SU1697027A1 - Device for seismic prospecting on water area - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам сейсмической разведки районов, покрытых водой. Целью изобретени   вл етс  повышение помехозащищенности устройства. Предлагаемое устройство сейсмической разведки состоит из,буксируемого источника сейсмического сигнала, гидроэлектроге- нераторэ, состо щего из рабочих колес гидротурбины, соединенных посредством вала с генератором, подключенным к устройству стабилизации напр жени , сейсмической косы, включающей соединенные последовательно сейсмодатчики, блок согласовани , аналого-цифровой преобразо2 ватель. Механическа  св зь сейсмической косы и гидроэлектрогенератора осуществл етс  посредством троса и упругодемпфи- рующего элемента. Питающие входы электронных узлов подключены посредством кабел  к выходу гидроэлектрогенератора . В качестве излучател  устройство может содержать электрооптический преобразо- вэтепь. Другим концом сейсмическа  сса соединена с задним концом волоконно-оптического кабел , который своим передним концом механически скреплен с судном-носителем , а также оптически св зан с фотоэлектронным преобразователем. Выход фотоэлектронною преобразовател  через цифроаналоговый преобразователь подключен к регистратору на Судне. Возможно выполнение устройства в виде усилител  мощности, подключенного к модулю пере дающей гидроакустической антенны. Передний конец троса св зан с грузовой секцией, на которой закреплен модуль приемной гидооакустическ й антенны. Грузова  секци  соединена кабель-тросом с судном-носителем на котором расположены последовательно соединенные устройство согласовани , цифроанзлоговый преобразователь и регистратор 2 з л ф-лы 2 ил. МThe invention relates to seismic exploration devices for water-covered areas. The aim of the invention is to improve the noise immunity of the device. The proposed seismic exploration device consists of a towed seismic source, a hydroelectric generator consisting of turbine impellers connected by means of a shaft to a generator connected to a voltage stabilization device, a seismic streamer, connected in series of seismic sensors, matching unit, analog-digital converter. The mechanical connection of the seismic spit and hydroelectric generator is carried out by means of a cable and an elastic-damping element. The power inputs of electronic components are connected via cable to the output of the hydroelectric generator. The device may contain an electro-optical converter as a radiator. At the other end, the seismic network is connected to the rear end of the fiber optic cable, which is mechanically fastened to the carrier vessel with its front end, and also optically connected to the photoelectric converter. The photoelectric converter output through a digital-to-analog converter is connected to the recorder on the vessel. It is possible to execute the device in the form of a power amplifier connected to the transmitting hydroacoustic antenna module. The front end of the cable is connected to the cargo section, on which the hydroacoustic receiver antenna module is attached. The cargo section is connected by a cable-cable with a carrier vessel on which are arranged the series-connected matching device, a digital-to-anchor converter, and a recorder 2 of the file of 2 sludge. M

Description

Изобретение относитс  к устройствам сейсмической разведки районов, покрытых водой.The invention relates to seismic exploration devices for water-covered areas.

Целью изобретени   вл етс  повышение помехозащищенности.The aim of the invention is to improve the noise immunity.

Известно устройство, содержащее судно-носитель и буксируемые источник и приемник сейсмических сигналов,A device comprising a carrier vessel and a towed source and receiver of seismic signals is known,

электрически св занный с регистратором, размещенным на судне-носителеelectrically connected with the recorder placed on the carrier ship

Однако дзнное устройство че позвол ет определ ть скоростную модель изучаемой среды.However, this device allows you to determine the velocity model of the medium under study.

Известно также УСТОСМСГРО, одержа- шее судно-носитель, на тгором размещен регистратор, и сейсмическую косу, включающую сейсмодатчики, которые через блокIt is also known that USOST-MSGRO, the carrier vessel, has a recorder on it, and a seismic streamer, including seismic sensors, which, through the unit

согласовани , включающий в себ  блок фильтров и усилитель, подключены к аналого-цифровому преобразователю (АЦП). Сейсмическа  коса соединена посредством кабель-троса с указанным регистратором через цифроанглоговый преобразователь, наход щийс  на борту судна-носител .matching, including a filter unit and an amplifier, are connected to an analog-to-digital converter (ADC). The seismic spit is connected via a cable to the specified recorder via a digital-to-angled converter located on board the carrier ship.

