CN108146586B - 一种海上地震勘探的水平拖缆装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于海洋地震勘探技术领域，尤其是涉及一种海上地震勘探的水平拖缆装置及应用。本发明所提供的海上地震勘探的水平拖缆装置采用导杆与滑轨的组合方式，实现了不同位置处拖缆的布置，增加了拖缆的水平布置范围；可广泛用于近海地震勘探的拖缆释放与回收；且在不探测时，可以将该水平拖缆装置回收到船体上，不会增加船体的平面大小；采用中空的伸缩线缆套管，在一定程度上进一步增加了拖缆在海水中释放的水平间距，提高了采集线缆的空间布置范围，也使得采集线缆的布置位置远离船体尾部，降低了船尾水流及船体动力机构的干扰，提高了地震数据采集质量。

Description

一种海上地震勘探的水平拖缆装置及应用

技术领域

本发明属于海洋地震勘探技术领域，尤其是涉及一种海上地震勘探的水平拖缆装置及应用。

背景技术

近海是人类开发利用海洋活动最早、最频繁的地带。当前，如何有效保护、合理利用和开发海洋是世界各国研究的热点。我国是一个海洋大国，海洋资源丰富，合理开发和利用海洋资源有利于我国经济的快速发展。近年来，随着海洋资源开发水平的提高，我国海洋工程建设的规模愈来愈大，结构愈来愈复杂，对于工程建设的要求也愈加严格，尤其是港口、滨海发电厂、跨海桥梁隧道、海上石油平台工程等建设项目，对基岩面的起伏形态和暗礁、风化深槽、海底断层、海底滑坡等特殊地质现象往往有较高的勘探要求，对地层穿透深度的要求也越来越高。进行近海海底断层探测和海底滑坡探测，能够为近海工程建设（港口、滨海发电厂、跨海桥梁隧道工程等）提供强有力的前期勘察保障。提前查明探测区域内的断层分布情况、滑坡范围与滑移面深度和形态等地质参数提供支撑与指导，为工程建设的选址、建设期工程地质问题的应对与处置措施提高依据。

地震波勘查技术方法是海域浅层地质与构造探测中最常用方法之一。为优化海洋观测方式及研究海底地质成像特征，采取有效的海洋地震勘探装置及方法是非常有必要的。目前的探测装置有以下几个问题：

① 在近海的地质勘查工作中，由于船体在水中的快速移动，会在船体的尾部形成不稳地的尾流，若按照常规方式将测线有船尾直接放入水中，拖缆会受到尾流及船体动力机构的较大干扰，影响数据的采集质量；

② 地震拖缆的布置范围和面积受限，由于船体横截面积有限，难以较大幅度的调整拖缆测线的角度以及拖缆与震源的相对位置关系；

③ 拖缆系统较为繁琐，布置起来的自动化程度低，难以实现海上观测方式的快速布置以及数据的快速采集，同时，由于拖缆释放范围小，增加了探测穿的航行及探测次数，大大的影响了海洋地质的快速勘察。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种海上地震勘探的水平拖缆装置。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种海上地震勘探的水平拖缆装置，所述海上地震勘探的水平拖缆装置设置在海上地震勘探船的尾部，所述海上地震勘探的水平拖缆装置包括多个导杆，导杆垂直于海上地震勘探船的船体的长度方向间隔布置，且越靠近海上地震勘探船尾部的导杆的长度越长；导杆分别设置在其相应的导杆座上，导杆座下方设置滑轨，所述滑轨沿着海上地震勘探船的船体的长度方向布置以使得其上方设置的导杆座带动导杆沿着海上地震勘探船的船体的长度方向在滑轨上滑动；导杆上方横贯多个伸缩线缆套管，所述伸缩线缆套管为多节且长度可伸缩调节，所述伸缩线缆套管为中空结构并用于穿过采集线缆；至少两根导杆上设置阻尼器，同一根导杆上的阻尼器两两配合以限位伸缩线缆套管，每个伸缩线缆套管通过至少四个阻尼器固定。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

所述导杆上设置导杆刻度以通过测量伸缩线缆套管在导杆上的刻度位置计算伸缩线缆套管尾部的空间位置。

所述阻尼器包括阻尼环和松紧螺栓，所述阻尼环套在导杆上并可在导杆上滑动，所述松紧螺栓用于调节阻尼环与导杆之间的松紧程度。

伸入至海洋中的采集线缆上设置检波器固定器，所述检波器固定器包括固定环、固定扣和卡塞，固定环设置在采集线缆上且两两相互配合，固定扣内侧设置防水航空插头并与设置在采集线缆上两个固定环之间的防水航空插头相配合，所述卡塞插入至固定扣的缺口处以牢固固定扣。

