RU2607076C1 - Method of controlling seismoacoustic towed streamers and positioning device for its implementation - Google Patents

Method of controlling seismoacoustic towed streamers and positioning device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2607076C1
RU2607076C1 RU2015141453A RU2015141453A RU2607076C1 RU 2607076 C1 RU2607076 C1 RU 2607076C1 RU 2015141453 A RU2015141453 A RU 2015141453A RU 2015141453 A RU2015141453 A RU 2015141453A RU 2607076 C1 RU2607076 C1 RU 2607076C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seismic
braids
streamers
acoustic
towed
Prior art date
Application number
RU2015141453A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Андреевич Костылев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН)
Priority to RU2015141453A priority Critical patent/RU2607076C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2607076C1 publication Critical patent/RU2607076C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3817Positioning of seismic devices
    • G01V1/3826Positioning of seismic devices dynamic steering, e.g. by paravanes or birds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/56Towing or pushing equipment
    • B63B21/66Equipment specially adapted for towing underwater objects or vessels, e.g. fairings for tow-cables
    • B63B21/663Fairings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3817Positioning of seismic devices

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: geophysics.
SUBSTANCE: invention relates to geophysics and can be used for marine seismic survey. Proposed is an automated positioning device (APD), which is a body of neutral buoyancy, the housing of which represents two tightly coupled cavities interconnected in such a way, that a system of through channels is formed between them, via which water is pumped between end nozzles and nozzles equipped with special shutters located near screws of low-noise hydraulic propulsions creating a variable thrust, the force and the direction of which are controlled by the propulsions screw direction and the shutters degree of opening-closing. APD is also equipped with a hydrophone for registration of own noise and noise of the incident water flow, an electronic accelerometer and an electronic gyroscope, detail acoustic distance meters for determining the distance between APD installed on adjacent seismoacoustic towed streamers. In the proposed method proposed is a control over the seismoacoustic towed streamers using such APD. Seismoacoustic towed streamers are released from special bottom wells in the vessel stern. Coordinate referencing is performed by the automated method from a research vessel. Target distance between adjacent towed streamers, as well as between sensitive elements in each antenna is set in accordance with previously calculated coordinate grid. Performed is automatic control over the depth of the towed streamers immersion, as well as control over the position of the towed seismoacoustic streamers in the crosswise and the lengthwise directions without interruption of the working cycle of surveys and retrieving the towed streamers onboard the vessel.
EFFECT: technical result is higher accuracy of the survey data.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ на шельфе арктических морей в условиях сложной ледовой и погодной обстановки или иного (техногенного) загрязнения морской поверхности.The invention relates to the field of geophysics and can be used when conducting marine seismic work on the shelf of the Arctic seas in difficult ice and weather conditions or other (technogenic) pollution of the sea surface.

Предлагаются автоматизированный способ управления глубиной погружения, формой и расстояниями между сейсмоакустическими косами в системе, состоящей из одной или более кос, выпускаемых из донных шахт специализированного научно-исследовательского судна ледокольного класса и буксируемых за ним, и устройство для его осуществления.An automated method for controlling the immersion depth, shape and distance between seismic-acoustic streamers in a system consisting of one or more streamers, released from the bottom mines of a specialized icebreaking research vessel and towed behind it, and a device for its implementation are proposed.

В большинстве современных способов (Морская сейсморазведка / Под ред. А.Н. Телегина. - М.: ООО "Геоинформмарк", 2004. - 237 с.) осуществления геофизической разведки, 4d, 3d и 2d сейсмопрофилирования дна морских акваторий подразумевается буксировка судном-носителем системы сейсмоакустических кос. В системах с несколькими сейсмическими косами сейсмические косы буксируют под водой позади исследовательского судна практически параллельно друг другу. Для упорядочивания их расположения в пространстве традиционно используют гидропарашюты (или их аналоги), гибкую сцепку, ограничивающую максимальное расхождение кос, систему растяжек, задающую данное расхождение, хвостовой буй (или отражатель), позиционирующий хвост косы, и специализированные плавучие элементы (позиционирующие устройства), способные отклонять рабочий участок косы в ту или иную сторону в поперечном направлении («птички»). На хвостовом буе часто располагают GPS-приемник, который позволяет осуществить жесткую координатную привязку хвостового сегмента косы. Для регулирования глубины погружения антенны в ее передней части располагают груз (или "птичку"), который за счет натяжения несущего троса (или заданного птичкой направления тяги) задает начальную точку горизонтального участка косы.In most modern methods (Marine seismic exploration / Ed. By A.N. Telegin. - M .: Geoinformmark LLC, 2004. - 237 p.), Geophysical exploration, 4d, 3d and 2d seismic profiling of the bottom of marine areas means towing by a ship- carrier system of seismic acoustic streamers. In systems with multiple seismic streamers, seismic streamers tow under water behind a research vessel almost parallel to each other. To arrange their location in space, hydraulic parasols (or their analogues), a flexible coupling limiting the maximum divergence of braids, a system of stretch marks defining this difference, a tail buoy (or reflector), positioning the tail of the braid, and specialized floating elements (positioning devices) are traditionally used, able to deflect the working section of the braid in one direction or another in the transverse direction ("birds"). A GPS receiver is often located on the tail buoy, which allows for rigid coordinate snapping of the tail spit segment. To regulate the immersion depth of the antenna, a load (or “bird”) is placed in its front part, which, due to the tension of the carrier cable (or the direction of traction given by the bird), sets the starting point of the horizontal section of the braid.

