RU7212U1 - Устройство для сейсмической разведки морского шельфа - Google Patents

Abstract

Устройство для сейсмической разведки морского шельфа, включающее специализированное сейсморазведочное судно с установленными по бортам отводителями и размещенной на корме лебедкой, средство возбуждения и излучения продольных упругих волн, выполненное в виде пневмоисточников, буксируемых на отводителях, приемники и регистраторы продольных и обменных волн, выполненные в виде группы сейсмоприемников морской сейсмической косы, буксируемых тросом лебедки, при их размещении на морском дне, отличающееся тем, что пневмоисточники сгруппированы не менее чем в две пространственно разнесенные по бортам судна линии пневмоизлучателей, буксируемых на отводителях, а приемники и регистраторы продольных и обменных волн сгруппированы в одну, две или более приемные линии сейсмокос, размещаемых на дне в старт-стопном режиме при непрерывном движении судна, причем подмоточный трос лебедки выполнен в виде управляющего троса старт-стопного режима размещенных на дне сейсмокос.

Description

УСТРОЙСТВО для СЕЙСШ1ЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ МОРСКОГО иЖЛЬФА

Устройство относится к конструктивном выполнению оредотв производства сейсморазведочных работ на акваториях и может быть использовано при проведении детальных сейсморааввДОЧН.ЫХ работ на морском шельфе.

Традиционно сейсморазведочные работы в море проводятся с использованием специализированнык судов, В качестве источников ynpyrwx волн используются одиночные или групповые пневмоизлучатели (линии источников), буксируемые за судном, а прием и регистрация отраженных волн осуществляется приемными устройства} ® буксируемой сейомокосы С63,

Для обеспечения пр хг-транственной (ЗД)- сейсмической: съемки используются несколько разнесенн1йх источников (буксируемых линий источников) и одна сейсмокоса либо один источник (одна линия источников) и множество приемных устройств С73,

Известны также устройства морской сейсморазведки 2,3, включающие источники упругж волн, приемники и регистраторы

ШК 6; ШИЛ/38

отраженных волн., выполненные в виде группы оейомоприемникоЕ букоируемой ва судном оейомокосы,, причем оейсмокоса на период приема и регистрации отраженных волн фиксируется (останавливается) в толще воды о .вливанием ее слабины прк непрерывном движении судна, Тарш:е устройства, морской сейсморазведки получили название устройств старт-стопного режима (УССР) или режима ск-ачкообравного протягивания косы и конструктивно выполняют послед ОБ ВТ е.пьные операции по вамедленжкосы до полной ее остановки и по ускорению движения косы после регистрсЗ-ции сигналов для согласования со скоростью движения судна,

В этом случае 2,3 разнесенные источники (линии источни юв) обусловливают пространственную ЗД - съемку,

На морском шельфе при небольших глубинах моря наиболее эф(|)ек,тивньп и являются устройства поляривационной сейсморазведки,, обеспечивалжр е поляризационный метод (Ш) или метод мн(говолновой разведки 5, т.-е, устройства для комплекса измерений параметров отраженных, продольных поцеречнык и обмерных волн при размещении приемной сейсмокосы на морское дно). Устройства Ш. 53 повышают на,дежность решения геологических задач, включая поиск, по,яогмк структур зон выклинивания F пр)гнозироваяие литологического состава разреза. Устройств

1 ,

ТМ имеют повышеннуй спосооность.обеспечивают возможность определения ряда дополнительных параметров изучаемого геологического разреза и на новой к.ачественной основе интерпретировать кинематические и дина лически:е характеристики упругих волн.

косу уложенную нз дно одним судном, а также средства вовбуждения и регистрации волн по периметру двух пространственнььч прямоугольников, установленные на втором судне,Производство ЗД Ш1 съемки в этом случае происходит недостаточно эффективHOj поскольку не используется УССР старт-стопного режима а затраты на работу двумя судами весьма трудоемки.

