RU2610029C1 - Compact autonomous seismic-acoustic station - Google Patents

Compact autonomous seismic-acoustic station Download PDF

Info

Publication number
RU2610029C1
RU2610029C1 RU2015136003A RU2015136003A RU2610029C1 RU 2610029 C1 RU2610029 C1 RU 2610029C1 RU 2015136003 A RU2015136003 A RU 2015136003A RU 2015136003 A RU2015136003 A RU 2015136003A RU 2610029 C1 RU2610029 C1 RU 2610029C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cable
signals
hydrophone
seismic
gonets
Prior art date
Application number
RU2015136003A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Васильевич Чернявец
Original Assignee
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 Владимир Васильевич Чернявец filed Critical Владимир Васильевич Чернявец
Priority to RU2015136003A priority Critical patent/RU2610029C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2610029C1 publication Critical patent/RU2610029C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3808Seismic data acquisition, e.g. survey design
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/10Aspects of acoustic signal generation or detection
    • G01V2210/14Signal detection
    • G01V2210/142Receiver location
    • G01V2210/1427Sea bed

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: compact autonomous seismic-acoustic station (CASAS) containing the equipment carrier (AC) mounted on the seabed and popping-up after the ballast recoil, is declared. The equipment carrier AC contains an on-board computing unit (BCU), power supply, a triaxial geophone placed in the sealed spherical container and a hydrophone, a device of setting and taking the AC from the ground, a search tool for the floated AC made in the form of the flashing beacon, of the satellite navigation system "Glonass" of the low-orbit satellite communication system "Gonets", and an active radar reflector, a breaker duplicated by the commands from the urgency device installed outside the sealed container with the tightness sensors, the pressure sensor registering the path consisting of the four-filtration and gain unit providing filtering of the signals from the triaxial geophone and the hydrophone outputs in the frequency band of 5-200 Hz, and the amplification of signals for their application to the input unit of the four-channel analog-to-digital converter (FADC), the output signals from which are served separately on the input channels of the generator (CG), where an array of the separate samples with a length of the sixteen-bit words, supplied from the output of the CG to the respective channels of the information storage (IS), which is a solid-state memory of the four flash cards with a capacity of 2 GB each, is formed from the hydrophone and seismic sensors . The FADC unit consists of four 14-bit ADCs. The device of setting and taking the AC from the ground is made in the form of n pontoons placed in tiers, forming a truncated pyramid and equipped with the cylinders of the compressed gas and the respective inlet and outlet valves. The search tool for the floated AC, made in the form of the flashing beacon, of the satellite navigation system "Glonass" of the low-orbit satellite communication systems "Gonets" and the active radar reflector, are placed in the navigation buoy connected with the CASAS cable-coupling, in which the cable is made in the form of the hydrosensor cable.
EFFECT: provision of the more reliable area studies.

Description

Техническое решение относится к конструктивному выполнению средств морских сейсмических исследований и может быть использовано для долговременных сейсмологических исследований.The technical solution relates to the constructive implementation of marine seismic research tools and can be used for long-term seismological studies.

Основные принципы построения автономных станций, ориентированных для работы на больших глубинах, приведены в (Коновалов С.Л. Использование автономных донных станций в качестве универсального носителя измерительной аппаратуры. Изд-во ГП «ВНИФТРИ», 2000, с. 135-139 [1]). Автономные гидрофизические станции, ориентированные для работы на больших глубинах, как правило, представляют собой прочный корпус-носитель аппаратуры, рассчитанный на определенное гидростатическое давление и соответственно предельную рабочую глубину. Внутри корпуса располагается электронная аппаратура, источники электропитания и измерительные преобразователи. Измерительные преобразователи могут также располагаться в выносных системах, при этом связь с аппаратурой осуществляется с помощью кабельных гермовводов. Полностью укомплектованная автономная станция должна иметь положительную плавучесть, а погружение осуществляется за счет теряемого балластного груза, закрепляемого к управляемому размыкателю балластаThe basic principles for constructing autonomous stations oriented to work at great depths are given in (Konovalov S.L.The use of autonomous bottom stations as a universal carrier for measuring equipment. Publishing House GP VNIFTRI, 2000, pp. 135-139 [1] ) Autonomous hydrophysical stations oriented to work at great depths, as a rule, are a robust equipment carrier body designed for a certain hydrostatic pressure and, accordingly, the maximum working depth. Inside the case there is electronic equipment, power supplies and measuring transducers. Transducers can also be located in remote systems, while communication with the equipment is carried out using cable glands. A fully equipped autonomous station should have positive buoyancy, and immersion is due to lost ballast weight, fixed to a controlled ballast disconnector

Известна автономная донная сейсмическая станция (АДСС) (патент RU №49286 U1, 10.11.2005 [2]), которая устанавливается на морском дне на глубинах до 6000 м, защищена от окружающей морской среды прочным сферическим корпусом, оснащена одиночным гидрофоном, цифровой системой регистрации и накопления информации, телеметрической гидроакустической системой связи, системой поиска станции на поверхности моря, системой освобождения от балласта, устройством программного управления режимами работы.Known autonomous bottom seismic station (ADSS) (patent RU No. 49286 U1, 10.11.2005 [2]), which is installed on the seabed at depths of up to 6000 m, is protected from the surrounding marine environment by a robust spherical body, equipped with a single hydrophone, digital recording system and information accumulation, telemetric hydroacoustic communication system, station search system on the sea surface, ballast release system, device for program control of operating modes.

