压力平衡的地震传感器封装制造技术

本发明专利技术涉及压力平衡的地震传感器封装。公开了与压力平衡的地震传感器封装相关联的设备、系统和方法。设备的一个示例能够包括多个光学部件、封闭所述多个光学部件的传感器盒以及用于所述传感器盒的盖。所述多个光学部件、所述传感器盒和所述盖形成压力平衡的地震传感器封装。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2014年10月3日提交的美国临时申请号62/059,565的优先权，其通过引用方式并入。
技术介绍
可利用地震传感器来感测地震能量的参数，例如其中的加速度、运动和/或压力。地震能量可自然存在或可由地震源赋予，用于（例如）在水下环境中执行地震勘测的目的。永久（油气）油藏监测（PRM）是这样一种技术：采集油藏状态的多张三维地震勘测“图片”，使得地质学家或油藏工程师可规划额外钻孔的位置来提高油气萃取效率和/或可评定当前萃取技术随时间推移的效率。在一些情况下，采集油藏的多张地震照片可称作四维（4D）震测。基于海洋的PRM面临基于陆地的油藏监测系统所未面临的重大挑战。这对于海底设备来说尤其如此，因为水深延伸到1000米的范围且甚至更深。适合于PRM的一些地震传感器封装设计可包括依赖结构刚度、强粘附剂、包封剂和增压等制造技术，从而为地震传感器提供防水外罩以便保护地震传感器免于接触到水和/或承受深水中的高压。在此类情况下，会难以检修地震传感器封装。因此，此类地震传感器封装的一个部件的小困难便可导致弃置整个专用和/或昂贵的地震传感器封装。
技术实现思路
本公开大体涉及海洋地震勘测和/或监测领域。举例来说，本公开可应用于海洋地震勘测和/或监测，其中可使用一个或更多个震源来产生与地下地层相互作用的波场，以及使用位于海床处或附近的地震传感器来接收由震源产生的地震能量或自然存在的地震事件，且受到与地下地层的相互作用的影响。出于简洁起见，本文中使用例如震源、地震事件、地震传感器及震测和/或地球物理数据等的术语。但是，此类术语旨在于适当情况下包括声波导航和测距（声纳）中所涉及的源、事件、传感器、数据等。如本文所使用的，“海床”和“海底”是指水体（例如，大洋、大海或湖泊）的底层，而“水下”是指位于水体表面以下，有可能位于底层处或底层附近。水体能够是咸水水体、淡水水体或微咸水水体。本公开描述了压力平衡的地震传感器封装。如本文所使用的，术语“压力平衡的”旨在表示，从封装内部朝外部向外所提供的压力的量（也称为内压）与从封装外部朝内部向内所存在的压力的量（也称为外压）大致相似。如上文所定义且本文中所使用的，术语“压力平衡的”是要能够与术语“耐压的”区分开来。如本文中所使用的，术语耐压旨在指代部件的这样的能力，即它以其预期方式起作用并承受住来自外面或外部环境的增大的压力且降低由于增大的压力导致部件损坏的可能性。如本文中所使用的，“大致相似”在用来比较两个可测量值时指示第二可测量值是在第一可测量值的90%到110%内。而且，在本公开中，使用术语“光学部件”且其旨在包括例如以下各者的光学部件：光学干涉仪装置（也称为干涉仪光学装置）、光学加速度计、三轴线光学加速度计、光学拼接梭部（optical splice shuttle）和光学水听器以及其它可能的光学部件。也可单独使用术语“部件”，且除包括光学部件之外，其还旨在包括例如垫圈、密封螺钉配件、密封套、传感器盒等的机械部件。如本文中所使用的，应当注意到，术语“设备”旨在包括所描述的光学部件、光缆、传感器站、壳体、装置和/或系统的部件。每者可独立地称作“设备”。如本文所使用的术语“系统”旨在指联接在一起以达成特定功能的一种或更多种设备。“耐压的”光学部件和“耐压的”设备（例如，上文所提到的那些）旨在起作用并承受住来自外部环境力的增大的压力。举例来说，可构造本公开中的耐压光学部件和/或其它部件且其旨在起作用并承受住在500米与1500米之间或更深的海洋环境中的操作深度处的外部环境的增大的压力，而无损坏或使设备功能或预期用途受到有限的减小。如本文中所使用的，压力平衡的地震传感器封装旨在指多个光学部件连同传感器盒的组件。在至少一个实施例中，本公开的传感器盒能够包括第一隔室和第二隔室以易于接近和检修组件。