В устройстве 5 морской поляризационной сейсморазведки используется рациональная конструкция УССР на одном судне, но при этом обеспечивается лишь двумерная: (2Д) съемка,Таким образом, известнные устройства позволяют проводить либо ЗД - съемку в старт-стопном реж1-ме, но без использовании IM 2,3, либо - 2Д ПМ -съемку, но без старт-стопного реж-има 1,4, т,е, без реализации УССР, что требует, как правило5 двух судов,

Наиболее близким решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство 13 сейсморазведки морского шельфа, )-ча.щее специализированное судно с установленными по бортам отводителями и размещенной на корме лебедкой, излучатели продольных упругих волн в виде буксируемььч на отводителяк пневмоисточн1жов, приемники и регистраторы продольных и обменных волн, выполненные в виде группы сейсмоприемников морской сейсмокосы при размещении (укладке) сейсмокосы на морское дно, т,е, известное решение является устройством 2Д Ш морской сейсмжхеской съемки).

Однако, как и другие известные устройства,прототип Ц не позволяет осуществлять съемку при непрерывном ) судна) и,таким образом, достичь потенциального Э |фективноги) технического результата сейсморазведш : на шельфе.

Наиболее прогрессивным рюнотруктивным выполнением средств производства сейсморазведк,и на мороком шельфе в настоящее время представляется ЗД Шг технология в совокупности со старт-стопным режимом который может разрешить противоречия между существующими техничеоршмк решенив;ми СИ и 23 путем создания устройства пространственной многоволновой, сейсмической съемки с использованием старт-стопного режима буксирования приемных устройств при непрерывном движении судна). В основу предложенного рюнструктивного решения положена техническЕш: задача; создать устройство морской сейсморазведки шельфаJ которое обеспечапо бы технический результат в виде расширения области применения Ш - сейсморазведки повылления информативности, разрешающей способности и надежности съемки путем применения морской технологии пространственной многоволновой съемки при непрерывном движении судна вдоль профиля, т.е. устранение основного противоречия известных методов при создании ЗД устройства сейсморазведки в совокупности с УССР,

Сущность предлагаемого технического решения заключает-ся: в том,что производство сейсморазведки не менее,чем двумя пространственно разнесенными линиями пневмоизлучателей и одной или двумя приемными линиями позволяет реализовать пространственную съемку, и уклад;ывани:е приемной сейсмокооы (либо двух сейсмокос) на морское дно обеспечивает DM сейсморазведки, что в совокупности с УССР может обеспечить наиболее прогрессивную технологию (ЗД ШЛ+УССР). образом, необходимыми средствами достижения технического результата являются 1) пространственная ЗД съемка 2) поляризационный (многоволновый) метод измерений и 3) отерт-стопный реж1Ш укладывания оейомокооы на дно при непрерывном движении оудна,

Укаванный технический результат предлагаемого ЗД ГШ УССР достигается следукяцим обравом Устройство включает специализированное сейсморазведочное судно с установленными по &орта}л отводителями и размещенной на корме лебедкой, средство возбуждения и излучения продольных упругих волн,выполненное в виде пневмоисточниковJ буксируемых на отводителях,приемники и регистраторы продольных и обменных волн., выполненные в виде группы сейсмоприемников морской сейсмической косы, буксируекшх тросом лебедки., при их размещении на морском дне.

Отличительными особенностями предлагаемого устройства является то,что пневмоисточники сгруппированы не менее, чем в две пространственно разнесенные по бортам судна линии пневмоизлучателей, буксируемые на отводителях,а приемники и регистраторы продольных и обменных волн сгруппированы в одну, две или более приемные линии сейсмокос, размещаемых на дне в старт-стопном режиме при непрерывном движении судна, причем подметочный трос лебедки выполнен в виде управляющего троса старт - стопного режима размещенных на дне сейсмокос.