Применение многоканальных сейсмических кос требует большой мощности электрической .энергии, передаваемой с борта судна-носител . Увеличение потребл емой мощности приводит к увеличению диаметра электрических проводов, питающих систему , так как с увеличением передаваемой мощности увеличиваютс  потери в виде тепла, выдел ющегос  на электрическом сопротивлении проводов. Увеличение диаметра проводов приводит к необходимости увеличивать диаметр сейсмической косы, так как дл  поддержани  нейтральной плавучести приходитс  увеличивать объем (а также массу) жидкости или другого наполнител , заполн ющего оболочку сейсмической косы. Увеличение диаметра и массы сейсмической косы приводит к увеличению гидродинамического сопротивлени  при буксировке, что во избежание обрыва сейсмической косы требует увеличени  прочности грузонесущмх элементов сейсмической косы, что также ведет к увеличению массы. Усложн ютс  процессы транспортировки, сборки и разборки сейсмической косы, так как в нерабочем состо нии сейсмическа  коса хранитс  на барабане, а снижение гибкости сейсмической косы, обусловленное увеличением диаметра, приводит к необходимости увеличени  диаметра барабана, В св зи с этим необходимость передачи электрической энергии по электрическому кабелю накладывает ограничени  на рассто ние от судна-носител  до сейсмической косы, что ограничивает дальность прослеживани  годографов сейсмических волн.The use of multichannel seismic streamers requires a large amount of electrical power transmitted from the carrier vessel. An increase in power consumption leads to an increase in the diameter of the electrical wires that feed the system, since with an increase in the transmitted power, the losses in the form of heat generated by the electrical resistance of the wires increase. Increasing the diameter of the wires leads to the need to increase the diameter of the seismic streamer, since in order to maintain neutral buoyancy it is necessary to increase the volume (as well as the mass) of the fluid or other filler filling the shell of the seismic streamer. An increase in the diameter and mass of the seismic streamer leads to an increase in hydrodynamic resistance when towing, which, in order to avoid an interruption of the seismic streamer, requires an increase in the strength of the load-bearing elements of the seismic streamer, which also leads to an increase in weight. The processes of transporting, assembling and disassembling a seismic streamer are complicated, because in an idle state the seismic streamer is stored on the drum, and the decrease in the flexibility of the seismic streamer due to the increase in diameter leads to the need to increase the diameter of the drum. The electric cable imposes limitations on the distance from the carrier vessel to the seismic spit, which limits the tracking range of seismic waves.

С увеличением массогабаритных параметров сейсмической косы возрастают помехи принимаемой информации, обусловленные гидродинамическими и вибрационными шумами,With an increase in the mass and dimensional parameters of the seismic streamer, the interference of the received information increases due to hydrodynamic and vibration noises,

При передаче сигналов по многожиль- ному кабелю возникают помехи из-за взаимного вли ни  сейсмических каналов, обусловленные электромагнитным взаимодействием сигнальных линий и непосредственным переходом тока из одной линии в другую при нарушении изол ции. Уровень взаимных вли ний фактически определ ет динамический диапазон морских сейсмических кос. Возможное затекание электрического кабел  приводит к искажению передаваемой информации.When transmitting signals via a multi-core cable, interference occurs due to the mutual influence of seismic channels caused by the electromagnetic interaction of signal lines and the direct transfer of current from one line to another when the insulation is broken. The level of mutual influences actually determines the dynamic range of marine seismic streamers. Possible leakage of the electrical cable leads to a distortion of the transmitted information.

На фиг. 1 показана принципиальна  схема устройства в случае волоконно-оптического телеметрического канала св зи; на фиг. 2 - гидроакустический телеметрич е5 ский канал св зи.FIG. 1 is a schematic diagram of the device in the case of a fiber optic telemetry link; in fig. 2 - hydroacoustic telemetry e5 communication channel.

