CN104054006B - 装有仪器的水下缆线的低张力回收设备与方法 - Google Patents

Abstract

用于回收装有仪器的水下缆线的设备与方法，电缆处理设备包括用以捕捉并牵引位于水下电缆之内或之上的刚性元件以一节一节回收电缆至部署船上。支架以其间距与电缆上的刚性元件的间距匹配的方式沿着循环路径间隔设置。卷取装置允许对相对支架的间距的手动调整，由此适应于电缆上的刚性元件的间距公差。

Description

装有仪器的水下缆线的低张力回收设备与方法

技术领域

本发明总体上涉及一种海洋地震勘探，更具体地，涉及一种用于回收装有仪器的水下缆线的船用缆线处理系统。

背景技术

装配有水听器和其它传感器的水下缆线用于勘察海底的石油或天然气。拖缆是拖在勘探船后面用以探测来自海底的地理结构的周期性地震冲击反馈的测量用电缆。海底电缆(OBC)是由部署船铺设于海底用以探测地震冲击反馈的测量用电缆。在部署后，拖缆和OBC必须被船回收并且存储。

传统的电缆处理系统通过摩擦地将电缆上船而对电缆施加张力。在拖缆的情况下，电缆处理系统摩擦地与拖缆的外皮或外护套接合，导致可损坏传感器、电线、以及其他拖缆部件的内部剪切力。在OBC的情况下，电缆处理系统摩擦地与外铠装层或外护套接合，损坏或磨损这些外层部件并且缩短电缆的寿命。拖缆或者OBC两者均具有刚性部，当处于电缆处理系统引起的张力之下时，不得不在回收中经过船上的弯曲导轨或表面。电缆处理系统因此会在刚性部分在张力下经过弯曲表面时，在刚性部产生高弯曲负荷。如果足够大，该弯曲负荷可能损坏刚性部。

因此，有必要阻止在被部署船回收的过程对测量用电缆的损坏。

发明内容

这个需求和其它需求被体现本发明特点的电缆处理系统满足。装有仪器的水下缆线处理系统包括环绕循环路径地设置在间隔位置处的支架。驱动系统使得支架环绕着循环路径前进。装有仪器的水下缆线，其具有沿其长度附结的间隔刚性构件，该装有仪器的水下缆线在回收中沿着非直线回收路径段行进。支架接合并牵引电缆的刚性元件，由此沿着非直线回收路径段抽拉电缆。

在本发明的另一方面，回收装有仪器的水下缆线的方法包括：(a)驱动环绕循环路径设置在间隔位置处的支架；(b)将装有仪器的水下缆线的间隔刚性元件与间隔设置的支架接合；并且(c)通过支架施加在刚性元件上的拉力在低张力下沿着非直线回收路径段抽拉装有仪器的水下缆线。

附图说明

本发明的这些特征和方面，以及它的优点，在下述说明书、所附的权利要求以及附图中予以详细描述。

其中：

图1是体现本发明特点的电缆处理系统的一个实施例的侧立面视图，包括直线驱动。

图2是体现本发明特点的电缆处理系统的另一个实施例的侧立面视图，包括旋转驱动。

图3是位于图1或2中的电缆处理系统内的海底电缆的一部分地侧视图。

图4是位于图1或2中的电缆处理系统内的拖缆的一部分地侧视图。

图5是安装在链条上的图1或2中的支架的轴测视图。

图6是在后甲板上具有图1中的电缆处理系统的部署船的侧立面视图。

图7是在船右舷悬挂图2中的电缆处理系统的部署船的侧立面视图。

图8是在月池内安装图2中的电缆处理系统的部署船的横截面。

图9是具有串联布置的一对图1中的电缆处理系统的部署船的侧立面视图。并且

图10是具有图1中的电缆处理系统与图2中的电缆处理系统串联连接的部署船的侧立面视图。

具体实施方式

用于回收拖缆、OBC或者其它装有仪器的水下缆线的船用电缆处理系统的一个实施例示出在图1中。直线电缆处理系统20包括由驱动轮或者链轮组24与惰轮或链轮组25轴组成的驱动系统22。电机26使得驱动轮24沿顺时针方向28旋转。环形元件30，如链、带或者缆索绕着驱动与惰轮24、25前进，并且被驱动轮24顺着行进方向32沿着循环路径所驱动，该循环路径包括沿着环状元件的顶部轨迹的直线路径段34和绕着惰轮25的非直线路径段36。(“非直线”的含义是严格欧几里得几何学层面的“不是直线的”，并且在它的定义范围里包括“弓形”、“曲线形”、“圆形”以及“分段直线”。)多个支架38沿着环状元件长度在间隔位置安装至环形元件30。这些位置可以是等距的或者不是。支架38用于牵引装有仪器的水下缆线，如OBC40(图3)，沿着非直线回收路径段36。

