RU2435180C1 - Underwater geophysical station - Google Patents

Underwater geophysical station Download PDF

Info

Publication number
RU2435180C1
RU2435180C1 RU2010113601/28A RU2010113601A RU2435180C1 RU 2435180 C1 RU2435180 C1 RU 2435180C1 RU 2010113601/28 A RU2010113601/28 A RU 2010113601/28A RU 2010113601 A RU2010113601 A RU 2010113601A RU 2435180 C1 RU2435180 C1 RU 2435180C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
station
ballast
underwater
geophysical
sealed
Prior art date
Application number
RU2010113601/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Яковлевич Суконкин (RU)
Сергей Яковлевич Суконкин
Николай Павлович Рыбаков (RU)
Николай Павлович Рыбаков
Сергей Владимирович Белов (RU)
Сергей Владимирович Белов
Сергей Юрьевич Червинчук (RU)
Сергей Юрьевич Червинчук
Андрей Викторович Кошурников (RU)
Андрей Викторович Кошурников
Павел Юрьевич Пушкарев (RU)
Павел Юрьевич Пушкарев
Владимир Васильевич Чернявец (RU)
Владимир Васильевич Чернявец
Original Assignee
Сергей Яковлевич Суконкин
Николай Павлович Рыбаков
Сергей Владимирович Белов
Сергей Юрьевич Червинчук
Андрей Викторович Кошурников
Павел Юрьевич Пушкарев
Владимир Васильевич Чернявец
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Яковлевич Суконкин, Николай Павлович Рыбаков, Сергей Владимирович Белов, Сергей Юрьевич Червинчук, Андрей Викторович Кошурников, Павел Юрьевич Пушкарев, Владимир Васильевич Чернявец filed Critical Сергей Яковлевич Суконкин
Priority to RU2010113601/28A priority Critical patent/RU2435180C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2435180C1 publication Critical patent/RU2435180C1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: station is in form of an airtight housing with a spherical shape of diameter 450 mm mounted on a frame made from aluminium tubes. Inside the airtight housing there are devices, among them an ocean-bottom seismometre, a hydrophysical module, data storage apparatus, a spatial orientation sensor, a gravimetre and a ballast disconnector. The spatial orientation sensor is mounted on a cardan suspension and the bottom-ocean seismometre is mounted on a movable platform. The airtight housing is made from B95 high-strength aluminium alloy. A protective anticorrosion coating is applied on the housing in form of an anode oxidised alloy with a multilayer paint coat. The station is fitted with buoy line, a ballast and a buoy, which enable its positioning and raising to the surface.
EFFECT: broader functionalities.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области геофизики, а более конкретно: к устройствам измерения геофизических параметров в придонной зоне морей и океанов, и может быть использовано для оперативной оценки сейсмического и гидродинамического состояния районов и прогноза возможных сейсмических и экологических последствий природного и техногенного характера, а также поиска подводных месторождений углеводородов.The invention relates to the field of geophysics, and more specifically: to devices for measuring geophysical parameters in the near-bottom zone of the seas and oceans, and can be used for the rapid assessment of the seismic and hydrodynamic conditions of regions and the forecast of possible seismic and environmental consequences of a natural and technogenic nature, as well as the search for underwater hydrocarbon deposits.

Известные автономные донные станции [1-3] представляют собой цилиндрические или шарообразные корпуса, снабженные балластом для установки их на грунт, внутри и на корпусе которых установлены измерительные датчики и средства обработки первичной информации. В качестве измерительных датчиков используются, как правило, гидрофоны и геофоны. Зарегистрированная датчиками информация хранится на флеш-картах, которые после подъема донных станций обрабатываются на диспетчерских пунктах или считываются по каналам гидроакустической связи. Известные донные станции предназначены в основном для регистрации сейсмических сигналов на акватории моря. Так, устройство [3] представляет собой морскую автономную донную сейсмическую станцию, устанавливаемую на морское дно преимущественно с плавучих средств. Станция включает герметичный корпус, состоящий из двух полусфер, снабженных в месте сочленения уплотнительным кольцом. Внутри корпуса станции размещена геофизическая аппаратура, включающая измерительные датчики геофонного и гидрофонного типов, модули приема, регистрации, преобразования и хранения зарегистрированных сигналов, блоки сопряжения с бортовым модулем при всплытии, спутниковый и гидроакустический каналы связи, блок ориентации, блок синхронизации, блок управления размыкателем и блок питания. На внешней поверхности корпуса установлены гидроакустическая и спутниковая антенны, средства для поиска донной станции при всплытии, такелажные элементы и разъемы, устройство постановки на дно и обеспечения всплытия донной станции, выполненное в виде якоря-балласта.Known autonomous bottom stations [1-3] are cylindrical or spherical bodies equipped with ballast for mounting them on the ground, inside and on the body of which measuring sensors and means of processing primary information are installed. As measuring sensors are used, as a rule, hydrophones and geophones. The information registered by the sensors is stored on flash cards, which, after raising the bottom stations, are processed at control centers or read through sonar channels. Known bottom stations are intended mainly for recording seismic signals in the sea. So, the device [3] is a sea autonomous bottom seismic station installed on the seabed mainly from floating means. The station includes a sealed enclosure, consisting of two hemispheres, equipped with a sealing ring at the joint. Geophysical equipment is placed inside the station building, including measuring sensors for geophonic and hydrophone types, modules for receiving, registering, converting and storing registered signals, interface units with the airborne module during ascent, satellite and hydroacoustic communication channels, orientation unit, synchronization unit, disconnector control unit and Power Supply. Hydroacoustic and satellite antennas, means for searching the bottom station during ascent, rigging elements and connectors, a device for placing on the bottom and for ascent of the bottom station, made in the form of a ballast, are installed on the outer surface of the hull.

Однако известные автономные донные станции измерения сейсмологических и гидроакустических сигналов на морском дне работают в непрерывном режиме регистрации и имеют ограниченный срок работы по причине недостаточного объема памяти и недостаточного заряда источника питания.However, the well-known autonomous bottom stations for measuring seismological and hydroacoustic signals on the seabed operate in a continuous recording mode and have a limited life due to insufficient memory and insufficient charge of the power source.

Известны также автономные донные станции [4-8], включающие донный сейсмометр, гидрофизический модуль, датчик магнитного поля, блок оптических измерений, средства первичной обработки и хранения информации, средства связи с диспетчерской станцией, установленные на платформе, в которых для увеличения срока работы на дне регистрация производится в старт-стопном (ждущем) режиме накопления информации. Управление накопителем производится от специального устройства, в котором непрерывно определяется средний уровень сейсмического фона за большой промежуток времени и одновременно за малый промежуток, соизмеримый со средней длительностью сигналов землетрясений. Отношение этих уровней используется как пороговое значение для включения накопителя. Поскольку такое управляющее устройство имеет инерцию, то для исключения потери начальной части сигнала применяется буферная память ограниченного объема. В случае превышения порогового значения сигнал переписывается из буфера в накопитель.Autonomous bottom stations [4-8] are also known, including a bottom seismometer, a hydrophysical module, a magnetic field sensor, an optical measurement unit, primary information processing and storage facilities, communication tools with a control station installed on the platform, in which, to increase the operating time by registration is performed in the start-stop (standby) mode of accumulation of information. The drive is controlled from a special device in which the average level of the seismic background is continuously determined for a large period of time and at the same time for a small period commensurate with the average duration of earthquake signals. The ratio of these levels is used as a threshold value for turning on the drive. Since such a control device has inertia, a limited amount of buffer memory is used to eliminate the loss of the initial part of the signal. If the threshold value is exceeded, the signal is overwritten from the buffer to the drive.

