RU2576352C2 - Буксируемое устройство для измерения акустических характеристик морского грунта - Google Patents
Буксируемое устройство для измерения акустических характеристик морского грунта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2576352C2 RU2576352C2 RU2014113672/28A RU2014113672A RU2576352C2 RU 2576352 C2 RU2576352 C2 RU 2576352C2 RU 2014113672/28 A RU2014113672/28 A RU 2014113672/28A RU 2014113672 A RU2014113672 A RU 2014113672A RU 2576352 C2 RU2576352 C2 RU 2576352C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- acoustic
- cable
- underwater
- floating surface
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к области инженерных сейсмических исследований и может быть использовано в нефтяной промышленности для контроля состояния морского грунта в требуемой акватории. Сущность: в буксируемом устройстве для измерения акустических характеристик морского грунта, содержащем установленный на судне бортовой обрабатывающий модуль, связанный с судовым обрабатывающим модулем посредством кабеля-троса плавающий поверхностный модуль и подвешенный к нему на кабеле-тросе подводный модуль, оснащенный акустическими датчиками, причем плавающий поверхностный модуль оснащен приемником спутниковой системы местоопределения, плавающий поверхностный модуль выполнен в виде двух поплавковых платформ катамаранного типа, каждая из которых оснащена блоком накопления и передачи информации с приемником спутниковой системы местоопределения, подводный модуль с акустическими датчиками выполнен в виде двух гибких подводных кабельных антенн с разнесенными приемниками давления, закрепленных на соответствующих поплавковых платформах, при этом устройство снабжено буксируемым излучателем акустических импульсов, а выходы гибких подводных кабельных антенн соединены с соответствующими входами блоков накопления и передачи информации, выходы которых через соответствующие кабели-тросы соединены с бортовым обрабатывающим модулем. Технический результат: обеспечение возможности определения параметров морского грунта (гравийно-щебеночной отсыпки в окрестности морской платформы гравитационного типа) на основе его сейсмоакустического прозвучивания на исследуемой акватории. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области инженерных сейсмических исследований и может быть использовано в нефтяной промышленности для контроля состояния морского грунта в требуемой акватории, например для измерения акустических характеристик морского грунта и контроля гравийно-щебеночной отсыпки в окрестности морской буровой платформы гравитационного типа.
Известно буксируемое подводное устройство, содержащее механически соединенный с кабелем-буксиром и приемной гибкой протяженной буксируемой антенной (ГПБА) полый звукопрозрачный корпус, внутри которого размещена излучающая линейная гидроакустическая антенна, состоящая из соосных цилиндрических электроакустических преобразователей, при этом внутри полого звукопрозрачного корпуса размещены устройство электрического согласования, вход которого электрически соединен с излучающей линейной гидроакустической антенной, и блок первичной обработки сигналов, вход которого электрически соединен с приемной гибкой протяженной буксируемой антенной, при этом выходы устройства электрического согласования и блока первичной обработки сигналов электрически соединены с соответствующими жилами кабеля-буксира, причем устройство первичной обработки сигналов содержит предварительные усилители, входы которых электрически соединены с выходами приемных элементов ГПБА, и блок аналого-цифрового преобразования, вход которого соединен с выходами предварительных усилителей (Патент РФ №58226, МПК G01S 7/52 от 25.04.2006 г.).
Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности из-за невозможности измерении скорости прохождения акустического сигнала по границе раздела - дно моря.
Известно буксируемое подводное устройство, содержащее полый звукопрозрачный корпус, механически соединенный в носовой части с многожильным кабелем-буксиром и в кормовой части с приемной гибкой протяженной буксируемой антенной, внутри которого размещены линейная излучающая гидроакустическая антенна, состоящая из соосных цилиндрических преобразователей, по крайней мере один рефлектор, причем как минимум один рефлектор расположен в верхней кормовой части звукопрозрачного корпуса так, что центральная проекция этого рефлектора с центром в центре линейной гидроакустической излучающей антенны на поверхности вода-воздух, образованная проектирующими лучами, проходящими через точки контура рефлектора, максимально удаленные от его центра, образует над приемной гибкой протяженной буксируемой антенной область тени для прямых отраженных от поверхности раздела вода-воздух акустических лучей, излученных линейной излучающей гидроакустической антенной. (Патент РФ №67288, МПК G01S 7/52 от 02.05.2007 г.)