На фиг.. 1 приведена схема конструкции ЗД ПМ УССР при двух разнесенных по бортам линиях пневмоизлучателей и одной уложенной на дно приемной сейсмокосы. На фиг,2 приведен вариант выполнении устройства ЗД Ш УССР при трех линиях пневмоизлучателей (двух-разнесенных по бортшл и одной - по корме - на диаметральной плоскости судна) и одной сейсмокосе,, уложенной морское дно в старт-стопном режиме,На фиг,3 показан вариант выполнения уотройотва при пяти линиях иэлучателей и двух принимзющ к линиях.

Устройство ЗД ПМ УССР содержит (фиг, 1-3) спедал лизированное оейсмораеведочное судно 1, установленные по бортам судна отводители 2, линии 3 пневмоизлучателей, установленную на корме судна лебедку 4, сейсмокосу 5 буксируемую в отартстопном режиме управляющим тросом 6),

Устройство р отает таким образом,что осуществляет совокупность операздий известных устройств поляризационной разведки и УССРЧ

Излучаемые источниками линий 3 пневмоиелучателей отражаются от геологических горизонтов,Сейсмоприемниками сейсмокосы 5 производится прием и регистрация продольньлх и обменных волн, чем реализуется ПМ сейсморазведки),С помощью подмоточной лебедки 4 и троса 6 обеспечивается управление стартстопным режимом укладывания сейсмокосы 5 на морское дно) на период регистрации сигналов и выбирание косы на заданное расстояние для последовательного укладывания ее в последующи;х пунктах наблюдения). Все операции при таком конструктивном решении производятся одним судном 1 при его непрерывном движении) , Таким образом, в предлагаемом устройстве ЗД Ш УССР регистрируются сейсмосигналы, обработка которых) позволяет реализовать технический результат и достоинства совокупностк режимов ЗД ПМ и старт-стопной технологии по сравнешда с прототипом,

1 Прив

еденная на фиг Л схема уст.юйства сейсмо1йа8ведки обходимый набор длн осуще

реализ

щии п )едложеь :ного

ЗОИ МИН шаль но

1редставляет со твлениэ: ЗД ПМ п( ор(аЕфнро ip nboTJOTMnc.

Приведенная на фиг,1 схема реализации предложенного уотройстЕв сейсморазведки представляет собой минимально нео5ходи лый набор для осуществления ЗД ПМ старт-стопной технологии. Конструкция может быть проиллюстрирована другими вариантами выполнения:; напр}шер,,с использованием трех линий пневмоизлучателей и одной сейсморюсой (фиг,2). либо с 3-5 линиями излучателей и 1-2 принимающими сейсмокосами (фиг,3). Эти варианты позволяют повысить надежность и реализовать избыточность измерений J тем сшдым повышав точность и информативность ЗД ПМ старт-стопной технолсгии.

Морские производственные испытания подтвердили технический результат и достоинства ЗД Ш УССР по сравнешж с прототипом; такая съемка дает качественно новый результат., обладающи:й большей разрешающей способностью и информативностью, а старт - стопная технсхяогия укладывания косы позволяет значительно снизить затраты и трудоемкость сейсмически.4 работ ).

Технический результат достигается за счет разрешения противоречий между существующими методами морской сейсморазведки и совокупности полож-ительных характеристик пространственной поляризационной съемки в старт-стопном режтше. Достоинством предложенного устройства является принципиально новый подход к сейсмическим исследованиям морского шельфа, который позволяет Bs eKTMBHo использовать синергизм различных методов, дающих не только объединение их технических характеристик, а качественно новый технический результат, превосходящ1;ьй простой суммарный эффект отдельных методов) ,

7

Примечания даны в рачес-тве дополнительного материала и не составляют обязательной ооота.вной части описания,

1,В отл1иие от традиционной, двухмерной (2Д) сейсморазведки пространственная съемка обозначается ЗД (от англ; three- dimensional) 5,7,