Основным недостатком АДСС являются возможность регистрации только трех компонент сейсмических каналов и значительные весогабаритные характеристики носителя аппаратуры (НА) и вследствие этого обязательное условие, предъявляемое к обеспечивающему судну, - наличие мощного кранового хозяйства для выполнения постановочных и выборочных работ.The main disadvantage of ADSS is the possibility of registering only three components of seismic channels and significant weight and size characteristics of the equipment carrier (HA) and, as a result, a prerequisite for a supplying vessel is the presence of a powerful crane facility for performing production and sample work.

Опыт использования спутниковых систем навигации «ГЛОНАСС» и связи «Гонец» рассмотрены в полезной модели автономной сейсмоакустической гидрофизической станции (АСАГС) (патент RU №61895 U1, 10.03.2007 [3]) при выполнении сейсмоакустического и гидрофизического мониторинга за обширными морскими акваториями. При эксплуатации АСАГС здесь также требуются специальные суда, вооруженные кранами для проведения постановочных и выборочных работ.The experience of using GLONASS satellite navigation systems and Gonets communications was considered in a utility model of an autonomous seismic-acoustic hydrophysical station (ASAGS) (patent RU No. 61895 U1, 03/10/2007 [3]) when performing seismic-acoustic and hydrophysical monitoring over extensive sea areas. During the operation of ASAGS, special vessels are also required here, armed with cranes for carrying out staging and selective work.

Известно также применение в качестве накопителя информации флеш-карт, объединенных последовательно в виде отдельной кассеты (WO №2010032947 А2, 25.03.2002 [4], US №2002078297, 25.03.2010 [5], US №2007181699 A1, 09.08.2007 [6]).It is also known to use flash cards as information storage devices that are sequentially combined as a separate cartridge (WO No. 201032947 A2, 03.25.2002 [4], US No.2002078297, 03.03.2010 [5], US No. 2007181699 A1, 08.09.2007 [ 6]).

Известные также АДСС (US №6560565 В2, 06.05.2003 [7], US №7016260 В2, 21.03.2006 [8], RU №2229146 С1, 20.05.2004 [9]) обладают также рядом существенных недостатков.Also known ADSS (US No. 6560565 B2, 05/06/2003 [7], US No. 7016260 B2, 03/21/2006 [8], RU No. 2229146 C1, 05/20/2004 [9]) also have a number of significant drawbacks.

Известна также малогабаритная автономная сейсмоакустическая станция (МАСАС), предназначенная для сейсмоакустических исследований на шельфе при выполнении разведочных работ нефтегазоносных месторождений (патент RU №2540454 С2, 10.02.2015 [10]), выбранная в качестве прототипа.Also known is a small-sized autonomous seismic-acoustic station (MACAS), designed for seismic-acoustic studies on the shelf when performing exploration of oil and gas fields (patent RU No. 2540454 C2, 02/10/2015 [10]), selected as a prototype.

Сущность известного технического решения [10] заключается в создании МАСАС, которая производит регистрацию сейсмоакустических сигналов с выходов трехкомпонентного сейсмоприемника и гидрофона. Для использования бесшовной геологической модели МАСАС могут быть установлены как на суше, так и на шельфе на глубинах до 500 м. При работе на суше используют МАСАС с отключенным акустическим каналом. Такая схема использования МАСАС позволяет проводить широкие площадные исследования с использованием методов КМПВ и MOB. При выполнении площадных геологоразведочных работ требуются десятки синхронно работающих МАСАС. Поэтому к МАСАС предъявляются следующие требования: простота в эксплуатации; относительно малая стоимость; малые весогабаритные параметры, позволяющие производить постановку и выборку станции ручным способом с использованием маломерных судов. Надежное возвращение станции обеспечивается с использованием: дублирующих команд исполнительного механизма; световых маяков; активных радиомаяков; спутниковой системы навигации типа «Глонасс» и низкоорбитальной спутниковой системы связи типа «Гонец». Емкость непрерывной регистрации оцифрованной информации до 60 суток, которая обеспечивается за счет твердотельной памяти из четырех флеш-карт с емкостью по 20 Гбайт каждая. Современная элементная база позволяет заметным образом уменьшить весогабаритные параметры приборов. МАСАС имеет следующие весогабаритные параметры: внешний диаметр носителя - 350 мм; вес станции - 13 кг; вес балласта - 20 кг.The essence of the known technical solution [10] lies in the creation of the MASAS, which performs registration of seismic acoustic signals from the outputs of a three-component seismic receiver and hydrophone. To use the seamless geological model, the MASAS can be installed both on land and on the shelf at depths of up to 500 m. When working on land, MASAS can be used with the acoustic channel disconnected. Such a scheme of using the MASAS allows conducting wide area studies using the methods of CMPW and MOB. When performing on-site exploration, dozens of synchronously operating MASAS are required. Therefore, the following requirements are imposed on MASAS: simplicity in operation; relatively low cost; small weight and size parameters, allowing manual station production and sampling using small vessels. Reliable station return is provided using: duplicate actuator commands; light beacons; active beacons; a satellite navigation system of the Glonass type and a low-orbit satellite communication system of the Gonets type. The capacity of continuous recording of digitized information up to 60 days, which is ensured by a solid-state memory of four flash cards with a capacity of 20 GB each. The modern elemental base allows to significantly reduce the weight and size parameters of devices. MASAS has the following weight and size parameters: outer diameter of the carrier - 350 mm; station weight - 13 kg; ballast weight - 20 kg.

