(jù)的操作通常由傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。這 些傳感器最常見(jiàn)是水聽(tīng)器；然而所述操作也可由地聽(tīng)器、加速度計(jì)或者任何其他類型的傳 感器實(shí)現(xiàn)。 上文所說(shuō)的水聽(tīng)器沿電纜分布以形成通常用術(shù)語(yǔ)"拖纜"或"地震拖纜(seismic streamers)"表示的線性聲學(xué)天線。地震拖纜的網(wǎng)絡(luò)由地震船拖曳。 地震拖纜由單個(gè)區(qū)段(sections)的組合件組成,所述區(qū)段裝備有地震傳感器，并 且與數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電子器件相連。 地震船還拖曳一個(gè)或多個(gè)由氣槍網(wǎng)絡(luò)、水槍或聲學(xué)振蕩器組成的地震源。由地震
源產(chǎn)生的壓力波橫穿水頭并且聲穿透海床的上層。 一部分信號(hào)被洋底殼的不均勻處以及界
面折射。得到的聲學(xué)信號(hào)隨后由貫穿分布在整個(gè)地震拖纜長(zhǎng)度上的地震傳感器探測(cè)得到。 這些聲學(xué)信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)、數(shù)字化，然后通過(guò)地震拖纜的遙測(cè)裝置轉(zhuǎn)發(fā)到位于地震船上的操
作員站，在此進(jìn)行原始數(shù)據(jù)處理。 地震勘探活動(dòng)可安排數(shù)月的周期。另外，即使在不利的天氣條件的情況下，也要盡 可能避免讓拖纜返回到船內(nèi)，因?yàn)榉祷?/展開(kāi)的操作在實(shí)踐中是特別繁重和冗長(zhǎng)的。實(shí)際 上，每個(gè)拖纜的長(zhǎng)度都有幾公里(最長(zhǎng)達(dá)12公里)。 這導(dǎo)致地震拖纜可連續(xù)幾個(gè)月保持浸沒(méi)在海水里(常見(jiàn)浸沒(méi)6到12個(gè)月的周 期)。 而且，地震拖纜通常以淺深度(幾米)浸沒(méi)，并且通常以低速進(jìn)行拖曳(小于或等 于5節(jié))。 因此,拖纜的管狀結(jié)構(gòu)會(huì)積垢，這尤其是由于微生物或生物污垢在地震拖纜的外 層上的增生所導(dǎo)致的。
而這些生物污垢則會(huì)產(chǎn)生若干不利影響，其中包括-它們產(chǎn)生流體動(dòng)力流動(dòng)噪聲生物污垢的增生可導(dǎo)致在地震拖纜的外層上形成 很可能干擾要實(shí)施的測(cè)量的結(jié)殼或者汞齊；-它們往往增大地震拖纜的拖曳力，并因此增大拖拉拖纜的船的燃料消耗；
-在將地震拖纜纏繞到拖船的絞盤(pán)上期間，生物污垢將沉積并弄污設(shè)備，并且在數(shù) 天后由于它們?cè)诳諝庵械慕到舛l(fā)出惡臭；-某些類型的生物污垢具有可剌穿地震拖纜護(hù)套的外殼，這會(huì)導(dǎo)致水灌入地震拖 纜內(nèi)，或者引起油泄漏(在地震拖纜含有填充流體如煤油時(shí))。
現(xiàn)有技術(shù)中已提出了若干技術(shù)，以克服在地震拖纜的外部護(hù)套上由生物污垢增生 所產(chǎn)生的不利影響。 在專利FR-2847987中尤其公開(kāi)了一項(xiàng)技術(shù),其中提出了地震拖纜的外部護(hù)套的 清潔設(shè)備，包括-處理地震拖纜的工具，包括旋轉(zhuǎn)刷、以及刮刀，以磨去拖纜外部護(hù)套上形成的結(jié) 殼；-沿拖纜定位和引導(dǎo)該設(shè)備的裝置。 這樣的設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)要能夠允許其在地震拖纜的管狀結(jié)構(gòu)上 的突出元件上通過(guò)，這些元件可以由浮子(floaters)或軌跡校正設(shè)備(通常用術(shù)語(yǔ)"吊 艙"(bird)表示)構(gòu)成。 這樣的設(shè)備己進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)，并已在實(shí)踐中放棄，這歸因于它們的成本并且特別歸
