CN105960599A - 障碍物覆盖电缆 - Google Patents

Abstract

本发明一般地涉及地震数据获取，并且更具体地涉及洋底地震数据获取系统。洋底地震电缆[130，200]可包括第一区段[175，275，310]，其包括多个地震传感器[110]，其中，第一区段[175，275，310]在其中不存在或基本上不存在障碍物[210，350]的区域中位于水体的底部[111]上。地震电缆[130、200]还可包括被耦合到第一区段[175，176，310]的第二区段[176，276，320]，其中，第二区段[176，276，320]位于障碍物[210，350]之上或将其覆盖，并且其中，第二区段[176，276，320]不包括地震传感器[110]。

Description

障碍物覆盖电缆

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年12月10日提交的美国临时申请号61/914,162、OBSTRUCTION OVERLAY CABLE的优先权，该申请特此被整体地且出于一切目的通过引用结合到本文中。

背景。

技术领域

本发明一般地涉及地震数据获取，并且更具体地涉及洋底地震数据获取系统。

背景技术

在常规海洋地震勘测中，船舶拖曳周期性地向水中发射声能以穿透海床的震源（诸如气枪阵列）。可将诸如水听器、地震检波器以及加速度计之类的传感器容纳在沿着停靠在海床上的洋底电缆（OBC）的长度周期性地间隔开的传感器节点处的传感器单元中。传感器节点的传感器被配置成检测反射离开地质形成中的层之间的边界的声能。水听器检测声压变化，并且地震检波器和加速度计（其两者都是运动传感器）感测由反射地震能量引起的质点运动。来自这些种类的传感器的信号被用来映射地质形成。

发明内容

本发明一般地涉及地震数据获取，并且更具体地涉及洋底地震数据获取系统。洋底地震电缆可包括第一区段，其包括多个地震传感器，其中，第一区段位于其中不存在障碍物的区域中的水体的底部上。洋底地震电缆还可包括被耦合到第一区段的第二区段，其中，第二区段位于障碍物上，并且其中，第二区段不包括地震传感器。

附图说明

为了获得并能够详细地理解本发明的上述特征、优点和目的所采用的方式，通过参考在附图中图示出的本发明的实施例，可具有上文简要地概述的本发明的更特定描述。

然而，应注意的是附图仅图示出本发明的典型实施例，并且因此不应被视为其范围的限制，因为本发明可容许其它同样有效的实施例。

图1是根据本发明的实施例的地震勘测的示例。

图2是根据本发明的实施例的洋底地震电缆的示例。

图3A、3B、3C和3D图示出根据本发明的实施例的用于部署洋底地震电缆的示例性方法。

具体实施方式

下面，参考本发明的实施例。然而，应理解的是本发明不限于特定的所述实施例。替代地，可设想以下特征和元件的任何组合（无论其是否与不同的实施例相关）以实现和实施本发明。此外，在各种实施例中，本发明提供了相比于现有技术而言的许多优点。然而，虽然本发明的实施例可实现相比于其它可能解决方案和/或相比于现有技术的优点，但是是否由给定实施例来实现特定优点并不限制本发明。因此，以下方面、特征、实施例和优点仅仅是说明性的，并且不应被视为所附权利要求的元素或限制，除非在（多个）权利要求中被明确地记载的情况下。同样地，不应将参考“本发明”解释为在本文中公开的任何发明主题的一般化，并且不应将其视为是所附权利要求的元素或限制，除非在（多个）权利要求中明确地记载的情况下。

此外，虽然在本文中提到海底、洋底和海床，但本发明的实施例不限于在海洋环境中使用。更确切地说，可在包括海洋、湖泊、河流等的任何海洋环境中使用本发明的实施例。因此，应将下文中的术语海洋、海床、洋底、海底等的使用宽泛地理解成包括所有的水体。

图1图示出根据本发明的实施例的示例性地震测量。如图1中所示，可将震源艇120配置成在进行地震勘测的同时拖曳至少一个震源121。在一个实施例中，震源121可以是气枪，其被配置成向朝向海床（或海底）111的水柱中释放一阵压缩空气。如图1中所示，该阵压缩空气产生地震波122，其可向下朝着海床111行进，并且穿透海床下表面和/或从海床下表面反射。来自亚表面（sub-surface）的反射可被传感器节点110记录为地震数据，其然后可被处理以形成亚表面层的图像。这些图像可被地质学家分析以识别可能包括碳氢化合物或感兴趣的其它物质的区域。

