CN111492270A - 经由移动水下航行器控制海底地震数据采集单元的释放速度的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
提供了用于将地震数据采集单元输送到海底的系统及方法。一种系统包括水下航行器,所述水下航行器包括具有用于确定环境信息的传感器。控制单元基于所述环境信息和策略获得用于执行飞越部署的指示。所述控制单元相对于所述水下航行器的底座设置坡道的角度。所述控制单元识别用于存储在所述水下航行器中的多个地震数据采集单元中的地震数据采集单元的发射事件,并且基于对所述发射事件的识别和所述环境信息从所述坡道向所述海底部署所述地震数据采集单元。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月5日申请的美国专利申请号16/153,190的权益和优先权,所述美国专利申请特此通过引用全部结合于此。
背景技术
可以评估地震数据以获得关于地下特征的信息。所述信息可以指示地球的地下部分(诸如盐丘、基岩或地层圈闭)的地质剖面,并且可以被解释为指示是否可能存在矿物、碳氢化合物、金属或其他元素或矿床。
发明内容
执行海底地震勘测以检测是否存在矿物、碳氢化合物、金属或其他元素或矿床可以包括将海底地震数据采集单元放置在海底或海床上。取决于勘测规模,可以在海底的特定预定位置处放置成百上千个地震数据采集单元。然而,由于地震勘测的规模大并且部署了大量地震数据采集单元,因此在指定位置处有效地部署和回收大量地震数据采集单元而又不会过度消耗或利用资源可能是有挑战性的。例如,随着所部署的地震数据采集单元的数量增加,水下航行器部署、放置或回收地震数据采集装置所消耗或利用的能量、电池资源或燃料的数量也增加。此外,随着部署地震数据采集单元所花费的时间增加,海上船舶所消耗的资源量也可能增加。类似地,随着要回收的数据采集单元的数量增加,总体资源消耗也增加。因此,由于水下航行器部署和回收地震数据采集单元所利用或消耗的时间和资源量增加,以节能和省时的方式执行越来越大型的地震勘测在技术上可能具有挑战性。
本技术方案的系统及方法提供了一种水下航行器,所述水下航行器可以通过省时和节能的方式部署或回收地震数据采集单元。例如,本技术方案的水下航行器可以使用一个或多个传感器来收集环境信息并确定地震数据采集单元的发射事件,然后在无需降落在海床上或不减速到零速度的情况下从水下航行器中释放地震数据采集单元。通过在不降落或不减速到零速度的情况下释放地震数据采集单元,水下航行器可以缩短部署用于执行地震勘测的地震数据采集单元所花费的时间,由此因为可以缩短操作时间而减少水下航行器、船舶或地震数据采集单元本身所消耗的资源量。
水下航行器可以收集环境信息,并且基于策略,在非降落操作中从海床回收地震数据采集单元。水下航行器可以使用互锁机构来回收部署的地震数据采集单元,而不必将水下航行器降落在海床上。通过在不降落的情况下回收地震数据采集单元,水下航行器可以缩短回收用于执行地震勘测的地震数据采集单元所花费的时间,由此因为可以缩短操作时间而减少水下航行器、船舶或地震数据采集单元本身所消耗的资源量。
本技术方案的至少一个方面涉及一种用于将地震数据采集单元输送到海底的方法。所述方法可以包括水下航行器接收环境信息。所述水下航行器可以位于水介质中。所述方法可以包括所述水下航行器基于所述环境信息和策略获得用于执行飞越部署的指示。所述方法可以包括响应于确定要执行所述飞越部署并且基于所述环境信息来设置坡道相对于所述水下航行器的底座的角度。所述坡道可以具有第一端和第二端。所述坡道的所述第一端可以被定位成比所述第二端更靠近所述水下航行器的所述底座。所述方法可以包括对存储在所述水下航行器中的所述多个地震数据采集单元中的地震数据采集单元的发射事件进行水下识别。所述方法可以包括所述水下航行器基于所述发射事件的识别和所述环境信息从所述坡道的所述第二端向所述海底部署所述地震数据采集单元。
所述水下航行器可以包括拴系在船舶上的遥控航行器。所述水下航行器可以包括船舶上没有系绳的自主水下航行器。所述方法可以包括由所述水下航行器外部的和远离所述水下航行器的控制单元确定要执行所述飞越部署;以及由所述控制单元将所述指示传输到所述水下航行器。
所述方法可以包括由所述水下航行器在所述水介质中以非零速度移动,所述非零速度在第一方向上具有第一大小的水平分量。所述方法可以包括设置所述坡道相对于所述水下航行器的底座的所述角度以导致以在第二方向上具有零大小的水平分量的速度从所述坡道的所述第二端部署所述地震数据采集单元,所述第二方向与所述第一方向相反。
所述方法可以包括所述水下航行器在以具有第一大小和第一方向的水平分量的第一速度移动的同时经由所述坡道部署所述地震数据采集单元。所述第一速度可以对应于后续地震数据采集单元下落位置之间的行进速度。所述方法可以包括所述水下航行器在悬停在海底上方的同时经由所述坡道部署所述地震数据采集单元。所述环境信息可以包括以下各项中的至少一者:所述水下航行器的速度、所述水下航行器的高度、所述水介质的浊度、所述水介质的水流、所述水介质的温度、所述海底的地形、所述海底的组成或海洋生物或生长物的存在。
所述方法可以包括经由一个或多个传感器接收所述环境信息,所述传感器包括视觉传感器、音频传感器、加速度计、声纳、雷达或激光雷达中的至少一者。所述方法可以包括响应于检测到所述海底不存在海洋生物而确定执行所述飞越部署。所述方法可以包括对于所述地震数据获取单元,响应于检测到所述水介质的水流低于水流阈值而确定执行所述飞越部署。所述方法可以包括对于第二地震数据获取单元,响应于检测到可见度水平低于可见度阈值而阻止所述飞越部署;以及由所述水下航行器响应于阻止所述飞越部署而降落在所述海底以部署所述第二地震数据采集单元。所述方法可以包括对于第二地震数据采集单元,响应于检测到障碍物而阻止所述飞越部署;以及由所述水下航行器使用多个反向推进器执行紧急停止过程。
所述方法可以包括基于所述水下航行器的前进速度、所述水介质的水流和所述坡道的摩擦系数来设置所述坡道的偏航角。在一些实施方案中,所述坡道对应于螺旋结构的至少一部分,并且所述角度对应于所述螺旋结构的定向角。所述坡道可以包括动力坡道。
所述方法可以包括基于位置或时序函数来识别所述发射事件,其中所述位置对应于当部署所述地震数据采集单元时所述海底的所述地震数据采集单元的目标位置或所述水下航行器的位置中的一者。
本技术方案的至少一个方面涉及一种用于将多个地震数据采集单元输送到海底的系统。所述系统可以包括位于水介质中的水下航行器。所述水下航行器可以包括用于确定环境信息的一个或多个传感器。所述系统可以包括控制单元(例如,部署控制单元),所述控制单元由一个或多个处理器执行以基于所述环境信息和策略获得用于执行飞越部署的指示。所述控制单元可以响应于确定要执行所述飞越部署并且基于所述环境信息来设置坡道相对于所述水下航行器的底座的角度。所述坡道可以具有第一端和第二端。所述坡道的所述第一端可以被定位成比所述第二端更靠近所述水下航行器的所述底座。所述控制单元可以识别存储在所述水下航行器中的多个地震数据采集单元中的地震数据采集单元的发射事件。所述控制单元可以基于所述发射事件的识别和所述环境信息从所述坡道的所述第二端向所述海底部署所述地震数据采集单元。
所述水下航行器可以包括拴系到船舶上的遥控航行器或在船舶上没有系绳的自主水下航行器。所述系统可以包括外部控制单元,所述外部控制单元远离所述水下航行器以确定执行所述飞越部署并将所述指示传输到所述水下航行器的所述部署控制单元。
所述控制单元可以非零速度移动移动所述水下航行器,所述非零速度在第一方向上具有第一大小的水平分量。所述控制单元可以设置所述坡道相对于所述水下航行器的所述底座的所述角度以导致以在第二方向上具有零大小的水平分量的速度从所述坡道的所述第二端部署所述地震数据采集单元,所述第二方向与所述第一方向相反。
本技术方案的至少一个方面涉及一种用于从水下地震勘测回收地震数据采集单元的方法。所述方法可以包括在水介质中提供水下航行器,所述水下航行器包括底座和与所述底座联接的水下航行器互锁机构。所述方法可以包括所述水下航行器接收环境信息。所述方法可以包括所述水下航行器识别位于海底的地震数据采集单元,所述地震数据采集单元具有地震数据采集单元互锁机构。所述方法可以包括所述水下航行器基于所述环境信息和策略获得用于执行非降落回收操作的指示。所述非降落回收操作可以包括在无需将所述水下航行器降落在海底的情况下将地震数据采集单元从海底移动到存储容器。所述地震数据采集单元可以存储指示地下岩性地层或碳氢化合物的地震数据。所述方法可以包括响应于指示要执行所述非降落回收操作并且基于所述环境信息和所识别的地震数据采集单元的位置,将所述水下航行器互锁机构的位置设置为远离所述水下航行器的所述底座延伸。所述方法可以包括在执行所述非降落回收操作时,所述水下航行器通过将所述水下航行器互锁机构与所述地震数据采集单元互锁机构联接来回收所述地震数据采集单元。所述方法可以包括所述水下航行器将所述地震数据采集单元存储在存储容器中。所述方法可以包括所述水下航行器将所述水下航行器互锁机构设置在第二位置中以对第二地震数据采集单元执行非降落回收操作。
所述水下航行器可以包括或指代拴系在船舶上的遥控航行器。所述水下航行器可以包括或指代船舶上没有(或缺少)系绳的自主水下航行器。所述方法可以包括由所述水下航行器外部的和远离所述水下航行器的控制单元确定执行所述非降落回收操作。所述方法可以包括所述控制单元将所述指示传输到所述水下航行器。所述方法可以包括所述水下航行器在悬停在所述海底的同时通过将所述地震数据采集单元互锁机构与所述地震数据采集单元的所述水下航行器互锁机构联接而回收所述地震数据采集单元。所述环境信息可以包括以下各项中的至少一者:所述水下航行器的速度、所述水下航行器的高度、所述水介质的浊度、所述水介质的水流、所述水介质的温度、所述海底的地形、所述海底的组成或海洋生物或生长物的存在。
所述方法可以包括经由一个或多个传感器接收所述环境信息,所述传感器包括视觉传感器、音频传感器、加速度计、声纳、雷达或激光雷达中的至少一者。所述方法可以包括响应于检测到所述海底不存在海洋生物而确定执行所述非降落回收操作。所述方法可以包括对于所述地震数据获取单元,响应于检测到所述水介质的水流低于水流阈值而确定执行所述非降落回收操作。所述方法可以包括对于第三地震数据获取单元,响应于检测到可见度水平低于可见度阈值而阻止所述非降落回收操作。所述方法可以包括由所述水下航行器响应于阻止所述非降落回收操作而降落在所述海底以部署所述第三地震数据采集单元。
所述方法可以包括对于第三地震数据获取单元,响应于检测到障碍物而阻止所述非降落回收操作。所述方法可以包括所述水下航行器使用多个反向推进器执行紧急停止过程。所述水下航行器可以包括与所述地震数据采集单元互锁机构联接的机械臂。所述方法可以包括基于所述环境信息和所识别的地震数据采集单元的位置来设置所述机械臂的角度以定位所述地震数据采集单元互锁机构以回收所述地震数据采集单元。
所述水下航行器互锁机构在所述水介质中可以具有正浮力。所述方法可以包括检测所述水下航行器在距所述地震数据采集单元的阈值距离内。所述方法可以包括响应于检测到所述水下航行器在距所述地震数据采集单元的所述阈值距离内,通过所述地震数据采集单元的伸缩机构将所述水下航行器互锁机构向所述水下航行器的所述地震数据采集单元互锁机构延伸。
所述方法可以包括检测所述水下航行器在距所述地震数据采集单元的阈值距离内。所述方法可以包括激活所述水下航行器互锁机构以与所述地震数据采集单元互锁机构联接。在所述水下航行器回收所述地震数据采集单元之后,所述方法可以包括停用所述水下航行器互锁机构。
所述方法可以包括使用声学信标确定所述地震数据采集单元的所述位置。所述水下航行器互锁机构可以与所述地震数据采集单元机械分离。所述地震数据采集单元互锁机构可以包括钩子或夹具中的至少一者。
所述方法可以包括通过所述水下航行器识别所述海底的物体。所述方法可以包括基于地震数据采集单元检测策略确定不回收所述物体。在回收所述地震数据采集单元之后,所述方法可以包括所述水下航行器以第一速度行进并识别所述海底的第二地震数据采集单元。所述方法可以包括在回收所述第二地震数据采集单元之前,所述水下航行器将其速度减小到回收所述第二地震数据采集单元之后的第二速度。所述方法可以包括所述水下航行器以所述第一速度行进,所述第一速度大于所述第二速度。
本技术方案的至少一个方面是针对一种系统。所述系统可以包括位于水介质中的水下航行器。所述水下航行器可以包括底座、与所述底座联接的水下航行器互锁机构、用于确定环境信息的一个或多个传感器,以及由一个或多个处理器执行的回收控制单元。所述回收控制单元可以识别位于海底的地震数据采集单元。所述地震数据采集单元可以与地震数据采集单元互锁机构联接。所述回收控制单元可以基于所述环境信息和策略获得用于执行非降落回收操作的指示。所述非降落回收操作可以包括在无需将所述水下航行器降落在海底的情况下将地震数据采集单元从海底移动到存储容器。所述地震数据采集单元可以存储指示地下岩性地层或碳氢化合物的地震数据。所述回收控制单元可以(例如,经由一个或多个指令或命令)响应于指示要执行所述非降落回收操作并且基于所述环境信息和所识别的地震数据采集单元的位置,将所述水下航行器互锁机构的位置设置为远离所述水下航行器的所述底座延伸。所述回收控制单元可以(例如,经由一个或多个指令或命令)在执行所述非降落回收操作时将所述水下航行器互锁机构与所述地震数据采集单元互锁机构联接以回收所述地震数据采集单元。所述回收控制单元可以(例如,经由一个或多个指令或命令)将所述地震数据采集单元存储在所述存储容器中。所述回收控制单元可以(例如,经由一个或多个指令或命令)将所述水下航行器互锁机构设置在第二位置中以对第二地震数据采集单元执行非降落回收操作。
所述水下航行器可以悬停在海底上,并且将所述地震数据采集单元互锁机构与所述地震数据采集单元的所述水下航行器互锁机构联接以回收所述地震数据采集单元。
本技术方案的至少一个方面涉及一种用于部署地震数据采集单元并使用同一水下航行器从水下地震勘测回收地震数据采集单元的方法。所述方法可以包括由所述水下航行器基于环境信息和部署策略获得用于执行飞越部署的指示。所述方法可以包括响应于确定要执行所述飞越部署并且基于所述环境信息来设置坡道相对于所述水下航行器的底座的角度。所述坡道可以具有第一端和第二端。所述坡道的所述第一端可以被定位成比所述第二端更靠近所述底座。所述方法可以包括由所述水下航行器识别地震数据采集单元的发射事件。所述方法可以包括由所述水下航行器基于所述发射事件的识别和所述环境信息从所述坡道的所述第二端向所述海底部署所述地震数据采集单元。所述方法可以包括通过所述水下航行器识别部署在所述海底的地震数据采集单元。所述地震数据采集单元可以具有地震数据采集单元互锁机构。所述方法可以包括通过所述水下航行器识别位于海底的地震数据采集单元。所述方法可以包括通过所述水下航行器基于所述环境信息和策略获得用于执行非降落回收操作的指示。所述非降落回收操作可以包括在无需将所述水下航行器降落在海底的情况下将地震数据采集单元从海底移动到存储容器。所述方法可以包括将所述水下航行器互锁机构设置成从所述底座延伸到第一位置。所述方法可以包括由所述水下航行器通过将所述水下航行器互锁机构与所述地震数据采集单元互锁机构联接来回收所述地震数据采集单元。