Известная МАСАС [10] представляет собой (фиг. 2 и фиг. 3 прототипа) конструкцию эллипсоидной формы (рабочая глубина до 500 м) носитель аппаратуры (НА), состоящий из двух полусфер и цилиндрической формы вставки (верхняя полусфера изготовлена из радиопрозрачных материалов, нижняя полусфера - из алюминиевых сплавов, между полусферами цилиндрическая вставка, изготовленная из алюминиевых сплавов), стянутых болтами на фланцах, для обеспечения герметичности на специальных канавках, прорезанных по кругу, проложены два уплотнительных резиновых кольца.Known MASAS [10] is (Fig. 2 and Fig. 3 prototype) an ellipsoid structure (working depth up to 500 m) equipment carrier (ON), consisting of two hemispheres and a cylindrical insert (upper hemisphere made of radiolucent materials, lower the hemisphere is made of aluminum alloys, between the hemispheres a cylindrical insert made of aluminum alloys), tightened with bolts on the flanges, to ensure tightness on special grooves cut in a circle, two rubber sealing rings are laid.

Внутри НА установлены: приемные антенны спутниковой системы навигации и связи; бортовой вычислительный узел (БВУ) с накопителем информации, устанавливаемым на приборном кольце; на нижней полусфере - источник питания; две горизонтальные и вертикальная компоненты сейсмоприемника и прибор срочности (ПС), расположенные в корпусе, и электрохимический размыкатель, исполнительная часть которого вынесена наружу на специальную площадку нижней полусферы. Снаружи на верхней полусфере, на специальных площадках верхней квадратной рамы установлены: гидрофон; антенна радиолокационного отражателя; проблесковый маяк (ПМ). За площадку нижней квадратной рамы крепится устройство жесткой посадки на грунт, изготовленное из металлических труб, жестко стянутое с помощью исполнительной части размыкателя; на подошву устройства крепятся башмаки-балласты. При всплытии МАСАС устройство с башмаками-балластами остается на дне. Источник питания собран из литиевых аккумуляторных батарей, обеспечивающих в настоящее время максимальную емкость на условную единицу весогабаритных батарей. Источник питания установлен таким образом, чтобы центр тяжести собранной станции располагался на нижней полусфере для обеспечения остойчивости станции на поверхности моря. Для обеспечения надежной остойчивости МАСАС на поверхности моря при работе со спутниковыми системами навигации и связи на нижней части корпуса закреплен дополнительный груз. При выборке МАСАС на борт судна используется специальное устройство захвата, основание которого жестко закреплено за площадку верхней квадратной рамы, а наконечник прикреплен к концу фала, другой конец фала прикреплен к поплавку. В транспортировочном варианте фал наматывается на поплавок длина фала 15-20 м.Inside the AT are installed: receiving antennas of satellite navigation and communication systems; on-board computing unit (STB) with an information storage device mounted on the instrument ring; on the lower hemisphere - a power source; two horizontal and vertical components of the seismic receiver and an urgency device (PS) located in the housing, and an electrochemical disconnector, the executive part of which is brought out to a special area of the lower hemisphere. Outside, on the upper hemisphere, on special sites of the upper square frame, the following are installed: hydrophone; radar reflector antenna; flashing beacon (PM). A device for rigid landing on the ground, made of metal pipes, rigidly pulled together with the help of the actuator part of the disconnector, is attached to the area of the lower square frame; ballast shoes are attached to the sole of the device. When the MACAS ascends, the device with ballast shoes remains at the bottom. The power source is assembled from lithium rechargeable batteries, which currently provide the maximum capacity per standard unit of weight and size batteries. The power source is installed so that the center of gravity of the assembled station is located on the lower hemisphere to ensure the stability of the station on the sea surface. To ensure reliable stability of the MACAC on the sea surface when working with satellite navigation and communication systems, an additional load is fixed on the lower part of the hull. When sampling the MASAS on board the vessel, a special capture device is used, the base of which is rigidly fixed to the platform of the upper square frame, and the tip is attached to the end of the halyard, the other end of the halyard is attached to the float. In the transport version, the halyard is wound on a float; the length of the halyard is 15-20 m.