OBC40的图3所示的部分由强度电缆42和刚性元件44构成，在这个示例中，刚性元件44即为传感器节点部分。刚性元件在适合弯曲方面不及强度电缆。支架38接合并驱动刚性元件44的后端46以释放张力，如果不是释放张力的话可能导致包围OBC各部分的外皮或者外护套48相对于被包围的传感器部件滑动。优选地，支架38在刚性元件44绕着惰轮25进入非直线回收路径段36时就首先接合刚性元件44，由此使得在刚性元件绕经惰轮时去除它的张力。张力的去除阻止了当刚性元件被抽拉经过非直线回收路径段时在张力下的过度弯曲所造成的对刚性元件的损坏。

图4示出了略作调整的可与测量用拖缆50一起使用的支架38'。拖缆由包围传感器部件的外护套52、强度元件或电缆、通信用线圈以及线束组成。内嵌连接块54形式的刚性元件将拖缆的前侧部分、后侧部分56、57连接在一起。安装至环状元件30(图1)的增大的支架38'，以同支架38与OBC40的刚性元件44的后端46接合并驱动的类似的方式，与刚性元件54的后端58接合并驱动。

体现本发明特点的转鼓或轮驱动的电缆处理系统60示出在图2中。大直径驱动轮62在驱动元件66的作用下沿着顺时针方向64旋转。支架38安装在轮62的外周上或外周处、于间隔位置上，如以大致上相等的间距或者以与OBC上的刚性元件之间的距离大致上匹配的预定间距。在这个示例中，两个支架设置为相距180度。例如，支架与OBC的刚性元件44的后端46接合，以在低张力下引导它绕过支架的循环圆周路径的非直线回收路径段68。与支架38的每一个关联的旋转卷取机构70允许支架的角位置θ被手动调整，以适应于水下电缆上的刚性元件的间距公差。相似的，图1中直线驱动中的直线卷取机构72允许支架38的直线位置x被手动调整，以适应于电缆上的刚性元件的间距公差。

附接至滚子链74的支架38之一的更详细示图如图5所示。支架具有开向凹锥形接触面78的狭槽76，凹锥形接触面78的形状设置为紧密配合并驱动装有仪器的水下缆线的刚件元件的后端。狭槽76具有间隙以允许电缆进入，从而使得接触表面78与电缆的刚性元件接合。具有1个或多个间隔设置的支架的循环链绕着驱动和惰链轮24、25前进，如图1所示。

图6示出了图1的直线电缆处理系统20，其安装在部署船82的后甲板80上。电缆处理系统20在惰轮末端沿着循环支架路径的非直线回收路径段36回收电缆84。支架38释放电缆张力。绞车滚筒86将电缆84缠绕在其外周上用于存储。

图7示出了另一种电缆处理结构。在这个示例中，图2中的轮驱动电缆处理系统60示出为从勘探船82的右舷放出。间隔设置的支架38在支架循环路径的曲线回收路径段68上绕着轮62且在轮62旋转时没有张力地牵拉电缆84。绞车滚筒86将电缆缠绕在它的外周上。图8示出的与图7相似的布置，除了轮62安装在部署船82内部的月池88内之外。在这个示例中，水下缆线84穿过船的船体的下部开口被回收。

另外的示例性电缆处理布置方式示出在图9和10中。图9示出了布置为串联连接并且公用公共轮92的两个直线电缆处理系统20、20'。轮92的一部分限定了电缆经过的非直线回收路径段94。支架38的与电缆上的刚性元件的驱动接合使得在它绕着共同轮92离开船82的后甲板80的后部时，降低了电缆内的张力。图10的布置包括轮驱动电缆处理系统60，其悬挂在部署船82的船尾96与后甲板安装的直线电缆处理系统20串联。支架38绕着非直线回收路径段98、99在轮驱动系统60的轮62的外周的一部分上的和直线系统20的惰轮25的外周一部分上提升并且抽拉电缆84。

