CN1136119C - 用在地震测量船上的拖缆操作设备 - Google Patents

Abstract

在地震测量船(10)上使用的拖缆操作设备，它包括一个或更多的滑车(40)，滑车可沿一导轨(50)并沿船的船尾(18)和拖缆甲板(20)的宽度移动。每个滑车(40)备有夹紧装置(70)，它可用于夹持在拖缆甲板(20)的船尾端上展开的多段拖缆(28)的船舷内端部分，以便有助于在拖缆甲板(20)的宽度上将部分拖缆从一个拖缆(28)站转移至另一个拖缆站上。

Description

用在地震测量船上的拖缆操作设备

技术领域

本发明涉及用在地震测量船上的拖缆操作设备，更具体一些，涉及用在那种地震测量船上的设备，该船用于进行覆盖大面积的三维(3D)海上地震测量。

背景技术

为了进行一三维海上地震测量，在一地震测量船后面以约5节的航速牵引一海上地震拖缆阵列，每根拖缆通常有几千米长并包含大量沿其长度分布的水听器及有关的电子设备，该船还牵引一个或更多的通常为空气枪的地震源。由地震源产生的声信号向下经过水被送至下面的土壤中，在该处它们从不同的地层反射回来。反射回来的信号被拖缆中的水听器接收，经过数字处理，然后传至地震测量船，在船上将其记录下来，并且至少部分地进行处理，其最终目的为在被探测的地区中建立一个地球地层的图象。

现在，本申请人所用的典型拖缆列包括一700米宽的有八个均匀间隔的拖缆的阵列，每根拖缆约为4000米长。拖缆由其引线即铠装的电缆牵引，如同在本申请人的美国专利No.4798156中所描述的那样，电缆在船与拖缆之间传送电力、控制信号与数据信号，其伸展由在本申请人的美国专利No.5357892中所描述的那种MONOWING(单翼)偏导器控制和保持。采用本申请人的PCT专利申请No.PCT/IB98/01435(WO99/15913)的技术，可以得到更宽的、包含更多的拖缆的阵列。

在海上，可能常常要求改变一阵列中的一个或多个拖缆的长度。由于每根拖缆通常是由许多基本相同的100米的拖缆段做成的，这些拖缆段首尾连在一起，因此，这种改变通常通过将各个段从一根拖缆转移至另一根拖缆上来完成。这通常包括：部分地卷起一根拖缆，直至只有要转移的各个段仍然在水中；分开那些段并将其连至转臂起重机上，用该起重机将分开的各个段转移至不同的拖缆站上。这一过程有这样的缺点，即要动用几个船员，并且费时且不方便。

发明内容

因此，本发明的一个目的为提供一拖缆操作设备，它至少可减轻一部分这些缺点。

按照本发明，提供了一种用在地震测量船上的拖缆操作设备，该设备包括导向装置和滑车装置，导向装置用于装在船的拖缆甲板上，与拖缆甲板的船尾端相邻，以便沿横向越过拖缆甲板的宽度的至少一部分而延伸，滑车装置可横越拖缆甲板移动，滑车装置用于与导向装置配合，以便在其横越拖缆中板移动时由其进行导向，滑车装置还包括一夹紧装置，以用于夹持一部分拖缆的船舷内端，拖缆的另一端则在拖缆甲板的船尾端上展开。

这样，当要求将第一拖缆的一部分转移至第二拖缆的一端上，以增加第二拖缆的长度，并假设第二拖缆最初是全部卷起时，就将滑车装置放在第一拖缆的展开站上，并将第一拖缆在滑车装置上方卷起，直至要转移的那部分第一拖缆段的船舷内端到达滑车装置。然后，该段的船舷内端就被夹在夹紧装置上，以使滑车装置及其夹紧装置承受要转移的那部分拖缆(它仍然在拖缆甲板的船尾上方展开)的载荷，而第一拖缆的其余部分则与要转移的那部分分开。然后，滑车装置和夹紧在其上的拖缆部分的端部就沿侧向移动，直至它们到达第二拖缆的展开站，在其上，第二拖缆的端部与夹紧在滑车装置上的拖缆部分的端部相连。此时，松开夹紧装置，而长度已经增加的第二拖缆现在就可完全展开。