可连接多个光学部件且布置在传感器盒内部（本文中称为地震传感器封装的第一部分）中且可相对于连接到传感器盒外部的部件（本文中称为地震传感器封装的第二部分）来进行连接和布置。举例来说，光学水听器可连接到传感器盒外部（压力平衡的地震传感器封装的第二部分），以及三轴线光学加速度计可连接到传感器盒内部（压力平衡的地震传感器封装的第一部分）。如本公开中所使用的，术语“传感器盒”旨在指用于紧固并且可能分隔或布置多个光学部件的连接的壳体。在以前，会有目的地构造用于封闭或装配部件的海洋环境壳体来为部件提供防水外罩，以便保护这些部件免于接触到水和/或使其承受住深水中的高压。相比之下，根据本文所描述的实施例的传感器盒被提供成相对于它被封闭于其中的可浸式壳体（例如，可浸式传感器站）是压力平衡和耐压的，同时仍然易于接近和检修。压力平衡传感器盒可具有与其联接的盖，以使得传感器盒和盖封闭其内部，由此容纳多个光学部件中的一个或更多个。如本文中所使用的，“封闭”是指限定环绕某个体积的边界表面。如本文中所使用的，封闭的结构可部分地或完全地覆盖住边界表面。在一些实施例中，封闭的结构可为该体积内的设备提供支撑性框架。在至少一个实施例中，盖是可移除盖，这有助于能够接近以及检修多个光学部件。盖可被构造成有助于压力平衡的地震传感器封装和传感器盒的压力平衡和耐压性质。在至少一个实施例中，用于传感器盒的盖具备至少一个柔性部件。如本文中所使用的，形成柔性部件以有助于压力平衡的地震传感器封装和/或传感器盒的压力平衡。在至少一些实施例中，提供与传感器盒的每个隔室（例如，第一隔室和第二隔室）相关联的柔性部件。如下文将更详细描述，柔性部件是以此方式构造，以允许响应于外压中的变化来改变柔性部件的形状。压力平衡传感器盒和/或压力平衡的地震传感器封装及耐压部件可仍然被构造和设计成阻止来自周围环境的液体（例如，海水）渗透，除非如下文所限定的，所述部件被明确陈述为可浸式的。但是，本文针对压力平衡的地震传感器封装和/或压力平衡传感器盒所公开的特征可减少或消除对以防水方式或由此类坚固且可能更昂贵的材料来构造刚性部件的需求，这种需求对于在500米与1500米之间或更深的操作深度处的外部海洋环境的增大的压力处实现耐压性是需要的。根据实施例，所公开的地震传感器封装的压力平衡是至少部分地通过使用流体（例如，矿物油或热可逆的热塑性凝胶）至少部分地填充传感器盒内部或其中的自由空间来实现，以与柔性部件协作来有目的地实现与盖大致相似的压力平衡。根据实施例，压力平衡的地震传感器封装可进一步容纳在传感器站内。如本文中所使用的，传感器站旨在指用于封闭地震传感器封装（例如，本文所描述的压力平衡的地震传感器封装）的壳体。传感器站使用光纤干线和/或传感器站内腔内的独立光纤来将光缆的长度连接到压力平衡的地震传感器封装的多个光学部件。在一些实施例中，封闭压力平衡的地震传感器封装的传感器站构造成“可浸式”的。传感器站的可浸式构造额外地加强了传感器站自身的压力平衡能力并且可减少用于构造传感器站的成本和材料。而且，如本文中所使用的，“可浸式”旨在指如此设计的设备：其被动地或主动地允许周围环境（例如，海洋环境）中的液体渗透到设备内部并接触内部的内容物。在至少一个实施例中，可不将传感器盒设计成主动可浸式的，但是可将传感器站设计成主动可浸式的。因此，在至少一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：多个光学部件；传感器盒，其具有内部以封闭所述多个光学部件；以及盖，其用于所述传感器盒，其中，所述多个光学部件、所述传感器盒和所述盖形成压力平衡的地震传感器封装。

【技术特征摘要】
2014.10.03 US 62/059565;2015.08.07 US 14/8210441.一种设备，其包括：多个光学部件；传感器盒，其具有内部以封闭所述多个光学部件；以及盖，其用于所述传感器盒，其中，所述多个光学部件、所述传感器盒和所述盖形成压力平衡的地震传感器封装。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述盖是可移除的。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述盖包括柔性部件，形成所述柔性部件来通过响应于外压中的变化来改变所述柔性部件的形状以有助于所述传感器盒的压力平衡。