Однако такая система реагирует только на землетрясения определенной продолжительности и интенсивности. В то же время длительность сигналов землетрясений может составлять от единиц секунд (местные слабые) до единиц часов (сильные удаленные), а их интенсивность может меняться на несколько порядков. Помимо этого такая система сильно подвержена помехам, которые приводят к ложным записям. Например, периодические сигналы от пневматической пушки, используемой при сейсморазведке, или сигналы подводной гидроакустической связи, а также импульсные помехи биологического происхождения могут полностью заполнить накопитель и привести к преждевременной разрядке источника питания.However, such a system only responds to earthquakes of a certain duration and intensity. At the same time, the duration of earthquake signals can range from units of seconds (local weak) to units of hours (strong remote), and their intensity can vary by several orders of magnitude. In addition, such a system is highly susceptible to interference that leads to false recordings. For example, periodic signals from the airgun used in seismic exploration, or signals from underwater sonar communication, as well as pulsed biological noise, can completely fill the drive and lead to premature discharge of the power source.

Также недостатком известных технических решений является то, что состав измерительных средств не позволяет решить задачу, связанную с исследованием состояния морской среды в придонной зоне при взаимодействии с тектоническими процессами, и задачу геофизического мониторинга сложных гидротехнических сооружений и поиска подводных месторождений углеводородов, что обусловлено рядом проблем, связанных с влиянием придонных течений на аппаратурные шумы, сцеплением сейсмических приемников с мягким дном, микросейсмическими шумами, генерируемыми гравитационными волнами, и особенностями распространения сейсмических сигналов в земной коре океанического типа.Another disadvantage of the known technical solutions is that the composition of the measuring instruments does not allow solving the problem associated with the study of the state of the marine environment in the near-bottom zone when interacting with tectonic processes, and the task of geophysical monitoring of complex hydraulic structures and the search for underwater hydrocarbon deposits, due to a number of problems, related to the influence of bottom currents on instrument noise, soft bottom seismic receivers, microseismic noise, mymi gravitational waves, and the characteristics of seismic signals in the earth's crust oceanic.

Кроме того, такой существенный недостаток известных устройств, как недостаточный объем памяти накопителя информации (зарегистрированных сигналов), не позволяет в полном объеме реализовать определение корреляционных и спектральных функций случайных процессов в режиме непрерывной регистрации микросейсм.In addition, such a significant drawback of the known devices as insufficient memory of the information storage device (registered signals) does not allow to fully implement the determination of the correlation and spectral functions of random processes in the continuous recording of microseisms.

Существенным недостатком известных технических решений также является ограничение по глубинам использования, что обусловлено ограничением по массогабаритным характеристикам, препятствующим самостоятельному всплытию станции на поверхность для снятия зарегистрированной информации и зарядке аккумуляторных батарей.A significant drawback of the known technical solutions is also the restriction on the depth of use, which is due to the restriction on the weight and size characteristics that prevent the station from surfacing on its own to remove the recorded information and charge the batteries.

Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей подводных станций.The objective of the proposed technical solution is to expand the functionality of underwater stations.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройство, представляющее собой подводную геофизическую станцию, состоящую из герметичного корпуса сферической формы, стационарно установленного на раме, и содержащую средства регистрации геофизических сигналов, установленные внутри герметичного корпуса на шасси и включающие донный сейсмометр, гидрофизический модуль, средства хранения информации, датчик пространственной ориентации, установленный на карданном подвесе, балласт и размыкатель балласта, буй, дополнительно введен гравиметр, а также буйреп, соединенный с балластом, более того, герметичный корпус выполнен из высокопрочного алюминиевого сплава типа В95 с защитным антикоррозийным покрытием в виде анодного оксидированного сплава с многослойным лакокрасочным покрытием и имеет диаметр 450 мм, рама выполнена из алюминиевых труб, а донный сейсмометр установлен на подвижной платформе, соединенной с шасси карданным подвесом.The problem is solved due to the fact that in the device, which is an underwater geophysical station, consisting of a sealed spherical body permanently mounted on the frame, and containing means for recording geophysical signals installed inside the sealed body on the chassis and including a bottom seismometer, hydrophysical module, information storage devices, a spatial orientation sensor mounted on a gimbal, ballast and ballast disconnector, buoy, additionally introduced gravime tr, as well as a buirp connected to ballast, moreover, the sealed housing is made of high-strength aluminum alloy of type B95 with a protective anticorrosive coating in the form of anodized oxidized alloy with a multilayer paint and varnish coating and has a diameter of 450 mm, the frame is made of aluminum pipes, and the bottom seismometer mounted on a movable platform connected to the chassis with a gimbal.

Новые отличительные признаки заключаются в том, что герметичный корпус выполнен из высокопрочного алюминиевого сплава типа В95 с защитным антикоррозийным покрытием в виде анодного оксидированного сплава с многослойным лакокрасочным покрытием, герметичный корпус выполнен диаметром 450 мм, рама выполнена из алюминиевых труб, донный сейсмометр установлен на подвижной платформе, соединенной с шасси карданным подвесом, подводная геофизическая станция снабжена буйрепом, который соединен с балластом, дополнительно введен гравиметр.New distinctive features are that the sealed case is made of high-strength aluminum alloy of type B95 with a protective anti-corrosion coating in the form of anodized oxidized alloy with a multilayer paintwork, the sealed case is made with a diameter of 450 mm, the frame is made of aluminum pipes, the bottom seismometer is mounted on a movable platform connected to the chassis with a gimbal, the underwater geophysical station is equipped with a buirp that is connected to the ballast, an additional gravimeter is introduced.

Совокупность отличительных признаков позволяет оперативно оценивать не только сейсмическое состояние исследуемых районов, но и гидродинамическое состояние на границе вода-грунт, обусловленное влиянием окружающей среды под воздействием процессов природного и техногенного характера, а также решать задачи поиска подводных месторождений углеводородов. Таким образом, совокупность новых отличительных признаков обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в расширении функциональных возможностей известных устройств.The combination of distinctive features allows you to quickly evaluate not only the seismic state of the studied areas, but also the hydrodynamic state at the water-soil boundary, caused by the influence of the environment under the influence of natural and technogenic processes, as well as solve the problems of searching for underwater hydrocarbon deposits. Thus, the combination of new distinctive features ensures the achievement of a technical result, which consists in expanding the functionality of known devices.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, где изображена блок-схема подводной геофизической станции, включающая герметичный корпус 1, выполненный в виде сферы и установленный на раме 2. В корпусе 1 на шасси 3 размещены: центральный микропроцессор 4, накопитель на жестком диске 5, гидроакустический канал связи 6, донный сейсмометр 7, гидрографический модуль 8, средства хранения информации 9, датчик пространственной ориентации 10, карданный подвес 11, подвижная платформа 12, гравиметр 13, балласт 14, размыкатель балласта 15 с таймером, разъем внешней связи 16, источник питания 17, буй 18, буйреп 19, аналоговые усилители 20, фильтры низкой частоты 21, цифровой регистратор 22, блок хранения точного времени 23. Герметичный корпус 1 снабжен верхним полюсным отверстием 24 для установки герметичного разъема 16. На раме 2 также установлен гидрофон 25.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of an underwater geophysical station, including a sealed enclosure 1 made in the form of a sphere and mounted on a frame 2. In the enclosure 1 on the chassis 3 there are: a central microprocessor 4, a hard disk drive 5, hydroacoustic communication channel 6, bottom seismometer 7, hydrographic module 8, information storage equipment 9, spatial orientation sensor 10, cardan suspension 11, movable platform 12, gravimeter 13, ballast 14, ballast breaker 15 s measure, external communication connector 16, power source 17, buoy 18, buierep 19, analog amplifiers 20, low-pass filters 21, digital recorder 22, accurate time storage unit 23. The sealed enclosure 1 is provided with an upper pole hole 24 for installing a tight connector 16. A hydrophone 25 is also mounted on frame 2.