所述方法可以包括获得用于阻止第二地震数据采集单元部署在海底的第二位置处的指示。所述方法可以包括存储所述飞越部署被阻止的位置。所述方法可以包括确定针对先前阻止飞越部署的位置阻止飞越回收,或者确定降落以在所述飞越部署被阻止的位置处回收所述地震数据采集单元。
本技术方案的至少一个方面涉及一种用于部署地震数据采集单元并使用同一水下航行器从水下地震勘测回收地震数据采集单元的系统。所述系统可以包括位于水介质中的水下航行器。所述水下航行器可以包括底座、与所述底座联接的水下航行器互锁机构或用于确定环境信息的一个或多个传感器。所述系统可以包括由一个或多个处理器执行的回收控制单元。所述系统可以包括由所述一个或多个处理器执行的部署控制单元。在一些情况下,所述系统可以包括单个控制单元,所述单个控制单元被配置为执行或生成指令或命令以执行飞越部署和飞越回收操作。
附图说明
本说明书中描述的主题的一或多个实施方案的细节阐述于附图及以下描述中。本主题的其他特征、方面及优点从描述、附图及权利要求书中将变得显而易见。附图不旨在按比例绘制。在各个附图中,相同的附图标记和名称指示相同的元件。为了清楚起见,并非每个部件都可以在每个图中标记。在附图中:
图1是深水中的地震操作的实施方案的等距示意图。
图2示出了根据实施方案的用于输送地震数据采集单元的系统。
图3示出了根据实施方案的水下航行器和用于部署地震数据采集单元的坡道。
图4示出了根据实施方案的水下航行器和用于部署地震数据采集单元的坡道。
图5描绘了根据实施方案的示例性坡道。
图6描绘了根据实施方案的用于部署地震数据采集单元的控制电路的框图。
图7描绘了根据实施方案的用于将地震数据采集单元输送到海底的方法的流程图。
图8示出了根据实施方案的用于获取地震数据的系统。
图9是根据实施方案的水下航行器的控制电路的框图。
图10示出了根据实施方案的水下航行器互锁机构的位置。
图11示出了根据实施方案的水下航行器互锁机构的位置。
图12描绘了根据实施方案的用于从海底回收地震数据采集单元的方法的流程图。
图13示出了根据实施方案的可以用于地震数据采集单元的非降落回收的另一个示例性水下航行器。
图14描绘了根据实施方案的用于非降落回收操作的示例性机构。
图15是示出了可以用于实施图1至14中所示的实施方案的各种元件的计算机系统的总体架构的框图。
具体实施方式
以下是对与用于使用水下航行器将地震数据采集单元输送到海底的方法、设备及系统有关的各种概念以及其实施方式的更详细描述。以上介绍并在下面更详细讨论的各种概念可以通过多种方式中的任何方式来实施。
本技术方案的系统、方法及设备总体上涉及将地震数据采集单元输送到海床上的目标位置。在将多个地震数据采集单元输送到多个目标位置的情况下,水下航行器可能必须停在每个目标位置处以将地震数据采集单元输送到目标位置。由于有大量目标位置,将水下航行器停在每个目标位置处可能会大幅增加总地震数据采集单元部署时间。在水下航行器运动的同时部署地震数据采集单元可能导致地震数据采集单元不精确地定位在其相应的目标位置处。
因此,本技术方案的系统、方法及设备可以从移动水下航行器相对于海床以零(或接近零,诸如0.1节、0.2节、0.3节、0.4节、0.5节、1节或1.5节或更低)水平速度输送地震数据采集单元,这会导致地震数据采集单元在没有任何水平位移的情况下基本上直线下降(例如,与直线下降距正负20度以内)到目标位置,由此提高了可以部署地震数据采集单元的精度。地震数据采集单元可以水平速度分量来发射,所述水平速度分量的大小等于水下航行器的水平速度分量的大小。此外,地震数据采集单元在发射时的水平速度的方向与水下航行器的速度的水平分量的方向相反。当从水下航行器发射地震数据采集单元时,这可能导致地震数据采集单元的水平速度为零或接近零。因此,通过确保水下航行器在发射时位于目标位置上方,可以使地震数据采集单元精确地下降到目标位置上。
参考图1,其中示出了由第一船舶5促进的深水中地震作业的实施方案的等距示意图。数据处理系统可以经由地震作业获得地震数据以便处理地震数据以检测或生成指示是否存在矿物、碳氢化合物、岩性地层、金属或其他元素或矿床的图像。尽管该图示出了深水地震作业,但是本文描述的系统及方法可以使用经由拖缆数据、陆基地震作业获得的地震数据。在该实例中,第一船舶5位于水柱15(也被称为“水介质”)的表面10上,并且包括支撑操作装备的甲板20。平台20的至少一部分包括用于多个传感器装置机架90的空间,其中存储了地震传感器装置(或地震数据采集单元或多个地震数据采集单元)。传感器装置机架90还可以包括数据回收装置或传感器再充电装置。
甲板20还包括附接到其上的一个或多个起重机25A、25B,以促进将操作装备的至少一部分从甲板20转移到水柱15,诸如自主水下航行器(AUV)、自驾航行器(AOV)、远程驾驶水下航行器(ROV)或地震传感器装置。例如,与甲板20联接的起重机25A被配置为降低和升高水下航行器(例如,ROV 35A、AUV或AOV),所述起重机将一个或多个传感器装置30(例如,海底地震仪“OBS”单元、地震数据单元或多个地震数据采集单元)转移并定位在海床55上。ROV 35A可以通过系绳46A和为ROV 35A提供动力、通信和控制的脐带电缆44A而联接到第一船舶5。系绳管理系统(TMS)50A也联接在脐带电缆44A与系绳46A之间。通常,TMS 50A可以用作从其操作ROV 35A的中间地下平台。对于在海床55处或附近的大多数ROV 35A操作,TMS50A可以被定位在海床55上方大约50英尺处,并且可以根据需要放出系绳46A以使ROV 35A在海床55上方自由移动以将地震传感器装置030定位和转移在海床上。海底55可以包括或指代大陆架。
起重机25B可以(例如,经由闩锁、锚、螺母和螺栓、螺钉、吸盘、磁体或其他紧固件)联接到第一船舶5的船尾或第一船舶5上的其他位置。起重机25A、25B中的每一者可以是适于在海洋环境中操作的任何升降装置或发射回收系统(LARS)。起重机25B可以通过电缆70联接到地震传感器转移装置100。转移装置100可以是无人机、滑橇结构、篮子或能够在其中容纳一个或多个传感器装置30的任何装置。转移装置100可以是被配置为适于容纳和运输一个或多个传感器装置30的盒的结构。转移装置100可以被配置为传感器装置存储机架以用于将传感器装置30从第一船舶5转移到ROV 35A,并且从ROV 35A转移到第一船舶5。转移装置100可以包括车载电源、马达或齿轮箱或推进系统。在一些实施方案中,转移装置100可以不包括任何一体式电力装置或者不需要任何外部或内部电源。在一些实施方案中,电缆70可以向转移装置100供电或提供控制。在一些实施方案中,转移装置100可以在没有外部电力或控制的情况下操作。在一些实施方案中,电缆70可以包括被配置为支撑、拖曳、定位转移装置100、为转移装置供电或控制转移装置的脐带、系绳、绳索、电线、绳子等。
ROV 35A可以包括地震传感器装置储藏室40,所述地震传感器装置储藏室被配置为在其中存储一个或多个地震传感器装置30以供部署或回收操作之用。储藏室40可以包括被配置为储藏地震传感器装置的盒、机架或容器。储藏室40还可以包括传送带,诸如其上具有地震传感器装置的可移动平台,诸如被配置为在其中支撑和移动地震传感器装置30的圆盘传送带或线性平台。在一个实施方案中,地震传感器装置30可以被部署在海床55上并且通过可移动平台的操作从中被回收。ROV 35A可以定位在海床55上方或上面的预定位置处,并且地震传感器装置30在预定位置处滚动、传送或以其他方式移出储藏室40。在一些实施方案中,地震传感器装置30可以由设置在ROV 35A上的机器人装置60(诸如机械臂、末端执行器或操纵器)部署以及从储藏室40回收。
地震传感器装置30可以被称为地震数据采集单元30或地震数据采集单元30。地震数据采集单元30可以记录地震数据。地震数据采集单元30可以包括以下一者或多者:至少一个地震检波器、至少一个电源(例如,电池、外部太阳能电池板)、至少一个时钟、至少一个倾斜仪、至少一个环境传感器、至少一个地震数据记录器、至少全球定位系统传感器、至少一个无线或有线发射器、至少一个无线或有线接收器、至少一个无线或有线收发器或至少一个处理器。地震传感器装置30可以是独立单元,使得所有电子连接都在所述单元内。在记录期间,地震传感器装置30可以通过独立方式操作,使得地震数据采集单元不需要外部通信或控制。地震传感器装置30可以包括几个地震检波器,所述地震检波器被配置为检测由地下岩性地层或碳氢化合物矿床反射的声波。地震传感器装置30还可以包括一个或多个地震检波器,所述地震检波器被配置为使地震传感器装置30或地震传感器装置30的一部分振动以便检测地震传感器装置30的表面与地面之间的联接程度。地震传感器装置30的一个或多个部件可以附接到具有多个自由度的万向节平台。例如,时钟可以附接到万向节平台以最小化重力对时钟的影响。
例如,在部署操作中,包括一个或多个传感器装置30的第一多个地震传感器装置在第一船5上的同时可以在预装载操作中被装载到储藏室40中。然后,将具有联接到其上的储藏室的ROV 35A降低到水柱15中的地下位置。ROV 35A可以利用来自第一船舶5上的人员的命令以沿着路线操作以从储藏室40转移第一多个地震传感器装置30,并在陆基部署中将单独的传感器装置30部署在海床55或地面55或海底55或地表55上的选定位置处。一旦储藏室40中的第一多个地震传感器装置30耗尽,转移装置100(或转移系统100)可以用于将第二地震传感器装置30作为有效载荷从第一船舶5运送到ROV 35A。
当在第一船舶5上或附近时,转移系统100可以预加载有第二多个地震传感器装置30。当适当数量的地震传感器装置30被装载到转移装置100上时,转移装置100可以被起重机25B降低到水柱15中的选定深度。ROV 35A和转移装置100在地下位置处配合以允许将第二多个地震传感器装置30从转移装置100转移到储藏室40。当转移装置100和ROV 35A配合时,转移装置100中所包含的第二多个地震传感器装置30被转移到ROV 35A的储藏室40。一旦储藏室40被重新装载,ROV 35A和转移装置100就被分离或解除配合,并且ROV 35A可以恢复地震传感器装置放置。在一个实施方案中,在第一船舶5运动的同时提供储藏室40的重新装载。如果在转移第二多个地震传感器装置30之后转移装置100是空的,则可以通过起重机25B将转移装置100升高到船舶5,在所述船舶上,重新装载操作为转移装置100补充第三多个地震传感器30。然后,当需要重新装载储藏室40时,可以将转移装置100降低到选定深度。该过程可以根据需要重复,直到已经部署了所需数量的地震传感器装置30为止。
使用转移装置100在水下位置处重新装载ROV 35A缩短了将地震传感器装置30放置在海床55上所需的时间或“植入”时间,这是因为ROV 35A没有升高和降低到表面10上以便地震传感器装置重新装载。此外,由于ROV 35A可以在表面10下方操作更长的时间,所以放置在用于升高和降低ROV 35A的装备上的机械应力被最小化。在恶劣天气或恶劣海况下,减少ROV 35A的升高和降低可能特别有利。因此,由于ROV 35A和相关装备未升高到表面10上方,所以可以延长装备使用寿命,这可能导致ROV 35A和相关装备损坏或者有伤害船舶人员的危险。
同样,在回收操作中,ROV 35A可以利用第一船舶5上的人员的命令来回收先前放置在海底55上的每个地震传感器装置30。所回收的地震传感器装置30被放置在ROV 35A的储藏室40中。在一些实施方案中,ROV 35A可以按顺序定位在海床55上的每个地震传感器装置30附近,并且地震传感器装置30从海床55滚动、传送或以其他方式移动到储藏室40。在一些实施方案中,可以通过设置在ROV 35A上的机器人装置60从海底55回收地震传感器装置30。
一旦储藏室40充满或容纳预定数量的地震传感器装置30,转移装置100就可以降低到表面10下方的位置并与ROV 35A配合。可以通过起重机25B将转移装置100降低到水柱15中的选定深度,并且ROV 35A和转移装置100在地下位置处配合。一旦配对,容纳在储藏室40中的所回收的地震传感器装置30被转移到转移装置100。一旦储藏室40中的所回收的传感器装置被耗尽,则ROV 35A和转移装置100被分离,并且ROV 35A可以恢复传感器装置回收。因此,转移装置100可以将所回收的地震传感器装置30作为有效载荷运送到第一船舶5,从而允许ROV 35A继续从海床55收集地震传感器装置30。通过这种方式,由于没有升高和降低ROV 35A以进行传感器装置卸载,因此显著缩短了传感器装置的回收时间。此外,由于ROV35A可以在地下持续更长时间,所以与ROV 35A有关的装备上的机械应力被最小化。
在该实施方案中,第一船舶5可以沿第一方向75行进,诸如沿+X方向行进,所述方向可以是指南针航向或其他线性或预定方向。第一方向75也可以考虑或包括由波浪作用、水流或风速和方向引起的漂移。在一个实施方案中,将多个地震传感器装置30放置在海床55上的选定位置,诸如沿X方向的多个行Rn(示出了R1和R2)或沿Y方向的多个列Cn(示出了C1、C2、C3和C4),其中n等于整数。在一个实施方案中,行Rn和列Cn限定栅格或阵列,其中每一行Rn包括在传感器阵列的宽度(X方向)上的接收器线,或者每一列Cn包括在传感器阵列的长度(Y方向)上的接收器线。行中的相邻传感器装置30之间的距离被示为距离LR,而列中的相邻传感器装置30之间的距离被示为距离LC。尽管示出了基本正方形图案,但是其他图案也可以形成在海床55上。其他图案包括非线性接收器线或非正方形图案。图案可以是预定的,或者由诸如海床55的地形的其他因素产生。在一些实施方案中,距离LR和LC可以基本相等(例如,彼此的正负10%),并且可以包括约60米至约400米之间的尺寸。在一些实施方案中,距离LR和LC可以不同。在一些实施方案中,距离LR或LC可以包括约400米至约1100米之间的尺寸。如上所述,相邻地震传感器装置30之间的距离可以是预定的或者由海床55的地形产生。
