Устройство для укладки сейсмокос на морское дно для сейсмоакустического мониторинга

Авторы патента:

G01V1/38 - районов, покрытых водой (G01V 1/28 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2545092:

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ, ОТ ИМЕНИ КОТОРОЙ ВЫСТУПАЕТ МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТОРГОВЛИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (RU)

Изобретение относится к области гидро- и геоакустики и может быть использовано в морях, океанах, пресноводных водоемах для проведения исследований и мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе в обеспечение инженерно-геофизических работ на морском дне. Техническим результатом изобретения является снижение времени и средств на установку сейсмокос и обеспечение возможности их многократного развертывания, свертывания и перемещения. Технический результат достигается за счет того, что устройство для укладки сейсмокос на морское дно для сейсмоакустического мониторинга, включающее якорные фиксаторы, обеспечивающие рабочее положение сейсмокос, прочный герметичный корпус с размещенным в нем коммуникационным оборудованием, к входам которого подключены выходы соответствующих сейсмокос, снабжено набором катушек с положительной плавучестью, на которых намотаны соответствующие сейсмокосы с закрепленными на их концах якорными фиксаторами, надводным блоком обработки сейсмоакустических сигналов, соединенным кабелем с оптической линией связи с выходом размещенного в прочном герметичном корпусе коммуникационного оборудования, при этом якорные фиксаторы оборудованы системой самовсплытия, а прочный герметичный корпус выполнен с отрицательной плавучестью с обеспечением выполнения функции дополнительного якорного фиксатора. 1 ил.

Известно устройство для укладки сейсмокос на морское дно для сейсмоакустического мониторинга, содержащее якорные фиксаторы, обеспечивающие рабочее положении сейсмокос, коммуникационное оборудование, к входам которого подключены выходы соответствующих сейсмокос, а также средства швартовки и постановки на якорь (Патент РФ №2388022, МПК G01V 1/38, 25.06.2010 г.).

Недостатком данного устройства является сложность установки сейсмокос, значительные затраты времени на установку и невозможность многократного развертывания, свертывания и перемещения площадной мультилинейной донной антенны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к предлагаемому устройству является устройство для укладки сейсмокос на морское дно для сейсмоакустического мониторинга, включающее якорные фиксаторы, обеспечивающие рабочее положение сейсмокос, прочный герметичный корпус с размещенным в нем коммуникационным оборудованием, к входам которого подключены выходы соответствующих сейсмокос, а также балластные цистерны, буксирные канаты, стабилизатор, средства буксировки, швартовки и постановки на якорь (Патент РФ №2460096, МПК G01V 1/38, 25.06.2010 г.).

Недостатком прототипа является сложность установки сейсмокос, значительные затраты времени и средств на установку, а также невозможность многократного оперативного развертывания, свертывания и перемещения сейсмокос.

Техническим результатом изобретения является снижение времени и средств на установку сейсмокос и обеспечение возможности их многократного развертывания, свертывания и перемещения.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для укладки сейсмокос на морское дно для сейсмоакустического мониторинга, включающее якорные фиксаторы, обеспечивающие рабочее положение сейсмокос, прочный герметичный корпус с размещенным в нем коммуникационным оборудованием, к входам которого подключены выходы соответствующих сейсмокос, снабжено набором катушек с положительной плавучестью, на которых намотаны соответствующие сейсмокосы с закрепленными на их концах якорными фиксаторами, надводным блоком обработки сейсмоакустических сигналов, соединенным кабелем с оптической линией связи с выходом размещенного в прочном герметичном корпусе коммуникационного оборудования, при этом якорные фиксаторы оборудованы системой самовсплытия, а прочный герметичный корпус выполнен с отрицательной плавучестью с обеспечением выполнения функции дополнительного якорного фиксатора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематически представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит якорные фиксаторы 1 с системой самовсплытия (на чертеже не показаны), обеспечивающие рабочее положение сейсмокос 2, набор катушек с положительной плавучестью 3, на которых намотаны соответствующие сейсмокосы 2 с закрепленными на их концах якорными фиксаторами 1, прочный герметичный корпус с размещенным в нем коммуникационным оборудованием 4, к входам которого подключены выходы соответствующих сейсмокос 2, надводный блок обработки сейсмоакустических сигналов 5, соединенный кабелем с оптической линией связи 6 с выходом размещенного в прочном герметичном корпусе коммуникационного оборудования 4, при этом прочный герметичный корпус 4 выполнен с отрицательной плавучестью с обеспечением выполнения функции дополнительного якорного фиксатора.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии составные части мультилинейной донной сейсмоакустической антенны, выполненные в виде кабельных сейсмокос 2 длиной от 500 м до 1 км намотаны на специальные катушки 3, обладающие положительной плавучестью. Сейсмокосы 2 на катушках 3, число которых может доходить до 50 шт., могут быть доставлены в район их установки на корабле. После этого возникает проблема развертывания площадной донной антенны на морском дне при глубинах от нескольких до 200 метров, характерных для морского шельфа. Если на малых глубинах развертывание сейсмокос особой сложности не представляет, то при больших глубинах такая операция требует больших усилий и специальных средств, например, использования водолазов или специальных укладчиков.