因于多數(shù)時(shí)候它們會(huì)從地震拖纜上脫離并且遺落在海床中的事實(shí)。"防污"油漆也是已知的，通常用在船體上。 然而，"防污"油漆通常含有現(xiàn)在因其毒性而眾所周知的TBT(三丁基錫)。從環(huán) 境角度(污染海水)來(lái)說(shuō)以及在操作地震拖纜過(guò)程中有可能接觸TBT油漆的人員的安全方 面，這樣的油漆因而是不可接受的。 此夕卜，施涂"防污"油漆的技術(shù)幾乎不能與和地震拖纜有關(guān)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)約束相 容。 實(shí)際上，施涂這些油漆的技術(shù)意味著將油漆投射到載體上的操作。 這種投射操作可以由操作員使用投射槍來(lái)實(shí)施。在這種情況下，由于要處理的拖
纜的高公里數(shù)，該投射操作將特別長(zhǎng)并且高成本。 另外需要滿足油漆的千燥時(shí)間，這意味著在占用相當(dāng)大空間量的位置來(lái)存放地震 拖纜，以避免處理過(guò)的拖纜的部分與其自身的任何接觸(這排除了地震拖纜的纏繞)；這樣 的存放因而在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。 還提出了使用投射環(huán)實(shí)施"防污"油漆的投射，地震拖纜的管狀結(jié)構(gòu)在投射環(huán)內(nèi)循 環(huán)，這里使用能在與水接觸中千燥的油漆。實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)的原理在于將投射環(huán)安裝在拖纜 拖船上，并且在公海(open sea)使用環(huán)實(shí)施該處理操作，處理后的地震拖纜存放在水中。
這樣的技術(shù)因而可以克服在油漆干燥階段地震拖纜的存放問(wèn)題，但是也意味著非 常高的實(shí)施成本。實(shí)際上，船的設(shè)備成本相當(dāng)大，因?yàn)楸仨毺峁┡c纏繞地震拖纜的絞盤(pán)一樣 多的投射環(huán)(在地震勘探船上可安裝高達(dá)12個(gè)絞盤(pán))。 此外，用于儲(chǔ)存油漆的輸給系統(tǒng)和工具被增加到已經(jīng)相當(dāng)大數(shù)量的船上現(xiàn)有的其 它設(shè)備上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的尤其是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺陷。 更確切地，本發(fā)明的目的是提出一種可以使地震拖纜耐受生物污垢的污損的技 術(shù)，這種技術(shù)可以使用與涉及現(xiàn)有技術(shù)所提到的技術(shù)相比尤其具有較低成本的工業(yè)方法來(lái) 實(shí)施。 本發(fā)明的目的還在于提供與有關(guān)地震拖纜的機(jī)械約束(特別是與它們的被纏繞能力有關(guān))相容的這樣一種技術(shù)。 本發(fā)明的目的還在于提供與地震拖纜的內(nèi)部元件(特別是涉及傳輸電流的元件) 相容的這樣一種技術(shù)。 本發(fā)明的目的還在于提供避免地震拖纜的重量顯著增加的這樣一種技術(shù)。 這些目的以及下列其它目的將通過(guò)本發(fā)明實(shí)現(xiàn),本發(fā)明的目的是下述類型的地震
拖纜，這種類型的地震拖纜包括包含由外部護(hù)套覆蓋的主護(hù)套的區(qū)段，其特征在于所述外
部護(hù)套使用裝載有殺生物材料的熱塑性材料形成。 這樣，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)包括地震拖纜的管狀元件的區(qū)段進(jìn)行處理以抵抗這些區(qū)段 的外層上的生物污垢的增生，嵌入外部護(hù)套的熱塑性材料中的殺生物材料在外部護(hù)套的表 面上漸進(jìn)地(progressively)且連續(xù)地分布。 換句話說(shuō)，外部護(hù)套的熱塑性材料對(duì)于由其裝載的殺生物材料來(lái)說(shuō)是可滲透的。