Автономный прибор срочности представляет собой электронный таймер с автономным источником питания для непосредственного приведения в действие исполнительного механизма размыкателя в действие.The stand-alone urgency device is an electronic timer with an autonomous power source for directly actuating the actuator of the circuit breaker.

Механизм размыкателя электрохимического типа при подаче тока на размыкатель в течение нескольких минут срабатывает, тем самым освобождая МАСАС от устройства жесткой посадки на грунт с башмаками-балластами.When a current is applied to the circuit breaker, the electrochemical-type disconnect mechanism operates for several minutes, thereby freeing the MACAS from a hard-landing device with ballast shoes.

Обладая существенными преимуществами перед аналогичными техническими решениями [1-9] в части выполнения МАСАС в малогабаритном исполнении, в то же время, известная МАСАС [10] имеет и существенные недостатки. Основным недостатком является то, что балласт выполнен в виде башмаков.Possessing significant advantages over similar technical solutions [1–9] in terms of performing the MASAS in a small-sized version, at the same time, the well-known MASAS [10] has significant disadvantages. The main disadvantage is that the ballast is made in the form of shoes.

При постановке носителя измерительной аппаратуры на неровное дно, а также при наличии подводных течений носитель измерительной аппаратуры может принимать неустойчивое положение, а при сочетании неблагоприятных подводных условий может завалиться на бок.When placing the carrier of the measuring equipment on an uneven bottom, as well as in the presence of underwater currents, the carrier of the measuring equipment can take an unstable position, and when a combination of adverse underwater conditions can fall on its side.

Кроме того, наличие устройств жесткой посадки, разнесенных между собой на небольшие расстояния, при наличии подводных течений может явиться причиной появления нежелательных дополнительных акустических шумов.In addition, the presence of hard landing devices spaced apart by small distances in the presence of underwater currents can cause the appearance of unwanted additional acoustic noise.

Также к недостаткам следует отнести размещение носителя аппаратуры непосредственно на устройстве жесткой посадки, что не позволяет исключить влияние на качество регистрации сейсмических сигналов придонных течений, которые раскачивают устройство жесткой посадки совместно с носителем аппаратуры и вызывают вихревые помехи вокруг тонкомерных элементов подводной конструкции.The disadvantages include the placement of the equipment carrier directly on the hard landing device, which does not exclude the influence on the quality of registration of seismic signals of bottom currents, which sway the hard landing device together with the carrier of the equipment and cause vortex noise around thin-sized elements of the underwater structure.

Применение средств для поиска всплывшего НА, выполненных в виде проблескового маяка, спутниковой системы навигации типа «Глонасс», низкоорбитальной спутниковой системы связи типа «Гонец» и активного радиолокационного отражателя, приводит к увеличению трудозатрат при изготовлении МАСАС, а получаемый при этом положительный эффект не всегда может быть достигнут.The use of tools to search for a pop-up ND, made in the form of a flashing beacon, a satellite navigation system of the Glonass type, a low-orbit satellite communication system of the Gonets type and an active radar reflector, leads to an increase in labor costs in the manufacture of MACAS, and the resulting positive effect is not always can be achieved.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение достоверности регистрации сейсмических сигналов.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of registration of seismic signals.

