EA001592B1 - Буксируемая сейсмоприемная коса, используемая при морской сейсмической разведке - Google Patents

Abstract

Изобретение касается способов и устройств для трехмерных морских сейсмометрических исследований, в которых решетку разнесенных в поперечном направлении сейсмоприемных кос (14), содержащих гидрофоны, буксируют позади исследовательского судна (10). Для снижения сопротивления, испытываемого решеткой, вместо буксировки каждой сейсмоприемной косы (14) своим собственным кабелем-тросом (18, 20), по меньшей мере, две сейсмоприемные косы по каждую сторону от судна буксируют от соответствующего одиночного бронированного кабеля-троса. Каждый из этих одиночных кабелей-тросов (18, 20) имеет соединительное устройство (22, 24, 26) с приспособлением для буксировки, последовательно включенное в него, при этом соединительное устройство (22, 24, 26) имеет корпус (44), который передает буксировочные усилия между броневой наружной оболочкой частей кабеля-троса, присоединенных к каждой стороне (26) соединительного устройства, а приспособление для буксировки прикреплено к корпусу.

Description

Для того чтобы осуществить трехмерные морские сейсмометрические исследования, несколько сейсмоприемных кос, каждая из которых обычно имеет длину несколько тысяч метров и содержит решетку гидрофонов и связанное с ними электронное оборудование, распределенное вдоль ее длины, буксируют со скоростью примерно 5 узлов позади судна для сейсмических исследований, которое, кроме того, буксирует источники сейсмических сигналов, направленных вниз через толщу воды в грунт, где они отражаются от различных слоев. Отраженные сигналы принимаются посредством гидрофонов в сейсмоприемных косах, преобразуются в цифровую форму, после чего передаются на судно для сейсмических исследований, где они записываются и, по крайней мере, частично обрабатываются с конечной целью получения изображения слоев грунта в исследованной области.

Как описано в патенте США № 4798156, существующий в настоящее время способ буксировки решетки таких сейсмоприемных кос, предложенный заявителем, включает в себя буксировку каждой сейсмоприемной косы посредством ее кабеля-троса, т.е. посредством бронированного электрического или электрооптического кабеля, по которому подают сигналы управления и электрическую энергию к сейсмоприемной косе и принимают вышеупомянутые, преобразованные в цифровую форму сигналы от сейсмоприемной косы, при этом броневую наружную оболочку кабеля-троса, которая воспринимает нагрузку, обычно изготавливают из стальных проводов или из высокопрочных синтетических волокон, например из кевларовых. Заявитель считает, что, используя такой способ, обычно можно буксировать решетку шириной 700 м, составленную из восьми сейсмоприемных кос, каждая из которых имеет длину 4000 м.

Сопротивление, испытываемое такой решеткой при обычной скорости буксировки 5 узлов составляет примерно 40-45 т, значительную часть которого составляет поперечное сопротивление самих сейсмоприемных кос. Это сопротивление вносит весьма существенный вклад в эксплуатационные затраты, главным образом из-за затрат на топливо и на выходы буксирующего судна, и поэтому в суммарную стоимость исследований.

Чтобы повысить эффективность и снизить стоимость морской сейсмической разведки, желательно использовать еще более широкую решетку, содержащую еще больше сейсмоприемных кос. Однако заявителем было подсчитано, что при использовании существующего в настоящее время способа буксировки решетки шириной 1440 м, состоящей из десяти сейсмоприемных кос, будет создаваться сопротивление свыше 70 т, что экономически невыгодно.

Цель настоящего изобретения заключается в частичном устранении этой проблемы.

Кабели-тросы, которые вследствие выполнения функций передачи объединенных сигналов и электрической энергии, а также буксировки, являются более дорогостоящими, при использовании иногда повреждаются, например, при захватах акулами или при столкновениях с мусором. В настоящее время трудно или почти невозможно восстановить поврежденный кабель-трос, особенно в плавании. Задача настоящего изобретения в ее конечном выражении заключается в решении этой проблемы.

Данная техническая задача решается за счет того, что решетка сейсмоприемных кос, выполненная с возможностью буксировки позади исследовательского судна, согласно изобретению, содержит, по меньшей мере, один кабель-трос, имеющий две или большее количество сейсмоприемных кос, соединенных с ним для обеспечения возможности буксировки, и несущую нагрузку наружную оболочку для восприятия буксировочных усилий, электрический или электрооптический сердечник, с помощью которого сигналы управления и электрическая энергия подаются к сейсмоприемным косам, а сигналы данных принимаются от сейсмоприемных кос, буксируемых посредством кабелятроса, и соединительное устройство, последовательно включенное в кабель-трос и имеющее корпус, механически соединяющий между собой соответствующие части несущей нагрузку наружной оболочки кабеля-троса на той и другой его стороне для передачи буксировочных усилий между ними, и приспособление для буксировки и для механического соединения с одной из двух или из большого количества сейсмоприемных кос.

