CN114114423A - 一种可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备和方法，该海洋地震拖缆设备包括：电缆本体，电缆本体的两端分别设置有头端连接器和尾端连接器；和集成在电缆本体上的：数据采集处理装置，设置在电缆本体上的中部，用于接收采集的数据；水栈信息采集装置，设置在头端连接器与数据采集处理装置之间的预设位置，用于接收地层反射波数据；拉力传感装置，设置在数据采集处理装置与尾端连接器之间且靠近尾部设置，用于获得水下的拉力信号；其中，水栈信息采集装置和拉力传感装置均与数据采集处理装置电连接，数据采集处理装置与船载记录系统电连接。本发明的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备能够提高海洋地震勘探的便利性。

Description

一种可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备和方法

技术领域

本发明属于海洋地震勘探领域，具体涉及一种可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备和方法。

背景技术

地震勘探是寻找油气资源最重要的方法，海洋地震采集作业是海洋油气资源勘探的第一步。随着近年来对海洋勘探开发力度的逐步增加及海洋地震采集模式的日益丰富，操作简便、灵活可靠已成为海洋地震勘探采集装备制造公司努力奋斗的目标。

海洋地震勘探通常是通过人工激发地震波，由拖曳在物探船后面的数条采集拖缆接收地层反射波，为保证海洋地震拖缆正常作业，水下装备不仅接受及上传地震数据，还需对自身所承受的负载进行采集并上传，拖缆张力作为尤为重要的监控指标，直接反应水下拖缆是否挂渔网、缠绕异物或拖缆间相互缠绕；水栈信息是验证海洋地震施工方案与采集设计方案是否一致的较为重要的信息。

在现有地震采集装备中，水下设备拉力状态信息和水栈信息通过两种不同的设备配合使用实现，其中拉力状态由一种特殊的数字包采集并向船载设备传递，水栈信息作为一种特殊的地震数据由一种特殊的辅助电缆采集并向船载设备传递。现有的海洋辅助设备在使用时，通常具有以下缺点：1）拉力状态和水栈信息通过两种装备提供，装备功能单一，水下设备架构复杂，作业过程中需对两种装备进行维护和备用；2）提供拉力状态的数字包、提供水栈信息的拖缆因接头结构存在异同，无法与地震数据采集拖缆或数字包直接连接；3）提供拉力状态和水栈信息的这两种装备是海洋地震拖缆采集作业必备产品。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，以提高海洋地震勘探的便利性。

第一方面，本申请提供了一种可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，包括：电缆本体，电缆本体的两端分别设置有头端连接器和尾端连接器；和集成在电缆本体上的：数据采集处理装置，设置在电缆本体上的中部，用于接收采集的数据；水栈信息采集装置，设置在头端连接器与数据采集处理装置之间的预设位置，用于接收地层反射波数据；拉力传感装置，设置在数据采集处理装置与尾端连接器之间且靠近尾部设置，用于获得水下的拉力信号；其中，水栈信息采集装置和拉力传感装置均与数据采集处理装置电连接，数据采集处理装置与船载记录系统电连接。

在一些实施例中，电缆本体包括线缆和围绕线缆的外护套层，外护套层上用于设置数据采集处理装置和水栈信息采集装置的位置分别形成环形去除区，数据采集处理装置和水栈信息采集装置密封设置于环形去除区内，其中，电缆本体还包括套接于环形去除区的两端的限位块体，数据采集处理装置和水栈信息采集装置与限位块体固定连接，且分别与线缆的指定线缆内芯电连接。

在一些实施例中，线缆的内芯护套上形成有断线口和挑线口，断线口用于切断指定的线缆内芯，挑线口用于将指定的线缆内芯挑出，以相对应地连接数据采集处理装置或水栈信息采集装置。

在一些实施例中，数据采集处理装置包括：采集传输模块，套设于环形去除区上，采集传输单元模块与限位块体固定连接，且与指定的线缆内芯电连接；和密封防护套，用于密封封装采集传输单元模块与电缆本体。

在一些实施例中，采集传输模块包括：信号采集模块，与水栈信息采集装置和拉力传感装置电连接，用于数模转换；和数据处理传输模块，与信号采集模块形成互联，用于数据的传输。