Герметичный корпус 1 выполнен сферической формы диаметром 450 мм из высокопрочного алюминиевого сплава типа В95. Использование данного сплава позволяет изготовить прочный корпус минимального веса для работы на глубинах до 4000 м. Для защиты герметичного корпуса 1 от коррозии в морской воде применено комплексное защитное покрытие в виде анодного оксидирования с многослойным лакокрасочным покрытием. В верхнем полюсном отверстии герметичного корпуса 1 установлен разъем внешней связи 16 для считывания информации без разгерметизации корпуса 1.The sealed housing 1 is made of a spherical shape with a diameter of 450 mm from high-strength aluminum alloy type B95. The use of this alloy makes it possible to fabricate a robust housing of minimal weight for operation at depths of up to 4000 m. To protect the sealed housing 1 from corrosion in sea water, a comprehensive protective coating in the form of anodic oxidation with a multilayer paintwork is applied. In the upper pole hole of the sealed enclosure 1, an external communication connector 16 is installed for reading information without depressurizing the enclosure 1.

Для установки подводной геофизической станции на морское дно герметичный корпус 1 оснащен рамой 2, выполненной из алюминиевых труб.To install an underwater geophysical station on the seabed, the sealed housing 1 is equipped with a frame 2 made of aluminum pipes.

Рама 2 представляет собой металлическую конструкцию и является основанием подводной геофизической станции.Frame 2 is a metal structure and is the basis of an underwater geophysical station.

Ввиду того что масса подводной геофизической станции сравнительно велика и не позволяет ей самостоятельно всплыть на поверхность, для постановки и подъема на поверхность используется схема буйрепа 19 с балластом 14 и поверхностным или притопленным буем 18. Балласт 14 предотвращает передачу колебаний буйрепа 19 и рывков от буя 18 на корпус 1 подводной геофизической станции.Due to the fact that the mass of the underwater geophysical station is relatively large and does not allow it to independently ascend to the surface, the buoyrp 19 with ballast 14 and a surface or submerged buoy 18 is used to set and rise to the surface. Ballast 14 prevents the transmission of buoyer 19 vibrations and jerks from the buoy 18 to building 1 of the underwater geophysical station.

Гравиметр 13 построен по осесимметричной схеме, что позволяет исключить кросс-каплинг эффект, возникающий при донных течениях моря. Программное обеспечение технической реализации заявляемого способа позволяет использовать как морской гравиметр типа BGM-3, представляющий собой конструкцию принудительно уравновешенного акселерометра, в котором рабочая масса поддерживается в нулевом положении с помощью механизма обратной связи (струнный гравиметр), так и трехтензорный градиометр типа 3-DFTG.The gravimeter 13 is constructed according to an axisymmetric scheme, which eliminates the cross-dropping effect that occurs with bottom currents of the sea. Software for the technical implementation of the proposed method allows the use of both a marine gravimeter type BGM-3, which is a design of a force-balanced accelerometer in which the working mass is maintained in zero position using a feedback mechanism (string gravimeter), and a three-tensor type 3-DFTG gradiometer.

Подвижная платформа 12 представляет собой двухосную гироплатформу с коррекцией от акселерометров, что обеспечивает возможность выполнения измерений при возмущающих ускорениях до 150 - 200 Гал, с динамической погрешностью при небольших возмущающих ускорениях менее 1 мГал. При этом погрешность стабилизации не превышает 1 минуту, углы прокачки составляют 30-40 градусов, что обеспечивает возможность выполнения измерений при возмущающих ускорениях до 150-200 Гал.The movable platform 12 is a biaxial gyro platform with correction from accelerometers, which makes it possible to perform measurements at disturbing accelerations up to 150 - 200 Gal, with a dynamic error at small disturbing accelerations less than 1 mGal. In this case, the stabilization error does not exceed 1 minute, the pumping angles are 30-40 degrees, which makes it possible to perform measurements with disturbing accelerations up to 150-200 Gal.

Источник питания 17 обеспечивает электропитание подводной геофизической станции. В качестве источников питания используются два никель-кадмиевых герметичных аккумулятора, позволяющих обеспечить большое количество постановок станции после подзарядки. Аккумуляторы расположены на подвижной платформе 12 в непосредственной близости от донного сейсмометра 7.The power source 17 provides power to the underwater geophysical station. Two nickel-cadmium sealed batteries are used as power sources, which allow for a large number of station settings after recharging. The batteries are located on a movable platform 12 in the immediate vicinity of the bottom seismometer 7.

Постановка подводной геофизической станции с судна обеспечения производится с помощью буйрепа 19, заранее намотанного на барабан судовой лебедки. Сначала за борт судна спускается закрепленная на буйрепе 19 подводная геофизическая станция, затем через 50-100 м к буйрепу 19 прикрепляется балласт 14 и только после того, как они встанут на дно, сбрасывается прикрепленный к верхнему концу буйрепа 19 буй 18. При глубинах свыше 500 м более целесообразно использовать притопленный буй. В этом случае балласт 14 закрепляется на буйрепе 19 через гидроакустический размыкатель 15, а длина буйрепа 19 от балласта 14 до притопленного буя на 100-200 м меньше глубины в месте постановки подводной геофизической станции.The installation of the underwater geophysical station from the support vessel is carried out using a buirp 19, pre-wound on the drum of a ship’s winch. First, an underwater geophysical station fixed to the buirep 19 descends overboard the vessel, then after 50-100 m, the ballast 14 is attached to the buirep 19 and only after they sink to the bottom, the buoy 18 attached to the upper end of the buirep is discarded. At depths over 500 m more appropriate to use a submerged buoy. In this case, the ballast 14 is fixed to the buoyrep 19 through the sonic breaker 15, and the length of the buoyrep 19 from the ballast 14 to the flooded buoy is 100-200 m less than the depth at the location of the underwater geophysical station.

Подъем подводной геофизической станции на борт судна обеспечения производится в обратном порядке. Сначала выбирают на борт буй 18, буйреп 19 закрепляют на барабане судовой лебедки и производят подъем балласта 14 и стации.The underwater geophysical station is lifted aboard the support vessel in the reverse order. First, buoy 18 is selected to board, the buoyrp 19 is fixed to the drum of the ship’s winch and the ballast 14 and the station are lifted.

