CN1304369A - 用在地震测量船上的拖缆操作装置 - Google Patents

Abstract

地震测量船的拖缆操作和拖引系统包括梁(42),该梁固定于拖缆甲板(20)紧上面一层的船的甲板(50)的下侧面上,使得该梁沿船的纵向延伸,并位于正常人头部高度以上的位置。梁(42)的后端部可绕枢轴转动,该梁的另一端(54)由伸缩臂(56)可转动地支承,该伸缩臂可降低该另一端,使其靠近拖缆甲板(20)。支承拖缆(28)卷轴装置(34)的滑架(60)可沿梁(42)的两个方向滑动。在拖引期间,梁(42)保持在升高位置,而卷轴装置(34)位于梁的后端部。当需要在拖缆上进行操作时,使滑架(60)沿梁(42)滑动到另一端部,然后使该端部下降,接近拖缆甲板(20),达到方便的腰部高度,以便容易地接近拖缆。

Description

用在地震测量船上的拖缆操作装置

本发明涉及用在地震测量船上的拖缆操作装置，本发明具体涉及用在一种地震测量船上的装置，即这种船可以进行覆盖大面积的3D海洋地震测量。

为进行3D海洋地震测量，在海洋测量船的后面拖引许多测震拖缆，并以5海里/小时速度前进，每根拖缆通常有几千米长，而且沿其长度排列着水中地震检波器和相关的电子设备，该船还拖带一个或多个通常为汽枪的震源。由震源产生的声信号经海水向下传播到海底，在海底该信号由各种地层反射。反射的信号由水中地震检波器检测、数字化，然后传输到地震测量船上，在船上记录该信号并至少进行部分处理，最后旨在形成测量区域的地质岩层的图象。

在现在，本申请人使用的典型拖缆阵列由8根均匀间隔开的每根约4000m长的拖缆组成，阵列宽度700m。拖缆由其引入线拖引，即由铠装的电缆拖引，该电缆在船和拖缆之间传送电力、控制和处理信号，如本申请人的美国专利No.4 798 156说明的，拖缆的展宽由本发明人的美国专利No.5 357 892说明的那种MONOWING致偏装置控制和保持。

这种很大距离的阵列可以很有效地进行大面积的3D地震测量。然而，因为进行这种测量的耗费相当大，所以一直面临着进一步提高效率的压力。提高效率的一种方法是使用更宽的包含更多拖缆的拖缆阵列。但是，在开始和结束这种测量时展开和回收拖缆本身是很费时的操作，这种操作也是很危险的。每根拖缆通常由100m的段组成，具有沿其长度隔一定距离固定在拖缆上的辅助装置例如深度控制器(“传感器(bird)”)、发声位置传感器等。这些辅助装置在展开和回收拖缆期间需要装在拖缆上和从拖缆上卸下来。

因此本发明的目的是提供一种拖缆操作装置，这种装置有助于安全地和快速地展开和回收拖缆。

因此本发明提供一种用在地震测量船上的拖缆操作装置，该装置包括：

梁；

梁安装装置，用于将梁安装在船拖缆甲板上面正常人头部高度以上的位置，使该梁大体沿船的纵向延伸，该安装装置包括：连接于梁最后端的转动连接部分，该转动连接部分可使上述最后端绕大体横向于梁延伸的水平轴转动；梁的支承装置，用于降低和升高梁的另一端部，使其靠近或离开拖缆甲板；