所述海上地震勘探的水平拖缆装置还包括中央控制系统，所述中央控制系统用于控制导杆的排列布置、采集线缆的施放和回收以及采集线缆的数据采集。

采集线缆在海上地震勘探船上的一端连接在采集线缆盘上，所述采集线缆盘设置在采集线缆盘底座上。

本发明的另外一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种海上地震勘探的水平拖缆装置的应用。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种海上地震勘探的水平拖缆装置的应用，所述海上地震勘探的水平拖缆装置的应用包括：应用前面所述的海上地震勘探的水平拖缆装置于海上地震勘探，具体包括：

（1）对近海工程现场进行调研，选取合适的探测地点，并将船停止；

（2）选择合适的采集线缆布置间距和长度；

（3）设定合适的导杆座的移动布置方案及伸缩线缆套管的长度布置方案、伸缩线缆套管的空间位置布置方案，并根据伸缩线缆套管的空间位置布置方案设定阻尼环的空间位置；

（4）根据数据采集要求，通过设置在采集线缆上的检波器固定器固定相适应的检波器；

（5）转动采集线缆盘，拖缆在水流或海上地震勘探船行进的作用下，将采集线缆匀速地放入至海水中；

（6）进行数据采集。

本发明所提供的一种海上地震勘探的水平拖缆装置及应用具有如下有益效果：

（1）采用导杆与滑轨的组合方式，实现了不同位置处拖缆的布置，增加了拖缆的水平布置范围；可广泛用于近海地震勘探的拖缆释放与回收；且在不探测时，可以将该水平拖缆装置回收到船体上，不会增加船体的平面大小；

（2）采用中空的伸缩线缆套管，在一定程度上进一步增加了拖缆在海水中释放的水平间距，提高了采集线缆的空间布置范围，也使得采集线缆的布置位置远离船体尾部，降低了船尾水流及船体动力机构的干扰，提高了地震数据采集质量；

（3）利用本发明所提供的装置，可以实现伸缩线缆套管的长度调节设置和角度设置，还可以调节导杆与采集线缆盘之间的距离，并通过中央控制系统来进行调节，从而能够较大程度地简化海洋地震探测的拖缆布置；同时检波器采用防水航空插头进行快速安装，能够大大的提高拖缆的布置和地震数据采集的效率。

附图说明

图1为本发明所提供的一种海上地震勘探的水平拖缆装置的整体示意图；

图2为本发明所提供的一种海上地震勘探的水平拖缆装置的回收状态示意图；

图3为本发明所提供的一种海上地震勘探的水平拖缆装置的测量状态示意图；

图4为本发明所提供的一种海上地震勘探的水平拖缆装置的阻尼器的示意图；

图5为本发明所提供的一种海上地震勘探的水平拖缆装置的导杆的示意图；

图6为本发明所提供的一种海上地震勘探的水平拖缆装置的检波器固定器的拆解图；

图中：100-船体；201-1号导杆；202-2号导杆；203-3号导杆；204-1号导杆座；205-2号导杆座；206-3号导杆座；207-滑轨；208-伸缩线缆套管；209-采集线缆；210-采集线缆盘；211-采集线缆盘底座；212-阻尼器；213-阻尼环；214-松紧螺栓；300-检波器固定器；301-固定环；302-固定扣；303-卡塞；304-防水航空插头。

具体实施方式

参照附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述。

一种海上地震勘探的水平拖缆装置，如图1所示，安装在船体尾部，船在水中航行时，达到指定位置后，通过水平拖缆装置将测量电缆放入水中，完成观测方式的布置，在此基础上，采用适当的震源装置进行激震，并采用该拖缆装置数据进行数据采集，通过数据处理，实现下方地质界面成像。

在本实施例中，海上地震勘探的水平拖缆装置包括3个导杆，分别为1号导杆201、2号导杆202和3号导杆203，3个导杆垂直于海上地震勘探船的船体100的长度方向间隔布置，且越靠近海上地震勘探船尾部的导杆的长度越长，也即是1号导杆201的长度小于2号导杆202的长度小于3号导杆203的长度；3个导杆分别设置在其相应的3个导杆座上，分别为1号导杆座204、2号导杆座205和3号导杆座206，导杆座下方设置滑轨207，滑轨207沿着海上地震勘探船的船体100的长度方向布置以使得其上方设置的导杆座（204、205和206）带动导杆（201、202和203）沿着海上地震勘探船的船体100的长度方向在滑轨207上滑动；导杆上方横贯4个伸缩线缆套管208，伸缩线缆套管208为两节且长度可伸缩调节，伸缩线缆套管208为中空结构并用于穿过采集线缆209；在本实施例中，2号导杆202和3号导杆203上设置阻尼器212，同一根导杆上的阻尼器212两两配合以限位伸缩线缆套管208，每个伸缩线缆套管208通过4个阻尼器212固定。

参照图5，导杆201或202或203上设置导杆刻度以通过测量伸缩线缆套管208在导杆上的刻度位置计算伸缩线缆套管208尾部的空间位置，进而计算拖缆释放的空间坐标，也可以根据该刻度值，对伸缩线缆套管208的朝向进行调整。