Возможны различные схемы укладки системы сейсмокос на дно. Например, это может быть параллельная схема, при которой отдельные сейсмокосы укладываются параллельно друг другу, подключаясь к магистральному высокоскоростному кабелю с оптической линией связи 6, или схема звезда, при которой отдельные сейсмокосы соединяются герметичными разъемами с коммуникационным оборудованием, размещенным в прочном герметичном корпусе 4, информация от которого передается далее на поверхность по высокоскоростной оптической линии связи 6 к надводному блоку обработки сейсмоакустических сигналов 5.

Основная сложность при развертывании сейсмокос на дне сопряжена с подключением отдельных сейсмокос к коммуникационному оборудованию 4. Такое подключение желательно проводить на поверхности. Но тогда при развертывании отдельные сейсмокосы могут перекручиваться друг с другом, создавая проблемы с их укладкой.

Для решения этой задачи предлагается использовать специальные катушки 3 с положительной плавучестью. Сейсмокосы 2, намотанные на эти катушки, могут быть подключены на палубе корабля через герметичные разъемы к коммуникационному оборудованию, расположенному в прочном герметичном корпусе 4, выполненным с отрицательной плавучестью с обеспечением выполнения функции дополнительного якорного фиксатора.

При этом по мере подключения отдельных сейсмокос 2 катушки 3, на которых они намотаны, опускаются за борт. После подключения всех сейсмокос 2 (до 50 штук) прочный герметичный корпус 4 с размещенным в нем коммуникационным оборудованием опускается на морское дно. При этом плавающие на поверхности воды катушки 3 не препятствуют разматыванию сейсмокос. После того как корпус 4 уложен на дно, катушки 3 с сейсмокосами 2 последовательно растягиваются в нужных направлениях катером с использованием Глонасс - GPS навигатора. На чертеже цифрами 2 и 2' соответственно показаны развернутые и не развернутые сейсмокосы 2, а цифрой 1 - якорные фиксаторы с системой самовсплытия (эта система не показана, так как может быть использована любая из широко известных систем). Такое выполнение якорных фиксаторов необходимо для обеспечения возможности всплытия якорных фиксаторов и извлечения сейсмокос для их дальнейшего многократного развертывания.

Устройство для укладки сейсмокос на морское дно для сейсмоакустического мониторинга, включающее якорные фиксаторы, обеспечивающие рабочее положение сейсмокос, прочный герметичный корпус с размещенным в нем коммуникационным оборудованием, к входам которого подключены выходы соответствующих сейсмокос, отличающееся тем, что оно снабжено набором катушек с положительной плавучестью, на которых намотаны соответствующие сейсмокосы с закрепленными на их концах якорными фиксаторами, надводным блоком обработки сейсмоакустических сигналов, соединенным кабелем с оптической линией связи с выходом размещенного в прочном герметичном корпусе коммуникационного оборудования, при этом якорные фиксаторы оборудованы системами самовсплытия, а прочный герметичный корпус выполнен с отрицательной плавучестью с обеспечением выполнения функции дополнительного якорного фиксатора.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для сейсмоакустических исследований на шельфе при выполнении разведочных работ нефтегазоносных месторождений.

Способ сейсмического мониторинга разработки месторождений углеводородов на акваториях // 2540005

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для контроля, оптимизации и повышения безопасности разработки месторождений углеводородов на акваториях Арктики и других морей.

Способ сейсмического мониторинга в процесса разработки месторождений углеводородов на акваториях // 2539745

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для контроля разработки месторождений углеводородов на морском шельфе. Согласно заявленному способу проводят трехмерную сейсморазведку и строят по ее данным модель резервуара, прогнозируют ориентацию систем субвертикальных трещин и размещение эксплуатационных и нагнетательных скважин.

