分布式海洋地震源控制系统和方法技术方案

海洋地震勘探系统和方法，使用许多海洋地震源、源控制组件和传输线路．在每个源控制组件中，利用放在子组合源中各个源内或源附近的传感器测得的数据，产生源点火时间调整量和源触发信号，并把该源触发信号提供给子组合源中选定的源．使其触发点火．子组合源通过含有加固件和供气管的脐带式缆索拖在勘探船后面．主脐带上可以连接许多附属脐带，每条附属脐带拖着一个子组合源．为控置子组合源向后偏离的位置，最好在主脐带末端装一个扫雷器．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及控制和监视一组海洋地震源(以下称为一个“组合源”)的方法与仪器，具体地说，本专利技术涉及通过从船体到置于海洋地震组合源附近水中的电子部件的传输通讯线路来传送数字式源控制信号的方法和仪器。电子部件产生源触发信号并传给该组合源中选定的各个地震源。放置在组合源的各个源内或源附近的传感器所产生的数据传送给电子部件进行处理，转换为数字形式，再传输给船体。在海底和其它水下区域的传统勘探技术中，一条船拖着一个或多个能够在水中产生声能的地震源。通常用空气枪作为地震源，虽然还有许多其它类型的市场上可买到的合适的海洋地震源，诸如水枪或套筒式爆炸装置。由空气枪产生的冲击波穿过水和海底，进入水下的地质结构中。每个地质结构反射每一冲击波的一部分能量，它们被拖在船后面的长条状物体上的声接受器(称为“水中地震检波器”)所感受。在船上录下由水中地震检波器所产生的信号。然后分析所记录的数据来提供关于该地质结构的构造以及在那些结构中石油贮藏的信息。本文中所用术语“水”的含义包括沼泽地的水，泥浆和含有足够水份使本专利技术可以实施的任何其它流体。在地震勘探船后面拖着的组合源中可以有多至50个以上的空气枪。一个典型的组合源可以有4至12个空气枪。这些空气枪充以压缩空气，一般每隔几秒钟点一次火。为了改进由这样的空气枪产生的冲击波的质量，每个组合源中的空气枪可以有不同的气室，其大小由40立方英寸到400立方英寸以上。对每个组合源所选的气室大小，由地质结构中的岩石类型以及所要求的穿透深度和分辨率决定。为了给空气枪提供电子控制信号和压缩空气，一种常用的技术是用一根单独的空气管道和一根单独的电缆从勘探船连到每一个空气枪。例如，切尔明斯基(Chelminski)的美国专利U.S.4，038，630(1977年7月26日)公开了由勘探船上拖下来的一个空气枪组合源和通过捆成一捆的单独的空气管道和单独的控制电线给空气枪供应空气和电子控制信号。由于一个组合源一般包含至少四个空气枪，并且可能包含12个或12个以上的空气枪，所以通向该组合源的这一捆空气管道和电线一般非常笨重，非常不方便。为了在空气枪组合源和拖该组合源的勘探船之间提供牢固的机械连接，切尔明斯基提出在这捆空气管道和电线之外再使用一根单独的牵引缆索。同时使用一根牵引缆索和一捆空气管道和电线是极其不方便的。另一种常用技术是用一根大直径的输送空气的软管把压缩空气从地震勘探船上的储气箱输送到组合源上的一个多分支管路，再由小的分布式管道输送给组合源中的每一个空气枪。每个空气枪的控制电线、加强拖船与拖着的空气枪组合源之间机械连接的缆索与该输送空气的软管捆在一起，组成一根连接该组合源与该勘探船的脐带式缆索(本文中也称之为“脐带”)。图1是一根普通的这种脐带式缆索的横截面图，所取的截面垂直于脐带的纵轴。图1的脐带1包括输送空气的软管3、与金属导线5相同的16根电线，用加强抗拉强度的部件6、7、8包起来的钢骨架2，以及电绝缘的保护封套9、10和11。钢骨架2包住供气管12。形如图1所示的普通脐带操纵不方便，并且由于含有许多单独的电线也难于和终端设备相连。一般情况下，海洋地震源(或若干组合源)以某种方式靠近水面放置。通常，这些组合源由长的链条或类似的设备悬挂在一般是园形的、梨形的、或者园柱形的浮标上。例如，吉尔斯(Giles)的美国专利U.S.3，491，848(1970年1月27日)公开了由一条船拖着一根第一缆索，沿着该缆索放置了许多漂浮部件，同时拖着一根第二缆索，沿着该缆索放置了同样个数的海洋地震源。每个地震源用一根单独的绳索悬挂在相应的漂浮部件下面。通常，将一个海洋地震源(或组合源)放在偏离拖船航路的侧边某一向后距离的位置上，所用的方法是由该船拖一个适用的扫雷器(可以从市场商品中选择)，并且在该扫雷器下面悬挂一个或多个地震源(或者在该扫雷器后面拖一个或多个地震源)。