第一船舶5以诸如用于操作第一船舶5和由第一船舶5拖曳的任何装备的允许或安全速度的速度进行操作。所述速度可以考虑任何天气状况,诸如风速和波浪作用,以及水柱15中的水流。船舶的速度还可以由被第一船舶5悬挂、附接到第一船舶或由第一船舶以其他方式拖曳的任何作业装备来确定。例如,速度通常受ROV 35A部件(诸如TMS 50A和脐带电缆44A)的阻力系数以及水柱15中的任何天气状况或水流限制。由于ROV 35A的部件受到取决于部件在水柱15中的深度的阻力,所以第一船舶速度可以在小于约1节的范围内操作。例如,当铺设两条接收器线(行R1和R2)时,第一船舶包括在约0.2节至约0.6节之间的第一速度。在一些实施方案中,第一速度包括在约0.25节之间的平均速度,所述平均速度包括小于0.25节的间歇速度和大于大约1节的速度,这取决于天气状况,诸如波浪作用、风速或水柱15中的水流。
在地震勘测期间,可以部署一条接收器线,诸如行R1。当单一接收器线完成时,第二船舶80可以用于提供源信号。第二船舶80可以设置有源装置85,所述源装置可以是能够产生适于获得勘测数据的声学信号或振动信号的装置。源信号传播到海床55,并且所述信号的一部分反射回到地震传感器装置30。可能需要第二船舶80多次通过,例如至少四次通过每条单一接收器线(在该实例中为行R1)。在第二船舶80通过期间,第一船舶5继续部署第二接收器线。然而,第二船舶80通过的时间可以短于第二接收器线的部署时间。当在第一船舶5完成第二接收器线的同时第二船舶80闲置时,这在地震勘测中引起了滞后时间。
在一些实施方案中,第一船舶5可以利用ROV 35A来铺设传感器装置以形成任意数量的列中的第一组两条接收器线(行R1和R2),这可以产生每条接收器线的长度多达并包括几英里。两条接收器线(行R1和R2)可以基本上平行,例如距平行+/-20度内。当第一船舶5的单向通过完成并且将第一组地震传感器装置30(行R1、R2)铺设到预定长度时,利用设置有源装置85的第二船舶80来提供源信号。第二船舶80可以沿着两条接收器线进行八次或更多次通过以完成对两行R1和R2的地震勘测。
当第二船舶80沿着两排R1和R2迅速移动时,第一船舶5可以旋转180度并沿-X方向行进,以便将地震传感器装置30铺设在与行R1和R2相邻的另外两行中,由此形成第二组两条接收器线。然后,第二船舶80可以沿着第二组接收器线进行另一系列的通过,同时第一船舶5旋转180度以沿+X方向行进以铺设另一组接收器线。可以重复所述过程,直到已经勘测了海床55的指定区域为止。因此,由于通过在船舶5的一次通过中部署两行来将用于铺设接收器线的部署时间缩短大约一半,所以第二船舶80的空闲时间被最小化。
尽管仅示出了两行R1和R2,但是传感器装置30的铺设不限于该配置,因为ROV 35A可以适于在单向拖曳中铺设两行以上的传感器装置。例如,ROV 35A可以被控制为铺设在三行和六行传感器装置30之间,或者在单向拖曳器中铺设更多行。第一船舶5铺设传感器阵列的宽度的“单次通过”行程的宽度通常受系绳46A的长度或传感器装置30之间的间隔(距离LR)限制。
图2是根据实施方案的用于获取地震数据的系统。系统200可以包括水下航行器290。水下航行器290可以包括以上关于图1讨论的ROV 35A或AUV的一个或多个系统、部件或功能性。水下航行器290可以被拴系到TMS 50A或船舶5。水下航行器290可以在没有外部控制或命令的情况下被远程控制或自主地或至少部分地自主地操作。水下航行器290可以包括不被拴系到TMS 50A或船舶5的自主水下航行器。例如,水下航行器可以通过预编程方式自主操作,而无需外部控制或命令。水下航行器290可以包括地震数据采集单元储藏室235,所述地震数据采集单元储藏室可以存储一个或多个地震数据采集单元30。地震数据采集单元30可以包括图1中所示的地震数据采集单元30。水下航行器290可以包括可以支撑地震数据采集单元储藏室235的底座230、推进系统270、机械臂部件205和坡道220。推进系统270可以包括一个或多个推进器,所述推进器的旋转可以所需速度沿所需方向推进水下航行器290。推进系统270可以允许水下航行器290沿任何方向向前和向后移动。例如,推进系统270还可以通过控制水下航行器290的俯仰、侧倾和偏航来控制水下航行器290的定向。
推进系统270可以包括产生力的机构,诸如推进器、助推器、桨叶、船桨、水轮、螺旋推进器、固定螺距推进器、可变螺距推进器、导管螺旋桨、方位角推进器、喷水器、风扇或离心泵。推进系统270可以包括流体推进系统,诸如可以产生用于推进的水流的泵喷嘴、喷液器或喷水器。推进系统270可以包括机械装置,所述机械装置具有带喷嘴或离心泵和喷嘴的导管推进器。推进系统270可以具有允许水进入推进系统270的进气口或入口(例如,面向水下航行器290的底部或侧面)。水可以通过入口进入推进系统的泵。入口内部的水压可以通过泵增大,并通过喷嘴向后推动。推进系统270可以包括回流斗。使用回流斗,可以产生反向推力。反向推力可以例如响应于来自控制单元605(例如,图6中描绘的)的指令而促进减慢水下壳体290的移动,以便部署或释放地震数据采集单元30。
系统200可以包括一个或多个推进系统270。推进系统270可以与水下航行器290的一部分集成或机械地联接。推进系统270可以被内置在水下航行器290的一部分中。可以使用诸如一个或多个螺钉、螺栓、粘合剂、凹槽、闩锁或销的附接或联接机构将推进系统270附接到水下航行器290的所述部分上。
系统200可以包括多个推进系统270。例如,系统200可以包括在水下航行器290的第一部分上的一个或多个推进系统270,以及在水下航行器290的第二侧上的一个或多个推进系统270。多个推进系统270可以由控制单元605集中控制或单独控制。多个推进系统可以被独立地激活或同步地激活。例如,通过指示不同的推进系统产生不同量的力,系统200可以操纵或控制水下航行器290的移动方向。
推进系统270可以被配置为旋转或改变施加的力的方向或角度以便操纵水下航行器290。系统200、水下航行器290或推进系统270可以包括转向装置。转向装置可以指代包括多个部件的转向设备。转向装置可以从推进系统270或控制单元605接收指令。转向装置可以包括例如方向舵。在一些实施方案中,转向装置可以包括鳍片。例如,转向装置可以包括可以枢转、旋转或改变鳍片的定向以操纵水下航行器290的致动器、弹簧机构或铰链。
操纵装置可以使用推进系统270或其部件来操纵水下航行器290。例如,推进系统270可以包括喷嘴和泵喷嘴。喷嘴可以提供泵喷嘴的转向。可以将板或方向舵附接到喷嘴以便将水流从一侧重定向到另一侧(例如,左舷和右舷;右侧和左侧)。转向装置290可以起到类似于空气推力矢量的作用,以向泵喷嘴动力系统200提供在水介质中的增加的敏捷性。
可以控制机械臂部件205以从地震数据采集单元储藏室中拾取地震数据采集单元30并将地震数据采集单元30放置在坡道220上。例如,可以在发射事件时激活机械臂部件205以将地震数据采集单元30放置在坡道220上。坡道220可以包括第一端210和第二端225。在部署期间,第一端210被定位成比第二端225更靠近底座230。坡道220通过铰链260联接到底座230,所述铰链允许坡道220围绕铰链260的轴线枢转。坡道电缆绞盘255可以用于操纵连接在绞盘55与坡道220的第二端225之间的电缆250(或电线或链条)。绞盘255可以被控制成围绕滚筒缠绕或解绕电缆250,由此使坡道220的第二端225被拉向或拉开底座230。实际上,绞盘225可以被控制成调整坡道220与底座230之间的所需角度α。
在操作期间,水下航行器290可以被控制成在海床55上方在地震数据采集单元30的部署位置附近行进。机械臂部件205可以被控制成将地震数据采集单元30定位在坡道220的第一端上。绞盘255可以被控制成将坡道220的第二端225降低到一定程度,使得在坡道220与底座230之间实现所需角度α。当第二端225在坡道的第一端210下方时,地震数据采集单元30可以使坡道220的滑动表面265从坡道220的第一端210滑向第二端225。当地震数据采集单元30到达坡道的第二端225时,地震数据采集单元30可以从坡道220中滚出并沉积在海床55上。在一些实例中,角度α可以表示坡道220与水平面之间的角度。
为了提高地震数据采集单元30在海床55上它们相应的目标位置处的部署精度,当第二端225在地震数据采集单元30的目标位置的正上方时,从坡道220的第二端225部署地震数据采集单元30。另外,从坡道220的第二端225部署地震数据采集单元30的速度的水平分量等于零,其中地震数据采集单元30的速度的水平分量在包括海底55的参考系中进行了测量。因此,由于当地震数据采集单元30从坡道220的第二端225滚出时其速度的水平分量等于零,所以地震数据采集单元30直接向下下落到海床55上并飞越目标地点。
图3示出了用于部署地震数据采集单元的ROV和坡道的示意图300。示意图300描绘了具有可调坡道350的水下航行器290。水下航行器290可以表示或包括图2中所示的水下航行器290的一个或多个部件或功能性。水下航行器290可以定位在海床55上方并且以速度VR行进,所述速度VR具有第一大小和第一方向(例如,正x方向)的水平分量315并且具有第二大小和正y方向的垂直分量310。可以在包括海底55的参考系365中表示水下航行器290的速度VR的方向。坡道350相对于水下航行器290的底座335成角度α定位。坡道350可以具有在坡道350的第一端320和第二端325之间测量的长度345,以及在底座335与坡道350的第二端325之间测量的距离340。
坡道350倾斜,使得当地震数据采集单元30位于坡道350的第一端320上或附近时,地震数据采集单元30可以沿坡道350的第一表面330朝向坡道350的第二端325滑动,并且最终从坡道350的第二端325掉出并最终落到海床55上。当地震数据采集单元30位于坡道350的第一端320上或附近时,地震数据采集单元30相对于坡道350以速度VN 355沿坡道的第一表面330加速。地震数据采集单元30的加速度可以基于几个因素,诸如坡道350与基座335(或与平面或基准365的水平面X-Y)形成的角度α、地震数据采集单元30与第一表面330之间的摩擦力、水下航行器290的速度VR、洋流的速度和方向、海床55的水深等。由于地震数据采集单元30沿坡道350的第一表面330加速,所以地震数据采集单元30相对于坡道350的速度VN 355将会增加。地震数据采集单元30可以继续沿坡道30加速,直到它到达坡道350的第二端325为止,它从第二端向海底55发射。
图4示出了用于部署地震数据采集单元的水下航行器和坡道的另一个示意图400。图4中的示意图400描绘了当地震数据采集单元30从坡道350的第二端325发射时的地震数据采集单元。地震数据采集单元30能够以具有水平分量405和垂直分量410的发射速度VL从第二端325发射。地震数据采集单元30可以从坡道350的第二端325发射,使得发射速度VL的水平分量405的大小等于零。在一个实例中,地震数据采集单元30可以从坡道350的第二端325发射,使得发射速度VL的水平分量405的大小不大于1/10节或每秒0.05米。另外,发射速度VL的水平分量405可以具有与水下航行器290的速度VR的水平分量315的第一方向相反的第二方向。水下航行器290的速度VR的水平分量315可以在参考系365的正x方向上。另一方面,地震数据采集单元30在其从坡道350的第二端325发射时的速度VN的水平分量405在参考系365的相反负x方向上并且大小为零。水平分量405大小为零确保当地震数据采集单元30从坡道350的第二端325发射时,地震数据采集单元30沿负z方向或地震数据采集单元30的速度VN的垂直分量410的方向下降,而在水平方向上没有任何位移。
发射时水平分量405大小为零确保当坡道350的第二端325位于目标位置上方时,地震数据采集单元30将直线下降到目标位置而没有任何水平位移。水下航行器290的速度VR可以被控制成以速度VR的具有第一大小和第一方向的水平分量315朝向目标位置移动。当水下航行器290与目标位置相距预定距离或时间时,水下航行器290可以被控制成在坡道350的第一端320部署地震数据采集单元30。作为一个实例,水下航行器290的机械臂组件(205,图2)可以被控制成将地震数据采集单元30从地震数据采集单元储藏室(235,图1)输送到坡道350的第一端320。
地震数据采集单元30部署在坡道350的第一端320的瞬间可以被称为地震数据采集单元部署事件。可以基于地震数据采集单元30沿坡道350的第一表面330从坡道350的第一端320滑动到第二端325所花费的时间Td-l来对地震数据采集单元部署事件进行计时。时间Td-l继而可以部分地基于坡道的角度α,所述角度继而可以基于地震数据采集单元30的水平分量405的所需大小。因此,地震数据采集单元部署事件可以在预期水下航行器290的第二端325到达地震数据采集单元30的目标位置正上方之前的Td-l秒发生。在一些实例中,地震数据采集单元部署事件可以基于距目标位置的距离。例如,可以基于地震数据采集单元30的速度VR的水平分量315的大小和地震数据采集单元30在地震数据采集单元30已部署在第一端320之后发射所消耗的时间Td-l来确定距目标位置的地震数据采集单元部署距离。当直接向目标位置移动的水下航行器290到达使得坡道350的第二端325与目标位置相距地震数据采集单元部署距离的位置时,可以发起地震数据采集单元部署事件。
地震数据采集单元30从坡道350的第二端325发射的瞬间可以被称为地震数据采集单元发射事件。当坡道350的第二端325在地震数据采集单元30的目标位置正上方时,可以确保发生地震数据采集单元发射事件。可以基于几个因素来确定地震数据采集单元发射事件的时序,诸如例如水下航行器290的速度VR和目标位置距坡道350的第二端325的瞬时距离。
在一个实例中,基于水下航行器290的速度以及水下航行器290与目标位置之间的瞬时距离,水下航行器290可以实时地确定水下航行器290的坡道350的第二端325将要到达目标位置的时间量Tto-target。当该时间量Tto-target等于时间Td-1时,可以发生数据采集单元部署事件。此时,地震数据采集单元30可以部署在第一端320。到水下航行器290到达目标位置时,地震数据采集单元30将从坡道350的第二端325发射。由于已经调整坡道350的角度α以确保地震数据采集单元30的速度水平分量为零,所以当第二端325在目标位置上方时地震数据采集单元30将从第二端发射,并且下落在目标位置正上方。
