混合地震数据采集设备及相应方法技术

提出一种地震数据采集设备(400)，其用于放置在海底，该地震数据采集设备(400)包括：聚合物壳体(412)，该聚合物壳体(412)限定了容纳数据采集系统(440，444，445)的至少一部分的腔室；以及金属装置(414)，聚合物壳体(412)被捕获在该金属装置(414)中，金属装置(414)包括两个金属梁(4141，4142)，这两个金属梁(4141，4142)在聚合物壳体(412)的相反两侧面上延伸。还提出一种用于组装这种设备的方法以及一种用于海床地震数据采集的相应方法。用于海床地震数据采集的相应方法。用于海床地震数据采集的相应方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合地震数据采集设备及相应方法


[0001]本文公开的主题的实施例总体涉及用于海床地震采集的方法和设备，并且更具体地涉及海底节点(ocean bottom node)。

技术介绍

[0002]地震数据采集和处理可以用于生成地面下方(地下)的地球物理结构的剖面图(profile)(图像)。虽然该剖面图不能提供油气储层的精确位置，但是它向本领域受过训练的人员建议这种储层的存在或不存在。因此，例如对于需要确定油气储层在哪里的那些人来说，提供地下的高分辨率图像是重要的。
[0003]对于海洋采集，可以利用现在讨论的地震采集系统来获得这样的高分辨率图像。如图1所示，地震采集系统100包括多个海底节点102，该多个海底节点102通过各种手段分布在海底101上。每个海底节点102例如包括用于检测压力波的水听器104、用于处理检测到的波的处理器106、用于存储地震数据的存储器108、以及用于向这些部件提供电力的电源110。船舶120拖曳一个或多个地震源122，该一个或多个地震源122相对于海面121位于水中特定深度处。地震源122被构造成生成地震波124。地震波124传播到地下126中，并且在地下的各种界面128处被反射和/或折射。反射波130然后被水听器104检测到，并被记录在海底节点102的存储器108中。
[0004]传统的海底节点是基于它们操作的水深和所需的自主性(autonomy)来设计的。一般而言，对于部署方法使用例如美国专利No.6,024,344中描述的绳上节点技术(Node
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On
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A Rope technique)的浅海水深，需要较低的自主性。然而，对于节点通常由远程操作车辆部署和定位的深水应用，则需要长的自主节点，因此需要更多的电池容量。为了解决这两个不同的要求，大多数现有节点被设计成具有两种不同的构造，一种用于浅水，一种用于深水，这涉及不同的电池容量、尺寸和体积。
[0005]浅海海底节点除了包括水听器之外还包括用于检测地震波的地震检波器(geophone)。在小于300米深度的水中使用的节点被认为是浅海海底节点。地震检波器传感器是质点运动传感器(particle motion sensor)，并且该质点运动传感器检测水质点的速度(如果被实施为地震检波器)或加速度(如果被实施为MEMS)，并且可以是全向的或单向的。根据节点构造，浅海海底节点可以集成有一个或多个质点运动传感器和一个水听器。由于万向节安装的地震检波器的固有限制，优选地集成有3C质点运动传感器。
[0006]对于深水地震采集(最常见的是从700米到3,000米)，需要高电池自主性，因为节点需要在很长一段时间内被放置在海底。用于这种节点的壳体还需要是重的且坚固的，通常由钛材料制成以避免由于高流体静压(hydrostatic pressure)而引起的腐蚀和壳体变形。通过使用用于抵抗高压的增强元件，也会使节点设计的尺寸过大。因此，这样的节点非常昂贵。
[0007]对于浅海水深，钛材料的使用以及尺寸过大的形状不是必要的。因此，由于用于浅海水深的OBN被部署在较浅深度处并且用于较短时间的操作，所以可以将较便宜的材料用
于壳体，例如，聚合物材料。然而，观察到即使用于小于100米的部署深度，对于浅海OBN，聚合物壳体也会变形并且水会渗入壳体内，从而损害了所容纳的电子装置。另外，在一些情况下，聚合物壳体的重量太轻，并且浅海OBN可能无法实现与海床的良好接触。
[0008]因此，需要设计一种用于浅水操作的改进的OBN，其在重量、成本、紧凑性和可靠性之间具有更好的折衷。