В случае использования притопленного буя подъем осуществляется следующим образом. С судна обеспечения по гидроакустическому каналу связи 6 подается команда на размыкатель 15, балласт 14 отделяется и притопленный буй всплывает на поверхность, увлекая за собой подводную геофизическую станцию. Далее подъем на борт судна производится, как и в варианте с поверхностным буем.In the case of using a submerged buoy, the ascent is as follows. A command is sent to the disconnector 15 from the supply vessel via the hydroacoustic communication channel 6, the ballast 14 is separated and the submerged buoy floats to the surface, dragging the underwater geophysical station along with it. Further, boarding the vessel is carried out, as in the case with a surface buoy.

Донный сейсмометр 7 обеспечивает преобразование сейсмических колебаний донной поверхности в электрические сигналы. В конкретной конструкции использован высокочувствительный вертикальный сейсмический датчик типа СМ3КВ. Для обеспечения высокой точности измерения требуется сохранение вертикальности измерительной оси датчика в пространстве при возможных наклонах корпуса 1. Для этого донный сейсмометр установлен на специальной утяжеленной подвижной платформе 12, соединенной с шасси 3 карданным подвесом 11, позволяющим донному сейсмометру занимать вертикальное положение при наклонах корпуса от 1 до 30 градусов. Кроме того, данная конструкция обеспечивает, при повороте кардана, постоянный контакт донного сейсмометра 7 с внутренней поверхностью корпуса 1, что значительно увеличивает точность измерений.The bottom seismometer 7 converts the seismic vibrations of the bottom surface into electrical signals. In a specific design, a highly sensitive vertical seismic sensor type SM3KV is used. To ensure high measurement accuracy, it is necessary to maintain the verticality of the measuring axis of the sensor in space at possible tilts of the housing 1. For this, the bottom seismometer is mounted on a special weighted movable platform 12 connected to the chassis 3 by a gimbal 11, which allows the bottom seismometer to occupy a vertical position when the body is inclined from 1 up to 30 degrees. In addition, this design provides, when the cardan is rotated, constant contact of the bottom seismometer 7 with the inner surface of the housing 1, which significantly increases the accuracy of measurements.

Донный сейсмометр 7 представляет собой трехкомпонентный сейсмоакустический датчик, предназначенный для преобразования третьей производной колебания грунта в электрический сигнал в соответствующем динамическом и частотном диапазонах. Основные технические характеристики датчика: количество сейсмоакустических каналов 3, частотный диапазон 20-1000 Гц, динамический диапазон в полосе 1/3 октавы и центральной частотой 30 Гц не менее 60 дБ, амплитуда выходного сигнала не более ±10 В, амплитуда контрольного сигнала при токе нагрузки 4 мА не более ±5 В.The bottom seismometer 7 is a three-component seismic-acoustic sensor designed to convert the third derivative of the vibration of the soil into an electrical signal in the corresponding dynamic and frequency ranges. The main technical characteristics of the sensor: the number of seismic-acoustic channels 3, the frequency range of 20-1000 Hz, the dynamic range in the 1/3 octave band and the central frequency of 30 Hz is not less than 60 dB, the amplitude of the output signal is not more than ± 10 V, the amplitude of the control signal at the load current 4 mA no more than ± 5 V.

Датчик пространственной ориентации 10 предназначен для определения точного положения в пространстве донного сейсмометра 7.The spatial orientation sensor 10 is designed to determine the exact position in space of the bottom seismometer 7.

В качестве датчика пространственной ориентации 10 используется модуль электрического компаса ТСМ-2 фирмы "Precision Navigation", представляющий собой трехосный феррозондовый магнитометр и блок электроники, выполненные на одной плате.As a spatial orientation sensor 10, the TSM-2 module of the Precision Navigation company is used, which is a three-axis flux-gate magnetometer and an electronics unit, made on one board.

Герметичный разъем 16 обеспечивает связь при подключении внешних судовых устройств при всплытии подводной геофизической станции.Sealed connector 16 provides communication when connecting external shipboard devices when surfacing an underwater geophysical station.

Гидрофизический модуль 8 предназначен для выполнения измерений следующих величин:Hydrophysical module 8 is designed to perform measurements of the following quantities:

- температуры,- temperature

- давления,- pressure

- электропроводимости,- electrical conductivity,

- вектора скорости течения (трехосный акустический измеритель течений),- current velocity vectors (triaxial acoustic current meter),

- солености,- salinity

- температуры.- temperature.

Чувствительные датчики средств измерения гидрофизического модуля установлены непосредственно на раме 2.Sensitive sensors for measuring the hydrophysical module are mounted directly on the frame 2.

Средства судна обеспечения включают в себя:The assets of the support vessel include:

- персональный компьютер, совместимый с IBM PC;- personal computer compatible with IBM PC;

- приемник спутниковой навигационной системы GPS;- receiver of satellite navigation system GPS;

- блок автономного гидроакустического размыкателя;- block autonomous sonar breaker;

- аппаратуру гидроакустического телеуправления.- equipment for sonar telecontrol.

Минимальная конфигурация персонального компьютера включает: The minimum configuration of a personal computer includes:

-процессор - Pentium 166 МГц,processor - Pentium 166 MHz,

- ОЗУ - 32 Мбайт,- RAM - 32 MB,

- плату SVGA с памятью 1 Мбайт,- SVGA card with 1 MB memory,

- дополнительную плату с двумя последовательными портами с FIFO памятью (UAKT16550-совместимая).- An additional board with two serial ports with FIFO memory (UAKT16550-compatible).

Они используются для обработки информации, полученной с подводной геофизической станции.They are used to process information received from the underwater geophysical station.

Программно-математическое обеспечение средств судна обеспечения предназначено для проверки всех измерительных каналов подводной геофизической станции через последовательный порт RS-485, привязки к системе единого времени внутренних часов, осуществления привязки к географическим координатам посредством аппаратуры гидроакустического канала связи 6, получения информации по результатам тестовых проверок после установки подводной геофизической станции на дно.The software and software for the support vessel is designed to check all the measuring channels of the underwater geophysical station through the RS-485 serial port, to bind to the internal clock single time system, to bind to geographic coordinates using hydroacoustic communication channel equipment 6, to obtain information on the results of test checks after installation of an underwater geophysical station at the bottom.

Управляющий компьютер судна обеспечения и программно-математическое обеспечение реального времени предназначены для управления оборудованием подводной геофизической станции, диагностирования ее неисправностей, приема данных, получаемых с подводной геофизической станции, и размещения получаемых данных на устройствах накопления информации. Функционирование всего аппаратно-программного комплекса определяется файлом конфигурации, который создается специальной программой и задает наличие подводных геофизических станций, тип используемых геофизических каналов, параметры каналов, а также наличие или отсутствие аппаратуры синхронизации времени.The control ship’s control computer and real-time software and software are designed to control the equipment of the underwater geophysical station, diagnose its malfunctions, receive data received from the underwater geophysical station, and place the received data on information storage devices. The functioning of the entire hardware-software complex is determined by the configuration file, which is created by a special program and sets the presence of underwater geophysical stations, the type of geophysical channels used, channel parameters, as well as the presence or absence of time synchronization equipment.