滑轮装置，用于支承和导向拖缆，上述滑轮装置固定于该梁并可沿该梁移动；

在本发明的优选实施例中，滑轮装置包括可沿梁移动的滑架装置、滑轮部件和将滑轮部件悬挂在滑架装置下面的悬挂装置。

悬挂装置最好包括套环，该套环可转动地支承在滑架装置上，并可绕梁的纵轴转动。

另外，滑轮部件最好可绕大体横向于梁延伸的水平轴转动。

滑架装置最好包括至少一个液压马达，该马达配置成可使该滑架沿梁的两个方向移动，并且滑架的最后端部最好装有提升装置。

支承装置适于包括伸缩部件，该伸缩部件的一端可转支地连接于安装装置，而其另一端连接于梁的上述另一端，该伸缩部件用液压操作。

拖缆操作装置还包括向下凸出的引导装置，该引导装置定位在梁的上述另一端，当梁的上述另一端下降时该引导装置啮合和向下推压拖缆。

本发明还包括装有如前所述任一发明确定的拖缆操作装置的地震测量船。

下面参考只作为例子的附图说明本发明，这些附图是：

图1是深海地震测量船的平面图，大体为船的吃水线高度的平面图，该船装有本发明的拖缆操作装置；

图2是图1所示船的拖缆甲板的平面图；

图3是图1和2所示船的后视图；

图4是本发明拖缆操作装置的侧视图；

图5和6是图4所示装置的顶视图和端视图。

图中所示深海地震测量船总的用编号10表示，具有排水式单体船身12，该船身在吃水线处一般稍微超过80m(并且总长达到近90m)，而梁约24m长。船10的最大排水量通常约7500吨。

如图1所示，在吃水线性船身12的形状相当传统，船身的宽度从船首14到宽度大体不变的中央部分16圆滑地逐渐地增加，而从中心部分到宽的截止船尾18则逐渐减小，但减小程度小得多。在吃水线以下，向船后部18的锥度随深度逐渐增加。

船10的主要特征即使不是全部，也是绝大部分的特征与这种类型和大小的船一样，例如多台柴油发动机，船首推力装置、发电机、可住60～70人的船舱、直升机停机坪、绞车/提升机、救生设备等。然而这些特征可以取若干已知的常规形式中的任一种形式，而且与本发明无关，所以为简单起见不再进行说明。

另外，如下面将说明的，船10按本发明配置，以便进行深海地震测量。

如图2所示，船10具有拖缆甲板20，该甲板从中央部分16向后延伸，而且其宽度随其向后延伸线性增加，从中央部分的约24m增加到船后部的约37.5m，这种宽度的增加在船10的前后中心线的两侧是对称的。拖缆甲板的总长约36m，而拖缆甲板20在船10的吃水线上面的高度通常约9m。

在船10的中心部分内，沿船的宽度分布16根大的电动拖缆卷盘22，每个卷盘的轴线基本上沿水平和船10的横向延伸，并能够贮存相应的长达6000m长的随同其引入线的拖缆。在船10中心线各侧的外侧四个卷盘22至少部分装在拖缆甲板20的下面，而内部8个卷盘装在拖缆甲板本身上，卷筒部分地交错，使它们嵌在可利用的空间中。下部卷盘22过度绕卷，而上部卷盘欠绕卷。

在船10后部18的中央，在拖缆甲板20的下面是称为枪甲板的甲板24。在该枪甲板24上部署地震源26，即在本申请人的美国专利No.4 686 660中所述的那种普通多气枪地震源，通常采用本申请人的美国专利No.5 488 920中所述的那种操作系统。

在使用时，相当示意示出的拖缆28分别绕过相应的导向部件30，然后沿拖缆甲板的长度移向船10的后部18。当拖缆越过拖缆甲板20时，拖缆28穿过相应的张力消除装置32，在船后部18拖缆分别绕过另一个相应导向部件，这一次的导向部件为卷轴装置34的形式，其轴大体垂直延伸。为节省空间，卷轴装置34可采用本申请人的PCT专利申请No.PCT/IB97/00156所述的那种卷轴装置。每个卷轴装置34构成一部分相应的拖缆操作装置，下面参考图4～6详细说明这种拖缆操作装置。

一当部署在船10的后部18，由船以约5海里/h的速度牵引的12根拖缆28由于采用如前所述的本发明人的MONOWING偏向器而形成通常宽至约为1100m的阵列。随后即可采用这种宽的拖缆阵列以及地震源26进行如前所述的3D海洋地震测量。