技术实现思路

[0009]根据实施例，提供了一种地震数据采集设备，其也被称为海底节点并且用于放置在海底，该地震数据采集设备包括：
[0010]‑
聚合物壳体，该聚合物壳体限定了容纳数据采集系统的至少一部分的腔室；以及
[0011]‑
金属装置，聚合物壳体被捕获在该金属装置中，金属装置包括两个金属梁，两个金属梁在聚合物壳体的相反两侧面上延伸。
[0012]海底节点因此将基于聚合物的内部壳体与金属的外部装置组合，以保持将用于地震数据采集的电子装置。由于节点的这种构造，不必用昂贵材料钛制造包括地震采集系统的壳体。金属装置围绕聚合物壳体的布置使得节点能够抵抗随水深增加的流体静压和腐蚀性环境。
[0013]另外，该金属外部装置增加了海底节点(OBN)的自重(dead weight)，以提供节点在海底的良好耦合。
[0014]金属外部装置的梁提高了聚合物内部壳体的机械抗力，并因此使得聚合物内部壳体能够可靠地抵抗流体静压。金属外部装置围绕聚合物内部壳体的组装防止聚合物内部壳体的弯曲和塌陷。
[0015]与仅依靠塑料部件的等同产品相比，这种混合解决方案允许增加OBN的机械抗力，以承受外部流体静压，并且另一方面避免必须以完全金属材料制造OBN。
[0016]根据实施例，围绕聚合物内部壳体延伸的金属外部装置包括贯穿通道或开口，使得可以限制用于制造增强聚合物内部壳体的金属外部装置的金属材料的量。
[0017]根据实施例，金属外部装置将两个聚合物半部彼此压靠，从而提高组装起来的聚合物内部壳体的机械抗力和防水性。
[0018]根据可选特征，金属装置进一步包括两个接合部件，这两个接合部件将金属梁接合以形成金属带，该金属带环绕聚合物壳体，优选地该金属带在聚合物壳体的中间区域中环绕聚合物壳体。
[0019]根据可选特征，金属装置进一步包括金属拱式件，该金属拱式件从一个金属梁横向地延伸至另一金属梁，优选地以在聚合物壳体的相对的横向部分上形成网格。
[0020]根据可选特征，金属装置具有两个半部，这两个半部通过固定系统以能拆卸的方式彼此附接，例如通过螺钉，金属装置的每个半部具有金属梁元件，该金属梁元件与另一半部的相应梁元件一起形成金属装置的所述金属梁。
[0021]根据可选特征，聚合物壳体具有两个半部。
[0022]根据可选特征，聚合物壳体的每个半部具有外部轴环元件，该外部轴环元件适于当聚合物壳体的两个半部组装起来时接触另一半部的相应外部轴环元件以形成聚合物壳体的所述外部轴环。
[0023]根据可选特征，穿过外部轴环元件机加工出通孔，并且在至少一个金属梁元件中机加工有螺纹孔，金属外部装置的半部通过从外部轴环元件的通孔穿过的螺钉(436)彼此连接，以将梁元件附接在一起，同时将外部轴环元件夹在中间。
[0024]根据可选特征，在外部轴环元件内机加工出的通孔没有螺纹，使得螺钉从梁元件延伸穿过外部轴环元件，而不固定至外部轴环元件，以与在另一相应梁中机加工出的相应螺纹孔配合，使得外部轴环元件通过由将所述外部轴环元件夹在中间的梁元件施加的压力而保持彼此抵靠。
[0025]根据可选特征，地震数据采集设备包括保护缓冲器，该保护缓冲器被固定至金属外部装置、优选地被固定至金属梁，保护缓冲器覆盖聚合物内部壳体的一部分。
[0026本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种地震数据采集设备(400)，其也被称为海底节点并且用于放置在海底，所述地震数据采集设备(400)包括：
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聚合物壳体(412)，所述聚合物壳体(412)限定了容纳数据采集系统(440，444，445)的至少一部分的腔室；以及
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金属装置(414)，所述聚合物壳体(412)被捕获在所述金属装置(414)中，所述金属装置(414)包括两个金属梁(4141，4142)，所述金属梁(4141，4142)在所述聚合物壳体(412)的相反两侧面上延伸。2.根据权利要求1所述的地震数据采集设备(400)，其中，所述金属装置(414)进一步包括两个接合部件(4143)，所述两个接合部件(4143)将所述金属梁(4141，4142)接合以形成金属带(4200)，所述金属带(4200)环绕所述聚合物壳体(412)，优选地所述金属带(4200)在所述聚合物壳体(412)的中间区域中环绕所述聚合物壳体(412)。3.根据权利要求1和2中任一项所述的地震数据采集设备(400)，其中，所述金属装置(414)进一步包括金属拱式件(418)，所述金属拱式件(418)从一个金属梁(4141)横向地延伸至另一个金属梁(4142)，优选地以在所述聚合物壳体(412)的相对的横向部分上形成网格。4.根据权利要求1至3中任一项所述的地震数据采集设备(400)，其中，所述金属装置(414)具有两个半部(414A，414B)，所述金属装置(414)的两个半部(414A，414B)通过固定系统(436，426)以能拆卸的方式彼此附接，例如通过螺钉以能拆卸的方式彼此附接，所述金属装置(414)的每个半部(414A)具有金属梁元件(4141A，4142A)，所述金属梁元件(4141A，4142A)与另一半部(414B)的相应梁元件(4141B，4142B)一起形成所述金属装置(414)的所述金属梁(4141，4142)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的地震数据采集设备(400)，其中，所述聚合物壳体(412)具有两个半部(412A，412B)。6.根据权利要求5所述的地震数据采集设备(400)，其中，所述聚合物壳体(412)的每个半部(412A，412B)具有外部轴环元件(4124A，4124B)，所述外部轴环元件(4124A，4124B)适于当所述聚合物壳体(412)的两个半部(412A，412B)组装起来时接触另一半部(412A，412B)的相应外部轴环元件(4124A，4124B)以形成所述聚合物壳体(412)的外部轴环(4124)。7.根据权利要求6所述的地震数据采集设备(400)，其中，穿过所述外部轴环元件(4124A，4124B)机加工出通孔(4125)，并且在至少一个金属梁元件(4141，4142)中机加工有螺纹孔(426)，所述金属外部装置的半部(414A，414B)通过从所述外部轴环元件(4124A，4124B)的所述通孔(4125)穿过的螺钉(436)彼此连接，以将所述梁元件(4141A，4142A，4141B，4142B)附接在一起，同时将所述外部轴环元件(4124A，4124B)夹在中间。8.根据权利要求7所述的地震数据采集设备(400)，其中，在所述外部轴环元件(4124A，4124AB)内机加工出的所述通孔(4125)没有螺纹，使得所述螺钉(436)从梁元件(4141A...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克，
申请(专利权)人：赛赛尔，
类型：发明
国别省市：