例如，伊特里阿(Itria)等的美国专利U.S.4，087，780(1978年5月2日)公开了在一只地震勘探船后面用一根拖绳拖着一个可操纵的扫雷器，并且在该扫雷器下面悬挂一个或多个空气枪。美国专利U.S.3，491，848(前面已引)公开了另一种在偏离拖船航路的侧边放置海洋地震源的技术，其中扫雷器由一条小船拖在缆索的一端，沿该缆索放置着飘浮部件。这小船用另一条缆索拖着海洋地震源，每个源用一条单独的绳索悬挂在浮标下面。美国专利U.S.3，491，848中公开的技术是昂贵且不方便的，它要使用几条缆索，特别是它要使用一条或多条沿其放置海洋地震源的粗大笨重的缆索，每一条这样的缆索又包含了一根或多根单独用于每个地震源的电线。本专利技术的系统是一个包含一个或多个子组合地震源的海洋地震勘探系统，每个子组合源又包含一个或多个适于放置在勘探船附近水域中的海洋地震源，一个适于放置在每个子组合源附近水域中的源控制组件，以及一条能够从船到源控制组件传送数字化的组合源结构和点火时间信号的传输线路。在该源控制组件中，利用装在各个源内或源附近的传感器侧得的数据来进行时间调整。该组件中产生的源触发信号被送往某个指定的源。在一个较佳实施例中，该传输线路对每个子组合源有一个单独的信号传输元件(诸如一根同轴电缆，一对双绞金属导线，或光导纤维)。这一信号传输元件可以放在总供气管中(其构成连接船体和各个源上的局部供气管的脐带式缆索的一部分)。在另一个实施例中，该传输线路包括一对微波的或超高频的无线电遥测接口。为了把这些传输接口与系统的其它部件连接起来，在两个实施例中都提供了一条合适的数据总线。可以由一条船用一条主脐带缆索拖住一个或多个子组合地震源。每个子组合源最好装在一条由转动式T形连接器连接到主脐带缆索上的附属脐带缆索上。为了控制子组合源向后偏离船体的位置，最好在主脐带远离船的那一端装一个扫雷器。在工作状态下，系统的触发与选定的组合源的各个地震源的点火是同步的，并且由该组合源的各个源提供数字化输入以进行分析。提供组合源的结构和点火时间信息的数字化信号从船体传给每一个源控制组件。从传感器(诸如放在子组合源的选定源附近的水中地震检波器和放在子组合源的选定源内的源点火时间传感器)得到的信息被送往相连的组件，在那里进行数字化，然后用来计算点火时间的调整量，或者传送到船体上去。在每个源控制组件中需要时间调整，以利用各个源内或源附近的传感器接收到的数据保证各个源同步点火。然后产生源触发信号并传送给相连的子组合源的选定源。图1是一根传统的脐带式缆索的横截面图，所取的截面垂直于缆索的纵轴。图2是本专利技术的海洋地震勘探系统的较佳实施例的简化顶视图。图3是本专利技术的数字化脐带式缆索的一个较佳实施例的横截面图，所取截面垂直于缆索的纵轴。图4是本专利技术的系统的又一个实施例的部分透视图，它包括一个空气枪，一根含有供气管的脐带，一个信号传输元件，一个捆在一起的加固件，一个接在信号传输元件和空气枪之间的源控制组件，一个把空气枪与脐带连在一起的局部加固件和局部供气管。图5是本专利技术的较佳实施例中使用的转动式T形连接器的透视图，表示如何使用转动式T形连接器来连接图3所示的脐带式缆索。图6是在图5所示的转动式T形连接器仅带有一根脐带式缆索时，该连接器的透视图，表示能够让空气流过该转动式T形连接器的方式。图7是说明本专利技术的源控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个用于调查水下区域的海洋勘探系统，包括：一只船；至少一个海洋地震源；一根具有一个第一端和一个第二端，并且包含一根第一供气管的第一脐带；各地震源用的局部信号传输元件和局部供气管，每个这样的局部信号传输元件和局部供气管都有一个 第一端和一个第二端，每个所说的局部信号传输元件和局部供气管的第一端与相应的地震源连在一起，而所有局部供气管的第二端与第一脐带相连，其连接方式允许气体从该第一脐带流向该局部供气管；一个适合于放在水中，且与局部信号传输元件的第二端相连的第一 源控制组件，该第一源控制组件能够为每个源产生一个源控制信号，并把任何选定源的该源触发信号传送给相应的局部信号传输元件；以及一个能够在船和第一源控制组件之间传送数字信号的第一传输线路。

【技术特征摘要】