2,Подробное описание старт-стопной технологии дано в С6,, c, в описаниях аналогов 2,33, а также в 53,

3,Р1звестно Сб,с,243, что поперечные и обменные волны в жидкости (воде) отсутствуют, поэтому при ПМ съемке приемные устройства (сейсмокосу) ук71а,тывают на морское дно,

4,При исполь8овав:ии нескольких линий излучателей либо нескольких приемных линий устройство мсжет быть преобразовано в конструкцию ЗД Ш съемки, поэто лу оно выбрано в качестве прототипа,

5,Предусмотрено использование двух судов 1, фиг,23 i одно для укладывания косы, другое - для возбувдения волн,

6,Логика создания технического решения (предлагаемого ЗД ПМ УССР), имеющего максимальный технический результат,показана в морфолоргической таблице (см. Приложение),

7,Узлы и устройства входящие в предложенную конструкщж, а также их работа в отдельности известны;

1)традиционные устройства 2Д съемки описаны в 6, с,4133;

2)устройства ЗД съемки описаны в 73

3)устройство 2Д съемки со старт-стопным режимом рассматривается в С2,3; 6,с,4143;

8 ПР1МЕЧАНИЯ

4)устройстЕа реаяивуюи ке ЙД ПМ описаны в СИ,а твкже Б Патентах СЛМ NN 4604731, 4-:й599П, 4870625,

5)технология ЗД ШЛ без отарт - отопвого режима дана в 41;

6)УССР опипано в 2,3,5.

Для обеспечения проотранственной съемки используютоя несколько равнесенных иоточн;иков (буксируемььх линий источников) и одну сейсмокооу (Пат,США N 4709356)j либо один источник (одну линию источников) и не менее двух линий приемных устройств (сейсморюс) ГП, По о{.)а.вненкло с 2Д съемкой ЗД-сейсморааведка является более детальнойл имеет более высокое раврешение, повволпет более идеч:тй:фицировать гесляс;;гические структуры.

При выполнении старт-стопной технологии 2 ,,5 укладка косы на дно на период регистрации сейсмических сигналов осуществляется подмоточной лебедкой по команде , согласованной с системой привязки пунктов наблюдений и регистрирующей сейсмические сигналы системой. После регистра дии сейсмических сигналов по команде с пульта управления С53 подмоточная лебедка выбирает за трос косу на зад;а.н:ное расстояние. Затем цикл повторяется черев промежуток времени, соответств тощий ваданному расстоянию между пунктами наблюдений,

В ревультате морских испытаний в 1992-1996 гг,было установлено, что две параллельно буксируемые оейомокосы в старт-стопном режиме не имеют вваимных влияний,Экспериментально было установлено также, что при укладывании оейсмокооы на дно на короткий промежуток времени, достаточный для обеспечения ваданного временного интервала между пунктами наблюдекия и уопсжоения косы на дне моря., практйчеокж осущеотвляетоя ЗП ГШ старт-стопная технология и обеспечивается достижение технического результата,

Бурюировка линий пневмойоточников осуществляется с помо1щ ю отводйтелей при скорости судна (непрерывное движение) 2 узла, при расстоинии между линиями 50м.

8.Устройство для реализации поляризационной (многоволновой) технологии морской сейсморазведки известно и описано в С5, Общиы для возможных вариантов технологии морского ПМ является применение донных приемных устройств (геофоны и гидрофоны )5 которые описаны в 5J,

9.Укладывание приемных линий на дно (двух и более) может осуществляться одновременно или поочередно в зависимости от поставленной задачи.Цикл движения приемных устройств (укладка, на дно, успокоение, излучение и прием сейсмических сигналов,, подмотка в исходное состояние, пауза до новой укладки на дно) управляется, как правило, известньм блоксж управления, описание которого дан.о, например, в 53.