Поставленная задача решается за счет того, что в малогабаритной автономной сейсмоакустической станции (МАСАС), содержащей устанавливаемый на морском дне всплывающий после отдачи балласта носитель аппаратуры (НА), причем НА включает в себя размещенные в герметичном сферическом контейнере бортовой вычислительный узел (БВУ), источник питания, трехкомпонентный сейсмоприемник, а также установленные снаружи герметичного контейнера гидрофон, устройство постановки и снятия НА с грунта, средства для поиска всплывшего НА, выполненные в виде проблескового маяка, спутниковой системы навигации типа «Глонасс», низкоорбитальной спутниковой системы связи типа «Гонец» и активного радиолокационного отражателя, размыкатель, дублируемый командами с прибора срочности, с датчика герметичности, с датчика давления, регистрирующий тракт, состоящий из четырехканального блока фильтрации и усиления, обеспечивающего фильтрацию сигналов с выходов трехкомпонентных сейсмоприемников и гидрофона в полосе частот 5-200 Гц и усиление сигналов для их подачи на вход блока четырехканального аналого-цифрового преобразователя (ЧАЦП), выходные сигналы с которого по отдельности подаются на входные каналы формирователя (КФ), где из сигналов гидрофона и сейсмоприемников формируется массив отдельной выборки с длиной из шестнадцатиразрядных слов, подающихся с выхода КФ на соответствующие каналы накопителя информации (НИ), представляющего собой твердотельную память из четырех флэш-карт с емкостью по 2 Гбайт каждая, причем блок ЧАЦП состоит из четырех 14-разрядных АЦП, устройство постановки и снятия НА с грунта выполнено в виде n понтонов, размещенных ярусами, образующих усеченную пирамиду и снабженных баллонами со сжатым газом и соответствующими впускными и выпускными клапанами, средства для поиска всплывшего НА, выполненные в виде проблескового маяка, спутниковой системы навигации типа «Глонасс», низкоорбитальной спутниковой системы связи типа «Гонец» и активного радиолокационного отражателя, размещены в навигационном буе, связанном с МАСАС кабелем-сцепкой, в которой кабель выполнен в виде гидросенсорного кабеля.The problem is solved due to the fact that in a small-sized autonomous seismic-acoustic station (MACAS), which contains the equipment carrier (NA) that pops up on the seabed after ballast delivery, and the ON includes an on-board computing unit (BVU) located in a sealed spherical container, the source power supply, three-component seismic receiver, as well as a hydrophone installed on the outside of the sealed container, a device for setting up and removing NA from the ground, means for searching for a pop-up NA, made in the form of a lighthouse, a Glonass-type satellite navigation system, a Gonets-type low-orbit satellite communications system and an active radar reflector, a circuit breaker duplicated by commands from an urgency device, an air tightness sensor, and a pressure sensor that records a path consisting of a four-channel filtering and amplification unit filtering the signals from the outputs of the three-component geophones and hydrophone in the frequency band 5-200 Hz and amplifying the signals for supplying them to the input of the four-channel analog-qi block a level converter (CACP), the output signals from which are separately supplied to the input channels of the shaper (KF), where from the signals of the hydrophone and geophones an array of a separate sample is formed with a length of sixteen-bit words fed from the output of the KF to the corresponding channels of the information store (NI), which is a solid-state memory of four flash cards with a capacity of 2 GB each, and the CACP unit consists of four 14-bit ADCs, the device for setting and removing the AT from the ground is made in the form of n pontoons, tiers that form a truncated pyramid and are equipped with compressed gas cylinders and corresponding inlet and outlet valves, means for searching for a pop-up ND made in the form of a flashing beacon, a satellite navigation system of the Glonass type, a low-orbit satellite communication system of the Gonets type and an active radar reflectors are placed in a navigation buoy connected to the MACAC by a hitch cable, in which the cable is made in the form of a sensor cable.

Блоки и устройства, реализующие соответствующие признаки ограничительной части известного технического решения, могут быть выполнены аналогично соответствующим блокам и устройствам прототипа [10].Blocks and devices that implement the corresponding signs of the restrictive part of the known technical solutions can be performed similarly to the corresponding blocks and devices of the prototype [10].

В отличие от прототипа [10] в предлагаемом техническом решении устройство постановки и снятия НА с грунта выполнено в виде n понтонов, размещенных ярусами, образующих усеченную пирамиду и снабженных баллонами со сжатым газом и соответствующими впускными и выпускными клапанами, средства для поиска всплывшего НА, выполненные в виде проблескового маяка, спутниковой системы навигации типа «Глонасс», низкоорбитальной спутниковой системы связи типа «Гонец» и активного радиолокационного отражателя, размещены в навигационном буе, связанном с МАСАС кабелем-сцепкой, в которой кабель выполнен в виде гидросенсорного кабеля.In contrast to the prototype [10], in the proposed technical solution, the device for setting up and removing ND from the ground is made in the form of n pontoons placed in tiers, forming a truncated pyramid and equipped with compressed gas cylinders and corresponding inlet and outlet valves, means for searching for the surfaced ND made in the form of a flashing beacon, a satellite navigation system of the Glonass type, a low-orbit satellite communication system of the Gonets type and an active radar reflector, are placed in a navigation buoy associated with M ACAC cable-hitch, in which the cable is made in the form of a sensor cable.

Устройство постановки и снятия НА с грунта, выполненное в виде n понтонов, размещенных ярусами, образующих усеченную пирамиду и снабженных баллонами со сжатым газом и соответствующими впускными и выпускными клапанами, обеспечивает мобильность размещения МАСАС, позволяя устанавливать МАСАС непосредственно на грунт и производить соответствующие измерения на нескольких уровнях по глубине погружения, регулируя плавучесть МАСАС, посредством устройства постановки и снятия НА с грунта с возможностью удерживать заданный подводный горизонт посредством скрепленных понтонов, соединенных шлангами с баллоном со сжатым газом и водяным насосом.The device for placing and removing ND from the ground, made in the form of n pontoons placed in tiers, forming a truncated pyramid and equipped with compressed gas cylinders and corresponding inlet and outlet valves, provides the mobility of MACAC placement, allowing the installation of MACAC directly on the ground and making appropriate measurements on several levels along the depth of immersion, adjusting the buoyancy of the MACAS, by means of a device for setting up and removing scientific equipment from the ground with the ability to hold a given underwater horizon by means of fastened pontoons connected by hoses to a cylinder with a compressed gas and a water pump.