和同样大小的先有技术地震测量船相比，船10具有许多优点。例如，船10具有基本上常规的排水式单船体装置；这意味着船的建造成本不比先有技术高得太多。另外，其上绕卷拖缆28的电动卷盘22是相当重的，由于它们配置在船中部而且尽可能地低，所以有助于船10的稳定性和抗波性。

船10的另一个重要优点在于船后部18的拖缆甲板20的宽度显著增宽。这有助于形成特别宽的拖缆阵列，主要是因为减小了在船后部需要弯曲拖缆特别是弯曲外侧拖缆32引入线以形成阵列的角度。后一特点减小了引入线和拖缆32所承受的应力，所以减小了断裂的可能性。宽度的增加也在船后部18形成更多的工作空间，可以应用更多数目的拖缆28来形成特别宽的阵列。但是因为拖缆甲板20位于船10吃水线上面9m高处，所以这种宽度不会显著妨碍船的入坞，因为甲板通常比码头高出很多，它只是伸到码头的上面而已。

在船10后部18沿拖缆甲板20的宽度的额外空间也形成了安装新式的改进的拖缆操作装置的充分空间，每根拖缆用一个这种拖缆操作装置，图4～6示出这种新式的改进的拖缆操作装置。

图4～6所示的拖缆操作装置总的用编号40表示，包括大体沿船10纵向延伸的细长梁42。该梁的靠近船后部18的端部44可转动地装在安装构件46上，该安装构件又牢固地固定于船甲板50的下侧面48上，该船甲板50是拖缆甲板20紧上面一层甲板，该甲板50实际上是船的上后甲板。

相邻拖缆操作装置40的梁稍微向船的后部18散开或形成扇形，以跟踪后部宽度的增加。

从下面可以清楚看出，梁42正常情况下平行于拖缆甲板20和上甲板50延伸，即大体水平延伸，位于拖缆甲板20上面4m高的位置。为此，梁42的另一端52可转动地连接于液压操作的可伸缩臂56的一个端部54，该伸缩臂的另一端部58可转动地连接于上甲板50的下侧面48上。伸缩臂56在未伸出的状态时牢固地使拖缆保持在其正常的水平位置，而伸缩臂56的伸出则使梁的端部52下降到离拖缆甲板20约1m的高度，即约在人腰部的高度。图4示出梁42的上升和下降位置。

弯曲的导向件59即实际为滑轮的90°扇形部分可转动地固定于相应梁42和伸缩臂56的连接端部52、54。

装在梁42上使其可沿梁的两个方向移动的是滑架60。滑架60的运动动力由液压马达62提供，该液压马达通常可使滑架在适当定位的轮子(未示出)上通过齿条和齿轮驱动装置(未示出)沿梁移动。通过长的柔性压力软管63向马达62提供加压的液压流体，当滑架60沿梁42移动时，该软管将伸展。

滑架60可转动地支承套环64，该套环共轴地围绕滑架和梁42二者，并可绕梁的纵轴转动。套环64 又支承卷轴装置34，该卷轴装置实际上是一种大半径滑轮或导缆器的特别小型等价装置。卷轴装置34可转动地悬挂在套环64的下面，使其可绕大体横向于梁42延伸的轴线转动。

滑架60的更靠近梁42后端部44的端部66装有绞盘68。

在正常使用时，即当展开由装置40操作的拖缆和拖缆被拖引时，梁42保持在其升高的水平位置，滑架60被锁定在梁后端部44上。拖缆28绕过卷轴装置34，该卷轴装置是不受约束的，因为套环64能够绕滑架60转动，而且卷轴装置和可转动套环64之间的转动连接可以向两侧和前、后转动，因而在拖缆离开船10的后部18时可以适应拖缆方向的侧向和垂直变化。