阻尼器212包括阻尼环213和松紧螺栓214，阻尼环213套在导杆上并可在导杆上滑动，松紧螺栓214用于调节阻尼环213与导杆之间的松紧程度。

伸入至海洋中的采集线缆209上设置检波器固定器300，检波器固定器300包括固定环301、固定扣302和卡塞303，固定环301设置在采集线缆209上且两两相互配合，固定扣302内侧设置防水航空插头304并与设置在采集线缆209上两个固定环之间的防水航空插头304相配合，卡塞303插入至固定扣302的缺口处以牢固固定扣。

海上地震勘探的水平拖缆装置还包括中央控制系统，中央控制系统用于控制导杆的排列布置、采集线缆的施放和回收以及采集线缆的数据采集。

采集线缆209在海上地震勘探船上的一端连接在采集线缆盘210上，采集线缆盘210设置在采集线缆盘底座211上。

本发明还包括一种海上地震勘探的水平拖缆装置的应用，包括：应用前面所述的海上地震勘探的水平拖缆装置于海上地震勘探，具体包括：

（1）对近海工程现场进行调研，选取合适的探测地点，并将船停止；

（2）选择合适的采集线缆布置间距和长度；

（3）设定合适的导杆座的移动布置方案及伸缩线缆套管的长度布置方案、伸缩线缆套管的空间位置布置方案，并根据伸缩线缆套管的空间位置布置方案设定阻尼环的空间位置；

（4）根据数据采集要求，通过设置在采集线缆上的检波器固定器固定相适应的检波器；

（5）转动采集线缆盘，拖缆在水流或海上地震勘探船行进的作用下，将采集线缆匀速地放入至海水中；

（6）进行数据采集。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种海上地震勘探的水平拖缆装置，其特征在于，所述海上地震勘探的水平拖缆装置设置在海上地震勘探船的尾部，所述海上地震勘探的水平拖缆装置包括多个导杆，导杆垂直于海上地震勘探船的船体的长度方向间隔布置，且越靠近海上地震勘探船尾部的导杆的长度越长；导杆分别设置在其相应的导杆座上，导杆座下方设置滑轨，所述滑轨沿着海上地震勘探船的船体的长度方向布置以使得其上方设置的导杆座带动导杆沿着海上地震勘探船的船体的长度方向在滑轨上滑动；导杆上方横贯多个伸缩线缆套管，所述伸缩线缆套管为多节且长度可伸缩调节，所述伸缩线缆套管为中空结构并用于穿过采集线缆；至少两根导杆上设置阻尼器，同一根导杆上的阻尼器两两配合以限位伸缩线缆套管，每个伸缩线缆套管通过至少四个阻尼器固定。

2.根据权利要求1所述的海上地震勘探的水平拖缆装置，其特征在于，所述导杆上设置导杆刻度以通过测量伸缩线缆套管在导杆上的刻度位置计算伸缩线缆套管尾部的空间位置。

3.根据权利要求1所述的海上地震勘探的水平拖缆装置，其特征在于，所述阻尼器包括阻尼环和松紧螺栓，所述阻尼环套在导杆上并可在导杆上滑动，所述松紧螺栓用于调节阻尼环与导杆之间的松紧程度。

4.根据权利要求1所述的海上地震勘探的水平拖缆装置，其特征在于，伸入至海洋中的采集线缆上设置检波器固定器，所述检波器固定器包括固定环、固定扣和卡塞，固定环设置在采集线缆上且两两相互配合，固定扣内侧设置防水航空插头并与设置在采集线缆上两个固定环之间的防水航空插头相配合，所述卡塞插入至固定扣的缺口处以牢固固定扣。

5.根据权利要求1所述的海上地震勘探的水平拖缆装置，其特征在于，所述海上地震勘探的水平拖缆装置还包括中央控制系统，所述中央控制系统用于控制导杆的排列布置、采集线缆的施放和回收以及采集线缆的数据采集。

6.根据权利要求1所述的海上地震勘探的水平拖缆装置，其特征在于，采集线缆在海上地震勘探船上的一端连接在采集线缆盘上，所述采集线缆盘设置在采集线缆盘底座上。

7.一种海上地震勘探的水平拖缆装置的应用，其特征在于，所述海上地震勘探的水平拖缆装置的应用包括：应用权利要求1-6中任意一项所述的海上地震勘探的水平拖缆装置于海上地震勘探，具体包括：

（1）对近海工程现场进行调研，选取合适的探测地点，并将船停止；

（2）选择合适的采集线缆布置间距和长度；

（3）设定合适的导杆座的移动布置方案及伸缩线缆套管的长度布置方案、伸缩线缆套管的空间位置布置方案，并根据伸缩线缆套管的空间位置布置方案设定阻尼环的空间位置；

（4）根据数据采集要求，通过设置在采集线缆上的检波器固定器固定相适应的检波器；

（5）转动采集线缆盘，拖缆在水流或海上地震勘探船行进的作用下，将采集线缆匀速地放入至海水中；

（6）进行数据采集。