用于拖纜的取回器系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的領域為地球物理數據的獲取。本發(fā)明涉及為研宄海床以及其沉積層特性所需的設備。
[0002]更確切地說，本發(fā)明涉及一種用于拖纜的取回器系統(tǒng)，此類取回器系統(tǒng)適用于故障的情況，例如，拖纜的故障或容器的故障，或適用于拖纜或航行控制裝置(通常也稱為“壓敏浮筒(bird)”)過深的情況，或壓敏浮筒失控的情況。壓敏浮筒適合于控制經拖曳聲學線性天線(通常被稱為“拖纜”)的深度和/或側向位置。
[0003]本發(fā)明尤其可以應用于使用地震勘探法的石油勘探行業(yè)(海洋石油勘測)中，但可以是需要執(zhí)行海洋環(huán)境中的地球物理數據獲取的系統(tǒng)的任何其它領域所關注的。
【背景技術】
[0004]本文檔在下文中更具體地說力求描述在石油勘探行業(yè)的地震數據獲取領域中存在的問題。本發(fā)明當然并不限于此特定的應用領域，而是關注必須應對密切相關的或類似的難題和問題的任何技術。
[0005]在現場獲取地震數據的操作通常使用地震傳感器網絡，如加速計、地震檢波器或水聽器。下面我們考慮海洋環(huán)境中的地震數據獲取的背景，其中地震傳感器是水聽器。沿電纜分布水聽器以便形成線性聲學天線(也稱為“拖纜”或“地震拖纜”)。如圖1所示,地震勘探船21拖曳地震拖纜20a至20e網絡。水聽器在圖2中標記為16，圖2詳細地圖示了圖1中標記為C的方框(即，標記為20a的拖纜的一部分)。
[0006]地震方法基于分析經反射地震波。因此，為了收集海洋環(huán)境中的地球物理數據，激活一或多個水下的震源以便傳播全向地震波列。由震源產生的壓力波穿過水柱并且傳播通過海床的不同層。接著通過在地震拖纜的長度上分布的水聽器檢測經反射地震波(即，經反射聲學信號)。這些聲學信號通過遙測處理并且從地震拖纜重傳至位于地震勘探船上的操作站，在所述操作站進行原始數據的處理(在替代解決方案中，地震聲學信號經存儲用于后續(xù)處理)。
[0007]在地震勘測期間，重要的是精確定位拖纜以尤其用于:
[0008]?監(jiān)測(沿著地震拖纜分布的)水聽器的位置，以便獲得勘探區(qū)中海床圖像令人滿意的精確度；
[0009].檢測拖纜相對于彼此的移動(拖纜經常受到可變大小的各種外在自然約束，例如風、波、電流);以及
[0010].監(jiān)測拖纜的航行，尤其是在繞過障礙(例如油駁)的情形下。
[0011]拖纜的位置控制在于實施航行控制裝置(也稱為“壓敏浮筒(在圖1中標記為10的白色方塊)。它們沿著地震拖纜以規(guī)則的間隔(例如，每300米)安裝。那些壓敏浮筒的功能是在其自身之間引導拖纜。換句話說，壓敏浮筒10用以控制拖纜的深度以及側向位置。為此目的并且如圖2所圖示，每一壓敏浮筒10包含主體11，所述主體配備有機動旋轉翼形部12 (或更一般的機械移動裝置)，從而使得能夠在壓敏浮筒之間側向地改變拖纜的位置(這稱為水平驅動)并驅動拖纜浸沒(這稱為豎直驅動)。
[0012]為了對地震拖纜進行定位(通過壓敏浮筒實現對拖纜的精確水平驅動)，沿著拖纜分布聲學節(jié)點。這些聲學節(jié)點在圖1和圖2中由標記為14的陰影方塊表示。如圖1所示，網絡的一些聲學節(jié)點14整合在壓敏浮筒10中(圖2的情況)，而其它則不是。
[0013]壓敏浮筒必須是可靠且穩(wěn)固的，以對由壓敏浮筒自身以及由拖纜的裝有儀表的電纜構成的設備保持深度和側向控制。
[0014]如任何機電設備一樣，壓敏浮筒可能面臨可能導致失控的內部故障。此外，壓敏浮筒和海底設備暴露于可能損壞它們的惡劣環(huán)境，例如冰、漁網或碎片，因此壓敏浮筒可能發(fā)生故障、對命令沒有響應或失去控制。
[0015]在壓敏浮筒失控或其它故障的情況下，可能發(fā)生以下?lián)p壞:
[0016]-傳感器可能因拖纜過深而受影響，