Выделим наиболее очевидные технологические особенности сейсморазведки, осуществляемой традиционным способом и затрудняющие ее применение в условиях сложной ледовой и погодной обстановки:We single out the most obvious technological features of seismic surveys carried out in the traditional way and making it difficult to use in difficult ice and weather conditions:

- хвостовой буй буксируют на поверхности, что обусловлено необходимостью регистрации GPS/ГЛОНАСС данных, либо осуществления с ним радиообмена;- the tail buoy is towed to the surface, due to the need to register GPS / GLONASS data, or to carry out radio communication with it;

- рабочий участок каждой косы позиционируют механической системой грузов и растяжек, для регулировки параметров этой системы необходимо прервать рабочий цикл исследований и выбрать косы на борт судна, где и осуществляется оговоренная регулировка.- the working section of each braid is positioned by a mechanical system of weights and stretch marks; to adjust the parameters of this system, it is necessary to interrupt the research work cycle and select the braids on board the vessel, where the agreed adjustment is made.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является описываемый патентом РФ №2516591 (Способ и система для управления сейсмическими косами: Патент на изобретение РФ №2516591: МПК G01V 1/38 / Сил Дэниель Б. (US), Грант Джон Эдвард (GB), Сеспедес М. Дэвид A. (US); Ион Геофизикал Корпорейшн (US). - Заявка №2011116289/28; дата подачи заявки 06.11.2009; дата публикации заявки 20.12.2012, Бюл. №35; дата публикации сведений о патенте 20.05.2014, Бюл. №14. - 18 с.: 6 ил.) способ управления сейсмическими косами. В указанном патенте предлагаются способ и система для управления формой и расстояниями в схеме расположения сейсмических кос, буксируемых позади исследовательского судна.The closest in technical essence to the proposed method is described by RF patent No. 2516591 (Method and system for controlling seismic streamers: RF patent for invention No. 2516591: IPC G01V 1/38 / Sil Daniel B. (US), Grant John Edward (GB) , Cespedes M. David A. (US); Ion Geophysical Corporation (US) - Application No. 20111116289/28; filing date of the application 06.11.2009; publication date of the application 12.20.2012, Bul. No. 35; date of publication of patent information 20.05 .2014, Bull. No. 14. - 18 pp.: 6 ill.) A way to control seismic streamers. This patent proposes a method and system for controlling the shape and distances in an arrangement of seismic streamers towed behind a research vessel.

В указанном патенте предлагаются способ и система для управления формой и расстояниями в схеме расположения сейсмических кос, буксируемых позади исследовательского судна. Каждой сейсмической косой управляют в поперечном направлении посредством устройств позиционирования (так называемых устройств рулевого управления), размещенных вдоль ее длины в конкретных узлах, для достижения заданного расстояния от соседней сейсмической косы. Одной из этих действительных сейсмических кос, используемой в качестве опорной для других действительных сейсмических кос, управляют для достижения заданного расстояния от мнимой, или фантомной, сейсмической косы, виртуально буксируемой вместе с действительными сейсмическими косами.This patent proposes a method and system for controlling the shape and distances in an arrangement of seismic streamers towed behind a research vessel. Each seismic streamer is controlled in the transverse direction by means of positioning devices (so-called steering devices) located along its length at specific nodes to achieve a predetermined distance from the adjacent seismic streamer. One of these valid seismic streamers, used as a reference for other valid seismic streamers, is controlled to achieve a predetermined distance from an imaginary, or phantom, seismic streamer that is virtually towed along with the actual seismic streamers.

К недостаткам указанного изобретения можно отнести то, что координатную привязку осуществляют на основании данных, поступающих на управляющий комплекс с надводных частей антенной системы (хвостовой буй сейсмической косы), наличие которых может привести к столкновению косы с плавучими препятствиями (льдинами или иными техногенными объектами) и, как следствие, ее повреждению. Также недостатком является то, что регулировку положения кос осуществляют только в поперечном направлении, что делает невозможным использование кос при низких скоростях судна или при его остановке. Кроме того, при маневрировании судна, замедлении или остановки судна (что особенно актуально для ледокола в старт-стоповом режиме хода) либо при наличии сильных течений из-за отсутствия регулировки положения кос в продольном направлении происходит провисание и сильное смещение рабочих участков кос, что приводит к неадекватному покрытию зоны исследований сетью сейсмических кос, а следовательно, к искажению и недостаточному количеству получаемых данных. В результате на тех территориальных участках шельфа, где полученной информации недостаточно, проводят дополнительные измерения, то есть снова осуществляют буксировку кос над конкретным участком для «загущения» получаемого массива данных. Недостатком также является то, что регулировку положения кос по глубине осуществляют с помощью механической системы грузов, для настройки которой требуется выборка кос на борт судна.The disadvantages of this invention include the fact that the coordinate snapping is carried out on the basis of data received on the control system from the surface parts of the antenna system (tail buoy of a seismic streamer), the presence of which can lead to a collision of the streamer with floating obstacles (ice floes or other technogenic objects) and as a result, its damage. Another disadvantage is that the adjustment of the position of the braids is carried out only in the transverse direction, which makes it impossible to use the braids at low speeds of the vessel or when it stops. In addition, when maneuvering the ship, slowing down or stopping the ship (which is especially important for the icebreaker in the start-stop mode) or in the presence of strong currents due to the lack of adjustment of the position of the braids in the longitudinal direction, the working sections of the braids sag and there is a strong shift to inadequate coverage of the research area with a network of seismic streamers, and therefore to distortion and insufficient amount of data obtained. As a result, in those territorial areas of the shelf where the information is insufficient, additional measurements are carried out, that is, braids are again towed over a specific section to “thicken” the resulting data array. The disadvantage is that the adjustment of the position of the braids in depth is carried out using a mechanical cargo system, which requires the selection of braids on board the vessel.