Сейсмографическое судно для сейсморазведки по 2d технологии в арктических морях вне зависимости от ледовых условий // 2539430

Изобретение относится к области сейсморазведки подводных месторождений нефти и газа в арктических морях. Предложено судно с конструкцией, объединяющей преимущества надводного корабля (высокий уровень обитаемости, безопасность, большие площади палуб, позволяющие производить обслуживание и ремонт сейсмооборудования) и преимущества многоцелевой подводной станции в части применения гидроакустических излучателей и буксируемых в толще воды подо льдом сейсмокос для 2D технологии сейсморазведки.

Усовершенствованный способ и устройство для водной сейсморазведки // 2538042

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Заявлены способ и устройство для водной сейсморазведки.

Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде // 2536836

Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде отличается тем, что протяженность рабочей зоны системы соответствует половине протяженности обследуемой акватории, для чего излучающий преобразователь размещен в центре обследуемой акватории и содержит низкочастотный и инфранизкочастотный излучатели, первый из которых размещен в водной среде с возможностью горизонтального ориентирования его диаграммы направленности в сторону приемного преобразователя, а инфранизкочастотный излучатель размещен на дне с возможностью накачки морского грунта, причем тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки водной среды и грунта сформирован как двухканальный, содержащий низкочастотный и инфранизкочастотный каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные генератор стабилизированной частоты, усилитель мощности, блок согласования выходов усилителей с подводными кабелями, которые подключены к соответствующим излучающим преобразователям, при этом приемный преобразователь установлен на судне-носителе с возможностью перемещения по периметру акватории и включает два вертикально разнесенных приемных блока, каждый из которых соединен с приемным трактом системы, содержащим последовательно соединенные двухканальный широкополосный усилитель информационных сигналов, блок измерения разности фаз параметрически преобразованных просветных сигналов, преобразователь временного масштаба информационных сигналов в высокочастотную область, блок узкополосного спектрального анализа и функционально связанный с ним регистратор спектров выделяемых информационных сигналов.

Система для генерации волн сжатия в подводных условиях // 2526600

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при разведочных мероприятиях в водной среде. Система содержит одно или несколько объединенных в комплекс автономных подводных транспортирующих средств, каждое из которых имеет один или несколько автономных морских источников акустических сигналов с самодвижущимися ударными поршнями.

Способ оценки потока газа // 2522169

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для оценки потока газа, например, для оценки потока метана газовых «факелов». Сущность: излучают в направлении дна акустический сигнал.

Способ профилирования донных отложений // 2518023

Изобретение относится к области геофизики и гидроакустики и может быть использовано для изучения структуры донных отложений в шельфовой зоне мирового океана, а также для изучения особенностей распространения звука в придонном слое мелкого моря.

Способ профилирования донных отложений // 2517983

Заякоренная профилирующая подводная обсерватория // 2545159

Изобретение относится к устройствам для подводных геофизических исследований морей и океанов. Заякоренная профилирующая подводная обсерватория сочленена с диспетчерской станцией и состоит из: подповерхностного буя, заякоренного с помощью стального буйрепа, который служит ходовым тросом для профилирующего носителя, содержащего комплект измерительных датчиков, модуль центрального микроконтроллера, электропривод, и передвигающегося по ходовому тросу; системы цифровой связи посредством бесконтактной индуктивной врезки в ходовой трос, поверхностного буя-вехи с модемами передачи данных и телеметрической информации по радиоканалу, гидроакустического размыкателя якорного балласта. На ходовом тросе над гидроакустическим размыкателем якорного балласта закреплена нижняя плавучесть шарообразной формы, внутри которой размещен модем гидроакустического канала связи, электропривод, сочлененный с телескопическим устройством, в оконечности которого установлен сейсмометр. Профилирующий носитель дополнительно содержит датчики содержания углеводородов, углекислого газа, альфа-, бета- и гамма-радиоактивности. Улучшаются условия эксплуатации, расширяются функциональные возможности подводной обсерватории. 2 ил.

Донная кабельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе // 2545365

Изобретение относится к области гидро- и геоакустики и может быть использовано в морях, океанах, пресноводных водоемах в качестве донной кабельной антенны для проведения исследований и мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе в обеспечение инженерно-геофизических работ на морском дне. Техническим результатом изобретения является увеличение помехозащищенности за счет исключения трения антенны о грунт. Технический результат достигается за счет того, что донная кабельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе, содержащая подводный кабель, гидрофонные модули, соединенные подводным кабелем через определенные интервалы расстояния между собой, надводную аппаратуру сбора и преобразования, соединенную с одним из концов подводного кабеля, снабжена якорным фиксатором, закрепленным на противоположном конце подводного кабеля, дополнительными грузами, закрепленными на подводном кабеле между соответствующими гидрофонными модулями, и поплавковыми подвесками, закрепленными на подводном кабеле к соответствующим гидрофонным модулям, при этом гидрофонные модули выполнены в виде приемников давления. Использование приемников давления вместо двух гидроакустических антенн существенно снижает стоимость донной антенны и одновременно снимает проблемы, связанные с качеством контакта датчика с грунтом, устраняя сопутствующие такому контакту шумы. При этом за счет большого числа таких датчиков решается проблема выделения волн различной поляризации по их кинематическим характеристикам. 1 ил.