Устройство сейсмической разведки состоит из гидроэлектрогенератора 1, состо щего из рабочих колес гидротурбин 2, механически соединенных с генератором 3,A seismic exploration device consists of a hydroelectric generator 1, consisting of impellers of hydroturbines 2, mechanically connected to generator 3,

0 выход которого подключен к устройству 4 стабилизации напр жени , сейсмической косы 5, включающей соединенные последовательно сейсмодатчики 6, блок 7 согласовани , аналого-цифровой преобразователь0 whose output is connected to a voltage stabilization device 4, a seismic spit 5, including connected in series seismic sensors 6, a matching unit 7, an analog-to-digital converter

5 (АЦП) 8, электрооптический преобразова- . тель 9. Механическа  св зь сейсмической косы 5 и гидроэлектрогенератора 1 осуществл етс  посредством троса 10 и упруго- демпфирующего элемента 11, электронные5 (ADC) 8, electro-optical conversion. 9. The mechanical connection of the seismic spit 5 and the hydroelectric generator 1 is carried out by means of the cable 10 and the elastic-damping element 11, electronic

0 узлы сейсмокосы- 5 питаютс  посредством кабел  12 от гидроэлектрогенератора 1. Другим концом сейсмическа  коса 5 соединена с задним концом волоконно-оптического кабел  13, который своим передним 5 концом механически скреплен с судном 14, а также оптически св зан с фотоэлектронным преобразователем 15. Выход фотоэлек- тронного преобразовател  15 через цифроанэлоговый преобразователь ЦАП 160 assemblies 5 are fed by cable 12 from hydroelectric generator 1. The other end of the seismic spit 5 is connected to the rear end of the fiber optic cable 13, which is mechanically fastened to the vessel 14 by its front 5 end, and also optically connected to the photoelectric converter 15. The output photoelectric converter 15 through digital-to-analog converter D / A converter 16

0 подключен к регистратору 17. Блок 7 согласовани  включает в себ  последовательно соединенные блок фильтров 18 и усилитель 19, Электроннооптический преобразова5 тель 9 включает в себ  последовательно соединенные модул тор 20, светоизлучающий диод 21 и.оптическую линзу 22. Фотоэлектронный преобразователь 15 включает в себ  последовательно соединенные оптическую0 is connected to the recorder 17. The matching unit 7 includes a series-connected filter unit 18 and an amplifier 19, an electron-optical converter 9 includes a series-connected modulator 20, a light emitting diode 21, and an optical lens 22. The photoelectric converter 15 includes series United Optical

0 линзу 23, фотодетектор 24, усилитель 25, демодул тор 26. На кабеле 13 закреплен балласт 27 с возможностью заглублени  сейсмической косы на наперед заданную глубину при буксировке. Предлагаемое уст5 ройство содержит также буксируемый источник 28 сейсмического сигнала.0 a lens 23, a photodetector 24, an amplifier 25, a demodulator 26. On the cable 13 a ballast 27 is fixed with the possibility of deepening the seismic streamer to a predetermined predetermined depth when towing. The proposed device also contains a towed source 28 of the seismic signal.

Устройство работает следующим образом . The device works as follows.

При выводе судна 14 на заданный проф0 иль вынос т в море забортную часть, состо щую из последовательно соединенных гидроэлектрогенератора 1, сейсмической косы 5, волоконно-оптического кабел  13, а также сейсмический источник 28. После это5 го посредством судна 14 буксируют забортную часть с посто нной скоростью. При буксировке забортной части энергообеспечение ее энергопотребл ющих узлов осуще- ствл ют от гидроэлектрогенсрптора 1, который динамически разв зывают от сейсм ческой косы посредством упругодемпфи- рующего элемента 11,When the vessel 14 is brought to a predetermined profile, the outboard part consisting of the hydroelectric generator 1 connected in series, the seismic spit 5, the fiber optic cable 13, and also the seismic source 28 are taken out to sea. After this, the outboard part is towed by means of the vessel 14 speed. When towing the outboard part, the power supply of its energy-consuming units is from hydroelectric generator 1, which is dynamically dissipated from the seismic spit by means of an elastic damping element 11,