Кроме того, устройства позиционирования, посредством которых в прототипе предлагается управлять сейсмическими косами, используют для этого двигатели и подводные крылья. Помимо того, что это не позволяет данным устройствам осуществлять управление косами в продольном направлении, из чего автоматически вытекают многочисленные недостатки способа-прототипа, но еще эти устройства являются сильношумящими, и нигде в способе-прототипе не упомянуто о том, что производимые позиционирующими устройствами шумы существенно влияют на качество измерений, что их необходимо измерять и учитывать при обработке разведочных данных для повышения точности измерений.In addition, positioning devices, through which the prototype proposes to control seismic streamers, use engines and hydrofoils for this. In addition to the fact that it does not allow these devices to control the braids in the longitudinal direction, which automatically implies the numerous disadvantages of the prototype method, but these devices are also very noisy, and nowhere in the prototype method is it mentioned that the noise produced by the positioning devices is significantly affect the quality of measurements, that they need to be measured and taken into account when processing intelligence data to improve the accuracy of measurements.

Задачей, на которую направлено изобретение, является повышение точности разведочных данных, получаемых в результате измерений, производимых в процессе буксировки сейсмоакустических кос, расширение диапазона скоростей буксировки сейсмоакустических кос в сторону малых скоростей (вплоть до полной остановки судна), автоматизация отслеживания и регулировки пространственного расположения рабочих участков кос без прерывания рабочего цикла исследований, повышение сохранности сейсмоакустических кос при проведении процесса измерений.The task to which the invention is directed is to increase the accuracy of exploration data obtained as a result of measurements made during the towing of seismic-acoustic streamers, expand the range of speeds for towing seismic-acoustic streamers to low speeds (up to a complete stop of the vessel), automate tracking and adjusting the spatial location of workers plots of braids without interrupting the work cycle of studies, increasing the safety of seismic-acoustic braids during the measurement process.

Технический результат в части, касающейся способа, обеспечивается тем, что выпускают и буксируют за судном одну или более сейсмоакустических кос, рабочие участки которых представляют собой антенны с чувствительными элементами, оснащенных устройствами позиционирования, расположенными в разнесенных положениях вдоль длины сейсмоакустической косы, определяют форму и взаимное расположение буксируемых сейсмоакустических кос, осуществляют их коодинатную привязку и задают целевое расстояние между соседними сейсмоакустическими косами, осуществляют передачу команд рулевого управления на позиционирующие устройства для упорядочивания взаимного расположения буксируемых сейсмоакустических кос и регулировки расстояния между соседними косами, а также осуществляют управление положением буксируемых сейсмоакустических кос в поперечном направлении и управление глубиной погружения кос.The technical result in terms of the method is ensured by the fact that one or more seismic-acoustic streamers are released and towed behind the vessel, the working sections of which are antennas with sensitive elements equipped with positioning devices located in spaced positions along the length of the seismic-acoustic streamer, determine the shape and mutual location of towed seismic-acoustic streamers, coordinate them and set the target distance between adjacent seismic-acoustic braids, Steering commands are transmitted to positioning devices to arrange the relative position of towed seismic braids and adjust the distance between adjacent braids, and they also control the position of towed seismic braids in the transverse direction and control the plunge depth.

Новым является то, что сейсмоакустические косы выпускают из специализированных донных шахт в кормовой части исследовательского судна, координатную привязку осуществляют автоматизированным способом с исследовательского судна, целевое расстояние между соседними косами, а также между чувствительными элементами в каждой антенне задают в соответствии с заранее рассчитанной координатной сеткой, осуществляют управление глубиной погружения кос, а также управление положением буксируемых сейсмоакустических кос не только в поперечном, но и в продольном направлениях с помощью одних и тех же устройств автоматизированного позиционирования, корректируют расстояния между косами, расстояния между чувствительными элементами на рабочих участках косы и глубину погружения кос без прерывания рабочего цикла исследований и выбирания кос на борт судна.What is new is that seismic-acoustic braids are released from specialized bottom mines in the stern of the research vessel, the coordinate reference is carried out automatically from the research vessel, the target distance between adjacent braids, as well as between sensitive elements in each antenna, is set in accordance with a pre-calculated coordinate grid, they control the depth of immersion of the streamers, as well as control the position of the towed seismic-acoustic streamers not only in the transverse, but also in the longitudinal directions using the same automated positioning devices, adjust the distance between the braids, the distance between the sensing elements on the working sections of the braid and the depth of immersion of the braids without interrupting the research cycle and selecting braids on board the vessel.

Технический результат в части, касающейся устройства, обеспечивается тем, что устройство позиционирования представляет собой тело нейтральной плавучести, снабженное сцепным устройством для крепления в определенных узлах сейсмоакустической косы.The technical result in terms of the device is ensured by the fact that the positioning device is a neutral buoyancy body equipped with a coupling device for fastening in certain nodes of the seismic-acoustic spit.