Кабель представляет собой гидросенсорный кабель, в котором в качестве ключевого сенсорного элемента используются провода с оболочкой из трансэнергопластиков - высокоэлектропроводящего гибкого полимерного композита типа «ЭМИСТОП» (Необычные пластики - новые решения/ Ремонт * Инновации * Технология * Модернизация // Ритм, октябрь 2014, с. 10-12), что позволяет благодаря полимерной основе сенсорных жил обеспечить соответственно гибкость и высокую химическую стойкость кабеля. При этом такой кабель не подвержен коррозии долгое время и может работать во влажной среде.The cable is a hydro-sensor cable, in which wires with a sheath made of transenergoplastics - a highly conductive flexible polymer composite of the EMISTOP type (Unusual plastics - new solutions / Repair * Innovations * Technology * Modernization // Rhythm, October 2014, p. Are used as a key sensor element) . 10-12), which allows, thanks to the polymer base of the sensor cores, to provide respectively the flexibility and high chemical resistance of the cable. Moreover, such a cable is not susceptible to corrosion for a long time and can operate in a humid environment.

Каждый кабель состоит из двух параллельных гибких сенсорных элементов - находящихся под напряжением металлических жил с оболочкой из высокоэлектропроводящей пластмассы. От взаимного замыкания жилы предохраняются за счет диэлектрического пластикового прутка, обвитого вокруг жил в виде восьмерок. Вся конструкция помещена в «сорбционный» чехол, изготовленный из капиллярно пористого волокнообразного материала, обладающего в сухом состоянии диэлектрическими свойствами.Each cable consists of two parallel flexible sensor elements - energized metal cores with a sheath of highly conductive plastic. From the mutual closure of the veins are protected by a dielectric plastic rod entwined around the veins in the form of eights. The whole structure is placed in a “sorption” case made of a capillary-porous fibrous material with dielectric properties in a dry state.

Схема работы сорбционного кабеля заключается в следующем. Вода, соприкасаясь с чехлом за счет совокупности сорбционных и капиллярно пористых эффектов, начинает впитываться (распространяться по толщине чехла), образуя при этом совокупность электропроводящих взаимно проникающих микроканалов. В конечном итоге эти микроканалы замыкают электропроводящие поверхности двух сенсорных элементов. При замыкании генерируется электрический сигнал, передаваемый далее по металлической сердцевине сенсорных элементов. После соответствующей процедуры обработки сигнала на пульте управления появляется сообщение о факте затопления и его координатах.The sorption cable operation scheme is as follows. Water in contact with the cover due to the combination of sorption and capillary-porous effects begins to be absorbed (spread throughout the thickness of the cover), forming a set of electrically conductive, mutually penetrating microchannels. Ultimately, these microchannels close the electrically conductive surfaces of the two sensor elements. When a short circuit is generated, an electrical signal is generated, which is transmitted further along the metal core of the sensor elements. After the appropriate signal processing procedure, a message about the flooding and its coordinates appears on the control panel.

Работа МАСАС заключается в следующем. На борту обеспечивающего судна перед постановкой МАСАС проходит полный цикл подготовки, включающий в себя включение и тестирование различных узлов и блоков, занесение программы работы станции в программное устройство. После цикла подготовки МАСАС опускается с борта обеспечивающего судна за борт с помощью выносного крана. В зависимости от горизонта постановки МАСАС понтоны заполняются забортной водой и МАСАС начинает погружение со средней скоростью 1.5-1.6 м/с. Герметичный контейнер, выполненный в виде эллипсоидной или шарообразной формы, имеет предельную рабочую глубину 500 м. МАСАС устанавливается с помощью устройства жесткой посадки на грунт на дно. Прием сейсмоакустических сигналов производится с помощью гидрофона и трехкомпонентных сейсмоприемников, ориентированных по трем ортогональным направлениям X, Y, Z. Запись сигналов производится на четыре канала НИ.The work of MASAS is as follows. On board the supply vessel, before setting up the MACAS, a full training cycle is going through, including the inclusion and testing of various units and blocks, and entering the station's work program into a software device. After the preparation cycle, the MASAS is lowered from the side of the supporting vessel overboard using an external crane. Depending on the MACAS production horizon, the pontoons are filled with overboard water and the MACAS starts diving at an average speed of 1.5-1.6 m / s. The sealed container, made in the form of an ellipsoid or spherical shape, has a maximum working depth of 500 m. The MACAC is installed using a hard landing device on the ground to the bottom. Acoustic seismic signals are received using a hydrophone and three-component seismic receivers oriented in three orthogonal directions X, Y, Z. Signals are recorded on four SR channels.

После выполнения заданного цикла регистрации сейсмических сигналов МАСАС поднимается на поверхность, посредством удаления воды из понтонов.After a given cycle of recording seismic signals, the MACAC rises to the surface by removing water from the pontoons.

Преимуществом предлагаемого технического решения является возможность регистрации сейсмических сигналов не только при нахождении МАСАС на грунте, но и на заданных горизонтах погружения.The advantage of the proposed technical solution is the ability to register seismic signals not only when the MACAS is on the ground, but also at predetermined immersion horizons.