在一些实施例中，水栈信息采集装置包括：水听器，套设于环形去除区上并与指定的线缆内芯电连接，且与限位块体固定连接；和密封防护套，用于密封封装水听器与电缆本体。

在一些实施例中，电缆本体还包括用于设置拉力传感装置的柔性段，其中，拉力传感装置包括：拉力传感器，设于柔性段内；和若干个拉力绳，拉力绳构造为无弹性，用于连接拉力传感器的两端与柔性段的两端。

在一些实施例中，限位块体通过注塑加工的方式形成在环形去除区内。

在一些实施例中，外护套层与线缆之间填充有发泡层，发泡层的材质为聚乙烯，发泡层的密度小于海水的密度。

第二方面，本申请提供了一种可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆的方法，包括提供电缆本体，在电缆本体的两端分别设置有头端连接器和尾端连接器；在电缆本体的中部集成数据采集处理装置，采集处理装置用于接收采集的数据；在电缆本体的头端连接器与数据采集处理装置之间的预设位置集成水栈信息采集装置，水栈信息采集装置用于接收地层反射波数据；在电缆本体的数据采集处理装置与尾端连接器之间且靠近尾部集成拉力传感装置，拉力传感装置用于获得水下的拉力信号；数据采集处理装置接收水栈信息采集装置和拉力传感装置的采集信息，处理后上传至船载记录系统。

本发明的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备具有以下优点：

1）本发明的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，其自身集成的数据采集处理装置、水栈信息采集装置、拉力传感装置能够直接提供张力和水栈信息，同时，还具备地震采集指令和数据的传输功能。这与现有技术相比，能够省去拉力状态和水栈信息的两种装备的提供，从而使得水下设备架构简单，无需在作业过程中对两种装备进行维护和备用；

2）本发明的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备能够通过连接器与海洋地震数据采集拖缆/数字包直接连接功能，使用更为方便。

附图说明

图1为本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备的工作过程示意图；

图2为本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备的结构示意图；

图3为本发明实施例的电缆本体的截面结构示意图；

图4为本发明实施例的电缆本体的位于数据采集处理装置的结构示意图；

图5为本发明实施例的电缆本体的位于水栈信息采集装置的结构示意图；

图6为本发明实施例的电缆本体的拉力传感装置的结构示意图；

图7为本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆的方法流程图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备做进一步详细的描述。

图1为本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备的工作过程示意图；图2为本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备的结构示意图。结合图1和图2所示，该可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备100，包括：电缆本体1，电缆本体1的两端分别设置有头端连接器11和尾端连接器12；和集成在电缆本体1上的：数据采集处理装置2，设置在电缆本体1上的中部，用于接收采集的数据；水栈信息采集装置3，设置在头端连接器11与数据采集处理装置2之间的预设位置H，用于接收地层反射波数据；拉力传感装置4，设置在数据采集处理装置2与尾端连接器12之间且靠近尾部设置，用于获得水下的拉力信号。其中，水栈信息采集装置3和拉力传感装置4均与数据采集处理装置2电连接，数据采集处理装置2与船载记录系统电连接。

本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备100在使用的过程中，将海洋地震拖缆100通过头端连接器11与船体上的采集电缆200相连，水栈信息采集装置3与采集电缆200的端部间距为已知距离H。作业过程中，人工激发地震波，水栈信息采集装置3能够接受到震源及地震波初至时间，从而能够判定出偏移距等采集作业参数是否符合要求。同时，作业过程中，水下整条海洋地震拖缆100拉力传感装置4进行拉伸，当产生拉力信号时，数据采集处理装置2接收该信号，并转换成对应的拉力值上传至船载系统。

本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备100具有以下优点：1）本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备100，其自身集成的数据采集处理装置2、水栈信息采集装置3、拉力传感装置4能够直接提供张力和水栈信息，同时，还具备地震采集指令和数据的传输功能。这与现有技术相比，能够省去拉力状态和水栈信息的两种装备的提供，从而使得水下设备架构简单，无需在作业过程中对两种装备进行维护和备用；2）本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备100能够通过连接器与海洋地震数据采集拖缆/数字包直接连接功能，使用更为方便。

请参照图3至图5，在一些实施例中，电缆本体1可包括线缆13和围绕线缆13的外护套层14，外护套层14上用于设置数据采集处理装置2和水栈信息采集装置3的位置分别形成环形去除区15，数据采集处理装置2和水栈信息采集装置3密封设置于环形去除区15内。其中，电缆本体1还可包括套接于环形去除区15的两端的限位块体16，数据采集处理装置2和水栈信息采集装置3与限位块体16固定连接，且分别与线缆的指定线缆内芯131电连接。