Новым является то, что корпус тела нейтральной плавучести представляет собой две герметично сопряженных полости, соединенные таким образом, что между ними образуется система сквозных каналов, соединяющих торцевые сопла и сопла у движителей, которые установлены в определенных местах системы сквозных каналов и имеют вектор тяги, регулируемый посредством шторок, размещенных на корпусе устройства возле сопел у движителей, а также тем, что оно оборудовано гидрофоном для регистрации собственных шумов и шумов обтекания набегающим потоком воды, электронным акселерометром и электронным гироскопом, акустическими дальномерами, ретранслятором цифрового потока данных.New is that the body of the neutral buoyancy body consists of two hermetically conjugated cavities, connected in such a way that a system of through channels is formed between them, connecting the end nozzles and nozzles of the propulsors, which are installed in certain places of the through channel system and have a thrust vector that is adjustable by means of shutters placed on the device’s body near the nozzles of the propulsors, as well as by the fact that it is equipped with a hydrophone for recording its own noises and noises flowing around the air in s, electronic accelerometer and gyroscope electronics, acoustic rangefinders, repeater digital data stream.

Изобретение поясняется фиг. 1-3.The invention is illustrated in FIG. 1-3.

На фиг. 1 представлено устройство автоматического позиционирования для управления положением буксируемых сейсмоакустических кос: 1 - тело нейтральной плавучести, 2 - корпус тела нейтральной плавучести, состоящий из двух герметично сопряженных полостей, 3 - система сквозных каналов, образуемых сопрягаемыми полостями, 4 - движители с переменным вектором тяги (малошумные), 5 - торцевые сопла, 6 - сопла у движителей 4, 7 - шторки для регулировки просвета сопел 6 у движителей 4, 8 - гидрофон, 9 - акселерометр, 10 - электронный гироскоп, 11 - акустические дальномеры, 12 - ретранслятор цифрового потока данных, 13 - сцепное устройство для фиксации УАП в определенных узлах сейсмоакустической косы.In FIG. 1, an automatic positioning device for controlling the position of towed seismic-acoustic streamers is presented: 1 - neutral buoyancy body, 2 - neutral buoyancy body casing, consisting of two hermetically conjugated cavities, 3 - system of through channels formed by mating cavities, 4 - thrusters with a variable thrust vector ( low noise), 5 - end nozzles, 6 - nozzles for movers 4, 7 - shutters for adjusting the nozzle clearance 6 for movers 4, 8 - hydrophone, 9 - accelerometer, 10 - electronic gyroscope, 11 - acoustic range finders, 12 - repeater of the digital data stream, 13 - coupling device for fixing the UAP in certain nodes of the seismic-acoustic spit.

На фиг. 2 приведены различные варианты нарушения пространственного расположения антенн и направления тяги, создаваемой устройствами автоматического позиционирования для коррекции нарушения (показаны стрелками).In FIG. Figure 2 shows various options for violating the spatial arrangement of antennas and the direction of traction created by automatic positioning devices to correct violations (shown by arrows).

На фиг. 3 приведена блок-схема осуществления способа управления сейсмоакустическими косами с помощью устройств автоматического позиционирования.In FIG. 3 is a flowchart of an embodiment of a method for controlling seismic-acoustic streamers using automatic positioning devices.

Предлагаемое устройство автоматизированного позиционирования (везде далее УАП) представляет собой (фиг. 1) тело нейтральной плавучести 1, корпус 2 которого состоит из двух герметично сопряженных полостей, которые соединены таким образом, что образуют систему сквозных каналов 3, соединяющих торцевые сопла 5 и сопла 6 у движителей 4, которые размещены в определенных местах системы сквозных каналов 3 и имеют переменный вектор тяги, обеспечивающийся за счет регулировки просвета сопел 6 у движителей 4 (регулировка осуществляется с помощью шторок 7) и направления вращения винтов движителей 4. УАП также оборудовано гидрофоном 8 для регистрации собственных шумов и шумов обтекания набегающим потоком воды, электронным акселерометром 9 и электронным гироскопом 10, задействованными для определения скорости и пространственной ориентации устройства, узконаправленными акустическими дальномерами 11, предназначенными для определения расстояния между УАП, установленными на соседних антеннах. Кроме прочего, УАП оснащено ретранслятором цифрового потока данных 12, посредством которого подключается к общей цифровой сети передачи данных антенны и получает возможность обмениваться информацией с центральным постом управляющего комплекса, расположенным на судне-носителе. Каждый такой УАП устанавливают в определенных узлах сейсмоакустической косы и жестко фиксируют с помощью сцепного устройства 13.The proposed automated positioning device (hereinafter referred to as UAP) is (Fig. 1) a neutral buoyancy body 1, the housing 2 of which consists of two hermetically conjugated cavities, which are connected in such a way that form a system of through channels 3 connecting the end nozzles 5 and nozzles 6 for movers 4, which are located in certain places of the through-channel system 3 and have an alternating thrust vector, which is ensured by adjusting the clearance of nozzles 6 for movers 4 (adjustment is carried out using shutters 7 ) and the direction of rotation of the propeller propellers 4. The UAP is also equipped with a hydrophone 8 for detecting intrinsic noises and noises surrounding the flow of water, an electronic accelerometer 9 and an electronic gyroscope 10, used to determine the speed and spatial orientation of the device, narrowly focused acoustic range finders 11, designed to determine the distance between UAPs installed on adjacent antennas. Among other things, the UAP is equipped with a digital data stream repeater 12, through which it is connected to a common digital data network of the antenna and gets the opportunity to exchange information with the central post of the control complex located on the carrier vessel. Each such UAP is installed in certain nodes of the seismic-acoustic streamer and is rigidly fixed using the coupling device 13.

Предлагаемый способ управления сейсмоакустическими косами с помощью описанного выше УАП осуществляется следующим образом.The proposed method for managing seismic streamers using the above UAP is as follows.