Положительный эффект также заключается в том, что обеспечивается при необходимости непрерывный режим определения местоположения МАСАС и, кроме того, балласт, выполненный в виде понтонов, не остается на морском дне.The positive effect also lies in the fact that, if necessary, a continuous mode of determining the position of the MACAC is provided, and, in addition, the ballast, made in the form of pontoons, does not remain on the seabed.

Источники информацииInformation sources

1. Коновалов С.Л. Использование автономных донных станций в качестве универсального носителя измерительной аппаратуры. Изд-во ГП «ВНИФТРИ», 2000, с. 135-139.1. Konovalov S.L. The use of autonomous bottom stations as a universal carrier of measuring equipment. Publishing House of the State Enterprise "VNIFTRI", 2000, p. 135-139.

2. Патент RU №49286 U1, 10.11.2005.2. Patent RU No. 49286 U1, 10.11.2005.

3. Патент RU №61895 U1, 10.03.2007.3. Patent RU No. 61895 U1, 03/10/2007.

4. Заявка WO №2010032947 А2, 25.03.2002.4. Application WO No. 201032947 A2, 03.25.2002.

5. Заявка US №2002078297, 25.03.2010.5. Application US No.2002078297, 03/25/2010.

6. Заявка US №2007181699 А1, 09.08.2007.6. Application US No. 2007181699 A1, 08/09/2007.

7. Патент US №6560565 В2, 06.05.2003.7. US patent No. 6560565 B2, 05/06/2003.

8. Патент US №7016260 В2, 21.03.2006.8. US patent No. 7016260 B2, 03.21.2006.

9. Патент RU №2229146 С1, 20.05.2004.9. Patent RU No. 2229146 C1, 05.20.2004.

10. Патент RU №2540454 С2, 10.02.2015.10. Patent RU No. 2540454 C2, 02/10/2015.

Claims (1)

Малогабаритная автономная сейсмоакустическая станция (МАСАС), содержащая устанавливаемый на морском дне всплывающий после отдачи балласта носитель аппаратуры (НА), причем НА включает в себя размещенные в герметичном сферическом контейнере бортовой вычислительный узел (БВУ), источник питания, трехкомпонентный сейсмоприемник, а также установленные снаружи герметичного контейнера гидрофон, устройство постановки и снятия НА с грунта, средства для поиска всплывшего НА, выполненные в виде проблескового маяка, спутниковой системы навигации типа «Глонасс», низкоорбитальной спутниковой системы связи типа «Гонец» и активного радиолокационного отражателя, размыкатель, дублируемый командами с прибора срочности, с датчика герметичности, с датчика давления, регистрирующий тракт, состоящий из четырехканального блока фильтрации и усиления, обеспечивающего фильтрацию сигналов с выходов трехкомпонентных сейсмоприемников и гидрофона в полосе частот 5-200 Гц и усиление сигналов для их подачи на вход блока четырехканального аналого-цифрового преобразователя (ЧАЦП), выходные сигналы с которого по отдельности подаются на входные каналы формирователя (КФ), где из сигналов гидрофона и сейсмоприемников формируется массив отдельной выборки с длиной из шестнадцатиразрядных слов, подающихся с выхода КФ на соответствующие каналы накопителя информации (НИ), представляющего собой твердотельную память из четырех флэш-карт с емкостью по 2 Гбайт каждая, причем блок ЧАЦП состоит из четырех 14-разрядных АЦП, отличающаяся тем, что устройство постановки и снятия НА с грунта выполнено в виде n понтонов, размещенных ярусами, образующих усеченную пирамиду и снабженных баллонами со сжатым газом и соответствующими впускными и выпускными клапанами, средства для поиска всплывшего НА, выполненные в виде проблескового маяка, спутниковой системы навигации типа «Глонасс», низкоорбитальной спутниковой системы связи типа «Гонец» и активного радиолокационного отражателя, размещены в навигационном буе, связанном с МАСАС кабелем-сцепкой, в которой кабель выполнен в виде гидросенсорного кабеля.A small-sized autonomous seismic-acoustic station (MACAS), which contains an equipment carrier (HA) that pops up on the seabed after ballast delivery, and includes an on-board computing unit (BWI) located in a sealed spherical container, a power supply, a three-component seismic receiver, and also installed outside a sealed container hydrophone, a device for placing and removing an AT from the ground, means for searching for an emerging AS, made in the form of a flashing beacon, satellite navigation system Glonass type, Gonets-type low-orbit satellite communication system and active radar reflector, circuit breaker duplicated by commands from the urgency device, tightness sensor, pressure sensor, recording path consisting of a four-channel filtering and amplification unit that filters the signals from the outputs three-component geophones and a hydrophone in the frequency band of 5-200 Hz and amplification of signals for supplying them to the input of a four-channel analog-to-digital converter unit (ChATsP), output signals from which they are separately fed to the input channels of the shaper (KF), where from the signals of the hydrophone and geophones an array of a separate sample is formed with a length of sixteen-bit words fed from the output of the KF to the corresponding channels of the information storage device (NI), which is a solid-state memory of four flash cards with a capacity of 2 GB each, and the ChATsP unit consists of four 14-bit ADCs, characterized in that the device for setting up and removing the AT from the ground is made in the form of n pontoons placed in tiers forming a cross-sectional pyramid and equipped with compressed gas cylinders and corresponding inlet and outlet valves, means for searching for a pop-up ND made in the form of a flashing beacon, a Glonass-type satellite navigation system, a Gonets-type low-orbit satellite communication system and an active radar reflector are located in navigation buoy associated with the MACAS cable-hitch, in which the cable is made in the form of a sensor cable.
RU2015136003A 2015-08-25 2015-08-25 Compact autonomous seismic-acoustic station RU2610029C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136003A RU2610029C1 (en) 2015-08-25 2015-08-25 Compact autonomous seismic-acoustic station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136003A RU2610029C1 (en) 2015-08-25 2015-08-25 Compact autonomous seismic-acoustic station