При запуске программы регистрации считывается конфигурация всей сети подводной геофизической станции и производится привязка времени по Гринвичу с точностью до нескольких десятков микросекунд и расчет поправок к частоте кварца компьютера для поддержания функционирования подводной геофизической станции. Вслед за синхронизацией происходит опрос, программирование, синхронизация и запуск оборудования отдельных подводных геофизических станций при использовании нескольких подводных геофизических станций в районе исследований. Запрашивается состояние оборудования каждой подводной геофизической станции (ее исправность, наличие каналов, исправность каналов и т.д.). В случае возникших проблем на экран выдается соответствующее сообщение (оно также записывается в файл протокола функционирования). На подводную геофизическую станцию передается программа работы для каждого измерительного канала, частота опроса и коэффициент усиления.When the registration program starts, the entire network of the subsea geophysical station is read and the Greenwich time is referenced to within a few tens of microseconds and the corrections to the quartz frequency of the computer are calculated to maintain the functioning of the subsea geophysical station. Following synchronization, a survey, programming, synchronization and start-up of equipment of individual underwater geophysical stations occurs when several underwater geophysical stations are used in the research area. The state of equipment of each underwater geophysical station is requested (its serviceability, availability of channels, serviceability of channels, etc.). In case of problems, an appropriate message is displayed on the screen (it is also recorded in the operation protocol file). The program of work for each measuring channel, the interrogation frequency, and the gain are transmitted to the underwater geophysical station.

Перед запуском каждый удаленный цифровой регистратор синхронизируется по времени компьютера диспетчерской станции, а в дальнейшем синхронизация проводится каждые 10 сек. При синхронизации учитывается время прохождения сигнала от компьютера судна обеспечения до синхронизируемого блока регистрации. После этого блок регистрации запускается и начинает сбор данных с измерительных каналов. Блок регистрации в каждой подводной геофизической станции работает независимо и всю информацию сжимает и складывает в буферную память. Управляющий компьютер судна обеспечения циклически запрашивает у соответствующего блока регистрации данные о зарегистрированных датчиками сигналов и, в случае их наличия, принимает их и записывает в свои буфера в оперативной памяти. После накопления достаточного количества данных для канала они переписываются в файл, соответствующий типу канала. Обычно эти файлы расположены на другом компьютере и доступны по локальной сети, хотя для кратковременных экспериментов система может быть сконфигурирована таким образом, что будет использоваться локальный диск. При кратковременных разрывах связи (до 10 мин) данные не теряются в силу наличия у каждого блока регистрации достаточно большого собственного буфера. В процессе обмена данными оператором может быть проведена калибровка любого измерительного канала, входящего в состав сети судна обеспечения. При возникновении нештатных ситуаций (разрыв связи с подводной геофизической станцией, его поломка, отказ отдельных каналов либо восстановление вышеперечисленного), а также некоторых штатных ситуаций (возникновение события или запуск калибровки соответствующего измерительного канала) выдается сообщение на экран, включающее время по Гринвичу наступления ситуации, имена подводных геофизических станций и канала и само сообщение. Сообщения также записываются в буфер размером 100 строк и в файл протокола. Буфер может быть просмотрен оператором в любое время.Before starting, each remote digital recorder is synchronized by the time of the dispatch station computer, and later on, synchronization is carried out every 10 seconds. During synchronization, the signal transit time from the computer of the support vessel to the synchronized registration unit is taken into account. After that, the registration unit starts up and starts collecting data from the measuring channels. The registration unit in each underwater geophysical station operates independently and compresses all information and adds it to the buffer memory. The control computer of the support vessel cyclically requests data from the corresponding registration unit about the signals registered by the sensors and, if available, receives them and writes them to their buffers in the main memory. After accumulating a sufficient amount of data for the channel, they are overwritten into a file corresponding to the type of channel. Usually these files are located on another computer and are accessible on a local network, although for short-term experiments the system can be configured in such a way that a local disk will be used. With short-term communication breaks (up to 10 min), data is not lost due to the presence of each block of registration of a sufficiently large own buffer. In the process of data exchange by the operator, calibration of any measuring channel included in the network of the support vessel can be carried out. In case of emergency situations (disconnection from the underwater geophysical station, its breakdown, failure of individual channels or restoration of the above), as well as some normal situations (the occurrence of an event or the start of calibration of the corresponding measuring channel), a message is displayed on the screen, including the GMT time of the onset of the situation, names of underwater geophysical stations and the channel and the message itself. Messages are also written to a buffer of 100 lines and to the log file. The buffer can be viewed by the operator at any time.

После постановки подводной геофизической станции на дно измерительные датчики функционируют по прямому назначению. Зарегистрированные датчиками сигналы записываются на средства хранения информации (накопитель на жестком диске 5), при сеансах связи передаются на судно обеспечения, где выполняется полный анализ оценки сейсмического и гидродинамического состояния исследуемых районов, по результатам которого делается прогноз о возможных сейсмических и экологических последствиях природного и техногенного характера. Зарегистрированные сейсмические сигналы и параметры гравитационного и магнитного поля используют для выявления подводных месторождений углеводородов в соответствии с известными методиками морфологического анализа (см. например [18]).After placing the underwater geophysical station at the bottom, the measuring sensors function for their intended purpose. The signals registered by the sensors are recorded on the information storage means (hard disk drive 5), during communication sessions they are transferred to the support vessel, where a complete analysis of the assessment of the seismic and hydrodynamic state of the studied areas is performed, based on which a forecast is made about the possible seismic and environmental consequences of natural and man-caused character. Registered seismic signals and parameters of the gravitational and magnetic fields are used to identify subsea hydrocarbon deposits in accordance with well-known methods of morphological analysis (see, for example, [18]).

Сбор, оцифровка и накопление сигналов донного сейсмометра 7 осуществляется посредством программно-аппаратного комплекса для Intel-совместимого семейства процессоров, снабженного средствами отладки, тестирования и визуализации. Предусмотрены три режима регистрации сигналов: непрерывный, старт-стопный по заданной программе и старт-стопный с управлением по уровню сигнала. Управление параметрами системы производится по результатам экспресс-обработки сигналов на основе анализа уровня энергии и спектрального состава с помощью быстрых алгоритмов реального времени.The collection, digitization and accumulation of signals from the bottom seismometer 7 is carried out by means of a hardware-software complex for an Intel-compatible processor family equipped with debugging, testing and visualization tools. Three signal recording modes are provided: continuous, start-stop according to a given program, and start-stop with control by signal level. System parameters are controlled according to the results of express signal processing based on the analysis of the energy level and spectral composition using fast real-time algorithms.

Аппаратная часть подсистемы сбора и регистрации данных состоит из следующих основных элементов: цифрового регистратора 22, блока хранения точного времени 23, кабельного канала связи, центрального микропроцессора 4 с накопителем на жестком магнитном диске 5.The hardware of the subsystem for collecting and recording data consists of the following basic elements: a digital recorder 22, an exact time storage unit 23, a cable communication channel, a central microprocessor 4 with a hard disk drive 5.

Цифровой регистратор 22 представляет собой микромодульный контроллер на базе Intel-совместимого процессора NEC V25 с PCMCIA флэш-накопителем и стандартным выходным средством коммуникации на основе интерфейса RS232. Микроконтроллер содержит встроенный многоканальный АЦП с последовательным интерфейсом, программируемые таймеры, часы реального времени, порты цифрового ввода-вывода, внешние каналы аппаратного прерывания и канал прямого доступа к памяти. Отличительными особенностями используемого контроллера являются миниатюрные размеры (100×70×30 мм), малое потребление (0,5 Вт), высокая надежность и низкая стоимость.Digital recorder 22 is a micromodule controller based on an Intel-compatible NEC V25 processor with a PCMCIA flash drive and standard output communication tool based on the RS232 interface. The microcontroller contains a built-in multi-channel ADC with a serial interface, programmable timers, real-time clocks, digital I / O ports, external hardware interrupt channels and a direct memory access channel. Distinctive features of the controller used are miniature dimensions (100 × 70 × 30 mm), low consumption (0.5 W), high reliability and low cost.