В процессе выполнения сейсмоакустических исследований из специальных донных шахт, расположенных в кормовой части днища исследовательского судна, осуществляют выпуск одной или более сейсмоакустических кос, рабочие участки которых представляют собой твердотельные цифровые гидроакустические антенны с чувствительными элементами, и дают сигнал на запуск рабочего цикла исследований. Далее для позиционирования и задания взаимного расположения кос применяют УАП, установленные в определенных узлах антенн. Блок-схема осуществления способа управления сейсмоакустическими косами с помощью УАП приведена на фиг. 3. После получения сигнала на запуск рабочего цикла с центрального поста управляющего комплекса, расположенного на судне, каждый УАП определяет собственную ориентацию в пространстве, направление и скорость своего движения. Для этого используют данные электронного акселерометра 9 и электронного гироскопа 10. После определения указанных параметров все УАП передают их на центральный пост комплекса, используя для этого ретранслятора цифрового потока данных 12.In the process of performing seismic-acoustic studies from special bottom mines located in the aft part of the bottom of the research vessel, one or more seismic-acoustic streamers are produced, the working sections of which are solid-state digital hydroacoustic antennas with sensitive elements, and give a signal to start the research cycle. Further, for positioning and setting the relative position of the braids, UAPs installed in certain antenna nodes are used. A flowchart of an embodiment of a method for controlling seismic-acoustic streamers using an UAP is shown in FIG. 3. After receiving a signal to start the duty cycle from the central post of the control complex located on the vessel, each UAP determines its own spatial orientation, direction and speed of its movement. To do this, use the data of the electronic accelerometer 9 and the electronic gyroscope 10. After determining the specified parameters, all UAPs transmit them to the central post of the complex, using a digital data stream repeater 12 for this.

В ответ с центрального поста комплекса передают информацию о привязке данного УАП к определенному узлу рассчитанной заранее пространственной координатной сетки, данные о требуемом расстоянии до УАП, расположенных на соседних косах, требуемой глубине. Получив эти данные, каждый УАП с помощью акустических дальномеров 11 проверяет соответствие реальных значений указанных величин требуемым значениям. Если в процессе этого действия выявляют отклонения указанных величин от требуемых значений, с помощью УАП осуществляют их корректировку. Для этого вычисляют значение смещения, которое необходимо компенсировать. Получив данное значение, УАП включает один или несколько из соответствующих движителей 4. Способность движителей 4 работать в реверсивном режиме и система сквозных каналов 3 позволяют задействовать в этом процессе сразу несколько из общего числа движителей 4, которые усиливают действие друг друга.In response, from the central post of the complex transmit information about the binding of the UAP to a specific node of the previously calculated spatial coordinate grid, data on the required distance to the UAP located on adjacent braids, the required depth. Having received these data, each UAP using acoustic range finders 11 checks the compliance of the real values of these values with the required values. If in the process of this action deviations of the indicated values from the required values are detected, they are adjusted using the UAP. To do this, calculate the offset value, which must be compensated. Having obtained this value, the UAP includes one or more of the respective propulsors 4. The ability of the propulsors 4 to work in reverse mode and the system of through channels 3 make it possible to use several of the total number of propulsors 4 in this process, which reinforce each other.

Непосредственно смещение УАП осуществляют при помощи созданного движителями 4 напора воды, прокачиваемой по системе сквозных каналов 3 и направляемого в необходимую сторону с помощью шторок 7, регулирующих просвет сопел 6 у движителей 4. В зависимости от направления, в котором необходимо сместить УАП, могут производить прокачку воды от нескольких из торцевых сопел 5 к одному или нескольким из сопел 6 у движителей 4, от одного или нескольких из сопел 6 у движителей 4 к одному или нескольким другим из сопел 6 у движителей 4, от нескольких торцевых сопел 5 к нескольким другим торцевым соплам 5 и одному или нескольким из сопел 6 у движителей 4.The UAP is directly displaced with the help of the pressure created by the movers 4 and pumped through the system of through channels 3 and directed in the necessary direction by means of shutters 7, which regulate the nozzle clearance 6 of the movers 4. Depending on the direction in which the UAP must be shifted, they can be pumped water from several of the end nozzles 5 to one or more of the nozzles 6 of the movers 4, from one or more of the nozzles 6 of the movers 4 to one or more others of the nozzles 6 of the movers 4, from several end Opel 5 to several other mechanical nozzles 5 and one or more of the nozzles 6 have propulsors 4.

После придания УАП требуемого импульса, движители 4 отключают и вновь проверяют привязку к определенной точке в пространственной координатной сетке. Если вновь выявляется наличие отклонения, то процесс повторяют. Если отклонение не выявляют, то УАП переводят в режим мониторинга положения, в котором периодически проверяется привязка устройства к координатной сетке и осуществляются постоянные попытки выявления отклонений в расположении УАП. При выявлении таких отклонений вновь запускают процесс корректировки положения (фиг. 2).After giving the UAP the required impulse, the movers 4 turn off and again check the binding to a specific point in the spatial coordinate grid. If the presence of deviation is again detected, the process is repeated. If the deviation is not detected, then the UAP is transferred to the position monitoring mode, in which the device’s binding to the coordinate grid is periodically checked and constant attempts are made to detect deviations in the location of the UAP. When such deviations are detected, the position adjustment process is restarted (Fig. 2).

Посредством ретранслятора цифрового потока данных 12 от каждого УАП также передают информацию от гидрофонов, установленных на одной с ним косе, к центральному посту комплекса.Through the repeater of the digital data stream 12 from each UAP also transmit information from hydrophones installed on the same spit to the central post of the complex.