US 1985-3-5 708,310范围内进行各种改变。权利要求1.一个用于调查水下区域的海洋勘探系统，包括一只船；至少一个海洋地震源；一根具有一个第一端和一个第二端，并且包含一根第一供气管的第一脐带；各地震源用的局部信号传输元件和局部供气管。每个这样的局部信号传输元件和局部供气管都有一个第一端和一个第二端，每个所说的局部信号传输元件和局部供气管的第一端与相应的地震源连在一起，而所有局部供气管的第二端与第一脐带相连，其连接方式允许气体从该第一脐带流向该局部供气管；一个适于放在水中，且与局部信号传输元件的第二端相连的第一源控制组件，该第一源控制组件能够为每个源产生一个源控制信号，并把任何选定源的该源触发信号传送给相应的局部信号传输元件；以及一个能够在船和第一源控制组件之间传送数字信号的第一传输线路。2、权利要求1的系统还包括一个由船拖着的，含有许多水中地震检波器的长条形物体，其中所说的第一脐带这样安装，使至少有一个海洋地震源和第一源控制组件定位在至少一个水中地震检波器附近。3、一个用于调查水下区域的海洋勘探系统，包括一只船;由至少一个海洋地震源组成的一组海洋地震源;一根具有一个第一端和一个第二端，并且包含一根第一供气管的第一脐带;各地震源用的局部信号传输元件和局部供气管，每个这样的局部信号传输元件和局部供气管都有一个第一端和一个第二端，每个所说的局部信号传输元件和局部供气管的第一端与相应的地震源相连，而所有局部供气管的第二端与第一脐带相连，其连接方式允许气体从第一脐带流向该局部供气管;一个适于放在水中，且与局部信号传输元件的第二端相连的第一源控制组件，该第一源控制组件能够为每个源产生一个源触发信号，并把任何选定源的该源触发信号传给相应的局部信号传输元件;一个与第一脐带相连的第一转动式T形连接器;一根具有一个第一端和一个第二端，并且包含一根第二供气管的第二脐带，该第二脐带的第一端与该第一转动式T形连接器相连;以及一个能够在船和第一源控制组件之间传送数字信号的第一传输线路。4、权利要求3的系统还包括一个和第一脐带相连的第二转动式T形连接器;一根具有一个第一端和一个第二端，并且包含一根第三供气管的第三脐带，该第三脐带的第一端与第二转动式T形连接器相连;由至少一个适于放在水中的地震源组成的第二组地震源;以及第二组中各地震源用的局部信号传输元件和局部供气管，每个所说的局部信号传输元件和局部供气管有一个第一端和一个第二端，每个所说的局部信号传输元件和局部供气管的第一端与第二组中不同的地震源相连，而所有与第二组源相连的局部供气管的第二端与第三脐带相连，其连接方式允许空气从该第三脐带流向该局部供气管。5、权利要求1或3的系统还包括一个与第一脐带的第一端相连的扫雷器。6、权利要求5的系统，其中第一传输线路还能够从船体向该扫雷器传送扫雷器控制信号，并且该扫雷器适合于由该扫雷器控制信号控制。7、权利要求1或3的系统还包括一个定位在某个地震源附近的传感器;以及一个能把该传感器产生的信号传送给源控制组件的信号传输元件。8、一个海洋地震组合源，包括至少一个海洋地震源;一根具有一个第一端和一个第二端，并且包含一根第一供气管和一个第一信号传输元件的第一数字式脐带;各地震源用的局部信号传输元件和局部供气管，每个所说的局部信号传输元件和局部供气管有一个第一端和一个第二端，每个所说的局部信号传输元件的第一端和相应的地震源相连，而所有局部供气管的第二端与第一供气管相连;一个第一源控制组件，连接到该第一信号传输元件和该局部信号传输元件的第二端，按照第一信号传输元件提供的控制信号，为每个源产生一个源触发信号，并把任何选定源的该源触发信号送给相应的局部信号传输元件。9、权利要求8的组合源还包括一条包含许多水中地震检波器的长条形缆索，其中所说的第一数字式脐带这样安装，使至少有一个地震源和第一源控制组件定位在至少一个水中地震检波器附近。10、权利要求8的组合源，其中第一信号传输元件放在第一供气管里面。11、一个海洋地震组合源，包括至少一个海洋地震源;一根具有一个第一端和一个第二端，并且包含一根第一供气管和一个第一信号传输元件的第一数字式脐带;一个装在该第一数字式脐带的第一部分和第二部分之间的第一转动式T形连接器，它有一个第一主通道以及一个可与第一主通道交换流体的第一局部通道，所说的第一转动式T形连接器和该第一数字式脐带相连，以便由该第一主通道供给流体，并且允...

【专利技术属性】
技术研发人员：格登罗伯特马西森，迪维雷蒙德洋格，比利约普罗普斯特，
申请(专利权)人：埃克森生产研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]