如图1中所示，可在海床111上部署一个或多个洋底电缆组件（OBC）130。OBC一般地包括一个或多个传感器节点，其借助于电缆（有时也称为导线或绳索）或电缆段而相互物理耦合。在一个实施例中，可将传感器节点相互电耦合以传输功率、数据、指令等。然而，在其它实施例中，传感器节点可以是自主节点，其包括相应的存储器、电源等。一般地，本发明的实施例适用于传感器或传感器节点的任何布置，其中传感器或传感器节点借助于电缆而相互耦合，而无论电缆是否是活动的，即能够传输功率、信号等。

在本发明的一个实施例中，可将OBC 130耦合到相应的海底枢纽设备（hub device）131（在下文中简单地称为“枢纽”），如图1中所示。在一个实施例中，可在海床111上放置枢纽131，如所示。然而，在替换实施例中，枢纽131可被配置成漂浮在水柱（water column）中的任何地方，例如作为浮力枢纽或表面浮标。枢纽131可包括被配置成存储由传感器节点110、电力系统等收集的地震数据的数据存储系统。

虽然OBC 130在图1中被示为包括经由电缆段耦合在一起的多个节点110，但在替换实施例中，可利用不同的布置。例如，在一个实施例中，每个传感器节点110可直接地或间接地被物理耦合到单个电缆段而形成OBC 130。

在一个实施例中，链路系统133（在下文中简单称为“链路”）可从枢纽131向传感器节点110传输功率、数据、指令等。在一个实施例中，链路133可包括多个传输线。例如，可将第一多个传输线配置成在传感器节点与枢纽之间传输数据，可将第二多个数据线配置成在传感器节点与枢纽之间传输指令，并且第三一个或多个传输线可从枢纽向传感器节点传输功率。在替换实施例中，可使用同一组的一个或多个传输线来传输地震数据、指令和/或功率中的一个或多个。此外，虽然在本文中提及单个链路133，但在替换实施例中，可包括多个链路以在传感器节点110与相应的枢纽131之间传输地震数据、指令以及功率。

在本发明的一个实施例中，可将传感器节点110相互串行地耦合。因此，每个节点可被配置成接收并从第一节点向第二节点传输指令、数据、功率等。在替换实施例中，传感器节点110可经由链路133而并联连接。换言之，可将所述多个传感器节点110中的一个或多个经由链路133而直接地耦合到表面浮标或其它枢纽131。在其它实施例中，可将传感器节点以相对于彼此的串联和并联连接的任何组合以及与表面浮标的直接和间接耦合而连接。

虽然链路133在本文中被示为物理链路，但在替换实施例中，链路133可以是无线链路。例如，可使用声信号、电磁信号等来执行传感器节点与枢纽设备之间的通信。此外，虽然在图1中每个电缆130被示为与其自己的相应的枢纽131耦合，但在替换实施例中，可将多个电缆130耦合到单个枢纽131。

如前所述，在某些实施例中，洋底电缆130可包括多个自主传感器节点，其被耦合到无源绳或电缆的一个或多个段。因为自主节点可包括其自己的相应的存储器和电源，所以可省略枢纽131和链路系统133。一般地，本发明的实施例适用于洋底的一个或多个地震传感器的任何类型的基于电缆的部署，而无论传感器被包括在自主节点中还是是洋底电缆（包括遥测装置、电力基础设施等）的一部分。

用于洋底地震数据获取的目标区域可包括在洋底上的一个或多个障碍物。示例性障碍物可包括电话线、石油和天然气管道、环境保护区域、沉船等。障碍物一般地可以属于可能损坏地震传感器电缆或被地震传感器电缆以某种方式损坏的任何类型。例如，地震传感器电缆的传感器、遥测系统和/或电力系统的操作可干扰在电话线上传播的信号或用以控制一个或多个石油和天然气管道中的阀的信号。诸如环境敏感区域之类的某些障碍物可能处于被地震传感器电缆损坏的风险，并且因此法律（或其它）要求可需要地震传感器电缆避免与此类区域的接触。