Блок хранения точного времени 23 сконструирован с использованием энергосберегающих технологий, полностью на КМОП-элементах. Используется как генератор эталонных минутных (секундных) меток для синхронизации часов микроконтроллера центрального микропроцессора 4.The exact time storage unit 23 is designed using energy-saving technologies, entirely on CMOS elements. It is used as a generator of reference minute (second) marks for synchronizing the clock of the microcontroller of the central microprocessor 4.

Центральный микропроцессор 4 станции собран на базе PC-совместимого оборудования для автоматизации промышленности с использованием процессорной платы типа MicroPC фирмы Octagon Sistems (США). Примененная конструкция промышленной электроники отвечает жестким требованиям промышленной эксплуатации, в частности способности выдерживать большие перегрузки при ударах, и имеет повышенную наработку на отказ. Сохранив вычислительную мощность современного персонального компьютера, он имеет малые габариты, вес и энергопотребление (несколько единиц ватт). При этом, что особенно важно для герметичной подводной геофизической станции, не требуется дополнительного охлаждения (вентилятора). Наличие 16-разрядного IDE интерфейса для накопителя на жестком магнитном диске 5 позволяет применять современные накопители повышенной емкости и соответственно увеличить время автономной работы подводной геофизической станции, используя режим непрерывной регистрации. Система регистрации в целом оказывается полностью совместимой с PC и работает под управлением ROM-DOS (DOS 6.22).The central microprocessor of 4 stations is assembled on the basis of PC-compatible equipment for industrial automation using a processor board such as MicroPC from Octagon Sistems (USA). The applied design of industrial electronics meets the stringent requirements of industrial operation, in particular the ability to withstand large overloads during impacts, and has increased MTBF. Having saved the computing power of a modern personal computer, it has small dimensions, weight and power consumption (several units of watts). Moreover, which is especially important for a sealed underwater geophysical station, additional cooling (fan) is not required. The presence of a 16-bit IDE interface for the hard disk drive 5 allows the use of modern high-capacity drives and, accordingly, increase the battery life of the underwater geophysical station using the continuous registration mode. The registration system as a whole is fully compatible with PC and runs on ROM-DOS (DOS 6.22).

Для расширения динамического диапазона регистрируемых сигналов под каждую регистрируемую компоненту отводится два канала усиления: чувствительный и грубый, с соотношением коэффициентов усиления K1/K2=2n, где n выбирается из уровня реального сейсмического фона в месте установки подводной геофизической станции. Таким образом, удается довести динамический диапазон станции в условиях малых помех до 130 дБ с использованием недорогого и надежного 12-разрядного АЦП.To expand the dynamic range of the recorded signals, two gain channels are allocated for each registered component: sensitive and coarse, with a ratio of gain K 1 / K 2 = 2 n , where n is selected from the level of the real seismic background at the installation site of the underwater geophysical station. Thus, it is possible to bring the dynamic range of the station under low noise conditions to 130 dB using an inexpensive and reliable 12-bit ADC.

Служба точного времени реализована на основе периодической синхронизации внутренних часов микроконтроллера ПЦР эталонными минутными метками от блока хранения точного времени 23. Так как данные регистров часов реального времени микроконтроллера могут обновляться с некоторой задержкой, то для достижения требуемой точности службы времени используются секундные метки блока хранения точного времени 23 или смесь секундных и минутных меток, которые вводятся через один из цифровых входов микроконтроллера в такт с частотой преобразования аналогового сигнала и записываются в младший бит слова АЦП. Таким образом, оцифрованные данные содержат бит пилот-сигнала, фронт которого оказывается привязанным к фронту эталонной метки с точностью не хуже одного отсчета.The exact time service is implemented on the basis of periodic synchronization of the internal clock of the PCR microcontroller with standard minute marks from the exact time storage unit 23. Since the data of the real-time clock registers of the microcontroller can be updated with a certain delay, the second marks of the exact time storage unit are used to achieve the required accuracy of the time service 23 or a mixture of second and minute marks, which are entered through one of the digital inputs of the microcontroller per cycle with a conversion frequency of analog trunk signal and written in the LSB of the ADC word. Thus, the digitized data contains a pilot bit, the front of which is tied to the front of the reference mark with an accuracy not worse than one reference.

Основное время центральный микропроцессор 4 станции находится в режиме "Sleep" и включается только на время переписи данных с флэш-карты на жесткий диск и для выполнения контрольных функций по обслуживанию станции. Использование режима "Sleep" позволяет резко снизить энергетические затраты станции в целом.Most of the time, the central microprocessor of 4 stations is in the "Sleep" mode and is turned on only for the time of transferring data from the flash card to the hard disk and to perform control functions for servicing the station. Using the "Sleep" mode can dramatically reduce the energy costs of the station as a whole.

Программное обеспечение подводной геофизической станции целиком написано на языке высокого уровня Си, который, вместе с тем, позволяет производить тонкое управление аппаратными средствами вплоть до побитовых операций в их регистрах, характерными для ассемблера. Применение компиляторов языка Си фирмы Borland позволяет путем соответствующей настройки среды компилятора генерировать коды, в значительной степени инвариантные к типу и классу используемого IBM-совместимого компьютера. В результате программа оказывается работоспособной для всех типов процессоров, начиная с семейства 8086/8088 и кончая 80486 и Pentium.The software of the subsea geophysical station is entirely written in a high-level C language, which, at the same time, allows for fine control of hardware up to bitwise operations in their registers, typical for assembler. The use of Borland's C language compilers allows the generation of codes that are largely invariant to the type and class of the IBM-compatible computer used by appropriately adjusting the compiler environment. As a result, the program turns out to be workable for all types of processors, starting with the 8086/8088 family and ending with 80486 and Pentium.

Версия программы размещается в EPROM микроконтроллера. Запуск программы на исполнение и, соответственно, начало работы происходит автоматически при подаче питания на микроконтроллер.The version of the program is located in the EPROM microcontroller. The launch of the program for execution and, accordingly, the start of work occurs automatically when power is supplied to the microcontroller.