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2610029C1 true RU2610029C1 (en) 2017-02-07

Family

ID=58457718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015136003A RU2610029C1 (en) 2015-08-25 2015-08-25 Compact autonomous seismic-acoustic station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2610029C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188747U1 (en) * 2019-02-11 2019-04-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) DEVICE AUTONOMIZATION OF HYDROPHYSICAL DEVICES

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6560565B2 (en) * 1999-04-30 2003-05-06 Veritas Dgc Inc. Satellite-based seismic mobile information and control 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
RU61895U1 (en) * 2006-01-26 2007-03-10 Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук AUTONOMOUS SEISMOACOUSTIC HYDROPHYSICAL STATION
US7646670B2 (en) * 2006-09-28 2010-01-12 CGGVeritas Services (U.S.) Inc. Autonomous ocean bottom seismic node recording device
RU2438149C2 (en) * 2010-01-29 2011-12-27 Илья Александрович Ильин Independent bottom station for seismic observations
RU2540454C2 (en) * 2012-05-11 2015-02-10 Федеральное бюджетное государственное учреждение "Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук Small-scale self-contained seismoacoustic station

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6560565B2 (en) * 1999-04-30 2003-05-06 Veritas Dgc Inc. Satellite-based seismic mobile information and control 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
RU61895U1 (en) * 2006-01-26 2007-03-10 Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук AUTONOMOUS SEISMOACOUSTIC HYDROPHYSICAL STATION
US7646670B2 (en) * 2006-09-28 2010-01-12 CGGVeritas Services (U.S.) Inc. Autonomous ocean bottom seismic node recording device
RU2438149C2 (en) * 2010-01-29 2011-12-27 Илья Александрович Ильин Independent bottom station for seismic observations
RU2540454C2 (en) * 2012-05-11 2015-02-10 Федеральное бюджетное государственное учреждение "Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук Small-scale self-contained seismoacoustic station

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188747U1 (en) * 2019-02-11 2019-04-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) DEVICE AUTONOMIZATION OF HYDROPHYSICAL DEVICES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104267643B (en) Underwater robot target positioning identification system
CN109061720A (en) A kind of submarine earthquake monitoring device and system based on seabed Internet of Things
CN104215988B (en) A kind of submarine target localization method
US7646670B2 (en) Autonomous ocean bottom seismic node recording device
CN208705483U (en) A kind of submarine earthquake monitoring device and system based on seabed Internet of Things
CN105910574A (en) Seabed subbottom observation platform
CN105974480B (en) A kind of pair of cabin ball combined type sea bottom electromagnetic instrument
CN205098417U (en) High buoy of measuring of GNSS sea earth
CN104443280B (en) A kind of oceanographic buoy
CN106125144A (en) A kind of small-sized seabed controllable source electromagnetism acquisition station
CN111290033A (en) Marine electromagnetic field signal acquisition system, device and marine environment observation system
RU2650849C1 (en) Autonomous seismo-acoustic station
JP3860430B2 (en) Rescue signal transmitter
CN102879829A (en) Large-polar-distance submarine electric field meter for shallow sea
CN205318490U (en) Throw formula black box search location beacon
CN207780253U (en) A kind of water-system control system of list buoy towing cable form monitoring
CN114013572A (en) Multi-sensor intelligent sea air interface parameter observation continuous operation workstation
US8269500B2 (en) Geophysical measurement device for natural soil resource exploration in aquatic environment
CN104076398A (en) Ocean current preventing device of sea seismograph
RU2610029C1 (en) Compact autonomous seismic-acoustic station
RU61895U1 (en) AUTONOMOUS SEISMOACOUSTIC HYDROPHYSICAL STATION
RU2540454C2 (en) Small-scale self-contained seismoacoustic station
CN210793529U (en) Ocean resource rapid detection device capable of positioning
CN206114923U (en) Ocean electromagnetism acquisition station fixed knot constructs
RU49286U1 (en) AUTONOMOUS BOTTOM SEISMIC STATION