在一个实例中,水下航行器290可以确定地震数据采集单元30在目标位置上的部署的精确度和精度。水下航行器290可以与地震数据采集单元30进行通信以接收其位置,所述位置由包括在地震数据采集单元30中的GPS系统来确定。水下航行器290可以将从地震数据采集单元30接收的位置与存储在水下单元290的存储器中的目标位置进行比较。在检测到差值超过预定阈值(诸如例如一英寸)时,水下航行器290可以调整部署事件的时序以针对部署中的不准确性进行调整。
在一些实例中,坡道350可以具有非线性斜率。坡道350可以包括在坡道350的第二端325附近的唇部。唇部可以具有与坡道350的第一表面330的斜率不同的斜率。坡道350可以包括坡道350上的中间端,所述中间端位于第一端320与第二端325之间。坡道350的在第一部分320与中间端之间延伸的一部分可以与坡道350的在中间端与第二端325之间延伸的唇部成角度。当地震数据采集单元30沿坡道350行进时,地震数据采集单元30可以在被发射到坡道350的第二端320上方之前经过唇部。可以选择唇部与坡道350的其余部分之间的角度,以在地震数据采集单元30被发射到第二端325上方之前增加或减小地震数据采集单元的加速度。
在一些实例中,可以修改坡道220(图2),使得可以减小地震数据采集单元30与第一表面265之间的摩擦。当坡道220的长度不足以将所需速度赋予地震数据采集单元30时,可能需要减小地震数据采集单元30与第一表面265之间的摩擦。在一些这样的实例中,坡道220可以包括辊,地震数据采集单元30可以在辊上朝向坡道的第二端225滚动。
图5描绘了示例性传送带坡道500。例如,可以使用传送带坡道500代替图2中所示的坡道220。传送带坡道500可以是动力坡道,所述动力坡道包括第一可动表面505,所述第一可动表面的速度可以由水下航行器290控制。第一可动表面505可以是环形带535的外表面,所述环形带围绕支撑结构520、第一滑轮525和第二滑轮515缠绕。第一滑轮525可以定位在传送带坡道500的第一端530,而第二滑轮515可以定位在传送带坡道500的第二端510。水下航行器290可以使第一滑轮525和第二滑轮515一致地旋转,以使皮带535从传送带坡道500的第一端530旋转到第二端510。水下航行器290可以在旋转传送带535的同时在传送带坡道500的第一端530处在第一可动表面505上部署地震数据采集单元30。传送带535的旋转可以使地震数据采集单元30从第一端530向第二端510移动,并被发射到海底。水下航行器290可以控制传送带535的转速,使得地震数据采集单元30在从传送带坡道500的第二端510发射时的水平分量405的大小为零。在一个实例中,传送带535的速度可以被设置为等于余弦(α)乘以水下航行器290的速度VR的水平分量,其中α是传送带坡道500与水下航行器的底座(或水平面)所成的角度。在一些实例中,传送带坡道500可以与水下航行器290的底座230定位成零度角(图3和4)。
图6示出了水下航行器的控制电路600的框图。例如,控制电路600可以用于实施图2中所示的水下航行器290的控制电路。控制电路600包括控制单元605、传感器单元610、坡道控制器单元615和导航单元620。控制单元605可以指代或包括部署控制单元。传感器单元610可以可通信地连接到一个或多个传感器,诸如例如视觉或图像传感器625、音频传感器630、加速度计635、声纳640、雷达645和激光雷达650。传感器单元610可以可通信地耦合到诸如温度传感器、压力传感器、照度计、光电二极管、pH传感器等的附加传感器。控制单元605、传感器单元610、坡道控制器单元615、导航单元620可以通过通信总线655(例如,图15中描绘的总线1505)进行通信。控制单元605可以控制水下航行器290的各种操作,并且可以包括可编程处理器和存储器,所述存储器可以存储可以针对水下航行器290的操作执行的数据和程序。
传感器单元610可以提供用于与传感器进行通信并从传感器接收数据的接口。在一些实例中,控制单元605可以请求传感器单元610从与传感器单元610联接的各种传感器提供传感器读数,响应于此,传感器单元610可以从适当的传感器获得所需数据并将数据提供到控制单元605。导航单元620可以控制水下航行器290的导航。在一些实例中,控制单元605可以将目标位置的GPS坐标提供给导航单元620,所述导航单元可以控制水下航行器290的推进系统,使得水下航行器290可以以所需速度或在所需时间内导航到所需目标位置。导航单元620还可以向控制单元605提供水下航行器290的当前位置或坐标。坡道控制器615可以控制水下航行器290的坡道(图2,220)的操作。例如,控制单元605可以将角度α的值提供给坡道控制器615,响应于此,所述坡道控制器可以控制水下航行器290的绞盘255(图2),使得以所需角度α定位坡道220。在坡道是传送带坡道(500,图5)的情况下,坡道控制器615响应于从控制器605接收的速度值,还可以控制传送带的速度。应当理解,坡道控制器615的功能性可以由控制电路600内的另一个单元来执行。
图7描绘了用于将地震数据采集单元输送到海底的方法700的流程图。在一些实例中,方法700可以由图6中所示的控制电路600执行。方法700包括接收环境信息(ACT 705)。在一些实例中,当水下航行器290在水下时,控制电路600可以接收环境信息。在一些实例中,环境信息可以包括环境变量的值,所述环境变量诸如例如水下航行器290的速度、水下航行器290高出海床的高度、水下航行器290在其中行进的水介质的浊度、水介质的温度、海底的地形、海底的组成以及海洋生物或生长物的存在。
环境信息的至少一部分可以由控制电路600确定。例如,如图6中所示,控制电路600可通信地耦合到诸如视觉或图像传感器625、音频传感器630、加速度计635、声纳640、雷达645和激光雷达650的传感器,以及诸如温度传感器、压力传感器、照度计、光电二极管、pH传感器等的附加传感器。控制电路600可以使用从这些传感器中的一者或多者接收的数据来确定至少一些环境变量的值。
在一些实例中,控制电路600可以从水面船舶接收环境信息的至少一部分。在水下航行器290不能测量所需环境变量的值或不在测量所需环境变量的值的位置的情况下,所需环境变量的值可以从水面船舶(诸如图1中所示的水面船舶20)接收。在一个实例中,所需环境变量可以包括洋流的速度和方向、海床55的水深等。水面船舶可以利用可通信地耦合到水面船舶的一个或多个传感器来测量所需环境变量的值,并且经由系绳和/或电缆(诸如脐带电缆44A和系绳46A)将值传送给水下航行器290。
方法700还包括基于环境信息和策略获得用于执行飞越部署的指示(ACT 710)。飞越部署可以包括在水下航行器290运动的同时发射地震数据采集单元。例如,参考图2,在飞越部署期间,在水下航行器290以非零行进速度VR从一个目标位置移动到另一目标位置的同时,水下航行器290可以从坡道220发射地震数据采集单元30。控制电路600可以部分地基于由控制电路600接收到的环境信息来确定是否执行飞越部署。例如,控制电路600可以使用环境变量(诸如例如水下航行器290的速度和水下航行器290的位置)来确定是否执行飞越部署。所述策略可以为环境变量指定一个或多个阈值。控制电路600可以将环境变量的接收值与由策略指定的阈值进行比较以确定是否执行飞越部署。例如,所述策略可以指定如果水下航行器290的行进速度大于每秒5米,则无法执行飞越部署。控制电路600可以将当前行进速度与每秒5米的阈值进行比较,并且如果当前行进速度小于每秒5米,则控制电路600可以确定可以执行地震数据采集单元30的飞越部署。
在一些实例中,控制电路600可以基于检测到海底不存在海洋生物来确定要执行飞越部署。控制电路600可以利用诸如例如图像传感器和雷达的传感器来确定在水下航行器290附近或在目标位置附近是否存在任何海洋生物。在水下航行器290附近或目标位置附近存在海洋生物可能会增加损坏海洋生物和水下航行器290两者的风险。在此类情况下,控制电路600可以确定中止地震数据采集单元的部署。当检测到海底没有海洋生物时,控制电路600可以确定可以执行地震数据采集单元的飞越部署。
在一些实例中,控制电路600可以在检测到障碍物时阻止飞越部署。障碍物可以包括海洋生物或位于海床上或上方的其他物体。在一些情况下,仅当沿着到地震数据采集单元部署的目标位置的路径检测到障碍物时,控制电路600才可以阻止飞越部署。在一些实例中,控制电路600可以执行紧急停止方法以使水下航行器290停止。例如,控制单元30可以指示导航单元620激活一个或多个反向推进器以使水下航行器290减速并最终停止。
在一些实例中,控制电路600可以基于水介质的水流来确定执行飞越部署。洋流可以是海水的连续定向移动。高强度洋流可能会影响控制水下航行器290的操作的能力。在此类情况下,地震数据采集单元的部署可能不可行,或者可能伴随着部署不准确的高风险。控制电路600可以接收在水下航行器290附近或一个或多个目标位置附近的洋流的值,并且如果洋流的值低于阈值,则控制电路600可以确定要执行地震数据采集单元的飞越部署。
在一些实例中,响应于检测到可见度水平低于可见度阈值,控制电路600可以阻止第二地震数据采集单元的飞越部署。在一些情况下,如果能见度水平低于能见度阈值,则控制电路600可以使水下航行器290中止飞越部署并降落在海底。
在一些实例中,控制电路600可以接收指令以执行飞越部署。例如,水下航行器290外部的装置(诸如水面航行器20)可以确定是否要执行飞越部署,并且经由通信电缆44A和系绳46A将确定结果传送给控制电路600。
在ACT 715处,方法700还可以包括响应于确定要执行飞越部署并且基于环境信息来设置坡道相对于ROV的底座的角度。当从坡道220发射地震数据采集单元时,图6中所示的控制电路600的控制单元605可以确定坡道220的角度α以使地震数据采集单元(例如30,图4)的水平分量(405,图4中)的大小相对于海床为零。控制单元605可以基于一个或多个环境变量(诸如例如,行进速度VR或水下航行器290的水平分量(315,图4)、地震数据采集单元与坡道之间的摩擦力(例如,坡道的摩擦系数)、地震数据采集单元的浮力、水介质的水流等)来确定角度α。
方法700还包括识别地震数据采集单元的发射事件(ACT 720)。发射事件可以表示地震数据采集单元从水下航行器290发射的时刻。例如,参考图4,发射事件可以表示地震数据采集单元30从坡道350的第二端325发射的时刻。控制电路600可以基于一个或多个因素来确定发射事件,诸如例如水下航行器290的速度VR和目标位置距坡道350的第二端325的瞬时距离。在一些实例中,ROV 309可以通过确定到目标位置的时间(Tto-target)来确定地震数据采集单元发射事件的时序。在一个实例中,水下航行器290可以基于确定地震数据采集单元发射事件来确定地震数据采集单元部署事件,其中地震数据采集单元发射事件可以表示地震数据采集单元放置在坡道350的第一端320上的时刻。控制电路600还可以包括基于位置或时序函数来识别发射事件,其中所述位置对应于当部署地震数据采集单元时地震数据采集单元的目标位置或水下航行器290的位置。
所述方法700还包括基于发射事件的识别和环境信息从坡道的第二端向海底部署地震数据采集单元(ACT 725)。控制电路600可以确定发射事件,使得当地震数据采集单元从坡道的第二端发射时,地震数据采集单元直线向下朝向海床上的目标位置被引导而没有任何水平位移。控制电路600可以对在坡道的第一端部署地震数据采集单元进行计时,使得等到地震数据采集单元从第二端发射时,地震数据采集单元位于目标位置上方,并且地震数据采集单元的速度的水平分量的大小相对于海床为零。
本技术方案的系统、方法及设备还总体上涉及从海床上的部署位置回收地震数据采集单元。在要从多个部署位置回收多个地震数据采集单元的情况下,水下航行器可能必须停在每个部署位置处以回收地震数据采集单元。由于有大量部署位置,将水下航行器停在每个部署位置处可能会大幅增加总地震数据采集单元回收时间。
移动水下航行器可以从海床回收地震数据采集单元而不必停止。水下航行器可以包括水下航行器互锁机构,当水下航行器靠近需要回收的部署的地震数据采集单元时,所述水下航行器互锁机构可以被激活。互锁机构可以与地震数据采集单元上的互补互锁机构接合以回收地震数据采集单元。通过在运动中回收地震数据采集单元,水下航行器可以缩短从海床回收多个地震数据采集单元所需的时间。
参考图1,ROV 35A可以用于回收地震数据采集单元,诸如部署在海底55上的传感器装置30。ROV 35A可以由第一传播5拖曳到不同的部署位置。一旦在部署位置处,ROV 35A就可以从海底回收传感器装置30,并将传感器装置30存储在ROV 35A的储藏室40中。船舶5可以在回收操作期间继续移动,并且当ROV 35A在部署位置附近时不必停止。例如,回收操作可以包括船舶5横越在第一行R1上方行进然后在第二行R2上方行进的路线。ROV 35A可以沿着第一行R1和第二行R2被拖曳在部署在海底55上的传感器装置30上方。在横越传感器装置30的行R1上方的路线时,由于ROV 35A无需停止就能从海底55回收传感器装置30,所以船舶5可以继续沿+X方向移动而不停止。一旦船舶5到达行R1的末端,船舶可以转动180度并沿着第二行R2在-X方向上行进。船舶5再次不需要沿着路线停止,因为ROV 35A可以从海床55回收传感器装置30而不必停止。由于船舶5不必停止在传感器装置30的每个位置处,所以可以缩短完成回收操作所需的时间。
图8示出了根据实施方案的用于获取地震数据的系统。系统800可以包括水下航行器890。水下航行器890可以包括以上关于图1讨论的ROV35A或AUV的一个或多个系统、部件或功能性。水下航行器890可以包括图2中所描绘的水下航行器290的一个或多个系统、部件或功能性。例如,图8中所示的水下航行器890可以不包括坡道,诸如图2中所示的水下航行器290中的坡道220。在另一个实例中,水下航行器890可以类似于图2中所示的水下航行器290并且包括坡道,诸如坡道220。坡道220可以在回收操作期间被停用或拉起。
水下航行器890可以包括一个或多个水下航行器互锁机构,包括例如第一机械臂805和第二机械臂810。互锁机构还可以包括例如捕获装置,诸如例如夹具、钩子、扣子、棘爪、抽吸装置、吸盘、磁体或电磁体。第二机械臂810被示为处于折叠状态,而第一机械臂805被示为与地震数据采集单元30接合,所述地震数据采集单元位于底座230的一部分上或从底座延伸。第一机械臂805或第二机械臂810可以用于部署或回收操作。第一机械臂805可以用于部署和回收操作两者。第二机械臂810可以用于部署和回收操作两者。水下航行器890可以包括第一机械臂805或第二机械臂810中的仅一者,或两者。在一些情况下,第一机械臂805和第二机械臂810中的一者可以专门用于地震数据采集单元30的部署,而第一机械臂805和第二机械臂810中的另一者可以专门用于从海底55回收地震数据采集单元30。