При движении забортной части na6eia- ющий поток воды вращает рабочие колеса гидротурбины 2, которые вращаютс  в противоположных направлени х, что необходимо дл  исключени  вращательного момента сил, действующих со стороны гидроэлектро- генераторз 1 на сейсмическую косу 5. Упру- годемпфирующий элемент 11 служит дл  гашени  колебаний, возникающих при работе гидроэлектрогенератора 1, предохран   сейсмическую косу 5 от вибраций. Генерируема  электроэнерги  по кабелю 12 поступает на энергопотребл ющие узлы сейсмической косы 5.During the movement of the outboard part, the na6eia water flow rotates the impellers of the turbine 2, which rotate in opposite directions, which is necessary to exclude the rotational moment of the forces acting from the side of the hydroelectric generator 1 on the seismic spit 5. The elastic banding element 11 serves to extinguish oscillations arising from the operation of the hydroelectric generator 1, protects the seismic spit 5 from vibrations. The generated electrical power through cable 12 is supplied to energy consuming seismic streamer nodes 5.

Сейсмический сигнал от источника 28, принимаемый сейсмодатчиками 6, передают через блок 7 согласовани  и через АЦП 8 на электрооптический преобразователь 9, который осуществл ет преобразование электрического сигнала в оптический, Далее сигнал передают по волоконно-оптическому кабелю 13. На судне 14 световой сигнал принимают фотоэлектронным преобразователем 15, а затем через ЦАП 16 подают на регистратор 17.A seismic signal from source 28, received by seismic sensors 6, is transmitted through matching unit 7 and via ADC 8 to an electro-optical converter 9, which converts an electrical signal into an optical signal. Next, the signal is transmitted via a fiber-optic cable 13. On the vessel 14, a light signal is received by a photoelectronic Converter 15, and then through the DAC 16 serves on the recorder 17.

В устройстве (фиг. 2} выполнен телеме г- рический канал св зи, который содержит последовательно подключенные модул тор 29, усилитель 30 мощности и модуль передающей гидроакустической антенны 31 а также последовательно подключенные модуль приемной акустической антенны 32 кабель-трос 33, устройство 34 согласовани  и демодул тор 35, Модули гидроакустических антенн 31 и 32 механически соединены тросом 36. Выход АЦП 8 подключен к входу модул тора 29, г выход демодул тора 35 - к ЦАП 16 регистратора 17. Модуль приемной гидроакустической антенны содержит предварительный усилитель 37. От гидроэлектрогенератора 1 питаютс  электронные узлы - сейсмокосы 5.In the device (Fig. 2}, there is a telemeryic communication link which contains serially connected modulator 29, power amplifier 30 and transmitting hydroacoustic antenna module 31 as well as serially connected acoustic receiving antenna module 32 cable-cable 33, matching device 34 and demodulator 35, the modules of hydroacoustic antennas 31 and 32 are mechanically connected by a cable 36. The output of the ADC 8 is connected to the input of the modulator 29, g the output of the demodulator 35 is connected to the D / A converter 16 of the recorder 17. The receiving hydroacoustic antenna module contains aritelny amplifier 37. From gidroelektrogeneratora 1 are fed electronic components - 5 streamer.

Отличием работы второю варианта устройства сейсмической разведки  вл етс  только передача информации. Во втором варианта сигнал с АЦП 8 поступает на модул тор 28, который обеспечивает формирование по закону входной последовательности модулированных колебаний, а затем через усилитель 30 мощности на модуль леррдающей гидроакустической антенны 31. Модуль передающей гидроакустической антенны 31 представл ет из себ  гидроакустическую антенну, заключенную в акустически прозрачный экран, предохран ющий антенну от механических повреждений, причем гидроакустическа  антенна имеет узкую диаграмму направленности .The difference in the operation of the second version of the seismic survey device is only the transmission of information. In the second variant, the signal from the ADC 8 is fed to the modulator 28, which ensures the formation of modulated oscillations according to the law of the input, and then through the power amplifier 30 to the module of the hydroacoustic antenna 31. an acoustically transparent screen that protects the antenna from mechanical damage, and the sonar antenna has a narrow radiation pattern.