Предпочтительно решетка содержит 2N сейсмоприемных кос, где N равно, по меньшей мере, двум, сейсмоприемные косы, по существу, равномерно разнесены на расстоянии друг от друга и симметрично распределены по каждую сторону от осевой линии судна, и, по меньшей мере, две сейсмоприемные косы по каждую сторону от осевой линии судна, буксируемые соответствующим кабелем-тросом.

Кроме того, несущая нагрузку наружная оболочка, по меньшей мере, одного кабелятроса может быть изготовлена из высокопрочных синтетических волокон, и в качестве высокопрочных синтетических волокон могут быть использованы кевларовые волокна.

Предпочтительно корпус, по меньшей мере, одного соединительного устройства содержит, по меньшей мере, две, как правило, трубчатые части, взаимосвязанные посредством шарнирной муфты, при этом приспособление для буксировки прикреплено к одной из трубчатых частей корпуса, или корпус, по меньшей мере, одного соединительного устройства содержит три трубчатые части корпуса, взаимосвязанные посредством трех шарнирных муфт, при этом приспособление для буксировки при3 креплено к середине одной из трубчатых частей корпуса.

Предпочтительно приспособление для буксировки, по меньшей мере, одного соединительного устройства содержит зажимное средство для фиксации его с возможностью разъединения на трубчатой части корпуса, к которой оно прикрепляется.

Кроме того, предпочтительно приспособление для буксировки, по меньшей мере, одного соединительного устройства имеет буксировочный кронштейн, шарнирно соединенный с ним и выполненный с возможностью поворота вокруг геометрической оси, перпендикулярной к геометрической оси части корпуса, к которой прикреплено приспособление для буксировки.

Корпус, по меньшей мере, одного соединительного устройства может содержать, по меньшей мере, две трубчатые части, взаимосвязанные посредством шарнирной муфты, при этом приспособление для буксировки прикреплено к одной из трубчатых частей корпуса.

Кроме того, корпус, по меньшей мере, одного соединительного устройства может содержать три трубчатые части корпуса, взаимосвязанные посредством двух шарнирных муфт, при этом приспособление для буксировки прикреплено к середине одной из трубчатых частей корпуса.

Предпочтительно приспособление для буксировки, по меньшей мере, одного соединительного устройства содержит зажимное средство для фиксации его с возможностью разъединения на корпусе, или имеет буксировочный кронштейн, шарнирно соединенный с ним и выполненный с возможностью поворота вокруг геометрической оси, перпендикулярной к геометрической оси корпуса.

Предпочтительно, в качестве, по меньшей мере, одной шарнирной муфты, по меньшей мере, одного соединительного устройства используется шарнирная муфта карданного типа, при этом, по меньшей мере, часть корпуса, по меньшей мере, одного соединительного устройства изготовлена из титана.

Предпочтительно, внутренний сердечник кабеля-троса на каждом конце, по меньшей мере, одного соединительного устройства заканчивается соответствующим водозащищенным вводом, а соединительное устройство включает в себя удлиненное гибкое электрическое или электрооптическое соединительное средство для установления электрического или электрооптического соединения между водозащищенными вводами и между одним из указанных вводов и сейсмоприемной косой, присоединенной к приспособлению для буксировки.

Предпочтительно, по меньшей мере, один водозащищенный ввод включает в себя электрический или электрооптический соединитель, а удлиненное гибкое соединительное средство выполнено с возможностью соединения с соответствующим одним из соединителей и разъединения от него.

Предпочтительно, на стороне судна внутренний сердечник части одного кабеля-троса каждого соединителя включает в себя отдельные токопроводящие жилы или оптические волокна для сигналов управления и данных каждой сейсмоприемной косы, соединенные непосредственно или косвенно с этой частью с помощью этого соединителя.

Техническая задача решается за счет того, что в способе осуществления морской сейсмической разведки буксируют позади исследовательского судна решетку сейсмоприемных кос согласно изобретению.

Предпочтительно, в способе решетка содержит 2N сейсмоприемных кос, где N равно, по меньшей мере, двум, сейсмоприемные косы по существу равномерно разнесены на расстоянии друг от друга и симметрично распределены по каждую сторону от осевой линии судна, и, по меньшей мере, две сейсмоприемные косы по каждую сторону от осевой линии судна буксируют соответствующим кабелем-тросом.