水下航行器890可以包括被设计、构造和可操作以移动第一机械臂805或第二机械臂810的关节马达840。关节马达840可以从控制电路(诸如控制电路900)接收指令。关节马达840可以在一个或多个自由度下提供或施加侧向力或旋转力。关节马达840可以包括致动器、线性致动器、旋转致动器、伺服马达、齿轮马达、步进马达、螺线管或气动或液压马达。
第一机械臂805(或水下航行器互锁机构)可以包括上臂部分815、弯管部分820、前臂部分825和夹持器部分830。上臂部分815的一端可以联接到底座230,而上臂部分815的另一端可以联接到弯管部分820。前臂部分825在弯管部分820与夹持器部分830之间延伸。弯管部分820可以包括枢转机构,所述枢转机构可以允许前臂部分825相对于上臂部分815。夹持器部分830可以包括例如夹具、钩子、扣子、棘爪、抽吸装置、吸盘、磁体或电磁体,其可以允许夹持器部分830与传感器装置30接合(或机械地接合或保持)。夹持器部分830能够从海床55回收或抓住传感器装置30,并且将传感器装置30定位以进行存储,诸如定位在储藏室235中或在与水下航行器890外部或与水下航行器不同的另一个存储容器中。第一机械臂805可以包括可以增加附加自由度的附加关节和旋转部分。第二机械臂810可以包括第一机械臂805的一个或多个部件或功能性,诸如例如包括上臂部分、弯管部分、前臂部分和夹持器部分。
图8中描绘的第一机械臂805可以示出水下航行器互锁机构拾取地震数据采集单元30并将地震数据采集单元放置在底座230的一部分上以促进地震数据采集单元30的存储或回收。地震数据采集单元30可以包括地震数据采集单元互锁机构835,诸如环或舵角指示器,其可以促进夹持器830抓住地震数据采集单元30、与所述地震数据采集单元接合或联接。地震数据采集单元互锁机构835可以在地震数据采集单元上的一个或多个位置处连接到地震数据采集。
图9示出了水下航行器的回收控制电路900的框图。例如,回收控制电路900可以用于实施图8中所示的水下航行器890的控制电路。回收控制电路900可以包括控制单元905(例如,回收控制单元)、传感器单元910、互锁机构控制器915和导航单元920。回收控制电路900的控制单元905可以包括图6中描绘的控制单元605的一个或多个部件或功能性。回收控制电路900的传感器单元910可以包括图6中描绘的传感器单元610的一个或多个部件或功能性。回收控制电路900的导航单元920可以包括图2中所示的用于部署传感器单元30的水下航行器290的控制电路600的图6中描绘的导航单元620的一个或多个部件或功能性。图9中所示的用于控制图8中所示的用于回收传感器单元30的水下航行器890的控制电路900可以包括互锁机构控制器915而不是坡道控制器615。
传感器单元910可以可通信地连接到一个或多个传感器,诸如例如视觉或图像传感器925、音频传感器930、加速度计935、声纳940、雷达945和激光雷达950。激光雷达可以指按雷达原理工作但使用来自激光器的光的检测系统。激光雷达可以通过用脉冲激光照射目标并使用传感器测量反射脉冲来测量到目标的距离。传感器单元910、控制单元905、互锁机构控制器915和导航单元920可以通过通信总线955(例如,图15中描绘的总线1505)进行通信。
控制电路600或900可以包括坡道控制器615和互锁机构控制器915两者。例如,相关联的水下航行器可以具有部署和回收传感器单元30的组合能力。在一些这样的实例中,坡道控制器615和互锁机构控制器915都可以连接到通信总线655或通信总线955。
互锁机构控制器915可以控制水下航行器890的互锁机构(例如,图8中所示的第一机械臂805和第二机械臂810)的操作。例如,互锁机构控制器915可以控制第一机械臂805和第二机械臂810的位置以从海床55回收地震数据采集单元30。具体地,互锁机构控制器915可以将第一和第二机械臂控制在机械臂从海床55回收地震数据采集单元30的至少第一位置,以及控制机械臂在两个部署位置之间行进时被禁用或缩回的至少第二位置。互锁机构控制器915可以与致动器(诸如例如,马达、螺线管、泵等)和传感器(诸如例如,接近传感器、加速度计等)进行通信和/或包括它们。
图10和图11示出了水下航行器互锁机构的位置。具体地,图10示出了处于第一位置1000或回收位置1000的第一机械臂805,而图11示出了处于第二位置1100或缩回位置1100的第一机械臂805。参考图10,图9中所示的控制单元905可以指示互锁机构控制器915将第一机械臂805定位在第一位置1000中以回收地震数据采集单元30。地震数据采集单元30可以包括可以与第一机械臂805的夹持器部分830接合的地震数据采集单元互锁机构835。作为一个实例,地震数据采集单元互锁机构835可以是可以被夹持器部分830抓住的环形织带、电缆或电线。在一些实例中,地震数据采集单元互锁机构835可以包括可以与水下航行器890的互补互锁机构接合的夹具、钩子或磁体。在一些实例中,地震数据采集单元互锁机构835可以在水介质中具有正浮力。例如,地震数据采集单元互锁机构835可以包括诸如木材、织物、聚酯、塑料等的材料,所述材料的密度小于水介质的密度。
互锁机构控制器915可以致动将第一机械臂805连接到底座230的关节马达840和将前臂部分825连接到上臂部分815的弯管部分820,使得夹持器部分830远离底座230移向地震数据采集单元30的位置。具体地,互锁机构控制器915可以将前臂部分825与上臂部分815之间的第一角度增加到值β1。互锁机构控制器915还可以将上臂部分815与水下航行器890的或与所述水下航行器相关联的垂直表面1010(或垂直轴或基准)之间的第二角度增加到值γ2。通过增加第一角度或第二角度中的至少一者的值,第一机械臂805的夹持器部分830可以远离底座230移向地震数据采集单元30。此外,互锁机构控制器915可以致动第一机械臂805的夹持器部分830以抓住地震数据采集单元互锁机构835。
图11示出了处于第二位置1100的机械臂805。当例如水下航行器890在两个地震数据采集单元30的位置之间行进时,控制单元605可以指示互锁机构控制器915将第一机械臂805设置在第二位置1100中,并且在地震数据采集单元30已经被第一机械臂805抓住之后将地震数据采集单元30转移到储藏室235。响应于接收到将第一机械臂805设置到第二位置1100的指令,互锁机构控制器可以致动关节马达840或弯管部分820,使得第一角度或第二角度减小,使得第一机械臂805的夹持器部分830移动更靠近底座230。例如,互锁机构控制器915可以将第一角度减小到值β2(<β1),或者将第二角度减小到值γ2(<γ1),使得第一机械臂805缩回。在第一机械臂805正在回收附接到夹持器部分830的地震数据采集单元30的情况下,互锁机构控制器915可以缩回第一机械臂805,使得所回收的地震数据采集单元30可以适当地定位在储藏室中。在水下航行器890在地震数据采集单元30的部署位置之间行进的情况下,互锁机构控制器915可以缩回第一机械臂805,使得所述第一机械臂与水下航行器890的其他部件以及与海底55保持安全距离。当水下航行器890在海床上的地震数据采集单元位置之间行进时,缩回机械臂805可以通过减小施加在水下航行器890上的拖曳力的量来促进减少能量消耗。因此,机械臂805可以促进地震数据采集单元30的有效飞越或悬停回收,以及提高水下航行器890在回收操作之间行进的效率。
图12描绘了用于从海底回收地震数据采集单元的方法1200的流程图。方法1200可以由图9中所示的控制电路900执行。方法1200包括接收环境信息(ACT 1205)。当水下航行器890在水下时,控制电路900可以接收环境信息。在一些实例中,环境信息可以包括环境变量的值,所述环境变量诸如例如水下航行器890的速度、水下航行器890高出海床的高度、水下航行器890在其中行进的水介质的浊度、水介质的温度、海底的地形、海底的组成以及海洋生物或生长物的存在。在一些实例中,由控制电路900接收的环境信息可以包括声学信息,诸如例如响应于声学脉冲的传输的声学信号。音频传感器可以用于捕获声学信号,并且控制电路900可以分析接收到的声学信号以确定是否存在任何障碍物或地震数据采集单元。
环境信息的至少一部分可以由控制电路900确定。例如,如图9中所示,控制电路900可通信地耦合到诸如视觉或图像传感器925、音频传感器930、加速度计935、声纳940、雷达945和激光雷达950的传感器,以及诸如温度传感器、压力传感器、照度计、光电二极管、pH传感器等的附加传感器。控制电路900可以使用从这些传感器中的一者或多者接收的数据来确定至少一些环境变量的值。
在一些实例中,控制电路900可以从水面船舶接收环境信息的至少一部分。在水下航行器890不能测量所需环境变量的值或不在测量所需环境变量的值的位置的情况下,所需环境变量的值可以从水面船舶(诸如图1中所示的水面船舶5)接收。在一个实例中,所需环境变量可以包括洋流的速度和方向、海床55的水深等。水面船舶5可以利用可通信地耦合到水面船舶的一个或多个传感器来测量所需环境变量的值,并且经由系绳和/或电缆(诸如脐带电缆44A和系绳46A)将值传送给水下航行器890。
方法1200可以包括基于环境信息和策略获得用于执行非降落回收操作的指示(ACT 1210)。非降落回收操作可以包括将地震数据采集单元30从海底55移动到存储容器235,而无需将水下航行器890降落在海底55上。控制电路可以部分地基于由控制单元900接收到的环境信息来确定是否要执行非降落回收操作。例如,控制电路900可以使用环境变量(诸如例如水下航行器890的速度和水下航行器890的位置)来确定是否执行飞越部署。所述策略可以为环境变量指定一个或多个阈值。控制电路900可以将环境变量的接收值与由策略指定的阈值进行比较以确定是否执行非降落回收操作。例如,所述策略可以指定如果水下航行器890的行进速度大于9节,则无法执行非降落回收操作。控制电路900可以将当前行进速度与9节的阈值进行比较,并且如果当前行进速度小于9节,则控制电路900可以确定可以执行地震数据采集单元30的执行非降落回收操作。在一个实例中,所述策略可以为附加因素(诸如例如洋流的速度和方向、海底55的水深等)指定阈值。
在一些实例中,控制电路900可以基于检测到海底不存在海洋生物来确定要执行非降落回收操作。控制电路900可以利用诸如例如图像传感器和雷达的传感器来确定在水下航行器890附近或在部署地震数据采集单元30的位置附近是否存在任何海洋生物。水下航行器890可以使用一种或多种图像解释技术来识别或检测海洋生物。在水下航行器890附近或地震数据采集单元30附近存在海洋生物可能会增加损坏海洋生物和水下航行器890两者的风险。在此类情况下,控制电路900可以确定中止地震数据采集单元30的非降落回收。控制电路900可以响应于检测到海洋生物而确定将水下航行器890减速到低行进速度或静止状态并执行地震数据采集单元30的回收。例如,控制电路900可以确定可以通过降落水下航行器900或执行悬停回收操作来最小化或消除对海洋生物的风险,而非在执行回收操作的同时以更高速度(例如,2节、3节或更高速度)行进。当检测到海底没有海洋生物时,控制电路900可以确定可以执行地震数据采集单元的非降落回收。
在一些实例中,控制电路900可以在检测到障碍物时阻止非降落回收。障碍物可以包括海洋生物或位于海床上或上方的其他物体。在一些情况下,仅当沿着到地震数据采集单元部署的部署位置的路径检测到障碍物时,控制电路900才可以阻止非降落回收。在一些实例中,控制电路900可以执行紧急停止方法以使水下航行器890停止。例如,控制单元905可以指示导航单元920激活一个或多个反向推进器(例如,推进系统270)以使水下航行器890减速并停止。
在一些实例中,控制电路900可以在检测到水介质的水流低于阈值时确定执行非降落回收操作。高强度洋流可能会影响控制水下航行器890的操作的能力。在此类情况下,地震数据采集单元的回收可能不可行,或者可能伴随着与地震数据采集单元30分离或损坏它的高风险。控制电路900可以测量水下航行器890附近的海洋水流。控制电路900还可以从水面船舶5接收测量的水流值。控制电路900可以将测量水流与由所述策略提供的阈值进行比较。仅当所测量的水流值小于水流阈值时,控制电路900才可以继续执行非降落回收操作。
在一些实例中,如果海底的可见度低于可见度阈值,则控制电路900可以阻止后续地震数据采集单元30的回收。例如,控制电路900可以使用与传感器单元910耦合的一个或多个传感器来测量水下航行器890附近的可见度。控制电路900还可以基于所述策略在存储器中存储可见度阈值。控制电路900可以将测量的可见度与可见度阈值进行比较,并且如果可见度低于可见度阈值,则阻止随后的地震数据采集单元30的非降落回收操作。在在控制电路900确定阻止非降落回收操作的一些情况下,控制电路900可以控制水下航行器890以代之执行降落回收操作。例如,控制电路900可以指示导航单元920降落在要被回收的地震数据采集单元30旁边的海床55上。然后,控制电路900可以指示互锁机构控制器915激活第一机械臂805,以回收地震数据采集单元30,然后将所述地震数据采集单元存储到存储部分235。
方法1200还包括将水下航行器互锁机构设置到回收位置(ACT 1215)。例如,控制电路900响应于要执行非降落回收操作的指示并且基于识别的地震数据采集单元30的位置,可以指示互锁机构控制器将第一机械臂805的位置设置到第一位置1000。第一机械臂805的第一位置1000是回收位置,其中机械臂805可以从海床回收地震数据采集单元30。在回收位置中,第一机械臂805的夹持部分830远离底座230朝向海床55上的地震数据采集单元30延伸。
在一些实例中,控制电路900可以通过指示互锁机构控制器915适当地设置前臂部分825与上臂部分815之间的第一角度和/或设置上臂部分815与水下航行器890的垂直表面1010之间的第二角度为适当的值使得地震数据采集单元30在第一机械臂805的范围内来将第一机械臂805设置到第一或回收位置805,如图10中所示。