Сигнал, прин тый модулем приемной гидро кустическои антенны 32, представл ющим собой гидроакустическую ачтечну, заключенную в акустически прозрачный экран и содержащим предварительный усилитель , передают по кабель-тросу 33 на борт судна 14 Устройство 34 согласовани  обеспечивает подавление помех вне полосы частот сигнала Далее сигнал подают через демодул тор 26 и ЦАП 16 на регистратор 17. Предла13вмое устройство позвол ет обеспечить высокую помехозащищенностьThe signal received by the receiver antenna receiving module 32, which is a sonar acoustic module enclosed in an acoustically transparent screen and containing a preamplifier, is transmitted via cable 33 to the vessel 14. The matching device 34 provides for suppression of interference outside the signal frequency band. through the demodulator 26 and the D / A converter 16 to the recorder 17. The proposed device allows to provide high noise immunity

сейсмической косы за счет ее удалени  от судна-носител  на любое рассто ние. Устройство отличаетс  высокой надежностью работы и низким порогом чувствительности.of a seismic spit due to its removal from the carrier vessel for any distance. The device is distinguished by high reliability of operation and low sensitivity threshold.

2020

Claims (3)

1. Устройство сейсмической оэзведки на акватори х, содержащее СУД:Ю-НОСИ- тель, на котором рчзмещен регистратор,1. A seismic survey on the water area, containing the COURT: U-NOS-tel, where the recorder is сейсмическую KQC-J, включающую сейсмо- датчики, подключенные к аналого-цифровому преобразователю через блок согласовани  о канал св зи, которого подключен к выходу аналого-цифровогоKQC-J seismic sensor, which includes seismic sensors connected to the analog-to-digital converter through a communication channel negotiation unit, which is connected to the analog-to-digital output преобразовсчел , ci выход к входу регистратора , отличающеес  тем, что,с целью повышени  юмехозашищеннсч/ш в ьего введены гидрсэлектрогенератор сипозой выход чсторого подключен к пит юмчм входам блока согласованна и йнапого-цифрово- го преобразовател , упругопечпфирующий элемент, г.осредС1РОм которого гидроэлект- рогенератр механ соединен с н-ззак-. репленным конном сейсмической косы,preobrazovschel, ci output to the input of recorder, characterized in that, in order to increase yumehozashischennsch / w in rd introduced gidrselektrogenerator sipozoy chstorogo output connected to inputs of the pit yumchm matching block and ynapogo-digital-th transducer uprugopechpfiruyuschy element whose g.osredS1ROm hydroelectric The rover generator is connected to n-zak-. repiled equestrian seismic spit, излучатель и приемник подключенный соответственно .к входу и выходу канала св зиemitter and receiver connected respectively to the input and output of the communication channel 2 Устройство поп 1. о т л и ч а ю щ е ес   тем, что излучатель выполнен в вице2 Device pop 1. about the fact that the radiator is made in vice электрооптического преобразовател , канал- св зи - в виде в ; Ючен п-опт)/|чес.01О кабель-гоосэ априемчик - р фо -глек- тровного преобразорй,ел electro-optical converter; communication channel — as in; Yuchen p-opt) /| ches.01O cable-goose apriyemchik - p pho-transform transform, ate 3. Устройство поп. i, о т п и ч а ю щ е е- с   тем, что излучатель содержи г тоспедовательно соединенные МСДУЛЯТОО ахот, которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразовател , усилитель мощности 1 модуль передающей гид- роакусти еской пнтеннн а приемник3. Device pop. i, an example of the fact that the emitter contains concurrently connected with a SMOTLED, which is connected to the output of the analog-digital converter, power amplifier 1 module of the transmitting hydroacoustic antenna содеохит лоследоратепьио соединенные модугю поие ной гидроакустической антенны , устройство сот-чсог 1Ч1 р и демодул тор , аыход которое подключен к регистратооу, трп-, механически соедин ющий между cof HI х/к занные модулиsodeohit latency connected to the modulated drone of the hydroacoustic antenna, the honeycomb 1 × 1 p device and the demodulator, the output which is connected to the recorder, trp, mechanically connecting between cof HI x / k modules передающей и приемной гидроакустиче- электрогенератора подключен к питающему ских антенн, при этом силовой выход гидро- входу указанного усилител  мощности.The transmitting and receiving hydroacoustic-electric generator is connected to the power supply antennas, while the power output of the hydro input of the specified power amplifier. гg 2222 (LLL.1(LLL.1 Фиг. 2FIG. 2