Оцифровка сейсмических сигналов происходит с использованием механизма внешних прерываний сигналами программируемого внутреннего таймера микроконтроллера. Оцифровка и сбор данных осуществляются с элементами предварительной обработки для улучшения метрологических характеристик каналов регистрации. Аналоговые сигналы цифруются на более высокой частоте, затем подвергаются цифровой фильтрации и осреднению "тройками" и "пятерками" с последующей разрядкой до получения требуемой частоты выборок. Все процедуры фильтрации в системе выполняются в реальном времени с помощью быстрых рекурсивных фильтров Баттерворта. Применяются два вида фильтров. В характерных точках программы с высокой скоростью канализации данных (например, при входной фильтрации) целесообразно использовать рекурсивные фильтры с целочисленными коэффициентами. Такие фильтры не требуют вычислений с плавающей запятой и оказываются значительно быстрее своих аналогов с "точными" коэффициентами. Однако следует учитывать, что процедура округления коэффициентов вызывает ряд известных проблем и, в частности, может привести к неустойчивости фильтра. В других характерных узлах программы, где цифровой фильтрации подлежат отсчеты с частотой дискретизации 100 Гц и ниже, оказывается возможным применять рекурсивные фильтры с "точными" коэффициентами, представленными в виде чисел с плавающей запятой. Такие фильтры более устойчивы, функционально ближе к своему аналоговому прототипу, но проигрывают в быстродействии. Рекурсивные фильтры подобного типа используются, в частности, в алгоритме детектора сейсмических сигналов. Обычно в аналоговых и цифровых устройствах лучший результат дают фильтры Баттерворта высокого порядка, полученные путем каскадного соединения звеньев второго порядка.The seismic signals are digitized using the external interrupt mechanism by the signals of the programmable internal timer of the microcontroller. Digitization and data collection are carried out with pre-processing elements to improve the metrological characteristics of the registration channels. Analog signals are digitized at a higher frequency, then digitally filtered and averaged by triples and fives, followed by discharge to obtain the desired sampling frequency. All filtering procedures in the system are performed in real time using Butterworth's fast recursive filters. Two types of filters are used. It is advisable to use recursive filters with integer coefficients at the characteristic points of a program with a high data canalization rate (for example, with input filtering). Such filters do not require floating point calculations and are much faster than their counterparts with "exact" coefficients. However, it should be noted that the procedure of rounding the coefficients causes a number of known problems and, in particular, can lead to instability of the filter. In other characteristic nodes of the program, where samples with a sampling frequency of 100 Hz and below are subject to digital filtering, it is possible to use recursive filters with "exact" coefficients, presented in the form of floating point numbers. Such filters are more stable, functionally closer to their analog prototype, but they lose in speed. Recursive filters of this type are used, in particular, in the algorithm of the detector of seismic signals. Typically, in analog and digital devices, Butterworth high-order filters obtained by cascading second-order links give the best result.

С целью увеличения времени автономности подводной геофизической станции, кроме непрерывного режима работы, предусмотрен ждущий режим регистрации с краткой записью предыстории события. Для организации ждущего режима в системе используется наиболее часто применяемый для целей обнаружения сейсмических сигналов так называемый STA/LTA-детектор, использующий алгоритм отношения энергий сигналов с короткопериодным и долгопериодным усреднением. Недостатком такого детектора, как известно, является пропуск первого вступления при работе по сильно когерентному сигналу. Для улучшения характеристик детектора разработана трехканальная версия с использованием признака группового совпадения "2 из 3-х". Это означает, что данные трех сейсмических каналов анализируются тремя независимыми детекторами, а сигнал обнаружения вырабатывается только при совпадении сигналов «тревоги», по крайней мере, в двух каналах из трех. Такой метод повышает надежность работы системы в ждущем режиме. В случае обнаружения события в системе вырабатывается сигнал, разрешающий сохранить предыдущий файл данных во внешней памяти, в противном случае он стирается. Таким образом, осуществляется ждущий режим регистрации с записью фона перед событием.In order to increase the autonomy time of the underwater geophysical station, in addition to the continuous mode of operation, there is a waiting mode for recording with a brief record of the history of the event. To organize the standby mode, the system uses the so-called STA / LTA detector, which is most often used for the purpose of detecting seismic signals, using the algorithm for the ratio of signal energies with short-period and long-period averaging. The disadvantage of such a detector, as you know, is to skip the first entry when working on a strongly coherent signal. To improve the characteristics of the detector, a three-channel version was developed using the group coincidence attribute “2 of 3”. This means that the data of the three seismic channels are analyzed by three independent detectors, and the detection signal is generated only when the alarm signals coincide in at least two of the three channels. This method increases the reliability of the system in standby mode. If an event is detected in the system, a signal is generated that allows you to save the previous data file in external memory, otherwise it is erased. Thus, the standby mode of registration is carried out with the recording of the background before the event.

Программа цифрового регистратора 22 содержит телекоммуникационный драйвер, который поддерживает полудуплексный режим связи с центральным микропроцессором 4. Связь осуществляется на основе оригинального высокопроизводительного бинарного протокола обмена с использованием отдельных сигналов интерфейса RS232. Управление связью и накоплением данных осуществляет центральный микропроцессор 4. Программа управления поддерживает файловую организацию, принятую в DOS. Массивы данных сохраняются на жестком диске в файлах, формат которых удовлетворяет принятым станционным требованиям, и при необходимости с помощью простейшего программного супервизора формата могут быть интегрированы в любой из существующих в мировой практике форматов обмена сейсмологическими данными.The program of the digital recorder 22 contains a telecommunication driver that supports half-duplex communication with the central microprocessor 4. Communication is based on the original high-performance binary communication protocol using separate RS232 interface signals. Communication and data storage are controlled by a central microprocessor 4. The control program supports the file organization adopted in DOS. Arrays of data are stored on the hard disk in files whose format meets the accepted station requirements, and if necessary, using the simplest software supervisor, the formats can be integrated into any of the seismological data exchange formats existing in the world practice.

В отличие от известных устройств, в которых применяется отдельный аналоговый регистратор с частотным диапазоном от 0,1 до 15 Гц, в предлагаемом устройстве использован регистратор с нижним частотным диапазоном от 0,003 Гц.Unlike known devices that use a separate analog recorder with a frequency range from 0.1 to 15 Hz, the proposed device uses a recorder with a lower frequency range from 0.003 Hz.

Управление работой всех измерительных датчиков подводной геофизической станции производится с помощью центрального микропроцессора 4 типа MicroPC, а основное накопление сигналов осуществляется на жестком диске. Все это позволило расширить частотный диапазон цифрового регистратора до 15 Гц сверху, динамический диапазон - до 120 дБ (с автоматическим переключением чувствительности на 2 поддиапазона) и полностью исключить аналоговую регистрацию.The operation of all measuring sensors of the underwater geophysical station is controlled using a central microprocessor 4 of the MicroPC type, and the main accumulation of signals is carried out on the hard disk. All this made it possible to expand the frequency range of the digital recorder to 15 Hz from above, the dynamic range to 120 dB (with automatic switching of sensitivity to 2 sub-bands) and completely eliminate analog recording.

При регистрации сейсмических сигналов на дне одним из важных направлений использования широкополосных донных сейсмографов является исследование микросейсмических шумов, возбуждаемых морскими и океаническими волнами. Микросейсмы проявляются в широком диапазоне частот и служат естественным фоном, который определяет порог чувствительности сейсмографов. Посредством предлагаемого устройства также выполняется регистрация характерных микросейсм с периодом около 6 секунд, а также выявляются микросейсмы с периодами 20 и 100 секунд, что позволяет выделить как объемные Р и S волны, так и поверхностные волны Лява (колебания в диапазоне частот 0,0125-0,05 Гц) и Релея.When registering seismic signals at the bottom, one of the important areas of use of broadband bottom seismographs is the study of microseismic noise excited by sea and ocean waves. Microseisms appear in a wide range of frequencies and serve as a natural background that determines the sensitivity threshold of seismographs. By means of the proposed device, characteristic microseisms are also recorded with a period of about 6 seconds, and microseisms with periods of 20 and 100 seconds are detected, which allows one to select both volume P and S waves and Love surface waves (oscillations in the frequency range 0.0125-0 , 05 Hz) and Rayleigh.

Реализация устройства технической сложности не представляет, так как устройство реализовано на серийно выпускаемых датчиках и элементах микроэлектроники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности "промышленная применимость".The implementation of the device is not of technical complexity, since the device is implemented on commercially available sensors and elements of microelectronics, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the patentability condition "industrial applicability".