因此，参考一些实施例所描述的电缆处理系统在通过使用间隔支架以捕捉间隔位于电缆之上或之内的刚性元件和在回收路径内的非直线段上一节一节地牵引刚性元件而实现的回收过程中降低了水下电缆的张力。一个或多个这样的电缆处理系统可被布置为不同的空间构造以实现所期望的电缆回收路径。

Claims (15)

1.一种装有仪器的水下缆线处理系统，包括：

多个第一支架，环绕循环路径地设置在间隔位置上，每个第一支架具有接触面；

第一驱动系统，用于使得所述多个第一支架环绕循环路径前进；

非直线回收路径段，具有沿装有仪器的水下缆线长度附结的间隔刚性元件的装有仪器的水下缆线在被回收时，沿着该非直线回收路径段行进，所述刚性元件具有后端，所述接触面的形状设置成与所述后端的形状配合；

其中第一支架具有固定宽度的狭槽，该狭槽径向延伸到第一支架中并且穿过接触面以允许装有仪器的水下缆线沿径向进入第一支架中；

其中第一支架的接触面接合并驱动刚性元件的后端以便牵拉装有仪器的水下缆线上的刚性元件，由此沿着非直线回收路径段抽拉装有仪器的水下缆线。

2.根据权利与要求1所述的装有仪器的水下缆线处理系统，其中第一驱动系统包括旋转轮，该旋转轮具有将循环路径限定为圆形的外周，并且其中非直线回收路径段为圆形循环路径的一部分。

3.根据权利与要求1所述的装有仪器的水下缆线处理系统，其中循环路径包括非直线回收路径段，并且进一步包括毗邻非直线回收路径段的直线回收路径段。

4.根据权利与要求1所述的装有仪器的水下缆线处理系统，其中第一驱动系统包括一对轮和绕着所述轮前进以限定具有绕着所述轮中的一个的非直线回收路径段和位于两个轮之间的直线回收路径段的循环路径的环状元件，其中第一支架附结至环状元件，并且所述轮中的一个为用以沿着循环路径驱动环状元件和第一支架的驱动轮。

5.根据权利与要求1所述的装有仪器的水下缆线处理系统，进一步包括：多个第二支架和使得所述多个第二支架环绕第二循环路径前进的第二驱动系统，其中第二驱动系统与第一驱动系统串联。

6.根据权利与要求1所述的装有仪器的水下缆线处理系统，进一步包括卷取机构，该卷取装置设置在一个或多个第一支架的位置处，用于调节所述一个或多个支架中的每一个的位置，由此沿着装有仪器的水下缆线的长度适应于间隔设置的刚性元件的间距公差。

7.根据权利与要求1所述的装有仪器的水下缆线处理系统，其中第一支架环绕循环路径地设置在固定间距位置上。

8.一种用于回收装有仪器的水下缆线的方法，包括：

驱动设置在间隔位置上的多个支架以环绕循环路径；

将装有仪器的水下缆线的间隔设置的刚性元件与间隔设置的支架接合；

在非直线回收路径段上使用支架施加在刚性元件上的拉力对装有仪器的水下缆线进行抽拉。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：将驱动所述多个支架环绕循环路径的驱动系统安装在水下电缆部署船的月池内。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：将驱动所述多个支架环绕循环路径的驱动系统安装在水下电缆部署船的后甲板上。

11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：将驱动所述多个支架环绕循环路径的驱动系统安装在水下电缆部署船的侧舷上。

12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：将支架从刚性元件拆除，并且将装有仪器的水下缆线收集在绞车滚筒上。

13.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：调整至少一个支架的位置，以适应于装有仪器的水下缆线的刚性元件的间距公差。

14.根据权利要求8所述的方法，其中支架与刚性元件的后端相接合。

15.根据权利要求8所述的方法，进一步包括将装有仪器的水下缆线的刚性元件与沿后端循环路径驱动的另一套间隔设置的支架接合。