可以理解的是，本發(fā)明當(dāng)然允許海洋微生物將它們自身附著在地震拖纜的外部護(hù) 套上，但是還要理解的是，根據(jù)本發(fā)明的處理使得可以通過(guò)拖纜的外部護(hù)套所裝載的相應(yīng) 材料的殺生物作用持續(xù)地消滅上述微生物。 此外,本發(fā)明提出采用真正的護(hù)套覆蓋主護(hù)套，而不僅僅是涉及現(xiàn)有技術(shù)所提到 的"防污"油漆的簡(jiǎn)單涂層。這導(dǎo)致由熱塑性材料制成的這種護(hù)套使得允許求助于在經(jīng)濟(jì) 上可行的已證實(shí)的生產(chǎn)技術(shù)，例如共擠出或雙擠出(bi-extrusion)。 這樣，本發(fā)明允許使用塑料轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中的現(xiàn)有技術(shù)，避免了施涂"防污"油漆所遇 到的問(wèn)題，特別涉及-處理非常長(zhǎng)的地震拖纜的區(qū)段，這使用限制人介入的工業(yè)方法；-避免地震拖纜的區(qū)段的固定化，并且因而避免了由于要滿足干燥時(shí)間而造成的
它們的存放；-避免地震拖纜拖船上附加設(shè)備的實(shí)施；
-抑制了有毒物質(zhì)的使用。 由熱塑性材料制成的外部護(hù)套的設(shè)計(jì)如前所述使得允許實(shí)施擠出技術(shù)，這具有以 下的優(yōu)點(diǎn)-在加熱擠出操作的上游可以容易地將熱塑性材料的粒料與殺生物材料混合；
-特別適合于可能具有長(zhǎng)的長(zhǎng)度的線性產(chǎn)品的實(shí)施；
-限制擠出后的存放約束；-允許在與拖船無(wú)關(guān)的專用地點(diǎn)為地震拖纜的區(qū)段裝護(hù)套；-使得本發(fā)明的地震拖纜的區(qū)段的處理成本與現(xiàn)有技術(shù)相比顯著降低。 另外，相比于"防污"油漆，起到殺生物作用的外部護(hù)套的獲得無(wú)需使用溶劑，這從
環(huán)境角度來(lái)說(shuō)當(dāng)然也是有利的。 根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方案，所述殺生物材料包括銅金屬。 實(shí)際上已經(jīng)證實(shí),銅對(duì)浮游植物以及其它海洋微生物具有毒性，但銅不會(huì)對(duì)人產(chǎn) 生毒性并且不會(huì)或幾乎不會(huì)造成任何海洋污染。 要指出的是，由于銅的氧化作用，當(dāng)其--接觸到水就會(huì)發(fā)揮殺生物作用。 根據(jù)一種有利的解決方案，所述外部護(hù)套包括75%到85%的銅金屬。 這樣則優(yōu)化了外部護(hù)套的殺生物作用，同時(shí)還避免了外部護(hù)套成為電導(dǎo)體。防止外部護(hù)套導(dǎo)電的事實(shí)避免了外部護(hù)套與主護(hù)套之間任何電耦合問(wèn)題。這樣的電耦合往往會(huì)
抑制殺生物材料的氧化能力，并且因此會(huì)抑制拖纜對(duì)抗微生物增生的能力。 根據(jù)另一實(shí)施方案，所述殺生物材料包括粉末狀銀。 這種實(shí)施方案也是有效的，但是會(huì)產(chǎn)生比使用銅金屬要高的成本。 要指出的是，由于電解反應(yīng)，當(dāng)銀-一接觸到水就會(huì)發(fā)揮殺生物作用。 這樣,所述外部護(hù)套具有有限的厚度,但該厚度足以容納發(fā)揮期望作用的殺生物 材料的量,這同時(shí)還防止賦予地震拖纜以額外的剛性，而所述剛性對(duì)地震拖纜被纏繞在絞 盤(pán)上的能力是有害的。 此外，具有這樣的厚度的本發(fā)明的外部護(hù)套使得能夠避免地震拖纜的重量過(guò)度增 加。 根據(jù)第一種替代實(shí)施方案，所述主護(hù)套和所述外部護(hù)套包括相同的熱塑性材料， 在這種情況下地震拖纜的區(qū)段能夠通過(guò)對(duì)外部護(hù)套和主護(hù)套實(shí)施共擠出步驟的生產(chǎn)方法 來(lái)獲得。 根據(jù)第二種替代實(shí)施方案,所述主護(hù)套和所述外部護(hù)套包括不同的熱塑性材料，