当需要在拖缆28上进行操作时，例如在展开和回收期间在拖缆上连接和卸下深度控制“传感器(bird)”或其它装置时，滑架60便由马达62移向梁42的另一端部52，而伸缩臂56伸长，由此使梁的端部52降低，靠近拖缆甲板22。当梁42的端部52降低时，曲线导向部件59便啮合拖缆28，并将其向下推向拖缆甲板22，直至拖缆达到约与拖缆甲板22的后部横挡70顶部同样的高度。该后部横挡70大体沿拖缆甲板22的整个宽度延伸，并具有面朝后的可以支承下降拖缆28的曲面72。曲面72以及啮合拖缆28或由拖缆啮合的各个其它曲面具有足够大的半径，可以确保不超过拖缆的最小弯曲半径。

在拖缆28完全落下的前后，可使绞盘68连接于拖缆上的适当固定点，然后稍许绕卷，除去在船上的拖缆部分的应力，即该固定点右边至绞车的那部分应力，如图4所示。随后，一当拖缆28完全降下，并且不再受到张力作用时，便可以容易地在拖缆甲板22上进行操作，此时拖缆28位于拖缆甲板上面腰部高的位置。如果需要，可以在拖缆甲板22的工作区域放置工作台，以便更容易地进行这种工作。

绞盘68也用于提升与拖缆28相关的辅助设备例如尾部浮标、声定位装置等，并将它们带到拖缆甲板22的上面。

因此，拖缆操作装置40在功效学上是很有利的。在其正常情况(或拖引状况)下，该装置几乎位于拖缆甲板22上面头部高度以上，使甲板上留下足够人们活动的相当空间。而在降下的条件下又特别容易穿过该装置接近拖缆28。

对拖缆操作装置40可以进行许多改变。例如，可以用电动机代替液压马达62，可以用任何一种能够使梁42的端部52在其上升和下降位置之间上、下运动的支承装置代替伸缩臂56。

另外，如果在拖缆甲板22上没有任何上部甲板，则将梁42装在拖缆甲板上面的安装装置可以包括适当形状的支承在拖缆甲板自身上的支承架。

Claims (12)

1．一种用在地震测量船上的拖缆操作装置，该装置包括：

梁；

安装装置，用于将该梁装在船的拖缆甲板上面高于正常人头部高度的位置，使得梁大体沿船的纵向延伸，该安装装置包括：梁后端部的转动连接部分，该连接部分使得上述端部可以绕大体沿梁的横向延伸的水平轴转动；可伸长的支承装置，用于降低和升高梁的另一端部，使该端部靠近和离开拖缆甲板；以及

滑轮装置，用于支承和导向拖缆，上述滑轮装置固定于该梁，并可沿该梁移动。

2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述滑轮装置包括滑轮部件，该滑轮部件可绕大体沿梁纵向延伸的轴线转动。

3．如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述滑轮装置包括可沿梁滑动的滑架装置、滑动部件和使该滑轮部件悬挂在滑架装置下面的悬挂装置。

4．如权利要求3所述的装置，其特征在于，悬挂装置包括套环，该套环可转动地支承在滑架装置上，并可绕梁的纵轴转动。

5．如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，滑架装置包括至少一个液压马达，该马达配置成可使滑架装置沿梁的两个方向滑动。

6．如权利要求3～5中任一项所述的装置，其特征在于，滑架装置的最后端装有绞盘装置。

7．如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，上述滑轮部件可绕水平轴转动，该水平轴大体沿梁的横向延伸。

8．如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，上述支承装置包括伸缩臂，该伸缩臂的一端可转动地连接安装装置，而其另一端连接于梁的上述另一端。

9．如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，上述支承装置用液压操作。

10．如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，还包括向下凸出的引导装置，该引导装置定位在梁的上述另一端，并在降低上述梁的另一端时啮合和向下推压拖缆。

11．一种地震测量船，该船上装有如上述权利要求中任一项所述的拖缆操作装置。

12．如权利要求11所述的地震测量船，上述船具有拖缆甲板以及在拖缆甲板上面的另一甲板，其特征在于，安装装置固定于上述另一甲板的下侧面上。

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