Недостатком этого устройства также являются ограниченные функциональные возможности из-за невозможности измерении скорости прохождения акустического сигнала по границе раздела - дно моря.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к предлагаемому устройству является буксируемое устройство для измерения акустических характеристик морского грунта, включающее установленный на судне бортовой обрабатывающий модуль и связанную с судовым обрабатывающим модулем посредством кабеля-троса комбинированную буйковую станцию, содержащую плавающий поверхностный модуль и подвешенный к нему на кабеле-тросе подводный модуль, оснащенный акустическими датчиками, причем плавающий поверхностный модуль выполнен в виде цилиндрического наборного поплавка, состоящего из секций-дисков и имеющего нулевую плавучесть, при этом плавающий поверхностный модуль оснащен радиолокационным отражателем и/или приемником спутниковой системы местоопределения (Патент РФ №13923, МПК В63В 22/06 от 26.01.2000 г.).
Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности из-за невозможности измерении скорости прохождения акустического сигнала по границе раздела - дно моря и, следовательно, невозможности измерения акустических характеристик морского грунта.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности измерения акустических и фильтрационно-емкостных характеристик морского грунта, например параметров гравийно-щебеночной отсыпки в окрестности морской платформы гравитационного типа на основе его сейсмо-акустического прозвучивания.
Технический результат достигается за счет того, что в буксируемом устройстве для измерения акустических характеристик морского грунта, содержащем установленный на судне бортовой обрабатывающий модуль, связанный с судовым обрабатывающим модулем посредством кабеля-троса плавающий поверхностный модуль и подвешенный к нему на кабеле-тросе подводный модуль, оснащенный акустическими датчиками, причем плавающий поверхностный модуль оснащен приемником спутниковой системы местоопределения, плавающий поверхностный модуль выполнен в виде двух поплавковых платформ катамаранного типа, каждая из которых оснащена блоком накопления и передачи информации с приемником спутниковой системы местоопределения, подводный модуль с акустическими датчиками выполнен в виде двух гибких подводных кабельных антенн с разнесенными приемниками давления, закрепленных на соответствующих поплавковых платформах, при этом устройство снабжено буксируемым излучателем акустических импульсов, а выходы гибких подводных кабельных антенн соединены с соответствующими входами блоков накопления и передачи информации, выходы которых через соответствующие кабели-тросы соединены с бортовым обрабатывающим модулем.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 представлен схематически общий вид устройства, а на Фиг. 2 представлена схема регистрации сейсмоакустических сигналов.
Устройство содержит установленный на судне 1 бортовой обрабатывающий модуль 2, буксируемый излучатель акустических импульсов 3, систему постановки-выборки 4, связанный с судовым обрабатывающим модулем 2 плавающий поверхностный модуль, выполненный в виде двух поплавковых платформ 5 и 6 катамаранного типа, каждая из которых оснащена блоком накопления и передачи информации 7 и 8 с приемником спутниковой системы местоопределения (не показан), и подвешенный к нему подводный модуль с акустическими датчиками, выполненный в виде двух гибких подводных кабельных антенн 9 и 10 с разнесенными приемниками давления, закрепленных на соответствующих поплавковых платформах 5 и 6, при этом выходы гибких подводных кабельных антенн 9 и 10 соединены с соответствующими входами блоков передачи накопления информации 7 и 8, выходы которых через соответствующие кабели-тросы 11 и 12 соединены с бортовым обрабатывающим модулем 2, причем расстояние между антенными частями 9 и 10 может изменяться за счет длин вытравленных кабелей-тросов 11 и 12.
Устройство работает следующим образом.