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述柔性部件的形状改变包括响应于所述外压中的改变所发生的所述传感器盒和所述盖的体积改变。5.根据权利要求1所述的设备，其中，在操作深度处，所述压力平衡的地震传感器封装的内压大致与其外压相似。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述操作深度至少是500米。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个光学部件包括配置成耐压的光学加速度计和配置成耐压的光学拼接梭部中的至少一者。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述光学加速度计是三轴线光学加速度计。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个光学部件包括配置成耐压的干涉仪光学装置。10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述干涉仪光学装置包括多个干涉仪，其分别联接到多个地震传感器中的一个。11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传感器盒配置成响应于水的外压中的变化而处于压力平衡的。12.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括形成于所述盖中的多个密封螺钉配件。13.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：矿物油，其至少部分地填充所述传感器盒中的自由空间，其中，所述矿物油具有的随温度变化的粘度在预期操作温度下足以机械地约束所述多个光学部件。14.一种系统，其包括：压力平衡的地震传感器封装的第一部分，其包括封闭于传感器盒中的多个光学部件；盖，其用于所述传感器盒，所述盖包括至少一个柔性部件；以及所述压力平衡的地震传感器封装的第二部分，其包括机械连接到所述传感器盒的壁的外部的光学水听器。15.根据权利要求14所述的系统，其中，形成所述柔性部件来通过响应于外压中的变化改变所述柔性部件的形状，以有助于所述传感器盒的压力平衡。16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述压力平衡的地震传感器封装的所述第一部分和所述压力平衡的地震传感器封装的所述第二部分是电被动式的。17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述光学水听器配置成耐压的。18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述光学水听器配置成压力平衡的。19.一种系统，其包括：压力平衡的地震传感器封装的第一部分，其包括封闭于传感器盒中的多个光学部件，所述传感器盒包括：第一隔室，其封闭光学加速度计；以及第二隔室，其封闭干涉仪光学装置和光学拼接梭部；盖，其用于所述传感器盒，所述盖包括至少一个柔性部件；以及所述压力平衡的地震传感器封装的第二部分，其包括机械连接到所述传感器盒的壁的外部的光学水听器。20.根据权利要求19所述的系统，其中：第一柔性部件在所述第一隔室上方形成于所述盖的第一部分中；以及第二柔性部件在所述第二隔室上方形成于所述盖的第二部分中。21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述盖是可移除的。22.根据权利要求19所述的系统，其中，所述光学拼接梭部配置成：经由第一光纤从所述压力平衡的地震传感器封装的所述第一部分和所述压力平衡的地震传感器封装的所述第二部分输入第一光学信号；以及经由拼接到光缆的第二光纤来输出第二光学信号。23.根据权利要求19所述的系统，其中，所述第二隔室包括用于所述干涉...

【专利技术属性】
技术研发人员：RAP费尔尼霍夫，BA黑尔，
申请(专利权)人：PGS地球物理公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO