通过具有翼状件的浮动件来对由船牵引的海洋设施的转向的制作方法

1.本发明涉及海洋牵引操作的领域。更具体地，本发明涉及海洋地震勘测系统和海洋数据收集，其中，地震源和接收器传感器线缆、揽绳、浮动件等具有用于在船后的牵引期间对在阵列件中的所需位置进行调节和保持的装置。


背景技术：

2.在海洋地震勘测领域中，声能是通过诸如空气枪之类的地震源产生的。压力脉冲向下传播至海床和更深的地质层。反射的脉冲由附接至线缆和地震拖缆的接收器传感器来记录。然后对该数据进行处理，以对下层地质结构进行勘查。船后将牵引有多个拖缆，从而形成将大片区域覆盖的阵列件，并且由船牵引的拖缆线缆的长度通常达10千米至12千米。该区域(网格)通常比被牵引的阵列件宽得多，因此船必须在网格上的间隔中对阵列件进行转向和牵引。多个拖缆阵列件和源依赖于用于将拖缆线缆以拖缆线缆之间的设定距离向外引导和定向并且将源阵列件正确定向的装置。此外，船和被牵引的阵列件将经受风、浪和水流，这将影响被牵引的阵列件的不同部件的位置。为了将拖缆从船向外拉动并且对源阵列件的位置进行控制，已知的是使用诸如网板、导向器/转向器、翼状件/鳍状件、舵等的装置，该装置位于固定位置或能够由以下现有技术所公开的不同装置进行调节。
3.gb 2122562(breugelmans，公布日：1984年1月18日)描述了一种具有水翼轮廓的翼板(paravane)/拖网门，该翼板/拖网门具有用于在被牵引通过水时对约束物(bridles)和迎角进行控制的机动装置，该拖网门被设计成用于地震源/拖缆阵列件的侧向转向。
4.ep 0018053(lamb，(shell)1983年12月7日的专利)描述了通过使用具有可远程调节的舵/鳍状件的浮动件来对地震源进行的手动或自动定位。
5.wo 98/24685(russel，公布日：1998年6月11日)描述了一种具有地震拖缆阵列件中的有源导向器的系统，其中，在导向器上有可调节鳍状件，但也依赖于支撑船。
6.wo 2004/086092(helgerud等，公布日：2004年10月7日)描述了一种系统并且通过对导向器门的约束物角度和牵引点进行改变来对地震拖缆阵列件中的导向器进行调节。通过液压和/或机动装置进行调节。参照us5,357,892，vatne。
7.us 3,331,050(kilmer，1967年7月11日的专利)描述了带有翼状件和/或舵的水下翼板的对地震源进行支撑并且对地震源的位置进行控制的用途。
8.us 4,574,723(chiles等，1986年3月11日的专利)公开了用于对翼状翼板或导向器进行控制的翼板操作系统和机构。
9.us 7,404,370(stokkeland，2008年7月29日)公开了用于地震拖缆阵列件中的侧向力的具有浮动件和可转向的转向器的翼板。
10.us 8,100,078(storteig等，2012年1月24日的专利)公开了用于对拖缆进行远程控制并且对其他海洋地震设施进行定位的可转向水翼。
11.以下公布公开了用于独立于组合牵引中的拖缆阵列件对地震源阵列件进行控制的不同系统。
12.us 8,462,581(langeland，2013年6月11日的专利)描述了船与向外的导向器之间的源阵列件的侧向位置和/或纵向位置两者都可以借助于线及绞盘系统来控制。
13.us 7,415,936(storteig等，2008年8月26日的专利)公开了一种使用安置在船上或水中的牵引件内的一个或更多个绞盘对源阵列件进行调节的地震勘测系统。
14.us 8,228,756(toennesen，2012年7月24日的专利)公开了使用地震拖缆阵列件中的有源导向器来对源阵列件的位置进行远程控制的设施和方法。描述了导向器的现有技术以及用于导向器上的可调节鳍状件对拖缆和源阵列件两者都进行侧向引导的方法。
15.us 9,696,446(howlid等，2017年7月4日的专利)就导向器和对牵引船与源阵列件之间的牵引线缆的翼状件、舵和绞盘的调节而言描述了与上述专利几乎相同的特征。该公布具有广泛的现有技术列表。
16.no 337413(rolls royce marine as，2016年4月11日的专利)公开了一种柔性浮动件，该柔性浮动件包括头部构件、多个连接构件和尾部构件；所有的所述构件由管状柔性浮动构件连接，其中，通过使用由加压空气驱动的绞盘来对地震设施的深度进行控制。
17.使用如在捕鱼业中使用的网板、翼状件、转向器、拖网门和其他类型的导向器被广泛使用并且已经使用了几十年。然而，对于将地震设施精确定位在水中而言，这是一种具有其局限性的方法，这是因为这种方法完全取决于牵引的速度。然而，如在现有技术中所示，已经示出了具有可调节舵/鳍状件的翼板、浮动件和导向器，该可调节舵/鳍状件包括相当多的零部件并且非常复杂。单独对源阵列件和拖缆阵列件进行调节将需要许多的导向器，因此可能是复杂且昂贵的解决方案。
18.如us 7,415,936和us 9,696,446所示，在水中使用绞盘将是复杂的并且对于维护而言可能是缺点。
19.发明人试图提出用于对地震勘测系统进行控制的简单且容易的系统和设施并且解决现有技术的局限性。


技术实现要素：

20.用于对地震源阵列件进行转向的本发明的设施和系统包括用于对地震枪进行支撑的可转向浮动件。该浮动件具有带有导向器翼状件/鳍状件的头部单元和用于对角度进行远程调节的装置。所述装置是线与绞盘系统或者是通过使用液压或机动的致动器。
21.因此，本发明试图为现有技术提出更简单的替代方案。
附图说明
22.通过参照以下详细描述并结合附图，本发明的前述方面和优点中的许多优点将被更多地理解和更好地理解。
23.图1示出了牵引在船后的具有源的浮动件的概览。
24.图2示出了根据本发明的浮动件和头部单元的概览。
25.图3示出了浮动件和头部单元以及所支撑的地震枪设置的侧视图。
26.图4示出了浮动件的头部单元的立体图。
27.图5a至图5b示出了本发明的用于转向的装置。
28.图6示出了本发明的用于转向的另一实施方式。
29.图7以框示意图示出了对浮动件和浮动件头部单元的远程控制。
具体实施方式
30.如图1中所公开的，示出了本发明的实施方式，该实施方式表示用于在海洋地震勘测系统和地震数据收集中使用的典型的浮动件和导向器装置1。其中，本发明的浮动件头部单元是用于作为地震勘测阵列件的一部分而牵引在船2后的地震源(地震枪)的浮动件的一部分。在中心线3的任一侧通常将有至少三个这些源，每个外侧的源都具有根据本发明的用于转向的装置。地震接收器传感器线缆、拖缆虽然未示出但以从现有技术已知的方式被导向和牵引在源阵列件的更后面。数字4是引导线缆，该引导线缆被侧向导向以使未示出的拖缆阵列件展开。数字3表示中心线，而所有装置都是镜像的。
31.图2示出了浮动件1的概览，该浮动件1具有头部10，该头部10与空气填充的管状件12连结，该管状件12对水下的地震枪14进行支撑。管状件在侧向方向上是柔性的。数字8表示牵引线缆和脐带缆9，其中，牵引线缆被固定在棒状件13的端部11。如在图3和图4中另外公开的，头部10具有浮动单元16，该浮动单元16具有在该浮动单元16下方的导向器翼状件18、18’。管状件12在浮动单元10的后端处被固定在铰链20上。
32.对浮动件的头部10在水中的迎角进行调节是通过对端部11与固定点15之间的长度7进行调节来执行的。图5a示出了固定在棒状件11/13处的线30，该线30在轮32上运行至滚筒34，在一个实施方式中，该滚筒34可以是机动的并且从船进行控制。另一解决方案是线在轮36上运行并且进一步运行至船，如数字38所示，船上的绞盘39从船2上拉动该线。
33.在另一实施方式中，线30可以由液压或电动的致动器42拉动，如图5b中所示。
34.箭头50所示的向外侧向力和导向器头部10的运动是由从向前拉动穿过水而产生的水的力形成的。通过示出的实施方式中的任一实施方式拉动线30来将导向器头部侧向向内移动(如箭头51所示)。
35.图6示出了使用制动器43而没有使用线的实施方式。棒状件23在点21处铰接至浮动件头部和导向器单元10并且铰接至牵引8。制动器43连接至棒状件23和单元10。对致动器43进行驱动会将单元10与棒件23之间的距离以及浮动件头部10和导向器翼状件的迎角改变。
36.图7示出了本发明的远程控制系统。如图5a和图5b所示的浮动单元1(10/12)示出了使用滚筒34或致动器42/43以对浮动件头部10进行转向的实施方式。滚筒34和致动器42/43连接至本地控制单元(继电器)60和传感器61，该传感器61用于读取迎角。电力64直接由船提供或者由电池66在本地提供。该系统的主控制单元68被安置在船上并且通过线缆或无线电系统与浮动件1连接。此外，浮动件1上安置有位置检测器70，以用于对牵引阵列件内的浮动件进行定位。
37.参照图5a和图7，应当理解的是，使用从船拉动的远程线的浮动件转向机构也将具有传感器和位置检测器。
38.使用液压系统的实施方式将具有类似的设置，电力系统与液压管交换，这对熟悉本领域的任何人来说都将是明显的。
39.因此，通过这些公开内容，本发明实现了在牵引和操作期间对源阵列件的所需位
置进行调节和保持。
40.所描述的本发明可以进行修改和改变，而不会因此而脱离参照附图所公开的且在权利要求中进一步陈述的发明构思的范围。在某种程度上，某些功能元件可以由其他元件替换，以使所公开的各种实施方式能够执行相同的功能，这种技术等同物包括在本发明的范围内。