在本发明的一个优选的实施例中，该设备包括两个这样的滑车装置，每个滑车装置可沿横向基本在拖缆甲板宽度的整个相应的一半上(左舷或右舷)移动。

有利的是，对于滑车装置或每个滑车装置，导向装置包括相应的导轨，它用于固定在拖缆甲板上，但是在其上面与其隔开一段距离，滑车装置或每个滑车装置包括至少一个导向轮，它与导轨的下侧配合，而且最好有两个这样的导向轮，它们沿滑车装置的运动方向互相隔开。

每个导轨最好放置在其滑车装置与拖缆甲板的船尾端之间。

拖缆甲板的船尾端通常都设有沿其整个宽度大约以齐腰的高度延伸的防护(或安全)轨道，在该情况下，每个滑车装置可包括至少一个导向辊，它与防护轨道的船舷内侧配合，而且最好有两个这样的导向辊，它们沿滑车装置的运动方向互相隔开。

每个滑车装置还可方便地设有至少一个在拖缆甲板上运行的支承轮。

每个滑车装置最好用马达驱动，例如用相应的液压马达，它们固定地设置在滑车装置的导轨的一端并且通过连至滑车装置上的链条而驱动滑车装置。

每个滑车装置通常都包括储存空间，其最好是至少一个抽屉的形式，以用于储存工具及类似物。

本发明还包括装有前述拖缆操作设备的地震测量船。

附图说明

现在只通过举例并参考附图来说明本发明，图中：

图1为基本位于吃水线水平的深海地震测量船的平面图，该船装有按照本发明的拖缆操作设备；

图2为图1所示船的拖缆甲板的平面图；

图3为图1和2所示船的船尾图；

图4为本发明的拖缆操作设备的侧视图，其中最外面的位置位于图的左边，最靠内的位置位于图的右边；

图5和6分别为图4所示设备的俯视图与端视图。

具体实施方式

深海地震测量船在图中总体上用标号10代表，并形成PCT专利申请No.PCT/GB98/01832(WO99/00295)的主题。船10有一排水型单船身12，船身在吃水线处的长度通常刚刚超过80米(而整个长度刚刚小于90米)，船身最大宽度约为24米。船10的最大排水量通常为7500吨左右。

如同在图1中所看到的那样，船身12在吃水线处的形状是相当传统的，即船身的宽度从船头14平滑而逐步地增加，直至宽度基本一致的中段16，然后又从中段逐步减小，但是其程度要小得多，直至较宽的截断的船尾18。在吃水线下面，朝船尾18的斜度随着深度逐渐增加。

船10具有这类型号和尺寸的船的大部分(如果不是全部的话)共同特征，例如柴油机组、船头推进器、发电机、60～70人的铺位、直升飞机甲板、绞盘、转臂起重机、应急设备等。不过，由于这些特征可以采取几种熟知的传统形式的任一种，而且与本发明无关，故为了简单起见，不对它们作详细的描述。

此外，如同现在要描述的那样，船10是按照本发明布置的，以进行深海地震测量。

于是，如同在图2中所看到的那样，船10有从中段16向船尾延伸的拖缆甲板20，其宽度成线性增加，并按此从中段处的24米左右增加至船尾18处的37.5米左右，宽度的增加在船10的船头船尾中心线的两侧对称地进行。拖缆甲板的总长度约为36米，而拖缆甲板20在船10的吃水线上方的高度通常为9米左右。

在船10的中段16内，沿船的宽度分布有16个大的有动力装置的拖缆卷筒22，每个卷筒的轴线基本水平并横过船10延伸，并能储存各自的可达6000米长的拖缆连同它的引线。船10的中心线每一侧的靠外面的四个卷筒22至少部分地安装在拖缆甲板20的下方，而靠里面的八个卷筒则安装在拖缆甲板本身上，各个卷筒部分地交错，以将它们装在现有的空间中。下部的卷筒22缠绕过分(overspool)，而上部的卷筒则缠绕不足(underspool)。

在船10的船尾18的中部，在拖缆甲板20的下面，有一称为火炮甲板的甲板24。从火炮甲板24上设置地震源26，后者通常是在本申请人的美国专利No.4686660中所描述的那种复式气枪地震源，在设置时通常利用在本申请人的美国专利No.5488920中所描述的那种操作系统。

