RU2545365C2 - Bottom cable antenna for monitoring offshore seismoacoustic emission - Google Patents
Bottom cable antenna for monitoring offshore seismoacoustic emission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2545365C2 RU2545365C2 RU2013136942/28A RU2013136942A RU2545365C2 RU 2545365 C2 RU2545365 C2 RU 2545365C2 RU 2013136942/28 A RU2013136942/28 A RU 2013136942/28A RU 2013136942 A RU2013136942 A RU 2013136942A RU 2545365 C2 RU2545365 C2 RU 2545365C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- underwater cable
- antenna
- modules
- hydrophone
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидро- и геоакустики и может быть использовано в морях, океанах, пресноводных водоемах в качестве донной кабельной антенны для проведения исследований и мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе в обеспечение инженерно-геофизических работ на морском дне.The invention relates to the field of hydro- and geoacoustics and can be used in the seas, oceans, freshwater bodies as a bottom cable antenna for research and monitoring of seismic-acoustic emission on the shelf to ensure geotechnical work on the seabed.
Известно устройство гидроакустической кабельной антенны, содержащее подводный кабель, гидрофонные модули, соединенные последовательно подводным кабелем через определенные интервалы между собой, надводную аппаратуру сбора и преобразования, соединенную с одним из концов подводного кабеля, внутри которого расположен силовой элемент в виде фала с концевым телом, датчики курса и глубины, антенные модули в виде расположенных вдоль оси гидрофонов из пьезокерамики, соединенные с блоком фильтрации и усиления, блоки частотного или временного уплотнения и линию связи (Ю.А. Корякин и др. ФГУП «ЦНИИ» Морфизприбор», Корабельная гидроакустическая техника, С.-Пб, изд-во «Наука», 2004 г., стр.191-193).A device for a hydroacoustic cable antenna is known, comprising an underwater cable, hydrophone modules connected in series with the underwater cable at regular intervals between each other, surface collection and conversion equipment connected to one of the ends of the underwater cable, inside of which there is a power element in the form of a file with an end body, sensors heading and depth, antenna modules in the form of piezoceramic hydrophones located along the axis, connected to the filtering and amplification unit, frequency or time blocks seals and communication line (Yu.A. Koryakin et al. FSUE TsNII Morphizpribor, Shipboard acoustic equipment, S.-Pb, Nauka publishing house, 2004, pp. 191-193).
Недостатками известного устройства являются неудобства при операциях постановки и выборки антенны из-за большого диаметра и веса, нестойкость к ударным нагрузкам из-за хрупкости пьезокерамики, а также необходимость буксирования антенны для передачи информации.The disadvantages of the known device are the inconvenience in the operations of setting and retrieving the antenna due to the large diameter and weight, instability to shock loads due to the fragility of piezoceramics, as well as the need to tow the antenna to transmit information.
Известна донная гидроакустическая кабельная антенна, содержащая многожильный кабель с подключенными N пьезопреобразователями, выходы которых подключены к N предварительным усилителям, а также генератор тестового сигнала, подключенный к входам N пьезопреобразователей гидроакустической антенны, отличающаяся тем, что дополнительно содержит N электрических эквивалентов, каждый из которых выполнен в виде неполяризованного элемента пьезопреобразователя, а каждый предварительный усилитель выполнен по схеме дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к пьезопреобразователю, а инвертирующий вход - к электрическому эквиваленту, при этом пьезопреобразователи, электрические эквиваленты и предварительные усилители объединены в съемные модули, а в многожильный кабель вмонтированы унифицированные посадочные места с возможностью подключения к ним съемных модулей (Патент РФ №2201041, МПК G01S 15/00, 2000 г.).Known bottom hydroacoustic cable antenna containing a multi-core cable with connected N piezoelectric transducers, the outputs of which are connected to N preamplifiers, as well as a test signal generator connected to the inputs of N piezoelectric transducers of a hydroacoustic antenna, characterized in that it additionally contains N electrical equivalents, each of which is made in the form of an unpolarized piezoelectric transducer element, and each preamplifier is made according to the differential amplifier circuit, n the non-inverting input of which is connected to the piezoelectric transducer, and the inverting input is connected to the electric equivalent, while the piezoelectric transducers, electrical equivalents, and pre-amplifiers are combined into removable modules, and unified seats with the possibility of connecting removable modules to them are mounted in a multicore cable (RF Patent No. 2201041, IPC G01S 15/00, 2000).