本发明的实施例提供了用于在其中可存在一个或多个障碍物的区域中使用洋底电缆进行地震数据获取的方法和装置。图1图示出海床111上的示例性障碍物170（可以是电话线或石油和天然气管道）。如所示，地震传感器电缆130可包括至少第一区段175和第二区段176。区段175可在其中不存在障碍物或不存在实质性障碍物的区域中直接地在海床111上。第二区段176可位于包括障碍物170的区域上。被耦合到地震传感器电缆130的区段176的另一区段17可经过障碍物170而继续前进，如图1中所示。区段175和/或177可包括多个地震传感器。

在本发明的一个实施例中，地震传感器电缆130的区段176可被配置成在障碍物170之上漂浮至少预定义距离，如图1中所示。因此，区段176可由中性浮力和/或浮力材料制成或者包含该中性浮力和/或浮力材料，或者以其它方式被构造成有浮力的。例如，在一个实施例中，区段176可以是凝胶或泡沫填充电缆。在替换实施例中，区段176可在其中包括一个或多个漂浮设备或者将其附着到那里，从而促使区段176漂浮在障碍物170之上。可用来形成区段176的示例性材料包括合成绳索或任何其它材料，其可具有或者为区段176提供比水（例如，海水）的密度更低的总体密度。

在本发明的一个实施例中，区段176可包括链路系统133、电力系统等的一部分，其将传感器节点耦合到例如在活动区段176中提供的枢纽。通过促使区段176在障碍物170之上以预定义距离漂浮，本发明的实施例避免了在传感器电缆130上传输的信号（例如，通过区段176）与在障碍物170中传输的信号之间的干扰。

图2图示出根据本发明的实施例的另一地震传感器电缆200。电缆200可包括至少第一区段275和第二区段276。区段275可包括一个或多个关联地震传感器或地震传感器节点，并且可位于其中在海床上不存在障碍物或基本上不存在障碍物的区域中。区段276可覆盖障碍物210。在一个实施例中，包括地震传感器的第三或另一区段277也可耦合到区段276并在其中不存在或基本上不存在障碍物的区域中沿着海床继续。在本发明的一个实施例中，区段275和277可被配置成与一个或多个自主洋底节点耦合。在替换实施例中，区段275和276可与互连地震传感器相关联，并且区段275和276中的每一个可被配置成与相应的枢纽设备（例如，图1的枢纽131）耦合。

在本发明的一个实施例中，区段276可以是不包含电子装置的无源区段或者用于功率或数据传输的布线。因此，区段276可覆盖障碍物并与之接触，而不干扰可由障碍物210载送的任何通信或信号。可用来形成区段276的示例性材料包括合成绳索或任何其它材料，其可具有或者为区段276提供高于或低于海水的密度的总体密度。

图3A—3D图示出根据本发明的实施例的用于部署洋底电缆的示例性方法。如图3A中所示，操作可通过向海床部署洋底地震传感器电缆的第一区段310开始。如图3A中所示，部署船301可在部署第一区段310的同时接近障碍物350。在一个实施例中，船301可包括全球定位卫星（GPS）设备和机载计算机，其包括具有关于海底上的障碍物的位置的信息的一个或多个地图。因此，在接近障碍物350时，可将第二区段320耦合到第一区段310的末端，如图3B中所示。第二区段320可以是被配置成漂浮在障碍物350上的有浮力区段，或者替换地可以是被配置成覆盖障碍物350的非有浮力区段，如上文已描述的。在一个实施例中，可将锚定器321可选地耦合到第一区段310与第二区段320之间的接口，将该接口锚定到海底。

随着部署船301继续向前移动并在障碍物350上方经过，可将第三区段330耦合到第二区段320的末端，如图3C中所示。再次地，可将锚定器322可选地耦合到第二区段320和第三区段330之间的接口，将该接口锚定到海底。第一区段310和/或第三区段330还可包括与之相关联的一个或多个地震传感器或地震传感器节点，并且可位于其中可不存在障碍物或不存在实质性障碍物的海床上，如图3D中所示。如图3D中进一步示出的，图3A—D的部署操作可导致区段320位于障碍物之上。例如，可将有浮力和/或无源区段320部署为漂浮在障碍物上，或者可将非有浮力和/或有源区段320部署为覆盖障碍物。