在使用时，比较概略地用28代表的拖缆各自越过相应的导向件30，然后沿拖缆甲板的长度朝船10的船尾18穿越。当它们穿越拖缆甲板20时，拖缆28经过相应的张力松开装置32，并在船尾18处各自穿越相应的另一个导向件，此导向件此时的形式为一个卷盘组34。为了节省空间，卷盘组34可以是在本申请人的PCT专利申请No.PCT/IB97/00156(WO97/29302)中描述的那种类型。每个卷盘组34形成相应拖缆操作装置的一部分，如同在前述PCT专利申请No.PCT/GB98/01832中详细描述的那样，拖缆28可利用它而相对于拖缆甲板20上升和下降。

一旦在船10的船尾18上展开，则以5节左右的航速被船牵引的16条拖缆28就可以用以前所说的本申请人的MoNoWING(单翼)偏导器和本申请人的PCT专利申请No.PCT/IB98/01435的技术形成通常可达1500米宽的阵列。此宽的拖缆阵列以后就可与地震源26联合，如同早先所说的那样，用于进行三维海上地震测量。

每根拖缆28用许多基本相同的通常各有100米长的拖缆段做成，这些段用电接头或充电接头可拆卸地首尾连在一起。如同已经提到的那样，可能有时希望在牵引拖缆时通过将拖缆段以一个拖缆转移至另一个拖缆上而改变一个或更多的拖缆28的长度。这可用附加的图4至6的拖缆操作设备来完成。

图4至6的附加的拖缆操作设备以两个装在船10的拖缆甲板20上的带轮子的滑车为基础，每个滑车都可沿拖缆甲板的横向越过其宽度的相应的一半(左舷或右舷)而移动：滑车中的一个即左舷的那个用标号40示在图4～6中，其处于横向移动范围的每一端。

拖缆甲板20上设有向内倾斜的齐腰高的防护(或安全)轨道42，它穿过其整个船尾边缘而延伸并部分地在其船尾边缘的左舷端和右舷端拐弯，防护轨道42包括连续的钢管44和一弯曲的挡板48，钢管形成其向内倾斜的顶部并用互相隔开的向内弯曲的支架(或支柱)46固定在拖缆甲板20上，挡板则固定在支架46的船舷外侧上并从钢管44向下延伸至拖缆甲板的船尾边缘，以形成一连续的平滑弯曲的表面，拖缆28在被移动时可靠在该表面上。两根对齐的导轨或梁50(每个滑车40有一个)都用支架51以这样的方式固定在拖缆甲板20上并在防护轨道42的下面，即，使它们刚好在拖缆甲板上方隔开一段距离并基本平行于防护轨道42而延伸。显然，导轨50各自既用于将相应一个滑车40固定在拖缆甲板20上，又用于引导滑车跨越拖缆甲板的运动，而防护轨道42则对两个滑车都提供附加的引导。

每个滑车40有一大体为矩形的本体52，它通过具有充气轮胎的轮子53而支承在拖缆甲板20上。矩形体52在其船尾侧的底部附近设有载有两个互相隔开的导向轮56的支架54，该导向轮与相应的导轨50的下侧接合。在支架54的上方，滑车40的船尾侧还设有另外两个互相隔开的导向轮57，它们与导轨50的顶部接合。导向轮57有沿轴向互相隔开的凸缘58，它们围绕导轨50的顶部，以使导向轮56、57共同用于将滑车40固定在拖缆甲板20上。装在矩形体52船尾侧的顶部的一对互相隔开的凹形的导向辊59与防护轨道42的管44的船弦内侧接合，以使导轨42和导轨50约束滑车40，使之沿横向跨越拖缆甲板20移动。

每个滑车40都由相应的液压马达60经由相应的双排链62而进行驱动，该马达装在拖缆甲板20上并在相应的导轨50的外端。此双排链62的两相反端都装在其滑车40上，链条则从滑车延伸至相应的马达60、绕过相应的被马达驱动的驱动齿64、沿相应的导轨50全长、绕相应的导轨50另一端的相应的空转轮齿66、并且回到滑车。

每个滑车40的体部52的上表面68处于约齐腰的高度，以使滑车可有效地用作可移动的工作台，该上表面备有拖缆夹70，以用于包围并夹持设在形成拖缆28的每个100米的拖缆段的端部处的金属接头。每个滑车40的体部52还包括一个抽屉72，其中可保存用于在拖缆28上进行操作的工具。

在横过拖缆甲板20的每个拖缆站，每个滑车40在一侧设有螺栓或卡爪74，它可与相应的水平延伸的管子76配合，该管子焊在防护轨道42的管子44的下侧并与其成直角，以使滑车可在每个拖缆站被锁在适当位置上。