Недостатками известного устройства являются неудобства при операциях постановки и выборки антенны из-за большого диаметра и веса, нестойкость к ударным нагрузкам из-за хрупкости пьезокерамики, а также необходимость буксирования антенны для передачи информации.The disadvantages of the known device are the inconvenience in the operations of setting and retrieving the antenna due to the large diameter and weight, instability to shock loads due to the fragility of piezoceramics, as well as the need to tow the antenna to transmit information.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к предлагаемому устройству является донная кабельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе, содержащая подводный кабель, гидрофонные модули, соединенные подводным кабелем через определенные интервалы расстояния между собой, надводную аппаратуру сбора и преобразования, соединенную с одним из концов подводного кабеля, при этом каждый из гидрофонных модулей представляет собой две гидроакустические антенны, соединенные с надводной аппаратурой сбора и преобразования с противоположных сторон этой аппаратуры вдоль подводного кабеля (Патент России №2324200, МПК G01S 7/52, приоритет 02.02.2006 г.).The closest in technical essence and the achieved result (prototype) to the proposed device is a bottom cable antenna for monitoring seismic-acoustic emission on the shelf, containing an underwater cable, hydrophone modules connected by an underwater cable at certain intervals between them, surface collection and conversion equipment connected to one of the ends of the submarine cable, with each of the hydrophone modules being two hydroacoustic antennas connected to the surface a paratus collection and conversion to the opposite sides of the apparatus along the underwater cable (Russian Patent №2324200, IPC G01S 7/52, priority 02.02.2006).
Недостатками данного устройства являются низкая помехозащищенность из-за сильных шумов, вызванных трением антенны о грунт.The disadvantages of this device are low noise immunity due to strong noise caused by friction of the antenna on the ground.
Техническим результатом изобретения является увеличение помехозащищенности за счет исключения трения антенны о грунт.The technical result of the invention is to increase the noise immunity due to the exclusion of friction of the antenna on the ground.
Технический результат достигается за счет того, что донная кабельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе, содержащая подводный кабель, гидрофонные модули, соединенные подводным кабелем через определенные интервалы расстояния между собой, надводную аппаратуру сбора и преобразования, соединенную с одним из концов подводного кабеля, снабжена якорным фиксатором, закрепленным на противоположном конце подводного кабеля, дополнительными грузами, закрепленными на подводном кабеле между соответствующими гидрофонными модулями, и поплавковыми подвесками, закрепленными на подводном кабеле в окрестностях соответствующих гидрофонных модулей, при этом гидрофонные модули выполнены в виде приемников давления.The technical result is achieved due to the fact that the bottom cable antenna for monitoring seismic acoustic emission on the shelf, containing an underwater cable, hydrophone modules connected by an underwater cable at certain intervals between each other, surface collection and conversion equipment connected to one of the ends of the underwater cable, is equipped with anchor secured to the opposite end of the submarine cable, with additional weights secured to the submarine cable between the respective hydrophones E modules and float pendants attached to the underwater cable in the vicinity of the respective hydrophone modules while modules hydrophone formed as a pressure receiver.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематически представлено предлагаемое устройство.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows the proposed device.