虽然前述内容针对本发明的实施例，但在不脱离本发明的基本范围的情况下可设计本发明的其它和更多实施例，并且由下面的权利要求来确定本发明的范围。

Claims (20)

1.一种洋底地震电缆，包括：

第一区段，其包括多个地震传感器，其中，第一区段位于其中不存在障碍物的区域中的水体的底部上；以及

被耦合到第一区段的第二区段，其中，第二区段位于障碍物上，并且其中，第二区段不包括地震传感器。

2.权利要求1的洋底地震电缆，

其中，所述第一区段被配置成在所述多个地震传感器中的两个或更多之间传递功率和通信中的至少一个。

3.权利要求1的洋底地震电缆，

其中，第二区段被配置成在所述多个地震传感器中的两个或更多之间传递功率和通信中的至少一个。

4.权利要求1的洋底地震电缆，

其中，所述第二区段被配置成漂浮在障碍物上。

5.权利要求1的洋底地震电缆，

其中，所述第二区段被配置成覆盖障碍物。

6.权利要求1的洋底地震电缆，

其中，所述障碍物包括以下各项中的一个或多个：

远程通信线路；以及

石油和天然气管道。

7.权利要求1的洋底地震电缆，

其中，所述第二区段包括合成绳索材料。

8.权利要求1的洋底地震电缆，

其中，所述洋底地震电缆还包括被耦合到第二区段的第三区段，其中，所述第三区段包括一个或地震传感器。

9.权利要求8的洋底地震电缆，还包括：

第一锚定器，其在所述第一区段与所述第二区段之间的接口处将电缆锚定到水体的底部；以及

第二锚定器，其在所述第二区段与所述第三区段之间的接口处将电缆锚定到水体的底部，

其中，所述第二区段被配置成是有浮力的。

10.权利要求1的洋底地震电缆，

其中，第一区段包括多个自主洋底传感器节点，其中，所述自主洋底传感器节点中的每一个包括所述多个地震传感器中的至少一个。

11.一种用于部署洋底地震电缆的方法，包括：

在水体的底部上部署洋底地震电缆的第一区段，其中，该第一区段包括多个地震传感器；

确定障碍物是沿着洋底地震电缆的部署路径；

响应于确定障碍物是沿着洋底地震电缆的部署路径，将洋底地震电缆的第二区段耦合到第一区段，其中，所述第二区段被配置成位于障碍物之上，并且其中，所述第二区段不包括地震传感器。

12.权利要求11的方法，

其中，所述第一区段被配置成在所述多个地震传感器中的两个或更多之间传递功率和通信中的至少一个。

13.权利要求11的方法，

其中，第二区段被配置成在所述多个地震传感器中的两个或更多之间传递功率和通信中的至少一个。

14.权利要求11的方法，

其中，所述第二区段被配置成漂浮在障碍物上。

15.权利要求11的方法，

其中，所述第二区段被配置成覆盖障碍物。

16.权利要求11的方法，

其中，所述障碍物包括以下各项中的一个或多个：

远程通信线路；以及

石油和天然气管道。

17.权利要求11的方法，

其中，所述洋底地震电缆还包括被耦合到第二区段的第三区段，其中，所述第三区段包括一个或多个地震传感器。

18.权利要求17的方法，还包括：

在所述第一区段与所述第二区段之间的接口处将洋底地震电缆锚定到水体的底部；以及

在所述第二区段与所述第三区段之间的接口处将洋底地震电缆锚定到水体的底部；

其中，所述第二区段在第一锚定器与第二锚定器之间漂浮在障碍物之上。

19.权利要求11的方法，

其中，所述第二区段包括合成绳索材料。

20.权利要求11的方法，

其中，第一区段包括多个自主洋底传感器节点，其中，所述自主洋底传感器节点中的每一个包括所述多个地震传感器中的至少一个。