在一些实例中,控制电路系统900可以基于环境信息和识别的地震数据采集单元30在海床上的位置来设置第一机械臂805的第一角度和/或第二角度。控制电路900可以基于地震数据采集单元30的先前已知位置或者基于使用与传感器单元910耦合的视觉传感器或其他传感器的实时检测来确定水下航行器890与地震数据采集单元之间的距离。如图10中所示,第一角度和第二角度的大小可以确定第一机械臂805的范围。控制电路900可以监视水下航行器890与地震数据采集单元30之间的距离,并且当所述距离小于第一机械臂805的范围时,控制电路900可以指示互锁机构控制器915将第一机械臂805设置在第一或回收位置中。
方法1200还包括从海床回收地震数据采集单元30(ACT 1220)。例如,控制电路900可以指示互锁机构控制器915定位和控制第一机械臂805,使得海床上的地震数据采集单元30与第一机械臂805联接。互锁机构控制器915可以控制第一机械臂805的夹持部分830,使得夹持部分830与地震数据采集单元30的地震数据采集单元互锁机构835接合并联接。夹持器部分830可以包括一个或多个钩子或夹持指状物,其相对位置可以被控制以夹持或释放其间的物体。互锁机构控制器915可以控制夹持器部分830夹持并从海床55升高地震数据采集单元30。
方法1200可以包括将地震数据采集单元存储在存储容器中(ACT 1225)。控制电路900可以指示互锁机构控制器915定位第一机械臂805,使得将从海底55回收的地震数据采集单元30提供给储藏室或容器235。例如,互锁机构控制器915可以控制第一机械臂805,使得从海底55回收的地震数据采集单元30所联接的夹持部分830从第一位置1000缩回到允许第一机械臂805将地震数据采集单元30设置在储藏室235上方的位置。互锁机构控制器915可以控制夹持器部分830以释放地震数据采集单元30,使得地震数据采集单元30被存储在储藏室235中。
方法1200包括将水下航行器互锁机构设置在第二位置中(ACT 1230)。控制电路900可以控制第一机械臂805,使得第一机械臂805被设置在第二位置中以对第二地震数据采集单元执行非降落回收操作。例如,控制电路900可以控制第一机械臂805,使得机械臂被设置在图11中所示的第二位置1100中。
图13示出了可以用于地震数据采集单元的非降落回收的另一个示例性水下航行器1300。水下航行器1300可以包括图8中所描绘的水下航行器890的一个或多个部件或功能性。图13中所示的水下航行器1300可以包括伸缩机构1305以从海床捕获和回收地震数据采集单元30。伸缩机构1305可以允许以大于0节的行进速度进行飞越回收,同时使对地震数据采集单元30或海床55的损坏或干扰最小化。通过提供伸缩机构1305,本技术方案的水下航行器1300可以继续以第一行进速度移动,同时夹持器830看起来是静止的,或者以相对于位于海床30上的地震数据采集单元30小于第一行进速度的第二行进速度移动。
伸缩机构1305可以包括至少外部固定构件1310和内部构件可动构件1315。内部可动构件1315部分地位于外部固定构件1310内,并且可以被配置为至少部分地移入和移出外部固定构件1310。内部可动构件1315的端部可以联接到臂构件1320,所述臂构件的远端联接到夹持器部分830。在非降落回收操作期间,控制电路900可以将水下航行器1300导航到地震数据采集单元30的位置以从海床55回收地震数据采集单元30。在接近地震数据采集单元30的过程中,控制电路900可以检测水下航行器1300距地震数据采集单元30的距离1325。控制电路900可以将测量的距离与第一阈值距离进行比较。作为一个实例,阈值距离可以表示夹持器部分830的水平范围。在检测到测量的距离1325小于第一阈值距离时,控制电路900可以指示互锁机构控制器915控制伸缩机构1305,使得内部可动部件1315从外部固定部件1310伸出。互锁机构控制器915可以继续使内部可动构件1315延伸,直到夹持器部分830与地震数据采集单元互锁机构835接合并联接为止。然后,互锁机构控制器915可以控制夹持器部分830以从海床55升高地震数据采集单元30,并且控制内部可动构件1315以缩回到外部固定构件1310中到达允许夹持器部分830将地震数据采集单元30定位并设置在储藏室235中的程度。
在一些情况下,夹持器部分830可以使用抽吸装置来实施。抽吸装置可以与从抽吸装置中的开口抽吸空气的气流泵联接。当将抽吸装置定位在地震数据采集单元30上方时,地震数据采集单元30可以朝向抽吸装置抽吸并粘附到地震数据采集单元。在一些这样的情况下,互锁机构控制器915可以控制伸缩机构1305,使得内部可动构件1315在水下航行器1300接近地震数据采集单元30之前伸出。当水下航行器1300离地震数据采集单元30足够近使得与臂部分1320附接的抽吸装置位于地震数据采集单元30的正上方时,控制电路900可以使臂部分下降并激活抽吸装置。另外,当水下航行器1300朝向地震数据采集单元30移动时,控制电路900可以开始缩回内部可动构件1315,使得使抽吸装置与地震数据采集单元30保持接触。这为抽吸装置提供了足够的时间来牢固地粘附到地震数据采集单元30。一旦地震数据采集单元30牢固地粘附到抽吸装置上,控制电路900就可以缩回臂部分1320,使得地震数据采集单元30从海床55上升高。在一些情况下,当抽吸装置被激活时,控制电路900可以继续测量水下航行器1300与地震数据采集单元30之间的距离。如果控制电路900检测到地震数据采集单元30因第二阈值距离(小于第一阈值距离)而没有牢固地联接到抽吸装置,则控制电路900可以确定地震数据采集单元30不能安全地从海底升起,同时水下航行器1300仍保持向前运动。根据该确定,控制电路900可以停用抽吸装置,并继续移动以回收另一个地震数据采集单元30,或者转回并尝试再次回收同一地震数据采集单元30。
图14描绘了用于非降落回收操作的示例性机构。具体地,图14示出了在海床55上方行进的水下航行器890的俯视图。在回收第一地震数据采集单元1405(例如,地震数据采集单元30)之后,水下航行器890可以沿方向1420移动,并且向第二地震数据采集单元1410(例如,地震数据采集单元30)和第三地震数据采集单元1415(例如,地震数据采集单元30)移动。在回收第一地震数据采集单元1405之后,控制电路900可以控制水下航行器890以第一速度行进。在沿方向1420行进时,控制电路900可以继续检测第二地震数据采集单元1410的位置。第一位置1425可以指示相对于第二地震数据采集单元1410的位置,其中控制电路900肯定地识别第二地震数据采集单元1410的位置。一旦控制电路900识别第二地震数据采集单元1410,控制电路900就可以发起将水下航行器890的速度降低到第二速度。在一些实例中,第二速度可以是非零速度。控制电路900可以降低水下航行器890的速度,以降低不能成功联接到并回收第二地震数据采集单元1410的风险。控制电路900可以将速度降低到第二速度,以减少损坏或干扰地震数据采集单元1410或海床55的风险。例如,对海床55的干扰可能会导致污垢或碎屑从海床55中排出并增加水的浊度。对地震数据采集单元1410的干扰可能会导致地震数据采集单元1410的外壳或内部部件损坏,由此降低单元1410的使用寿命或导致存储在单元1410上的地震数据丢失。因此,相对于停止并降落在海床上以回收单元1410,通过以小于第一速度的第二速度移动,水下航行器890可以减少或消除破坏或干扰地震数据采集单元或海床的风险,同时通过减少能量或其他资源使用量以及回收操作的持续时间来提高回收操作的效率。此外,当水下航行器890降落在海床55上以回收单元1410时,碎屑将被排出。因此,悬停回收操作可以提供相对于降落回收的技术改进。
然后,控制电路900可以控制水下航行器890以回收第二地震数据采集单元1410。在回收第二地震数据采集单元1410之后,控制电路900可以发起将水下航行器890的速度增加回到fist速度。例如,控制电路900可以等待直到它到达第二位置1430,然后它才开始将速度增加回到第一速度。在一些情况下,第二位置1430与第二地震数据采集单元1410的位置相距的距离可以小于第一位置1425与第二地震数据采集单元1410的位置之间的距离。
在一些实例中,以上关于图1至7讨论的飞越部署特征和以上关于图1、8至14讨论的非降落回收特征可以组合成单一水下航行器。例如,水下航行器可以包括用于部署地震数据采集单元的坡道220以及用于回收部署的地震数据采集单元的互锁机构两者。类似地,用于这种组合式水下航行器的控制电路可以包括图6中所示的控制电路600和图9中所示的控制电路900两者的单元。
图15是根据实施方案的计算机系统1500的框图。计算机系统或计算装置1500可以用于实现系统200、系统300、系统400、系统500、系统600、方法700、系统800、系统900、系统1000、系统1100、方法1200、系统1300和系统1400的一个或多个控制器、传感器、接口或远程控制。计算系统1500包括总线1505或用于传送信息的其他通信部件,以及处理器1510a-n或与总线1505耦合以用于处理信息的处理电路。计算系统1500还可以包括一个或多个处理器1510或与总线耦合以处理信息的处理电路。计算系统1500还包括耦合到总线1505以存储要由处理器1510执行的信息和指令的主存储器1515,诸如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储装置。主存储器1515还可以用于在处理器1510执行指令期间存储地震数据、区间函数数据、图像、报告、调整参数、可执行代码、临时变量或其他中间信息。计算系统1500还可以包括只读存储器(ROM)1520或与总线1505耦合以存储用于处理器1510的静态信息及指令的其他静态存储装置。诸如固态装置、磁盘或光盘的存储装置1525耦合到总线1505以用于持久地存储信息和指令。
计算系统1500可以经由总线1505耦合到显示器1535或诸如液晶显示器或有源矩阵显示器的显示装置以用于向用户显示信息。包括字母数字键和其他键的输入装置1530(诸如键盘)可以耦合到总线1505以将信息和命令选择传送到处理器1510。输入装置1530可以包括触摸屏显示器1535。输入装置1530还可以包括光标控制件,诸如鼠标、轨迹球或用于将直接信息和命令选择传送到处理器1510和用于控制光标在显示器1535上移动的光标方向键。
可以响应于处理器1510执行包含在主存储器1515中的指令的布置而由计算系统1500来所述本文所述的过程、系统及方法。此类指令可以从另一计算机可读介质(诸如存储装置1525)读取到主存储器1515中。执行包含在主存储器1515中的指令的布置使计算系统1500执行本文所述的说明性过程。多处理布置中的一个或多个处理器也可以用于执行主存储器1515中的指令。在一些实施方案中,可以使用硬连线电路代替软件指令或与软件指令结合使用以实现说明性实施方式。因此,实施方案不受限于硬件电路和软件的任何具体组合。
尽管在图15中已经描述了示例性计算系统,但是本说明书中描述的主题和功能操作的实施方案可以在其他类型的数字电子电路或计算机软件、固件或硬件或其中一者或多者的组合中实施,所述计算机软件、固件或硬件包括本说明书中公开的结构及其等同结构。
本说明书中描述的主题和操作的实施方案可以在数字电子电路或计算机软件、固件或硬件或其中一者或多者的组合中实施,所述计算机软件、固件或硬件包括本说明书中公开的结构及其等同结构。本说明书中描述的主题可以被实施为一个或多个计算机程序,例如,被编码在一个或多个计算机存储介质上以由数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作的计算机程序指令的一个或多个电路。可选地或另外,程序指令可以被编码在人工生成的传播信号(例如,机器生成的电、光或电磁信号),所述传播信号被生成以对信息进行编码以传输到合适的接收器设备以由数据处理设备执行。计算机存储介质可以是计算机可读存储装置、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或装置或其中一者或多者的组合或包括在其中。此外,尽管计算机存储介质不是传播信号,但是计算机存储介质可以是以人工生成的传播信号编码的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质还可以是一个或多个单独的部件或介质(例如,多个CD、磁盘或其他存储装置)或包含在其中。
可以由数据处理设备对存储在一个或多个计算机可读存储装置上或从其他源接收到的数据执行本说明书中描述的操作。术语“数据处理设备”或“计算装置”涵盖用于处理数据的各种设备、装置和机器,例如包括可编程处理器、计算机、片上系统或前述多者或其组合。所述设备可以包括专用逻辑电路,例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外,所述设备还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码,例如,构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机或其中一者或多者的组合的代码。所述设备和执行环境可以实现各种不同的计算模型架构,诸如网络服务、分布式计算和网格计算架构。
计算机程序(也被称为程序、软件、软件应用程序、脚本或代码)可以任何形式的编程语言(包括编译语言或解释语言、陈述性或程序性语言)编写,并且它可以任何形式(包括作为独立程序或作为电路、部件、子程序、对象或适于用于计算环境中的任何其他单元)进行部署。计算机程序可以但不必对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据(例如,存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中,存储在专用于正讨论的程序的单个文件中,或者存储在多个协调文件(例如,存储一个或多个电路、子程序或代码部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机或多个计算机上执行,所述多个计算机位于一个站点处或跨多个站点分布并由通信网络互连。