Если в процессе осуществления исследовательским комплексом соответствующих изысканий возникает необходимость изменить глубину погружения кос или расстояние между ними, то на все УАП передают информацию с новыми данными о требуемых расстояниях между УАП и требуемой глубине. Все УАП начинают манипулировать движителями 4 для приведения указанных параметров в соответствие новым требованиям. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не установят, что параметры пространственного расположения и глубина каждого УАП соответствуют новым требованиям.If in the process of carrying out the relevant research by the research complex there is a need to change the depth of immersion of the braids or the distance between them, then information will be transmitted to all UAPs with new data on the required distances between the UAP and the required depth. All UAP begin to manipulate the movers 4 to bring these parameters into line with the new requirements. This process continues until it is established that the spatial location parameters and the depth of each UAP meet the new requirements.

Если в процессе осуществления исследовательским комплексом соответствующих изысканий скорость судна падает или оно останавливается, на все УАП подают сигнал на включение движителей 4 таким образом, чтобы поддерживать рабочее положение антенн.If the vessel’s speed drops or stops during the research complex’s research complex, the signal is sent to all UAPs to turn on the movers 4 in such a way as to maintain the working position of the antennas.

Таким образом, определение и корректировку пространственного положения рабочего участка каждой сейсмоакустической косы осуществляют автоматизированным способом, с помощью специализированного программного обеспечения управляющего комплекса на судне, для чего, наряду с заблаговременно составленным описанием геометрических параметров системы антенн и судна, используют данные о скорости и курсе судна, а также данные электронного акселерометра 9, электронного гироскопа 10 и данные от акустических дальномеров 11, расположенных в каждом УАП, и GPS/ГЛОНАСС данные, получаемые от соответствующего судового приемника.Thus, the determination and adjustment of the spatial position of the working section of each seismic-acoustic streamer is carried out in an automated way, using specialized software for the control complex on the vessel, for which, along with an advance description of the geometric parameters of the antenna system and the vessel, data are used on the speed and course of the vessel, as well as data from an electronic accelerometer 9, an electronic gyroscope 10, and data from acoustic range finders 11 located in each N and GPS / GLONASS data received from the respective receiver ship.

Гидрофон 8 УАП предназначен для регистрации шумов, возникающих при работе УАП и шумов от обтекания УАП набегающим потоком жидкости. Цифровую запись этих шумов передают в центральный пост управляющего комплекса, где в последствии используется для их учета при обработке сейсмоданных.The hydrophone 8 of the UAP is designed to register noise arising from the operation of the UAP and noise from the flow of the UAP with an incident liquid flow. A digital recording of these noises is transmitted to the central post of the control complex, where it is subsequently used to take them into account when processing seismic data.

Можно отметить, что в отличие от способа-прототипа, в котором регулировку пространственного положения косы в поперечном направлении и по глубине осуществляют с помощью нескольких различных устройств, в предлагаемом способе дополнительно осуществляют еще и регулировку в продольном направлении, т.е. регулировку расстояния между чувствительными элементами на рабочих участках косы, причем делают это все с помощью одного и того же устройства - УАП.It can be noted that, unlike the prototype method, in which the spatial position of the braid in the transverse direction and in depth is adjusted using several different devices, in the proposed method, adjustment is also carried out in the longitudinal direction, i.e. adjusting the distance between the sensitive elements on the working sections of the braid, and they do it all with the help of the same device - UAP.

Чувствительные элементы на рабочих участках косы (гидрофоны) оборудованы гироскопами и акселерометрами. С учетом их жесткой привязки к УАП посредством кабеля можно однозначно определять их положение, что дает возможность осуществлять регулировку их положения в пространстве и относительно друг друга. При обнаружении отклонения положения какого-либо УАП или чувствительного элемента от определенного положения в заблаговременно рассчитанной трехмерной координатной сетке, вычисляют величину этого отклонения. На отклонившееся УАП, либо на ближайшее к отклонившемуся чувствительному элементу УАП подают команду на включение соответствующих из движителей 4 с переменным вектором тяги для компенсации обнаруженного отклонения. Далее определяют новое положение отклонившегося чувствительного элемента и повторно вычисляют величину отклонения от координатной сетки. При превышении величиной отклонения порогового значения вновь подают сигнал на включение соответствующих из движителей 4 для компенсации отклонения. С помощью таких манипуляций осуществляют последовательную минимизацию величины отклонения и, таким образом, упорядочивают расположение чувствительных элементов в координатной сетке. Манипуляции по корректировке положения отклонившихся чувствительных элементов продолжают до тех пор, пока величина отклонения не станет меньше порогового значения, величину которого задают заблаговременно. Отслеживание и корректировку положения чувствительных элементов антенны осуществляют постоянно на протяжении рабочего цикла исследований.Sensitive elements on the working sections of the streamer (hydrophones) are equipped with gyroscopes and accelerometers. Given their tight binding to the UAP through the cable, you can uniquely determine their position, which makes it possible to adjust their position in space and relative to each other. If a deviation of the position of any UAP or sensitive element from a certain position in a previously calculated three-dimensional coordinate grid is detected, the value of this deviation is calculated. The deviated UAP, or the one closest to the deviated sensitive element of the UAP, is instructed to turn on the respective of the propulsion devices 4 with a variable thrust vector to compensate for the detected deviation. Next, the new position of the deviated sensing element is determined and the deviation from the coordinate grid is recalculated. When the deviation exceeds the threshold value, the signal is again applied to turn on the corresponding of the propulsors 4 to compensate for the deviation. With the help of such manipulations, the deviation is sequentially minimized and, thus, the arrangement of sensitive elements in the coordinate grid is ordered. Manipulations to correct the position of deviated sensing elements continue until the deviation is less than the threshold value, the value of which is set in advance. Tracking and adjusting the position of the sensitive elements of the antenna is carried out continuously throughout the working cycle of research.