Донная кабельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе содержит подводный кабель 1, гидрофонные модули 2 в виде приемников давления, соединенные подводным кабелем 1 через определенные интервалы расстояния между собой, надводную аппаратуру сбора и преобразования 3, соединенную с одним из концов подводного кабеля 1, якорный фиксатор 4, закрепленный на противоположном конце подводного кабеля 1, дополнительные грузы 5, закрепленные на подводном кабеле 1 между соответствующими гидрофонными модулями 2, и поплавковые подвески 6, закрепленные на подводном кабеле в окрестностях соответствующих гидрофонных модулей 2.The bottom cable antenna for monitoring seismic-acoustic emission on the shelf contains an underwater cable 1, hydrophone modules 2 in the form of pressure receivers connected by an underwater cable 1 at regular intervals between each other, surface collection and conversion equipment 3 connected to one end of the underwater cable 1, anchor latch 4, mounted on the opposite end of the underwater cable 1, additional weights 5, mounted on the underwater cable 1 between the respective hydrophone modules 2, and float suspensions ski 6 mounted on an underwater cable in the vicinity of the respective hydrophone modules 2.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При расположении антенны в воде подводный кабель 1 удерживается на дне дополнительными грузами 5, при этом поплавковые подвески 6 обеспечивают поднятие гидрофонных модулей 2 над поверхностью дна. Размеры поплавковых подвесок 6 и массы грузов 5 выбираются (рассчитываются) таким образом, чтобы в развернутом состоянии гидрофонные модули 2, выполненные в виде приемников давления, располагались примерно на 0.5 м выше поверхности дна. Общая фиксация антенны на дне осуществляется якорным фиксатором 4, а все зафиксированные сигналы с датчиков давления 2 через кабель 1 поступают на надводную аппаратуру сбора и преобразования 3.When the antenna is located in the water, the underwater cable 1 is held at the bottom by additional weights 5, while the float suspensions 6 provide the lifting of the hydrophone modules 2 above the bottom surface. The dimensions of the float suspensions 6 and the mass of the cargo 5 are selected (calculated) so that in the unfolded state the hydrophone modules 2, made in the form of pressure receivers, are located approximately 0.5 m above the bottom surface. General fixation of the antenna at the bottom is carried out by anchor 4, and all recorded signals from pressure sensors 2 through cable 1 are fed to surface equipment for collecting and converting 3.
Отдельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе имеет длину от 500 м до 1 км и содержит от 25 до 50 датчиков давления, расположенных равномерно с интервалом не более 20 м. Рабочий диапазон частот антенны 3-300 Гц. Диапазон частот определяется целевой глубиной и затуханием звука в земной коре и соответствует диапазону частот, который практически используются в методе вертикального сейсмического профилированияA separate antenna for monitoring seismic-acoustic emission on the shelf has a length of 500 m to 1 km and contains from 25 to 50 pressure sensors located evenly with an interval of not more than 20 m. The operating frequency range of the antenna is 3-300 Hz. The frequency range is determined by the target depth and attenuation of sound in the earth's crust and corresponds to the frequency range that is practically used in the vertical seismic profiling method
Использование приемников давления вместо двух гидроакустических антенн существенно снижает стоимость донной антенны и одновременно снимает проблемы, связанные с качеством контакта датчика с грунтом, устраняя сопутствующие такому контакту шумы. При этом за счет большого числа таких датчиков решается проблема выделения волн различной поляризации по их кинематическим характеристикам.The use of pressure receivers instead of two sonar antennas significantly reduces the cost of the bottom antenna and at the same time removes problems associated with the quality of the sensor’s contact with the ground, eliminating the noise associated with such a contact. Moreover, due to the large number of such sensors, the problem of isolating waves of different polarization according to their kinematic characteristics is solved.
В качестве приемника давления может использоваться цилиндрический пьезоэлемент, встроенный в кабель, который содержит грузонесущий кевларовый трос, необходимое число сигнальных витых пар и силовых токопроводящих жил, продольную герметизацию и полиуретановую оболочку (на чертеже не показаны).As a pressure receiver, a cylindrical piezoelectric element embedded in a cable that contains a Kevlar load-bearing cable, the required number of signal twisted pairs and power conductors, longitudinal sealing and a polyurethane sheath (not shown) can be used.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013136942/28A RU2545365C2 (en) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | Bottom cable antenna for monitoring offshore seismoacoustic emission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013136942/28A RU2545365C2 (en) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | Bottom cable antenna for monitoring offshore seismoacoustic emission |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013136942A RU2013136942A (en) | 2015-02-20 |