本申请中所提到的环形去除区15可通过工具将外护套层14的特定区域进行剔除，并将线缆13露出，剔除后的外护套层14形成环形的凹槽，该凹槽用于安装数据采集处理装置2和水栈信息采集装置3，并可通过采集处理装置和水栈信息采集装置3对凹槽的环形去除区15进行补偿，从而使得海洋地震拖缆100的一体性更好，海洋地震拖缆100更为完整性。本申请中所提到的限位块体16固定在环形去除区15内后应当理解为其能够限制沿轴向和周向的旋转，使得数据采集处理装置2和水栈信息采集装置3与限位块体16固定连接后的稳定性更好，从而能够延长本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备100的使用寿命。

请参照图4和图5，在一些实施例中，线缆的内芯护套上形成有断线口132和挑线口133，断线口132用于切断指定的线缆内芯131，挑线口133用于将指定的线缆内芯131挑出，以相对应地连接数据采集处理装置2或水栈信息采集装置3。

本申请中的断线口132和挑线口133可通过工具操作完成，指定的线缆内芯131与相对应地连接数据采集处理装置2或水栈信息采集装置3进行焊接连接。

请参照图4，在一些实施例中，数据采集处理装置2可包括：采集传输模块，套设于环形去除区15上，采集传输单元模块与限位块体16固定连接，且与指定的线缆内芯131电连接；和密封防护套5，用于密封封装采集传输单元模块与电缆本体1。结合图7所示，图7为本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆的方法流程图。在一些实施例中，采集传输模块可包括：信号采集模块，与水栈信息采集装置3和拉力传感装置4电连接，用于数模转换；和数据处理传输模块，与信号采集模块形成互联，用于数据的传输。

本申请中的数据采集处理装置2在具体使用时，信号采集模块进行拉力信息和水栈信息的采集并进行数模转换，以传输至数据处理传输模块。数据处理传输模块将接收的数据和/或通过尾端连接器12连接的下级设备上传的数据，上传至通过头端连接器11连接的上级设备。同样的，上级设备通过头端连接器11将下发的指令传输至数据处理传输模块，以传输至信号采集模块和/或下级设备。

请参照图5，在一些实施例中，水栈信息采集装置3可包括：水听器，套设于环形去除区15上并与指定的线缆内芯131电连接，且与限位块体16固定连接；和密封防护套5，用于密封封装水听器与电缆本体1。

本申请中所提到的水听器可使用现有技术中的水听器。本申请中的水栈信息采集装置3可包括若干个水听器。

请参照图6，在一些实施例中，电缆本体1还可包括用于设置拉力传感装置4的柔性段。其中，拉力传感装置4包括：拉力传感器41，设于柔性段内；和若干个拉力绳42，拉力绳42构造为无弹性，用于连接拉力传感器41的两端与柔性段的两端。

本申请中所提到的柔性段应当理解为能使设置其内的拉力传感器41正常使用。例如，该柔性段可为电缆本体1上的一段截取段，去截取的两端电缆本体1可依次通过拉力绳42、拉力传感器41、拉力绳42进行连接。该柔性段也可为电缆本体1上的一段末端段，末端段依次连接拉力绳42、拉力传感器41、拉力绳42后，连接尾端连接器12。使用时，拉力绳42用于将拉力信号传输至拉力传感器41。通过该设置，能够直接将水下整条海洋地震拖缆100产生的拉力信号传输至拉力传感器41，从而提高了拉力信号采集的准确性。

在一些实施例中，限位块体16可通过注塑加工的方式形成在环形去除区15内。通过该设置，一方面，限位块体16的成型方式简单、易加工；另一方面，可使得限位块体16的固定更为牢固稳定。

在一些实施例中，限位块体16和密封防护套5的材质可为聚氨酯。通过该设置，聚氨酯具有热塑性的线性结构，它具有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能，具有更小的压缩变型性。

请参照图3，在一些实施例中，外护套层14与线缆13之间可填充有发泡层15a，发泡层15a的材质可为聚乙烯，发泡层的密度小于海水的密度。

本申请中所提到的发泡层15a的发泡方式为闭孔发泡。本申请中的发泡层15a密度小于海水能够为整条海洋地震拖缆100提供必要浮力，以确保海洋地震拖缆100在水下作业时处于悬浮状态。