适用于执行计算机程序的处理器包含,例如,通用及专用微处理器两者及任何种类的数字计算机的任何一或多个处理器。通常,处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令及数据。计算机的基本元件是用于根据指令执行动作的处理器以及用于存储指令和数据的一或多个存储器装置。通常,计算机还将包括用于存储数据的一或多个大容量存储装置(例如,磁盘、磁光盘或光盘),或者可操作地耦合以从一或多个大容量存储装置接收数据或将数据传递到一或多个大容量存储装置或这两者。然而,计算机不必具有此类装置。此外,计算机可以嵌入到另一个装置中,例如个人数字助理(PDA)、全球定位系统(GPS)接收器或便携式存储装置(例如,通用串行总线(USB)随身碟),此处仅举几例。适用于存储计算机程序指令和数据的装置包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器装置,例如包括半导体存储器装置,例如,EPROM、EEPROM及快闪存储器装置;磁盘,例如,内置硬盘或可抽换式磁盘;磁光盘;以及CD ROM及DVD-ROM光盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或结合在其中。
为了提供与用户的交互,本说明书中描述的主题的实施方式可以在具有用于向用户显示信息的显示装置(例如,CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)、用户可以借其向计算机提供输入的键盘和定点装置(例如,鼠标或轨迹球)的计算机上实施。其它种类的装置也可用于与用户交互;例如,提供到用户的反馈可为任何形式的感测反馈(例如,视觉反馈、听觉反馈、或触觉反馈);并且来自用户的输入可以按任何形式接收,包括声学、语音或触觉输入。
尽管已经在本文中描述和示出了各种发明实施方案,但是所属领域普通技术人员将容易想到用于执行功能或获得结果或本文所述的一个或多个优点的多种其他装置或结构,并且此类改变或修改中的任一者被认为在本文描述的发明实施方案的范围内。更通常地,所属领域技术人员将容易明白,本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置旨在是示例性的,并且实际参数、尺寸、材料或配置将取决于使用本发明教导的一个或多个特定应用。前述实施方案通过举例方式呈现,并且在所附权利要求及其等同物的范围内,其他实施方案可以不同于具体描述和要求保护的方式来实践。本文描述的系统和方法是针对本文描述的每个单独的特征、系统、物品、材料或套件。另外,如果此类特征、系统、物品、材料,套件或方法不相互矛盾,则两种或更多种这样的特征、系统、物品、材料、套件或方法的任何组合包括在本公开文本的发明范围。
可以多种方式中的任一方式实施上述实施方案。例如,可以使用硬件、软件或其组合来实施实施方案。当在软件中实施时,软件代码可以在任何合适的处理器或处理器集合上执行,而无论是在单个计算机中提供还是分布在多个计算机之间。
此外,计算机可以具有一个或多个输入和输出装置。除其他之外,这些装置还可以用于呈现用户界面。可以用于提供用户界面的输出装置的实例包括用于输出的视觉呈现的打印机或显示屏和用于输出的可听呈现的扬声器或其他发声装置。可以用于用户界面的输入装置的例子包括键盘和指示装置,诸如鼠标、触摸板和数字化平板计算机。作为另一个实例,计算机可以通过语音识别或其他可听格式接收输入信息。
此类计算机可以通过一种或多种网络以任何合适形式互连,所述网络包括局域网或广域网,诸如企业网和智能网(IN)或因特网。此类网络可以基于任何合适的技术,并且可以根据任何合适的协议进行操作,并且可以包括无线网络、有线网络或光纤网络。
用于实施本文描述的功能的至少一部分的计算机可以包括存储器、一个或多个处理单元(在本文中也被简称为“处理器”)、一个或多个通信接口、一个或多个显示单元以及一个或更多用户输入装置。存储器可以包括任何计算机可读介质,并且可以存储用于实施本文描述的各种功能的计算机指令(在本文中也被称为“处理器可执行指令”)。处理单元可以用于执行指令。通信接口可以耦合到有线或无线网络、总线或其他通信装置,因此可以允许计算机向其他装置发送通信或从其他装置接收通信。例如,可以提供显示单元以允许用户查看与指令的执行相结合的各种信息。例如,可以提供用户输入装置以允许用户在指令执行期间进行手动调整,做出选择,输入数据或各种其他信息,或者以各种方式中的任一方式与处理器进行交互。
本文概述的各种方法或过程可以被编码为可在采用各种操作系统或平台中的任何一者的一个或多个处理器上执行的软件。另外,可以使用许多合适的编程语言或编程或脚本工具中的任何一种来编写这种软件,并且还可以将这种软件编译为在框架或虚拟机上执行的可执行机器语言代码或中间代码。
在这方面,各种发明构思可以被体现为计算机可读存储介质(或多个计算机可读存储介质)(例如,计算机存储器、一个或多个软盘、光碟、光盘、磁带、快闪存储器、现场可编程门阵列或其他半导体装置或其他非暂时性介质或有形计算机存储介质中的电路配置),所述计算机可读存储介质用一个或多个程序编码,所述一个或多个程序在一个或多个计算机或其他处理器上执行时执行实施下文讨论的解决方案的各种实施方案的方法。计算机可读介质或多个计算机可读介质可以是可移动的,使得可以将存储在其上的一个或多个程序加载到一个或多个不同的计算机或其他处理器上以实施如上所讨论的本解决方案的各个方面。
本文在一般意义上使用术语“程序”或“软件”来指代可以用来对计算机或其他处理器进行编程以实施如上文所讨论的实施方案的各个方面的任何类型的计算机代码或计算机可执行指令集。另外,应当明白,根据一个方面,当执行本解决方案的方法时,一个或多个计算机程序不需要驻留在单个计算机或处理器上,而是可以模块化方式分布在多个不同的计算机或处理器之间来实施本解决方案的各个方面。
计算机可执行指令可以采用由一种或多种计算机或其他装置执行的多种形式,诸如程序模块。通常,程序模块包括日常程序、程序、对象、部件、数据结构或执行特定任务或实施特定抽象数据类型的其他部件。通常,在各种实施方案中,程序模块的功能性可以根据需要进行组合或分布。
而且,数据结构可以任何合适的形式存储在计算机可读介质中。为了简化说明,可以将数据结构示为具有通过数据结构中的位置相关的字段。同样地,可以通过在传达具有多个位置的字段之间的关系的计算机可读介质中为所述字段分配存储来实现此类关系。然而,可以使用任何合适的机制来建立数据结构的字段中的信息之间的关系,包括通过使用指针、标签或在数据元素之间建立关系的其他机制。
而且,各种发明构思可以被体现为一种或多种方法,其中已经提供了所述方法的实例。作为所述方法的一部分执行的动作可以按任何合适的方式排序。因此,可以构造如下实施方案:以与所示的顺序不同的顺序来执行动作,即使在说明性实施方案中被示为顺序动作,所述动作也可以包括同时执行一些动作。
除非明确指示相互矛盾,否则本说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一个”应被理解为表示“至少一个”。对“或”的引用可以被解释为包括性的,使得使用“或”描述的任何术语可以指示单个、一个以上以及所有所描述的术语中的一者。
如本说明书和权利要求书中所使用的,关于一个或多个元件的列表,短语“至少一个”应被理解为表示选自元件列表中的任何一个或多个元件的至少一个元件,但不一定包括元件列表中具体列出的每个元件中的至少一个元件,并且不排除元件列表中元件的任何组合。该定义还允许可选地存在除在短语“至少一个”所指代的元件列表内具体表示的元件之外的元件,而无论是与具体表示的那些元件相关还是不相关。因此,作为非限制性例子,“A和B中的至少一者”(或等同地,“A或B中的至少一者”)在一个实施方案中可以指代至少一个A,可选地包括一个以上A,而不存在B(并且可选地包括除B之外的元件);在另一个实施方案中,指代至少一个B,可选地包括一个以上B,而不存在A(并且可选地包括除A之外的元件);在又一个实施方案中,指代至少一个A,可选地包括一个以上A和至少一个B,可选地包括一个以上B(和可选地包括其他元件);等等。
在权利要求以及上面的说明书中,诸如“包括(comprising)”、“包括(including)”、“携带”、“具有”、“包含”、“涉及”、“持有”、“由...组成”等之类的所有过渡短语应被理解为开放式的,即,包括但不限于。仅过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应当分别是封闭的或半封闭的过渡短语。
Claims (20)
1.一种将多个地震数据采集单元输送到海底的方法,其包括:
通过位于水介质中的水下航行器接收环境信息;
由所述水下航行器基于所述环境信息和策略获得用于执行飞越部署的指示;
响应于确定要执行所述飞越部署并基于所述环境信息,设置坡道相对于所述水下航行器的底座的角度,所述坡道具有第一端和第二端,所述第一端被定位为比所述第二端更靠近所述水下航行器的所述底座;
由所述水下航行器识别存储在所述水下航行器中的所述多个地震数据采集单元中的地震数据采集单元的发射事件;以及
由所述水下航行器基于对所述发射事件的识别和所述环境信息从所述坡道的所述第二端向所述海底部署所述地震数据采集单元。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述水下航行器包括拴系到船舶的遥控航行器。
3.如权利要求1所述的方法,其中所述水下航行器包括不系绳到船舶的自主水下航行器。
4.如权利要求1所述的方法,其包括:
由所述水下航行器外部的并且远离所述水下航行器的控制单元确定执行所述飞越部署;以及
由所述控制单元将所述指示传输到所述水下航行器。
5.如权利要求1所述的方法,其包括:
由所述水下航行器在所述水介质中以非零速度移动,所述非零速度在第一方向上具有第一大小的水平分量;以及
设置所述坡道相对于所述水下航行器的底座的所述角度,以导致以在第二方向上具有零大小的水平分量的速度从所述坡道的所述第二端部署所述地震数据采集单元,所述第二方向与所述第一方向相反。
6.如权利要求1所述的方法,其包括:
所述水下航行器在以具有第一大小和第一方向的水平分量的第一速度移动的同时,经由所述坡道部署所述地震数据采集单元,所述第一速度对应于后续地震数据采集单元下落位置之间的行进速度。
7.如权利要求1所述的方法,其包括:
所述水下航行器在悬停在海底上方的同时经由所述坡道部署所述地震数据采集单元。
8.如权利要求1所述的方法,其中所述环境信息包括以下各项中的至少一者:所述水下航行器的速度、所述水下航行器的高度、所述水介质的浊度、所述水介质的水流、所述水介质的温度、所述海底的地形、所述海底的组成或海洋生物或生长物的存在。
9.如权利要求1所述的方法,其包括:
经由一个或多个传感器接收所述环境信息,所述传感器包括视觉传感器、音频传感器、加速度计、声纳、雷达或激光雷达中的至少一者。
10.如权利要求1所述的方法,其包括:
响应于检测到所述海底不存在海洋生物而确定执行所述飞越部署。
11.如权利要求1所述的方法,其包括:
对于所述地震数据获取单元,响应于检测到所述水介质的水流低于水流阈值而确定执行所述飞越部署;
对于第二地震数据获取单元,响应于检测到可见度水平低于可见度阈值而阻止所述飞越部署;以及
由所述水下航行器响应于阻止所述飞越部署而降落在所述海底以部署所述第二地震数据采集单元。
12.如权利要求1所述的方法,其包括:
对于第二地震数据采集单元,响应于检测到障碍物而阻止所述飞越部署;以及
由所述水下航行器使用多个反向推进器执行紧急停止过程。
13.如权利要求1所述的方法,其包括:
基于所述水下航行器的前进速度、所述水介质的水流和所述坡道的摩擦系数来设置所述坡道的偏航角。
14.如权利要求1所述的方法,其中所述坡道对应于螺旋结构的至少一部分,并且所述角度对应于所述螺旋结构的定向角。
15.如权利要求1所述的方法,其中所述坡道包括机动坡道。
16.如权利要求1所述的方法,其包括:
基于位置或时序函数来识别所述发射事件,其中所述位置对应于当部署所述地震数据采集单元时所述海底的所述地震数据采集单元的目标位置或所述水下航行器的位置中的一者。
17.一种将多个地震数据采集单元输送到海底的系统,其包括:
位于水介质中的水下航行器,所述水下航行器包括用于确定环境信息的一个或多个传感器;
所述水下航行器包括控制单元,所述控制单元由一个或多个处理器执行以:
基于所述环境信息和策略获得用于执行飞越部署的指示;
响应于确定要执行所述飞越部署并基于所述环境信息,设置坡道相对于所述水下航行器的底座的角度,所述坡道具有第一端和第二端,所述第一端被定位为比所述第二端更靠近所述水下航行器的所述底座;
识别存储在所述水下航行器中的多个地震数据采集单元中的地震数据采集单元的发射事件;以及
基于对所述发射事件的识别和所述环境信息从所述坡道的所述第二端向所述海底部署所述地震数据采集单元。
18.如权利要求17所述的系统,其中所述水下航行器包括拴系到船舶的遥控航行器或不系绳到船舶的自主水下航行器。
19.如权利要求17所述的系统,其包括:
外部控制单元,其远离所述水下航行器以确定执行所述飞越部署,并将所述指示传输到所述水下航行器的所述部署控制单元。
20.如权利要求17所述的系统,其包括所述控制单元,所述控制单元由一个或多个处理器执行以:
以非零速度移动移动所述水下航行器,所述非零速度在第一方向上具有第一大小的水平分量;
设置所述坡道相对于所述水下航行器的所述底座的所述角度,以导致以在第二方向上具有零大小的水平分量的速度从所述坡道的所述第二端部署所述地震数据采集单元,所述第二方向与所述第一方向相反。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117135732A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-28 | 成都诸元天成智能装备有限公司 | 一种基于潜航设备的唤醒系统 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113295113B (zh) * | 2021-04-29 | 2022-03-18 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于边坡稳定状态分析的北斗gnss监测系统布设方法 |
CN114036797B (zh) * | 2021-11-12 | 2022-07-26 | 中国海洋大学 | 一种海底曲面坡地震动力响应计算方法 |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060159524A1 (en) * | 2005-01-17 | 2006-07-20 | Thompson James N | Method and apparatus for deployment of ocean bottom seismometers |