在使用时，当要求将第一拖缆的一个端部转移至第二拖缆的端部以增加第二拖缆的长度并假设第二拖缆已经卷起时，就使合适的滑车40跨越拖缆甲板20移动并在第一拖缆的拖缆站锁在适当的位置上并位于拖缆的下方(因为如同在前述PCT专利申请No.PCT/GB98/01832中所描述的那样，卷盘组34在拖缆甲板20上方很好地支承拖缆，同时拖缆又展开，以便正常使用)。然后就将第一拖缆在滑车40上卷起，直至要转移的部分的船舷内端到达滑车处。然后就如同在PCT专利申请No.PCT/GB98/01832中所描述的那样下降卷盘组34，从而下降拖缆，直至限定了要转移的第一拖缆部分的船舷内端的拖缆段的端部接头到达滑车40的上表面68，并将其夹紧在拖缆夹70中。滑车40和夹子70现在就承担由要转移的拖缆部分所体现的载荷，该拖缆部分部分地停放在弯曲的挡板48上，但是大部分仍然在海中并在船10的后面。然后就将第一拖缆的船舷内部分与要转移的部分分开，并且可将其卷至其卷筒22上。

接着，就沿拖缆甲板20的横向使滑车40移动并将其锁在第二拖缆的拖缆站的适当位置上，该第二拖缆的端部就被连至夹持在夹子70中的拖缆部分的端部上。最后，松开夹子70，将卷盘组34上升回至其正常高度，而长度现在已经增加的第二拖缆就可充分按正常的方式展开。

以滑车40为基础的拖缆操作设备在使用时极其简单而有效，使人能快速、简易而安全地实现上述转移。

对本发明的上述实施例可以作出很多改进。例如，对每半个拖缆甲板20可设置两个滑车40(总共4个滑车)。但是，在极限情况下，在较小的船上可以用可沿拖缆甲板的整个宽度移动的单个滑车40。此外，滑车40可用电动机驱动(而不是液压马达)，并且可采用能横过拖缆甲板的船尾端作有导向的运动的其它方式与形式。

Claims (15)

1.用在地震测量船上的拖缆操作设备，该设备包括导向装置和滑车装置，导向装置用于装在船的拖缆甲板上并与拖缆甲板的船尾端相邻，以便沿横向在拖缆甲板的至少一部分宽度上延伸，滑车装置可横越拖缆甲板而移动，滑车装置用于与导向装置配合，以便在其横越拖缆甲板移动时对其进行导向，其特征在于，滑车装置还包括一夹紧装置，该夹紧装置用于夹持一部分拖缆的船舷内端，拖缆的另一端则在拖缆甲板的船尾端上展开。

2.如权利要求1所述的设备，它包括两个上述滑车装置，每个滑车装置可沿横向基本在整个拖缆甲板的相应的一半宽度上(左舷或右舷)移动。

3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，对于滑车装置或每个滑车装置，导向装置包括相应的导轨，它用于固定在拖缆甲板上，但是在上方与其隔开一段距离，每个滑车装置包括至少一个导向轮，以用于与导轨的下侧配合。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，每个滑车装置包括两个上述导向轮，它们沿滑车装置的运动方向互相隔开。

5.如权利要求3所述的设备，其特征在于，每个导轨设置在其滑车装置与拖缆甲板的船尾端之间。

6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，每个导轨设置在其滑车装置与拖缆甲板的船尾端之间。

7.如权利要求1或2所述的设备，其中的拖缆甲板的船尾端设有沿其整个宽度延伸的防护轨道，其中，每个滑车装置包括至少一个导向辊，它与防护轨道的船舷内侧配合。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，每个滑车装置包括两个上述导向辊，它们沿滑车装置的运动方向互相隔开。

9.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，每个滑车装置设有至少一个支承轮，它在拖缆甲板上行走。

10.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，每个滑车装置用马达驱动。

11.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，每个滑车装置用相应的液压马达进行马达驱动，该液压马达固定地设置在滑车装置的导轨的一端并且通过连至滑车装置的链条而驱动滑车装置。

12.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，每个滑车装置包括储存装置。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，储存装置包括至少一个抽屉。

14.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述夹紧装置夹住一个在所述拖缆部分的船舷内端上的接头。

15.装有如权利要求1或2所述的拖缆操作设备的地震测量船。

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