图7为本发明实施例的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆的方法流程图。如图7所示，该可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆的方法，包括提供电缆本体，在电缆本体的两端分别设置有头端连接器和尾端连接器；在电缆本体的中部集成数据采集处理装置，采集处理装置用于接收采集的数据；在电缆本体的头端连接器与数据采集处理装置之间的预设位置集成水栈信息采集装置，水栈信息采集装置用于接收地层反射波数据；在电缆本体的数据采集处理装置与尾端连接器之间且靠近尾部集成拉力传感装置，拉力传感装置用于获得水下的拉力信号；数据采集处理装置接收水栈信息采集装置和拉力传感装置的采集信息，处理后上传至船载记录系统。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“左”、“右”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，其特征在于，包括：电缆本体，所述电缆本体的两端分别设置有头端连接器和尾端连接器；和集成在所述电缆本体上的：数据采集处理装置，设置在所述电缆本体上的中部，用于接收采集的数据；水栈信息采集装置，设置在所述头端连接器与所述数据采集处理装置之间的预设位置，用于接收地层反射波数据；拉力传感装置，设置在所述数据采集处理装置与所述尾端连接器之间且靠近尾部设置，用于获得水下的拉力信号；其中，所述水栈信息采集装置和所述拉力传感装置均与所述数据采集处理装置电连接，所述数据采集处理装置与船载记录系统电连接。

2.根据权利要求1所述的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，其特征在于，所述电缆本体包括线缆和围绕所述线缆的外护套层，所述外护套层上用于设置所述数据采集处理装置和所述水栈信息采集装置的位置分别形成环形去除区，所述数据采集处理装置和所述水栈信息采集装置密封设置于所述环形去除区内，其中，所述电缆本体还包括套接于所述环形去除区的两端的限位块体，所述数据采集处理装置和所述水栈信息采集装置与所述限位块体固定连接，且分别与所述线缆的指定线缆内芯电连接。

3.根据权利要求2所述的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，其特征在于，所述线缆的内芯护套上形成有断线口和挑线口，所述断线口用于切断指定的线缆内芯，所述挑线口用于将指定的线缆内芯挑出，以相对应地连接所述数据采集处理装置或所述水栈信息采集装置。

4.根据权利要求3所述的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，其特征在于，所述数据采集处理装置包括：采集传输模块，套设于所述环形去除区上，所述采集传输单元模块与所述限位块体固定连接，且与指定的所述线缆内芯电连接；和密封防护套，用于密封封装所述采集传输单元模块与所述电缆本体。

5.根据权利要求4所述的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，其特征在于，所述采集传输模块包括：信号采集模块，与所述水栈信息采集装置和所述拉力传感装置电连接，用于数模转换；和数据处理传输模块，与所述信号采集模块形成互联，用于数据的传输。

6.根据权利要求3所述的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，其特征在于，所述水栈信息采集装置包括：水听器，套设于所述环形去除区上并与指定的所述线缆内芯电连接，且与所述限位块体固定连接；和密封防护套，用于密封封装所述水听器与所述电缆本体。

7.根据权利要求2所述的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，其特征在于，所述电缆本体还包括用于设置所述拉力传感装置的柔性段，其中，所述拉力传感装置包括：拉力传感器，设于所述柔性段内；和若干个拉力绳，所述拉力绳构造为无弹性，用于连接所述拉力传感器的两端与所述柔性段的两端。

8.根据权利要求2-6中任一项所述的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，其特征在于，所述限位块体通过注塑加工的方式形成在所述环形去除区内。

9.根据权利要求2-7中任一项所述的可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆设备，其特征在于，所述外护套层与所述线缆之间填充有发泡层，所述发泡层的材质为聚乙烯，所述发泡层的密度小于海水的密度。

10.一种可提供拉力和水栈信息的海洋地震拖缆的方法，其特征在于，包括：

提供电缆本体，在所述电缆本体的两端分别设置有头端连接器和尾端连接器；

在所述电缆本体的中部集成数据采集处理装置，所述采集处理装置用于接收采集的数据；

在所述电缆本体的所述头端连接器与所述数据采集处理装置之间的预设位置集成水栈信息采集装置，所述水栈信息采集装置用于接收地层反射波数据；

在所述电缆本体的所述数据采集处理装置与所述尾端连接器之间且靠近尾部集成拉力传感装置，所述拉力传感装置用于获得水下的拉力信号；

所述数据采集处理装置接收所述水栈信息采集装置和所述拉力传感装置的采集信息，处理后上传至船载记录系统。

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