Таким образом, используя для реализации способа управления сейсмоакустическими косами предлагаемое устройство (УАП), можно решить поставленную для данного изобретения задачу и реализовать следующие преимущества предлагаемого способа.Thus, using the proposed device (UAP) to implement the method of controlling seismic-acoustic streamers, it is possible to solve the problem posed for this invention and realize the following advantages of the proposed method.

Повысить точность разведочных данных. Результат достигается за счет непрерывного поддержания кос в рабочем состоянии на протяжении всего цикла измерений, а также за счет использования в УАП малошумных движителей и возможности учета искажений, вносимых ими в результаты измерений.Improve the accuracy of exploration data. The result is achieved due to the continuous maintenance of the braids in working condition throughout the entire measurement cycle, as well as through the use of low-noise propulsors in the UAP and the ability to take into account the distortions introduced by them into the measurement results.

Расширить диапазон скоростей буксировки сейсмоакустических кос в сторону малых скоростей (вплоть до полной остановки судна). Это достигается за счет непрерывного поддержания кос в рабочем состоянии и в нужном пространственном положении в соответствии с заданной координатной сеткой на протяжении всего цикла измерений, что позволяет исключить отклонение или провисание кос при замедлении судна, в том числе при его остановке.To expand the speed range of towing seismic-acoustic streamers in the direction of low speeds (up to a complete stop of the vessel). This is achieved by continuously maintaining the braids in working condition and in the desired spatial position in accordance with a given coordinate grid throughout the entire measurement cycle, which eliminates the deviation or sagging braids when the ship slows down, including when it stops.

Автоматизировать отслеживание и регулировку пространственного расположения рабочих участков кос без прерывания рабочего цикла исследований. Результат достигается за счет использования для регулировки пространственного положения кос набора УАП, для настройки которых и для осуществления функций которых не требуется выборка кос на борт судна.Automate tracking and adjustment of the spatial location of the working sections of the braids without interrupting the research work cycle. The result is achieved through the use of a set of UAPs for adjusting the spatial position of the braids, for the adjustment of which and for the implementation of their functions it is not necessary to select braids on board the vessel.

Повысить сохранности сейсмоакустических кос при проведении процесса измерений. Отсутствие у измерительного оборудования (кос) надводных частей (буев, поплавков, тросов и т.п.) в совокупности с тем, что косы выпускаются из донных шахт, минимизирует возможность повреждения антенн о плавучие препятствия.To increase the safety of seismic-acoustic streamers during the measurement process. The absence of surface parts (buoys, floats, cables, etc.) in the measuring equipment (braids), together with the fact that the braids are discharged from the bottom shafts, minimizes the possibility of damage to the antennas against floating obstacles.

Claims (2)

1. Способ управления сейсмоакустическими косами, в котором выпускают и буксируют за судном одну или более сейсмоакустических кос, рабочие участки которых представляют собой антенны с чувствительными элементами, оснащенных устройствами позиционирования, расположенными в разнесенных положениях вдоль длины сейсмоакустической косы, определяют форму и взаимное расположение буксируемых сейсмоакустических кос, осуществляют их координатную привязку и задают целевое расстояние между соседними сейсмоакустическими косами, осуществляют передачу команд рулевого управления на позиционирующие устройства для упорядочивания взаимного расположения буксируемых сейсмоакустических кос и регулировки расстояния между соседними косами, а также осуществляют управление положением буксируемых сейсмоакустических кос в поперечном направлении и управление глубиной погружения кос, отличающийся тем, что сейсмоакустические косы выпускают из специализированных донных шахт в кормовой части судна, координатную привязку осуществляют автоматизированным способом с исследовательского судна, целевое расстояние между соседними косами, а также между чувствительными элементами в каждой антенне задают в соответствии с заранее рассчитанной координатной сеткой, осуществляют управление глубиной погружения кос, а также управление положением буксируемых сейсмоакустических кос не только в поперечном, но и в продольном направлениях с помощью одних и тех же устройств автоматизированного позиционирования, корректируют расстояния между косами, расстояния между чувствительными элементами на рабочих участках косы и глубину погружения кос без прерывания рабочего цикла исследований и выбирания кос на борт судна.1. A method for controlling seismic-acoustic streamers, in which one or more seismic-acoustic streamers are released and towed behind a vessel, the working sections of which are antennas with sensitive elements equipped with positioning devices located in spaced positions along the length of the seismic-acoustic streamer, and determine the shape and relative position of the towed seismic-acoustic braids, coordinate them and set the target distance between adjacent seismic-acoustic braids, giving steering commands to positioning devices for arranging the relative position of towed seismic braids and adjusting the distance between adjacent braids, as well as controlling the position of towed seismic braids in the transverse direction and controlling the depth of immersion of the braids, characterized in that the seismic braids are released from specialized bottom shafts into stern of the vessel, coordinate reference is carried out in an automated way from the research court on, the target distance between adjacent streamers, as well as between sensitive elements in each antenna, is set in accordance with a pre-calculated coordinate grid, control the depth of immersion of the streamers, and also control the position of towed seismic-acoustic braids not only in the transverse, but also in the longitudinal directions using the same automated positioning devices, adjust the distance between the braids, the distance between the sensitive elements on the working sections of the braid and the depth of the dive Nia braid without interrupting the cycle of research and choosing the braid on board the vessel. 2. Устройство позиционирования, представляющее собой тело нейтральной плавучести, снабженное сцепным устройством для крепления в определенных узлах сейсмоакустической косы, отличающееся тем, что корпус тела нейтральной плавучести представляет собой две герметично сопряженных полости, соединенные таким образом, что между ними образуется система сквозных каналов, соединяющих торцевые сопла и сопла у движителей, которые установлены в определенных местах системы сквозных каналов и имеют вектор тяги, регулируемый посредством шторок, размещенных на корпусе устройства возле сопел у движителей, а также тем, что оно оборудовано гидрофоном для регистрации собственных шумов и шумов обтекания набегающим потоком воды, электронным акселерометром и электронным гироскопом, акустическими дальномерами, ретранслятором цифрового потока данных.2. A positioning device, which is a neutral buoyancy body, equipped with a coupling device for fastening in certain nodes of the seismic-acoustic spit, characterized in that the body of the neutral buoyancy body consists of two hermetically conjugated cavities, connected in such a way that a system of through channels connecting them forms end nozzles and nozzles for propulsors that are installed in certain places of the through-channel system and have a thrust vector that is adjustable by means of shutters, times eschennyh on the housing near the nozzle device in propulsion, and in that it is equipped with a hydrophone for recording the intrinsic noise and noise incident flow of the water flow, electronic accelerometer and gyroscope electronics, acoustic rangefinders, repeater digital data stream.
RU2015141453A 2015-09-29 2015-09-29 Method of controlling seismoacoustic towed streamers and positioning device for its implementation RU2607076C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141453A RU2607076C1 (en) 2015-09-29 2015-09-29 Method of controlling seismoacoustic towed streamers and positioning device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141453A RU2607076C1 (en) 2015-09-29 2015-09-29 Method of controlling seismoacoustic towed streamers and positioning device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2607076C1 true RU2607076C1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58452399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015141453A RU2607076C1 (en) 2015-09-29 2015-09-29 Method of controlling seismoacoustic towed streamers and positioning device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2607076C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109765620A (en) * 2019-02-20 2019-05-17 自然资源部第二海洋研究所 Nearly bottom pull-type receives cable system for acquiring seismic data and method at random