US20100054078A1 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-04 | Fairfield Industries Incorporated | Powered sheave for node deployment and retrieval |
US20130083623A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Cggveritas Services Sa | Deployment and recovery of autonomous underwater vehicles for seismic survey |
WO2014147165A1 (en) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | Cgg Services Sa | Methods and underwater bases for using autonomous underwater vehicle for marine seismic surveys |
US20140341584A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-11-20 | Fairfield Industries Incorporated | High-bandwidth underwater data communication system |
CA2948064A1 (en) * | 2014-05-07 | 2015-11-12 | Statoil Petroleum As | Seismic sensor recording system |
WO2015195939A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-23 | Westerngeco Llc | System and method to acquire ultra-long offset seismic data for full waveform inversion (fwi) using unmanned marine vehicle (umv) |
US20160121983A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-05 | Seabed Geosolutions B.V. | Deployment and retrieval of seismic autonomous underwater vehicles |
WO2016090033A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Bp Corporation North America Inc. | Method and apparatus for simultaneous sweeping and humming seismic acquisition |
US20170010372A1 (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | Ion Geophysical Corporation | Towed seismic node |
US20170203815A1 (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-20 | Ion Geophysical Corporation | Unmanned marine vessel for node deployment and retrieval |
WO2017127507A1 (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | Ion Geophysical Corporation | Unmanned marine vessel for node deployment and retrieval |
US20170235005A1 (en) * | 2014-10-24 | 2017-08-17 | Magseis As | Method and node deployer for seismic surveys |
US20170285202A1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Fairfield Industries, Inc. | Skid structure for underwater seismic exploration |
US20180224568A1 (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-09 | Seabed Geosolutions B.V. | Methods and systems for deployment of seismic autonomous underwater vehicles |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7632043B2 (en) | 2007-08-23 | 2009-12-15 | Fairfield Industries Incorporated | Seismic sensor transfer device |
WO2014093292A1 (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Fairfield Industries Incorporated | Delivery and recovery apparatus, method, and applications |
US10151848B2 (en) * | 2016-03-31 | 2018-12-11 | Fairfield Industries, Inc. | Helical conveyor for underwater seismic exploration |
US9841522B2 (en) * | 2016-03-31 | 2017-12-12 | Fairfield Industries, Inc. | Loading a helical conveyor for underwater seismic exploration |
US11442191B2 (en) * | 2017-05-02 | 2022-09-13 | Seabed Geosolutions B.V. | System and method for deploying ocean bottom seismic nodes using a plurality of underwater vehicles |
-
2018
- 2018-10-05 US US16/153,190 patent/US11048007B2/en active Active
-
2019
- 2019-10-02 CN CN201980003160.2A patent/CN111492270B/zh active Active
- 2019-10-02 WO PCT/US2019/054355 patent/WO2020072692A1/en unknown
- 2019-10-02 EP EP19794291.5A patent/EP3652566B1/en active Active
- 2019-10-02 BR BR112019027758-7A patent/BR112019027758A2/pt unknown
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060159524A1 (en) * | 2005-01-17 | 2006-07-20 | Thompson James N | Method and apparatus for deployment of ocean bottom seismometers |
US20100054078A1 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-04 | Fairfield Industries Incorporated | Powered sheave for node deployment and retrieval |
US20130083623A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Cggveritas Services Sa | Deployment and recovery of autonomous underwater vehicles for seismic survey |
US20140341584A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-11-20 | Fairfield Industries Incorporated | High-bandwidth underwater data communication system |
WO2014147165A1 (en) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | Cgg Services Sa | Methods and underwater bases for using autonomous underwater vehicle for marine seismic surveys |
US20160046358A1 (en) * | 2013-03-20 | 2016-02-18 | Seabed Geosolutions B.V. | Methods and underwater bases for using autonomous underwater vehicle for marine seismic surveys |
CA2948064A1 (en) * | 2014-05-07 | 2015-11-12 | Statoil Petroleum As | Seismic sensor recording system |
WO2015195939A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-23 | Westerngeco Llc | System and method to acquire ultra-long offset seismic data for full waveform inversion (fwi) using unmanned marine vehicle (umv) |
US20170235005A1 (en) * | 2014-10-24 | 2017-08-17 | Magseis As | Method and node deployer for seismic surveys |
US20160121983A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-05 | Seabed Geosolutions B.V. | Deployment and retrieval of seismic autonomous underwater vehicles |
WO2016090033A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Bp Corporation North America Inc. | Method and apparatus for simultaneous sweeping and humming seismic acquisition |
US20170010372A1 (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | Ion Geophysical Corporation | Towed seismic node |
US20170203815A1 (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-20 | Ion Geophysical Corporation | Unmanned marine vessel for node deployment and retrieval |
WO2017127507A1 (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | Ion Geophysical Corporation | Unmanned marine vessel for node deployment and retrieval |
US20170285202A1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Fairfield Industries, Inc. | Skid structure for underwater seismic exploration |
US20180224568A1 (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-09 | Seabed Geosolutions B.V. | Methods and systems for deployment of seismic autonomous underwater vehicles |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117135732A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-28 | 成都诸元天成智能装备有限公司 | 一种基于潜航设备的唤醒系统 |
CN117135732B (zh) * | 2023-08-28 | 2024-03-22 | 成都诸元天成智能装备有限公司 | 一种基于潜航设备的唤醒系统 |
Also Published As
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