Кроме того, техническая задача решается за счет того, что соединительное устройство, выполненное с возможностью последовательного включения в кабель-трос для обеспечения возможности буксировки кабелем-тросом, по меньшей мере, двух сейсмоприемных кос, согласно изобретению содержит корпус, выполненный с обеспечением возможности механической связи между соответствующими частями несущей нагрузку наружной оболочки кабелятроса на той и другой стороне корпуса для передачи буксировочных усилий между ними, и приспособление для буксировки и для механического соединения с одной из двух или из большего количества сейсмоприемных кос, при этом приспособление для буксировки прикреплено к корпусу.

Предпочтительно корпус содержит, по меньшей мере, две трубчатые части, взаимосвязанные посредством шарнирной муфты, при этом приспособление для буксировки прикреплено к одной из трубчатых частей корпуса, а более предпочтительно, корпус содержит три трубчатые части корпуса, взаимосвязанные посредством двух шарнирных муфт, при этом приспособление для буксировки прикреплено к середине одной из трубчатых частей корпуса.

Кроме того, предпочтительно приспособление для буксировки содержит зажимное средство для фиксации его с возможностью разъединения на корпусе.

Предпочтительно приспособление для буксировки имеет буксировочный кронштейн, шарнирно соединенный с ним и выполненный с возможностью поворота вокруг геометрической оси, перпендикулярной к геометрической оси корпуса.

В качестве, по меньшей мере, одной шарнирной муфты может быть использована шарнирная муфта карданного типа и, по меньшей мере, часть корпуса изготовлена из титана.

Указанное или каждое приспособление для буксировки содержит зажимное средство для фиксации его с возможностью разъединения на корпусе.

Целесообразно, чтобы указанное или каждое приспособление для буксировки имело буксировочный кронштейн, шарнирно соединенный с ним и выполненный с возможностью поворота вокруг геометрической оси, как правило, перпендикулярной к геометрической оси корпуса.

В соответствии с последним аспектом настоящего изобретения создано соединительное устройство, выполненное с возможностью последовательного включения в кабель-трос, используемый для буксировки сейсмоприемной косы, при этом кабель-трос содержит несущую нагрузку наружную оболочку для восприятия буксировочных усилий и электрический или электрооптический сердечник, с помощью которого сигналы управления и электрическая энергия подаются к сейсмоприемной косе, а сигналы данных принимаются от нее, при этом соединительное устройство содержит трубчатый корпус, который выполнен с обеспечением возможности механической связи между соответствующими частями несущей нагрузку наружной оболочки кабеля-троса на той и другой стороне корпуса для передачи буксировочных усилий между ними и который предпочтительно содержит, по меньшей мере, две, как правило, трубчатые части, взаимосвязанные посредством шарнирной муфты.

Предпочтительно, в качестве указанной или каждой шарнирной муфты этого или каждого корпуса использована шарнирная муфта карданного типа.

Во всех аспектах изобретения, по крайней мере, часть этого или каждого корпуса изготовлена из титана.

Ниже посредством варианта осуществления изобретение будет описано со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает схематичный вид буксировки судном для сейсмических исследований решетки сейсмоприемных кос в соответствии с первым осуществлением изобретения;

фиг. 2 - схематичный, частично в разрезе, вид части соединительного устройства, использованного при образовании решетки из фиг. 1;

фиг. 3 - схематичный вид соединительного устройства из фиг. 2;

фиг. 4 - более подробный перспективный вид некоторых основных механических деталей корпуса из альтернативного варианта осуществления соединительного устройства из фиг. 2 и 3;

фиг. 5 - в увеличенном масштабе перспективный вид одной из деталей, показанных на фиг. 4;

фиг. 6 и 7 изображают соответствующие перспективные виды приспособления для буксировки, предназначенного для установки на корпус из фиг. 4, при этом приспособление для буксировки на самом деле установлено на корпусе из фиг. 4;

фиг. 8 изображает схематично вид дополнительного варианта осуществления решетки сейсмоприемных кос в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 1 показано судно 10 для сейсмической разведки, буксирующее решетку 12 сейсмоприемных кос 14. Хотя решетка 12 содержит десять сейсмоприемных кос 14, симметрично распределенных по пять по каждую сторону от осевой линии 16 судна 10, ради простоты на фиг. 1 показаны только пять сейсмоприемных кос по правому борту судна. Должно быть понятно, что расположение пяти сейсмоприемных кос по левому борту судна представляет собой точное зеркальное изображение расположения, показанного на фиг. 1. Сейсмоприемные косы 14 равномерно разнесены на интервалы, составляющие 160 м, образуя решетку 12 с суммарной шириной 1440 м и обычно длиной 4000 м.