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0939910B1 (en) * 1996-12-20 2000-07-26 Schlumberger Holdings Limited Control devices for controlling the position of a marine seismic streamer
US6985403B2 (en) * 2001-07-14 2006-01-10 Qinetiq Limited Control device for controlling the position of a marine seismic streamer
US7450467B2 (en) * 2005-04-08 2008-11-11 Westerngeco L.L.C. Apparatus and methods for seismic streamer positioning
US7800976B2 (en) * 2007-06-28 2010-09-21 Pgs Geophysical As Single foil lateral force and depth control device for marine seismic sensor array
EP2474840A3 (en) * 1998-10-01 2013-01-02 WesternGeco Seismic Holdings Limited Control system for positioning of marine seismic streamers
RU2516591C2 (en) * 2008-11-07 2014-05-20 Ион Геофизикал Корпорейшн Method and system for controlling seismic cables

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0939910B1 (en) * 1996-12-20 2000-07-26 Schlumberger Holdings Limited Control devices for controlling the position of a marine seismic streamer
EP2474840A3 (en) * 1998-10-01 2013-01-02 WesternGeco Seismic Holdings Limited Control system for positioning of marine seismic streamers
US6985403B2 (en) * 2001-07-14 2006-01-10 Qinetiq Limited Control device for controlling the position of a marine seismic streamer
US7450467B2 (en) * 2005-04-08 2008-11-11 Westerngeco L.L.C. Apparatus and methods for seismic streamer positioning
US7800976B2 (en) * 2007-06-28 2010-09-21 Pgs Geophysical As Single foil lateral force and depth control device for marine seismic sensor array
RU2516591C2 (en) * 2008-11-07 2014-05-20 Ион Геофизикал Корпорейшн Method and system for controlling seismic cables

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109765620A (en) * 2019-02-20 2019-05-17 自然资源部第二海洋研究所 Nearly bottom pull-type receives cable system for acquiring seismic data and method at random
CN109765620B (en) * 2019-02-20 2023-12-19 自然资源部第二海洋研究所 Near-bottom towing type random receiving cable seismic data acquisition system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7203130B1 (en) Methods for deriving shape of seismic data acquisition cables and streamers employing a force model
US8520468B2 (en) Method and system for controlling streamers
US9151833B2 (en) Method for determining distance between underwater acoustic devices
EP2607920B1 (en) Method and device for estimating an inter-node distance between nodes arranged along towed acoustic linear antennas.
EP2316044B1 (en) Determining seismic streamer array geometry and seismic sensor response using dual sensor seismic streamer arrays
EP3577496A1 (en) Methods and systems for deployment of seismic autonomous underwater vehicles
EP3191363A1 (en) Auv based seismic acquisition system and method
US20100235098A1 (en) Method and system for sensor geometry
AU2013243445B2 (en) Methods and devices for enhanced survey data collection
US9921327B2 (en) Submerged front end buoy
US20170153345A1 (en) Process and system for analysis of the seabed
US11119236B2 (en) Automated lateral control of seismic streamers
US9119383B2 (en) Method for determining difference in distance
RU2607076C1 (en) Method of controlling seismoacoustic towed streamers and positioning device for its implementation
AU2014201353B2 (en) Streamers without tailbuoys
KR101591269B1 (en) Marine seismic exploration apparatus with water depth control function
Waluś et al. The concept of marine seismic research quality coefficient of improve its accuracy and efficiency
RU2736231C1 (en) Method for determining sound velocity distribution

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170930