[0017]-由于過深、過載、過度扭轉或電纜之間的纏結在電纜和/或壓敏浮筒上可能存在機械變形。
[0018]可能發(fā)生其它外部故障，例如容器的故障或監(jiān)測系統(tǒng)的故障，從而導致傳感器和/或壓敏浮筒和/或拖纜的損壞。實際上，如已經陳述的，拖纜和壓敏浮筒暴露于惡劣環(huán)境，并且拖纜的一部分可能(例如)因鯊魚、過度拉力或過度扭轉而被切斷或因掛到錨上而被切斷。
[0019]已知的解決方案是添加額外設備，所述設備通常稱為“取回器”。取回器經配置以使壓敏浮筒以及壓敏浮筒周圍拖纜的裝有儀表的電纜的一部分浮出水面。
[0020]此類取回器(例如)從US 5 404 339中已知。所述取回器只有當深度過度時才會啟動。所述取回器具有充氣的預設深度并且無法遠程操作。在所述文檔中，取回器由一個大袋和一瓶氣構成，所述氣用于在取回器達到預定的過度深度時吹入所述袋中。此類取回器具有多種缺點，例如非零速下的高迎風面積。實際上，體積一般超過200升的此類大袋的迎風面積在非零速下非常高，因此其對袋以及對錨固點產生高水平的曳力和應力，并且固定點或錨固點很可能斷裂或者袋自身可能被損壞。大袋的浮力和噪聲過度，因此一旦袋充氣它們就會影響操作。大袋一旦浮出水面就會受到膨脹，這對袋以及對錨固點產生高水平的應力。
[0021]另一種已知的取回器在US 6 612 886中揭示。此類取回器由整合的取回器系統(tǒng)構成，所述整合取回器系統(tǒng)包含可充氣袋并且與拖纜串聯(lián)放置。通常由于滾筒而將拖纜展開到海中或從海中取回，拖纜纏繞在滾筒上。由于取回器系統(tǒng)整合到拖纜，因此它還與拖纜纏繞并且在纏繞之前不必移除。然而，由于所述系統(tǒng)放置在電纜(拖纜)內側的事實，因此袋必須較小使得此類系統(tǒng)的浮力較低。
[0022]這種取回器系統(tǒng)預計有預定的深度，取回器系統(tǒng)在所述深度下啟動。還應注意在US 6 612 886的取回器系統(tǒng)中，附加了機械臂以便對取回器系統(tǒng)的包絡提供加固從而在纏繞時保護取回器系統(tǒng)免受損壞，但是此機械臂是在袋經充氣時的有害元件。
[0023]另一種已知的取回器系統(tǒng)在US 2013/0213291中揭示。所述取回器系統(tǒng)定位至壓敏浮筒中、在翼形部中或在主體中。操作員可在預定深度處或在任何時刻從勘探船啟動此類取回器系統(tǒng)。如先前所述，包含氣瓶和可充氣袋的取回器是龐大的系統(tǒng)，這并不符合所需的翼形部的細尺寸和形狀。實際上翼形部必須細以實現壓敏浮筒的水力性能。因此，容納在翼形部中的袋必需小，因為袋受限于其膨脹系數。所以，由于袋較小，此解決方案并不能非常有效地引導拖纜和壓敏浮筒浮出水面。此外，具有二氧化碳或具有粉末以及冷卻系統(tǒng)的充氣發(fā)生器龐大且不適合整合在翼形部中。如果取回器容納于主體中，那么所提出的系統(tǒng)具有與US 6 621 886的取回器系統(tǒng)類似的缺點。

【發(fā)明內容】

[0024]在至少一個實施例中，本發(fā)明尤其旨在克服現有技術的這些不同缺點。
[0025]更確切地說，本發(fā)明的至少一個實施例的目的是提供一種在壓敏浮筒和/或拖纜和/或監(jiān)測系統(tǒng)和/或勘探船故障的情況下允許對設備(拖纜、壓敏浮筒)進行保護(即，通過穩(wěn)定而維持完整性、避免潛沒、浮出水面等)的技術。
[0026]本發(fā)明的至少一個實施例的另一目的是提供一種尤其在故障情況下允許至少部分地維持拖纜的側向和/或豎直深度控制的技術。
[0027]本發(fā)明的至少一個實施例的另一目的是提供一種可靠且有成本效益的技術。
[0028]本發(fā)明的至少一個實施例的另一目的是提供一種限制噪聲從而即使一個或幾乎沒有系統(tǒng)充氣也能夠進行地震勘探獲取并且當連續(xù)幾個系統(tǒng)充氣時使設備浮出水面的技術。
[0029]本發(fā)明的特定實施例提