在所述主護(hù)套與所述外部護(hù)套之間布置有粘結(jié)劑，在這種情況下地震拖纜的區(qū)段能夠通過(guò)
包括以下步驟的生產(chǎn)方法獲得-擠出所述主護(hù)套的步驟；-在所述主護(hù)套上沉積粘結(jié)劑的步驟；-在覆蓋有所述粘結(jié)劑的所述主護(hù)套上擠出所述外部護(hù)套的步驟。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)閱讀以下介紹以為提供信息而示例性而非限制 性方式提供的本發(fā)明兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案及其幾種替代形式以及附圖而更加清楚，在附圖 中-圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的地震拖纜的區(qū)段的各種層及部件的截面圖； [酬-圖2禾n 3分別是根據(jù)本發(fā)明的地震拖纜的區(qū)段的主護(hù)套及外部護(hù)套的截面圖及
透視圖。
具體實(shí)施例方式
如上所述,本發(fā)明的原理在于提出其中區(qū)段具有防生物污垢保護(hù)的地震拖纜,這 種保護(hù)采取添加到區(qū)段的主護(hù)套上的外部護(hù)套的形式，這種外部護(hù)套使用裝載有殺生物材 料的熱塑性材料而形成。 參考圖2和3，地震拖纜的區(qū)段(或者管狀元件)包括主護(hù)套l，其界定出其中安
裝有水聽(tīng)器，動(dòng)力電纜以及數(shù)據(jù)傳輸電纜的主體。 外部護(hù)套2以覆蓋主護(hù)套1的方式被添加到主護(hù)套1上。 要指出的是,地震拖纜的區(qū)段通常具有150米的長(zhǎng)度，所述地震拖纜的總長(zhǎng)度能 夠達(dá)到約12公里。 在本發(fā)明的范圍內(nèi)，地震拖纜可以無(wú)區(qū)別地是"流體"型或"固體"型的或采用填充技術(shù)(如凝膠)的任何其它類型的地震拖纜。 要回顧的是，"流體"型的地震拖纜在其主護(hù)套中加入煤油，該煤油的功能是雙重
的密度校正功能，以使得拖纜在海水中的密度是中性的(即拖纜既不下沉也不漂浮,或者
換句話說(shuō)，拖纜與海水具有相同的密度)；以及聲學(xué)功能(煤油起到傳輸波的作用)。"固體"型的地震拖纜與"流體"型的地震拖纜間的差別特別在于它在主護(hù)套中加
入不滲透性泡沫(具有閉孔的泡沫)，而不是煤油。
圖1以截面圖的形式示出了"固體"型地震拖纜的區(qū)段。 根據(jù)這種實(shí)施方案，這樣的區(qū)段包括-外部套2;-主護(hù)套1 ;-環(huán)形體積的具有閉孔的泡沫3 (使得可以控制拖纜的浮動(dòng)性)；-多個(gè)遙測(cè)電纜4;-提供遙測(cè)電纜4的維護(hù)的層5 ;-由kevlar 制成的管狀元件7，用于通過(guò)吸收牽引力而提供拖纜的機(jī)械強(qiáng)度；
-電力電纜8。 根據(jù)本發(fā)明的原理，外部護(hù)套2使用裝載有殺生物材料的熱塑性材料而形成。
根據(jù)這種實(shí)施方案，殺生物材料由與熱塑性材料的粒料混合的粉末狀銅金屬構(gòu) 成，該粉末狀銅金屬意于在加熱_擠出步驟的過(guò)程中，在熱塑性材料熔融后被嵌入所述熱 塑性材料中。 另外，外部護(hù)套包括大約75%到85%的銅金屬，這對(duì)應(yīng)于優(yōu)化的百分比以產(chǎn)生期 望的殺生物作用，同時(shí)還防止外部護(hù)套成為電導(dǎo)體。 要指出的是，根據(jù)其它可被考慮的實(shí)施方案，另外的殺生物材料，例如粉末狀銀， 可被加入到外部護(hù)套中。優(yōu)選地，外部護(hù)套2具有小于lmra的厚度，主護(hù)套具有3mni到5mra的厚度。 要指出的是，主護(hù)套的這種厚度的選擇是為了充分機(jī)械保護(hù)地震拖纜的各種電纜
及部件。這樣，通過(guò)在主護(hù)套上增加薄的外部護(hù)套，本發(fā)明可以限制地震拖纜的剛性和重量
的增加，而不是將由銅金屬或粉末狀銀構(gòu)成的殺生物材料直接加入到主護(hù)套中，這樣做會(huì)