В процессе буксировки судном 1 поплавковых платформ катамаранного типа 5 и 6 с закрепленными на них гибкими кабельными антеннами 9 и 10 излучателем акустических импульсов 3 производится излучение акустических сигналов. Отраженные от дна акустические импульсы регистрируются двумя секциями антенны 9 и 10, передаются на блоки передачи информации 7 и 8 и далее через кабели-тросы 11 и 12 поступают на бортовой обрабатывающий модуль 2. При этом в зависимости от расстояния между гибкими кабельными антеннами 9 и 10, которое может изменяться в зависимости от степени натяжения кабелей-тросов 11 и 12, регистрируются волны, отраженные под разными углами от морской поверхности. Кроме волн, отраженных от самой поверхности, регистрируются также волны, отраженные от внутренних неоднородностей морского дна. Первой из этих неоднородностей является нижняя граница гравийно-щебеночной отсыпки. Гравийно-щебеночная отсыпка может рассмативаться как пористая проницаемая среда. Параметры гравийно-щебеночной отсыпки отличаются от нижележащего грунта как по скоростям продольных и поперечных волн и средней плотности, так и по таким специфическим параметрам, как пористость и проницаемость. Далее в блоках 7 и 8 преобразуют сигналы кабельных антенн 9 и 10 в цифровую форму, передают эти сигналы через кабели-тросы 11 и 12 на бортовой обрабатывающий модуль 2 в виде сейсмограмм. Бортовой обрабатывающий модуль 2 осуществляет специальную обработку полученных сейсмограмм с выделением отраженных от поверхности морского грунта волн различных типов и на этой основе определяет толщину, упругие и фильтрационно-емкостные параметры гравийно-щебеночной отсыпки. В морском грунте могут распространяться два типа продольных волн, а также поперечная волна. Продольные волны первого и второго родов отличаются относительным направлением движения твердой и жидкой фаз, составляющих пористую среду. На низких частотах в продольной волне первого рода движение твердой и жидкой фаз является синфазным, а в продольной волне второго рода (волне Био) - противофазным, поэтому в первых приходах поля отраженных волн наряду с продольной волной, отраженной от верхней границы гравийно-щебеночной отсыпки, будет также присутствовать продольная волна, отраженная от ее нижней границы, а также обменные волны, которые сгенерировались на верхней границе слоя и распространялись в нем в виде поперечных волн и продольных волн второго рода. Чтобы иметь возможность разделить различные отражения, приходящие от нижней границы пористого проницаемого слоя, и не путать их с отражениями от нижележащих неоднородностей, используются изменения в фазовых задержках между приходами волн различных типов и их относительными амплитудами при различных углах падения, для чего используются две кабельные антенны 9 и 10, разнесенные на различное расстояние от источника акустических импульсов 3.
Claims (1)
- Буксируемое устройство для измерения акустических характеристик морского грунта, содержащее установленный на судне бортовой обрабатывающий модуль, связанный с судовым обрабатывающим модулем посредством кабеля-троса плавающий поверхностный модуль и подвешенный к нему на кабеле-тросе подводный модуль, оснащенный акустическими датчиками, причем плавающий поверхностный модуль оснащен приемником спутниковой системы местоопределения, отличающееся тем, что плавающий поверхностный модуль выполнен в виде двух поплавковых платформ катамаранного типа, каждая из которых оснащена блоком накопления и передачи информации с приемником спутниковой системы местоопределения, подводный модуль с акустическими датчиками выполнен в виде двух гибких подводных кабельных антенн с разнесенными приемниками давления, закрепленных на соответствующих поплавковых платформах, при этом устройство снабжено буксируемым излучателем акустических импульсов, а выходы гибких подводных кабельных антенн соединены с соответствующими входами блоков накопления и передачи информации, выходы которых через соответствующие кабели-тросы соединены с бортовым обрабатывающим модулем.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113672/28A RU2576352C2 (ru) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Буксируемое устройство для измерения акустических характеристик морского грунта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113672/28A RU2576352C2 (ru) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Буксируемое устройство для измерения акустических характеристик морского грунта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014113672A RU2014113672A (ru) | 2015-10-20 |
RU2576352C2 true RU2576352C2 (ru) | 2016-02-27 |
Family