Свипирование для морских вибраторов // 2546753

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Предложена методика морской сейсмической разведки с использованием одного или более морских сейсмических вибраторов. При этом функция свипирования для вибратора основывается на требовании к качеству, которое может быть требованием к качеству конечного изображения или требованием к воздействию на окружающую среду. Функция свипирования может быть нелинейной, а энергетический спектр может не соответствовать энергетическому спектру пневмопушки. Технический результат - повышение точности и достоверности разведочных данных. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.

Сейсмическая система с режекцией волны-спутника и движения // 2546997

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Заявлена подводная сейсмическая система для снижения шума в сейсмических сигналах, вызванного отраженными волнами-спутниками или движением сквозь толщу воды. Система содержит два датчика движения. Один датчик обладает первым откликом и чувствителен к шуму, вызванному движением платформы, а также к акустическим волнам. Второй датчик обладает другой конструкцией, которая изолирует его от акустических волн, так что его отклик связан в основном с шумом, вызванным движением. Выходные данные откликов двух датчиков соединяют для того, чтобы устранить воздействия шума, вызванного движением. При дальнейшем соединении с сигналом гидрофона, шум, вызванный отраженными волнами-спутниками, сокращается. Технический результат - повышение точности разведочных данных. 13 з.п. ф-лы, 19 ил.

Научно-исследовательское ледокольное судно для сейсморазведки по 3d технологии в арктических морях // 2549303

Изобретение относится к области судостроения, в частности к надводным научно-исследовательским судам. Предложено научно-исследовательское ледокольное судно для проведения сейсморазведки по 3D технологии вне зависимости от ледовых условий, имеющее корпус, в котором размещается сейсмическое оборудование, а также шахту для выпуска и укладки на дно донной сейсмокосы. Для перемещения источника акустических волн используется самоходный автономный необитаемый подводный аппарат, базирующийся на судне, спуск-подъем которого осуществляется через отдельную вертикальную шахту при помощи спуско-подъемного устройства. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик научно-исследовательского судна для проведения сейсморазведки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Малогабаритный донный сейсмический модуль // 2549606

Изобретение относится к устройствам для измерения геофизических параметров в придонной зоне морей и океанов. Сущность: сейсмический модуль состоит из герметичного корпуса (1), внутри которого размещены накопитель (5) на жестком диске, блок (7) гидроакустического канала связи, размыкатель (8) балласта (2), таймер (9) размыкателя (8) балласта (2), проблесковый маяк (10), разъем (11) внешней связи, источник (12) питания, гидрофизический модуль (13), радиомаяк (14), сейсмический датчик (15), блок (20) пространственной ориентации. Причем блок (20) пространственной ориентации состоит из электронного 3D компаса, трех акселерометров и трех измерителей угловых скоростей, жестко сочлененных с сейсмическим датчиком (15). Сейсмический датчик (15) выполнен в виде широкополосного молекулярно-электронного датчика. Герметичный корпус (1) выполнен в виде полусферы, имеющей основание в форме тарелки, по верхнему диаметру которой установлены механические элементы размыкателя (8) балласта (2). Механические элементы размыкателя (8) балласта (2) выполнены в виде строп (3), которые сочленены с балластом (2) и плотно прилегают к основанию герметичного корпуса (1) по его нижнему диаметру. Гидроакустический канал связи для соединения сейсмического модуля с диспетчерской станцией выполнен однорелейным. Технический результат: повышение достоверности регистрируемых данных. 3 ил.

Устройство постановки и выборки гибкой протяженной буксируемой антенны // 2550643