Источники информацииInformation sources

1. RU 2270464, 20.02.2006.1. RU 2270464, 02.20.2006.

2. RU 2276388, 10.05.2006.2. RU 2276388, 05/10/2006.

3. RU 2294000, 20.02.2007.3. RU 2294000, 02.20.2007.

4. ЕР 0519031, 23.12.1992.4. EP 0519031, 12/23/1992.

5. NO 911639, 26.10.1992.5.NO 911639, 10.26.1992.

6. ЕР 0516662, 09.12.1992.6. EP 0516662, December 9, 1992.

7. Смирнов Г.В., Еремеев В.Н., Агеев М.Д. и др. Средства и методы океанологических исследований. - М.: Наука, 2005.7. Smirnov G.V., Eremeev V.N., Ageev M.D. and others. Means and methods of oceanological research. - M.: Science, 2005.

8. AU 2002100749, 13.03.2003.8. AU 2002100749, 03/13/2003.

9. GB 2183038, 28.05.1987.9. GB 2183038, 05/28/1987.

10. US 3449950,17.06.1969.10. US 3449950,17.06.1969.

11. ЕР 0490993, 24.06.1992.11. EP 0490993, 06.24.1992.

12. DE 4039070,11.06.1992.12. DE 4039070.11.06.1992.

13. US 5128907, 07.07.1992.13. US 5128907, 07/07/1992.

14. NO 923428, 06.10.1992.14.NO 923428, 10/06/1992.

15. NO 171084, 30.06.1986.15. NO 171084, 06/30/1986.

16. NO 923269, 20.08.1992.16.NO 923269, 08.20.1992.

17. Ковчин И.С. Автономные океанографические средства измерений. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991.17. Kovchin I.S. Autonomous oceanographic measuring instruments. - L .: Gidrometeoizdat, 1991.

18. Леонтьев O.K. Морская геология. - М.: Высшая школа, 1982, 344 с.18. Leontiev O.K. Marine geology. - M.: Higher School, 1982, 344 p.

Claims (1)

Подводная геофизическая станция, состоящая из герметичного корпуса сферической формы, стационарно установленного на раме, и содержащая средства регистрации геофизических сигналов, установленные внутри герметичного корпуса на шасси и включающие донный сейсмометр, гидрофизический модуль, средства хранения информации, датчик пространственной ориентации, установленный на карданном подвесе, балласт и размыкатель балласта, буй, отличающаяся тем, что герметичный корпус выполнен из высокопрочного алюминиевого сплава типа В95 с защитным антикоррозийным покрытием, нанесенным на корпус в виде анодного оксидированного сплава с многослойным лакокрасочным покрытием, герметичный корпус выполнен диаметром 450 мм, рама выполнена из алюминиевых труб, донный сейсмометр установлен на подвижной платформе, соединенной с шасси карданным подвесом, подводная геофизическая станция снабжена буйрепом, который соединен с балластом, дополнительно введен гравиметр. An underwater geophysical station, consisting of a sealed spherical body permanently mounted on the frame, and containing means for recording geophysical signals installed inside the sealed body on the chassis and including a bottom seismometer, hydrophysical module, storage media, a spatial orientation sensor mounted on a gimbal, ballast and ballast breaker, buoy, characterized in that the sealed housing is made of high-strength aluminum alloy type B95 with protective ant a corrosion-resistant coating applied to the casing in the form of an anodized oxidized alloy with a multilayer paintwork, the sealed casing is made with a diameter of 450 mm, the frame is made of aluminum pipes, the bottom seismometer is mounted on a movable platform connected to the chassis with a gimbal, the underwater geophysical station is equipped with a buoyer, which is connected with ballast, an additional gravimeter is introduced.
RU2010113601/28A 2010-04-07 2010-04-07 Underwater geophysical station RU2435180C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010113601/28A RU2435180C1 (en) 2010-04-07 2010-04-07 Underwater geophysical station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010113601/28A RU2435180C1 (en) 2010-04-07 2010-04-07 Underwater geophysical station

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2435180C1 true RU2435180C1 (en) 2011-11-27

Family

ID=45318289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010113601/28A RU2435180C1 (en) 2010-04-07 2010-04-07 Underwater geophysical station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2435180C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2626740C1 (en) * 2016-08-10 2017-07-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Cognitive mobile complex for geological exploration
RU2631913C2 (en) * 2011-12-22 2017-09-28 Серсел Stress-relief device, node and line for geophysical equipment
WO2024126851A1 (en) * 2022-12-16 2024-06-20 Technip Energies France Undersea sub-surface monitoring unit and associated method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Башилов И.П. и др. Технические характеристики и результаты испытаний морского донного автономного регистратора сейсмических сигналов для поисков залежей углеводородов и газогидратов / Нефтегазовая геология. Теория и практика, 2009(4), подписано в печать 23.11.2009, с.1-11. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631913C2 (en) * 2011-12-22 2017-09-28 Серсел Stress-relief device, node and line for geophysical equipment
RU2626740C1 (en) * 2016-08-10 2017-07-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Cognitive mobile complex for geological exploration
WO2024126851A1 (en) * 2022-12-16 2024-06-20 Technip Energies France Undersea sub-surface monitoring unit and associated method
FR3143773A1 (en) * 2022-12-16 2024-06-21 Technip Energies France Underwater basement monitoring unit and associated method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2438149C2 (en) Independent bottom station for seismic observations
CN110422281B (en) Ocean Internet of things intelligent buoy, water surface or underwater target detection system and method thereof
RU2617525C1 (en) Anchored profiling underwater observatory
RU2431868C1 (en) Method for seismic exploration when searching for hydrocarbons and seismic system for realising said method
Williams Expendable benthic lander (XBL)
D' Spain et al. The simultaneous measurement of infrasonic acoustic particle velocity and acoustic pressure in the ocean by freely drifting swallow floats
CN103261920B (en) For gathering the automatic control submarine navigation device of geophysical data
US20080253225A1 (en) Seismic Cable Positioning Using Coupled Inertial System Units
Sutton et al. Ocean-bottom seismic observatories
RU2433425C2 (en) Method for seismic prospecting hydrocarbons and method of determining attitude of producing formations on hydrocarbons and seismic station for realising said method
CN210375200U (en) Water surface or underwater target detecting instrument based on intelligent buoy
CN105068132A (en) Portable single-cabinet ball highly-integrated seabed electromagnetic device
CN106772561A (en) A kind of long-term real time probe of mobile ocean earthquake
RU2435180C1 (en) Underwater geophysical station
RU2436134C1 (en) Method for rapid investigation of atmosphere, earth's surface and ocean
RU2545159C1 (en) Anchored profiling underwater observatory
RU2348950C1 (en) Underwater observatory
RU2468395C1 (en) Underwater observatory
RU2563316C1 (en) Underwater station
RU2546784C2 (en) Underwater observatory
Prothero Jr An ocean-bottom seismometer capsule
RU2447466C2 (en) Hydrochemical bottom observatory
Hello et al. New versatile autonomous platforms for long-term geophysical monitoring in the ocean
Wenbin et al. Experimental study on the measurement of water bottom vibration induced by underwater drilling blasting
RU2566599C1 (en) Hydrochemical bottom station for geologic monitoring of water areas