| RU2545365C2 true RU2545365C2 (en) | 2015-03-27 |
Family
ID=53281860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013136942/28A RU2545365C2 (en) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | Bottom cable antenna for monitoring offshore seismoacoustic emission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2545365C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2650097C1 (en) * | 2016-11-09 | 2018-04-06 | АО "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Complex for seismic exploration in transit zones based on multilinear digital cable antenna |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111983688A (en) * | 2020-09-14 | 2020-11-24 | 中国人民解放军海军工程大学 | Suspension type marine environment acoustic characteristic comprehensive measurement device with receiving/transmitting function |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005006022A1 (en) * | 2003-07-10 | 2005-01-20 | Norsk Hydro Asa | Geophysical data acquisition system |
| RU49286U1 (en) * | 2005-04-18 | 2005-11-10 | Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | AUTONOMOUS BOTTOM SEISMIC STATION |
| RU65251U1 (en) * | 2007-03-15 | 2007-07-27 | Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | CABLE BOTTOM SEISMIC STATION |
| RU106396U1 (en) * | 2011-03-24 | 2011-07-10 | Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН (ТОИ ДВО РАН) | HYDROACOUSTIC COMPLEX FOR REGISTRATION OF GEOPHYSICAL PARAMETERS OF WAVE FIELDS |
-
2013
- 2013-08-07 RU RU2013136942/28A patent/RU2545365C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005006022A1 (en) * | 2003-07-10 | 2005-01-20 | Norsk Hydro Asa | Geophysical data acquisition system |
| RU49286U1 (en) * | 2005-04-18 | 2005-11-10 | Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | AUTONOMOUS BOTTOM SEISMIC STATION |
| RU65251U1 (en) * | 2007-03-15 | 2007-07-27 | Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | CABLE BOTTOM SEISMIC STATION |
| RU106396U1 (en) * | 2011-03-24 | 2011-07-10 | Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН (ТОИ ДВО РАН) | HYDROACOUSTIC COMPLEX FOR REGISTRATION OF GEOPHYSICAL PARAMETERS OF WAVE FIELDS |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Н.П. Лаверов и др. Перспективы донной сейсморазведки в Российской Федерации. Арктика: экология и экономика N4, 2011, стр. 4-13. Гидрофон ГИ800. Свидетельство об утверждении типа средств измерений RU.C.36.002.A N 45142, 2011г. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2650097C1 (en) * | 2016-11-09 | 2018-04-06 | АО "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Complex for seismic exploration in transit zones based on multilinear digital cable antenna |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013136942A (en) | 2015-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109186559B (en) | Deep sea base type engineering geological environment in-situ long-term observation device and method | |
| US9081119B2 (en) | Underseas seismic acquisition | |
| CN107202632A (en) | Vector sensor unit for underwater surveillance net | |
| NO20151462L (en) | Marine seismic acquisition system | |
| CN107941326B (en) | Ship radiation noise vector measurement system and method under mooring condition | |
| RU2617525C1 (en) | Anchored profiling underwater observatory | |
| CN104908890A (en) | Real-time analysis and transmission drifting buoy system for ambient sea noise profile data | |
| US20180143335A1 (en) | Distributed multi-sensor streamer | |
| CN113391343A (en) | Submarine optical fiber four-component seismic instrument system and data acquisition method thereof | |
| CN209433023U (en) | A kind of nearly bottom pull-type receives cable system for acquiring seismic data at random | |
| RU2426146C1 (en) | Flexible elongated hydro acoustic digital antenna | |
| RU2417383C1 (en) | Flexible elongated hydroacoustic digital cable antenna | |
| RU2545365C2 (en) | Bottom cable antenna for monitoring offshore seismoacoustic emission | |
| RU2511076C1 (en) | Hydroacoustic trailing antenna for geophysical work | |
| WO2023279675A1 (en) | Chain-type submarine seismic monitoring device | |
| RU111691U1 (en) | BOTTOM MODULE OF SEISMIC STATION | |
| Schinault et al. | Development of a large-aperture 160-element coherent hydrophone array system for instantaneous wide area ocean acoustic sensing | |
| RU2458359C1 (en) | Hydroacoustic trailing antenna for geophysical work | |
| Rutenko et al. | A method for estimating the characteristics of acoustic pulses recorded on the sakhalin shelf for multivariate analysis of their effect on the behavior of gray whales | |
| RU2405176C2 (en) | Drift buoy hydroacoustic station to reveal signs of large earthquake and tsunami | |
| US20140254314A1 (en) | Streamer design for geophysical prospecting | |
| CN201522486U (en) | Portable red tide and fishing ground environment monitoring device | |
| RU2724964C1 (en) | Digital recording module for underwater research | |
| AU2014201151B2 (en) | Streamer design for geophysical prospecting | |
| US20180003834A1 (en) | Pressure compensation for a marine vibrator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150808 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190313 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200204 |