10.Расстояние между пункт;ами наблюдений определяется поставленной геологической задачей с учетом глубины и рельефа шельфа, а также скорости буксировки судна.

11.Скорость судна в экспериментальнььк морских рабс.)тах составляла 1.5-2.0 узла при глубинах шельфа от 2 до 75 м.

12.Обработка и интерпретация сейсмических данных проводилась по традиционной методике, описанной,например,в книге; Сейсмическая разведка методом поперечных и обменных волн / Пузырев Н.И. и др.- М. Недра, 1985, 277 с.

му трудоемкость и затраты н:а. производство съемки снижается, как минимум, вдвое по сравнению с известными устройствам, квлючая прототип,

14, Впервые на шельфе реализована ЗД ПМ старт-стопная сейсмическая съемка, что в соответствии с морфологической телицей (см,приложение) указывает на возможность правовой охраны предложенного устройства. Морские испытания технологии проводились в Черном море в 1992-96 гг, на судах НЛП Геошельф,

Приложение, Морфологическая таблица Устройства для

морской сейсморазведки ,

Те хнология I Устройства, использувэще I Устройства, использующие съемки {отраженные волны (без ПМ) 1ПМ на морском шельфе j i без(с./с) 1 с (с/с) { без (с/о) ) с (с/с) jIJI 2Д j известные I известныг известны- Jизвестны; С6,с,413 I 2,3;6,с,1443 СИ J С5 ЗД { известны; 1известны; {известны; { предло{ 73 { 2,3 1 4 { женное { {{ { устройIIII ство (с/с) - старт-стопный режрш

ИСТОЧНИЮ1 по УРОВНЮ ТЕХНИК

L Прототип и бляжайший аналог;

1,Пат, США N 4942557, КШ 5 (Ю U 1/38, НКИ 367/15, опубл. ; 17,07,90, а также - Пат, РСТ WO 85/05461, МЮ1 5 ШИЛ /3.3, О)1убл, ; 05,12,85 (прототип),

2,Пат,США N 4570245, МКИ 4 В01 U 1/38, НКИ 367/15, опубл,;11,02,86 (аналог),

II, Дополнительные источники по уровню техники

3,Пат, США N 4314363, МКЙ (Ю1 Lf 1/38, НКК , опубл,; 02,02,82,

4,- A,0,N 668451, МКИ COIU 1/38,НКИ 367/16, опубл.; 02-02,82,

5,Пат, РФ N 2072534, МПК S01 U 1/:38, опубл, ;27,01,97, ОБ N 3,

6,Сейсморазведка, Справочнир геофизика, / Под ред, И,И,Гуревича и В,П,Номоконова.-М.- Недра,1981,о,413-414.

7,Пат,США N 4567582, МКИ GOi U 1/36, НШ 367/56, опубл,; 28,06,86,

III, Источники по уровнвэ техники для отдельных признаков устройства ( для известных блоков, узлов, устройств) пршведены в приложениях к описанию,

Claims (1)

1. Устройство для сейсмической разведки морского шельфа, включающее специализированное сейсморазведочное судно с установленными по бортам отводителями и размещенной на корме лебедкой, средство возбуждения и излучения продольных упругих волн, выполненное в виде пневмоисточников, буксируемых на отводителях, приемники и регистраторы продольных и обменных волн, выполненные в виде группы сейсмоприемников морской сейсмической косы, буксируемых тросом лебедки, при их размещении на морском дне, отличающееся тем, что пневмоисточники сгруппированы не менее чем в две пространственно разнесенные по бортам судна линии пневмоизлучателей, буксируемых на отводителях, а приемники и регистраторы продольных и обменных волн сгруппированы в одну, две или более приемные линии сейсмокос, размещаемых на дне в старт-стопном режиме при непрерывном движении судна, причем подмоточный трос лебедки выполнен в виде управляющего троса старт-стопного режима размещенных на дне сейсмокос.