ID=54326773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014113672/28A RU2576352C2 (ru) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Буксируемое устройство для измерения акустических характеристик морского грунта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2576352C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650097C1 (ru) * | 2016-11-09 | 2018-04-06 | АО "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Комплекс для сейсморазведки в транзитных зонах на основе мультилинейной цифровой кабельной антенны |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109061746B (zh) * | 2018-09-12 | 2023-08-22 | 国家***第一海洋研究所 | 一种卫星传输海洋磁力探测装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4186370A (en) * | 1978-09-05 | 1980-01-29 | Raytheon Company | Stabilized sonobuoy suspension |
RU13923U1 (ru) * | 2000-01-26 | 2000-06-10 | Государственное предприятие "Научно-исследовательский и проектный институт геофизических методов разведки океана" | Система для измерения акустических характеристик подводных объектов |
RU2156479C1 (ru) * | 1999-11-22 | 2000-09-20 | Арутюнов Сергей Львович | Способ поиска нефтегазовых месторождений на акватории |
RU2280266C2 (ru) * | 2004-07-16 | 2006-07-20 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Способ обнаружения объектов, находящихся в толще донного грунта |
RU2356069C2 (ru) * | 2007-06-25 | 2009-05-20 | Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Способ профилирования донных отложений |
RU2463203C2 (ru) * | 2010-12-28 | 2012-10-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Буксируемый подводный аппарат, оснащенный гидроакустической аппаратурой для обнаружения заиленных объектов и трубопроводов |
-
2014
- 2014-04-09 RU RU2014113672/28A patent/RU2576352C2/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4186370A (en) * | 1978-09-05 | 1980-01-29 | Raytheon Company | Stabilized sonobuoy suspension |
RU2156479C1 (ru) * | 1999-11-22 | 2000-09-20 | Арутюнов Сергей Львович | Способ поиска нефтегазовых месторождений на акватории |
RU13923U1 (ru) * | 2000-01-26 | 2000-06-10 | Государственное предприятие "Научно-исследовательский и проектный институт геофизических методов разведки океана" | Система для измерения акустических характеристик подводных объектов |
RU2280266C2 (ru) * | 2004-07-16 | 2006-07-20 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Способ обнаружения объектов, находящихся в толще донного грунта |
RU2356069C2 (ru) * | 2007-06-25 | 2009-05-20 | Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Способ профилирования донных отложений |
RU2463203C2 (ru) * | 2010-12-28 | 2012-10-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Буксируемый подводный аппарат, оснащенный гидроакустической аппаратурой для обнаружения заиленных объектов и трубопроводов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650097C1 (ru) * | 2016-11-09 | 2018-04-06 | АО "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Комплекс для сейсморазведки в транзитных зонах на основе мультилинейной цифровой кабельной антенны |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014113672A (ru) | 2015-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3096159B1 (en) | Sonar systems and methods using interferometry and beamforming for 3d imaging | |
de MOUSTIER | State of the art in swath bathymetry survey systems | |
CN102016979B (zh) | 可调谐的声反射器 | |
RU2485554C1 (ru) | Способ проведения 3d подводно-подледной сейсмоакустической разведки с использованием подводного судна | |
US20160069988A1 (en) | Platform-Independent Sonar Calibration Enabling System | |
RU2456634C1 (ru) | Способ навигации подводного объекта посредством гидроакустической навигационной системы | |
RU2483326C2 (ru) | Гидроакустическая синхронная дальномерная навигационная система для позиционирования подводных объектов в навигационном поле произвольно расставленных гидроакустических маяков-ответчиков | |
JPS625301B2 (ru) | ||
US5856954A (en) | Process of acoustic emission for sonar | |
JPS60500383A (ja) | 海洋地震探査用水中聴音器ケ−ブルにおける装置 | |
Kozaczka et al. | Detection of objects buried in the sea bottom with the use of parametric echosounder | |
KR101033111B1 (ko) | 멀티빔 음향측심기 구조물을 장착한 해양지형조사선 | |
US20200333787A1 (en) | Marine surface drone and method for characterising an underwater environment implemented by such a drone | |
Bjørnø | Developments in sonar and array technologies | |
US7924654B1 (en) | System for beamforming acoustic buoy fields | |
RU2003114573A (ru) | Способ морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки | |
RU2576352C2 (ru) | Буксируемое устройство для измерения акустических характеристик морского грунта | |
US4709356A (en) | Seismic array positioning | |
US20210132206A1 (en) | Method and system for detecting a stream of bubbles in a body of sea water | |
RU2463624C1 (ru) | Гидроакустическая навигационная система | |
US3982222A (en) | Deep hydrophone string | |
Bjørnø | Developments in sonar technologies and their applications | |
JP2003019999A (ja) | 海底地層探査システム | |
AU2020393299A1 (en) | Method for monitoring a maritime area | |
RU2464205C1 (ru) | Способ подготовки летного бассейна гидроаэродрома для выполнения взлета и приводнения гидросамолета |