由于主護(hù)套相對(duì)大的厚度而導(dǎo)致地震拖纜的剛性和重量顯著增加。 根據(jù)圖1所示的實(shí)施方案，主護(hù)套1與外部護(hù)套2包括相同的熱塑性材料，在此是 聚丙烯或聚氨酯或聚酰胺。 根據(jù)這種實(shí)施方案，主護(hù)套與外部護(hù)套通過(guò)共擠出加工。 根據(jù)圖2所示的實(shí)施方案，主護(hù)套與外部護(hù)套包括如下材料組中的不同熱塑性材 料聚丙烯、聚氨酯或聚酰胺。 此外，在主護(hù)套與外部護(hù)套之間布置有粘結(jié)劑。
在這種情況下，生產(chǎn)相應(yīng)的地震拖纜的區(qū)段的方法包括以下步驟-擠出主護(hù)套；-在所述主護(hù)套上沉積粘結(jié)劑；-在覆蓋有粘結(jié)劑的主護(hù)套上擠出外部護(hù)套。 要理解的是，在剛剛己經(jīng)描述的一個(gè)或另一個(gè)實(shí)施方案中，外部護(hù)套被附著到主護(hù)套上(借助或不借助粘結(jié)劑)，這避免了外部護(hù)套與主護(hù)套之間以后的任何相對(duì)移動(dòng)。
要指出的是，在使用根據(jù)本發(fā)明的地震拖纜的一定周期之后，維護(hù)操作可能是必 須的，以重新激活外部護(hù)套中加入的相應(yīng)材料的殺生物作用。為此，對(duì)外部護(hù)套進(jìn)行簡(jiǎn)單的 機(jī)械攻擊就足夠，這樣的機(jī)械攻擊能夠使用高壓清潔器或刷洗技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
下述類型的地震拖纜，這種類型的地震拖纜包括包含由外部護(hù)套覆蓋的主護(hù)套的區(qū)段，其特征在于所述外部護(hù)套使用裝載有殺生物材料的熱塑性材料形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震拖纜,其特征在于所述殺生物材料包括銅金屬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地震拖纜,其特征在于所述外部護(hù)套包括75%到85%的銅金屬。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震拖纜，其特征在于所述殺生物材料包括粉末狀銀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求卜4任一項(xiàng)所述的地震拖纜,其特征在于所述外部護(hù)套具有小于1mm的厚度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求卜5任 -項(xiàng)所述的地震拖纜，其特征在于所述主護(hù)套具有3mm到5mm的厚度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求卜6任一項(xiàng)所述的地震拖纜，其特征在于所述主護(hù)套以及所述外部護(hù)套包括相同的熱塑性材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求卜6任一項(xiàng)所述的地震拖纜，其特征在于所述主護(hù)套以及所述外部護(hù)套包括不同的熱塑性材料，在所述主護(hù)套與所述外部護(hù)套之間布置有粘結(jié)劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及由包括由外部護(hù)套覆蓋的主護(hù)套的區(qū)段形成的地震拖纜，所述外部護(hù)套使用裝載有殺生物材料的熱塑性材料形成。本發(fā)明的目的在于下述類型的地震拖纜，這種類型的地震拖纜包括包含由外部護(hù)套覆蓋的主護(hù)套的區(qū)段，其特征在于所述外部護(hù)套使用裝載有殺生物材料的熱塑性材料形成。
文檔編號(hào)G01V1/16GK101738635SQ200910211620
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者J-J·維尼奧 申請(qǐng)人:瑟塞爾公司