Изобретение относится к гидроакустической технике и касается создания устройств постановки и выборки (УПВ) гибких протяженных буксируемых антенн (ГПБА) на подводных лодках и надводных кораблях. Предлагается конструкция УПВ, в котором постановка антенны в поток в случае, когда часть антенны намотана на лебедку, а другая ее часть размещена в трубчатом хранилище, обеспечивается с помощью создания избыточного давления в трубчатом хранилище с помощью центробежного насоса, устройство герметизации на ближнем к лебедке торце трубчатого хранилища выполнено в виде цилиндрического модуля такого же внутреннего диаметра, что и трубчатое хранилище, жестко и герметично соединенного с ним, а всасывающий трубопровод центробежного насоса выполнен в виде двух патрубков, один из которых выведен в забортное пространство, а другой герметично соединен с внутренним объемом трубчатого хранилища дополнительным конусным фланцем, соосным с трубчатым хранилищем и установленным вблизи его носового торца между конусным фланцем, соединенным с напорным трубопроводом и устройством герметизации носового торца трубчатого хранилища, конусный фланец напорного трубопровода ориентирован сужением в корму трубчатого хранилища, а конусный фланец всасывающего трубопровода - сужением в нос. Предложенная конструкция УПВ обеспечивает повышение безопасности постановки и выборки ГПБА, часть которой намотана на лебедку УПВ, а часть расположена в трубчатом хранилище, без ее повреждений или остановок. 1 ил.

Зонд гидролого-оптико-химический // 2551670

Заявленное изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проектировании и изготовлении океанологических многоканальных информационно-измерительных комплексов и разработке новых измерительных океанологических каналов. Гидролого-оптико-химический комплекс содержит блок гидрофизических измерительных каналов, центральный контроллер, первый и второй модемы электрической линии связи, кабель-трос с электрической и волоконно-оптической линиями связи, вращающийся электрический переход, электрическую лебедку, рабочее место оператора, блок оптических измерительных каналов, при этом в него введён блок нормализующих контроллеров, причем каждый гидрофизический измерительный канал через соответствующий нормализующий контроллер соединен с центральным контроллером, кроме того, введены первый и второй многовходовые оптические модемы и вращающийся оптический переход, причем каждый оптический измерительный канал соединен с соответствующим входом первого многовходового оптического модема, подключенного через оптико-волоконную линию связи кабель-троса к вращающемуся оптическому переходу, соединённому со вторым многовходовым оптическим модемом, подключенным к рабочему месту оператора. Технический результат заключается в интегрировании в составе гидролого-оптико-химического комплекса всех имеющихся измерительных каналов океанологических параметров, посредством того, что информация от измерительных каналов гидрофизического модуля обрабатывается нормализующими контроллерами и компактно центральным контроллером через многовходовый модем передается в бортовое устройство зонда, а также в создании условий для разработки, изготовления, лабораторных и натурных испытаний новых оптических измерительных каналов для идентификации и регистрации количества минеральной взвеси и взвешенного органического вещества в морской воде, интеграции в своем составе существующих на данный момент измерительных океанологических каналов, создании совмещенного канала электрической и волоконно-оптической линии связи между погружаемым и бортовым устройствами. 1 ил.

Способ оценки концентрации метана в водной толще в областях его пузырьковой разгрузки // 2554278

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для оценки концентрации растворенного метана в областях его пузырьковой разгрузки. Сущность: излучают в направлении морского дна акустический сигнал. Принимают сигнал обратного рассеяния звука от водной толщи. По принятому сигналу выделяют газовые факелы. Оценивают по наклону газовых факелов профиль скорости и направление течения. Рассчитывают плотность источников газовых факелов на морском дне и профиль потока метана в воду для каждого факела. По полученным данным определяют концентрации метана в водной толще в областях его пузырьковой разгрузки. Технический результат: повышение эффективности и надежности оценки концентрации метана в водной толще. 1 ил.

Малогабаритный донный сейсмический модуль // 2554283

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при оперативной оценке сейсмического состояния районов и геолого-геофизических исследованиях морских углеводородных месторождений. Заявлен малогабаритный донный сейсмический модуль, соединенный гидроакустическим каналом связи с диспетчерской станцией и состоящий из герметичного корпуса, гидрофизического модуля, устройства регистрации геофизических сигналов, включающего донный сейсмометр, средство хранения информации, датчик пространственной ориентации, радиобуй, балласт, размыкатель балласта, таймер размыкателя, проблесковый маяк, радиомаяк, разъем внешней связи, источник питания. Герметичный корпус выполнен в виде полусферы, сочлененной с основанием герметичного корпуса, выполненным в виде тарелки, по верхнему диаметру которой установлены механические элементы размыкателя балласта, выполненные в виде строп, которые сочленены с балластом, плотно прилегающим к основанию герметичного корпуса по его нижнему диаметру. Средство связи с диспетчерской станцией выполнено в виде однорелейного гидроакустического канала связи. Датчик пространственной ориентации состоит из электронного 3D компаса, трех акселерометров и трех измерителей угловых скоростей, жестко сочлененных с донным сейсмометром, а донный сейсмометр выполнен в виде широкополосного молекулярно-электронного датчика. Технический результат - повышение достоверности регистрируемых сейсмических сигналов. 3 ил.