Как хорошо известно, каждая из сейсмоприемных кос 14 содержит несколько распределенных по длине гидрофонов, группы которых находятся в промежутках между связанными с ними электронными модулями. Кроме того, каждая сейсмоприемная коса 14 дополнительно снабжена распределенными по длине устройствами регулирования глубины, известными в качестве «регуляторов глубины погружения морской косы», и акустическими устройствами определения положения. Далее, передние концы сейсмоприемных кос 14 включают в себя так называемые «эластичные» секции для снижения шума. Поскольку они непосредственно не относятся к настоящему изобретению и поэтому могут иметь любую удобную форму, то они не показаны на фиг. 1 и не будут описываться более подробно.

В соответствии с настоящим изобретением две внутренние сейсмоприемные косы 14а и 14b буксируются с помощью одного кабеля-троса 18, общего для них обеих, тогда как три внешние сейсмоприемные косы 14с, 14d и 14е буксируются с помощью одного кабеля-троса 20, общего для всех трех. Для содействия этому кабель-трос 18 в промежутке между его концами снабжен соединительным устройством 22, с которым соединена сейсмоприемная коса 14а, тогда как кабель-трос 20 в промежутках между его концами снабжен двумя разнесенными соединительными устройствами 24, 26, к которым присоединены соответственно сейсмоприемные косы 14с и 14d. Все соединительные устройства 22, 24, 26 являются, по существу, одинаковыми, и ниже будет описано подробно только одно из них.

Поперечное расстояние между осевой линией 16 судна 10 и концом кабеля-троса 18, удаленным от судна, регулируется отклоняющим устройством 28 в виде монокрыла и вспомогательным отклоняющим крылом 30, типа описанного в патенте США № 5357892, при этом отклоняющее устройство 28 находится во взвешенном состоянии на требуемой глубине под поверхностью воды относительно поплавка 32, что также описано в патенте США № 5357892. Аналогично поперечное расстояние между осевой линией 16 судна 10 и концом кабеля-троса 20, удаленном от судна, регулируется отклоняющим устройством 34 в виде монокрыла и его вспомогательным отклоняющим крылом 36, при этом отклоняющее устройство 34 взвешено в толще воды относительно поплавка 38.

В зависимости от массы кабели-тросы 18, 20 могут поддерживаться под поверхностью воды на нужной глубине относительно поплавков 38, 40, 42. Хотя для простоты эти поплавки показаны связанными с соединительными устройствами, на практике их можно расположить между соединительными устройствами, чтобы исключить передачу перемещений, обусловленных поверхностными волнами, к соединительным устройствам.

Требуемое разнесение сейсмоприемных кос на 160 м задают путем выбора соответствующих длин кабелей-тросов 18 и 20 и соответствующим расположением соединительных устройств 22, 24, 26 вдоль них.

Соединительное устройство 22 показано на фиг. 2 и 3 и содержит удлиненный, как правило, трубчатый корпус 44, который выполнен с обеспечением возможности присоединения между двумя отдельными частями 18а и 18b кабеля-троса 18. Как обычно, кабель-трос 18 содержит броневую наружную оболочку 46, состоящую из слоев плетеной стальной проволоки, окружающих внутренний сердечник жил кабеля, включающий в себя токопроводящие жилы для передачи электрической энергии и сигналов управления к сейсмоприемным косам 14а и 14b и для приема сигналов данных от этих сейсмоприемных кос. Противоположные концы 48, 49 корпуса 44, который обычно изготовлен из нержавеющей стали или из титана, с обеспечением уплотнения закреплены известным способом вокруг внешней поверхности наружной оболочки 46 посредством использования конических броневых кабельных хомутов или полимерных муфт, тогда как соответствующие концы частей 18а и 18b внутри корпусного элемента 44 заканчиваются водозащищенными кабельными вводами 50, 52.

Внутри кабельного ввода 50 жилы сердечника соединены с коротким гибким соединительным кабелем 54, который заканчивается в соединителе 56. Соединитель 56 вставлен в кабельный ввод 52 для обеспечения соединения с теми жилами внутреннего сердечника части 18а кабеля-троса, которые связаны со сейсмоприемной косой 14b. Кроме того, соединитель 56 снабжен длинным гибким соединительным кабелем 58, который заканчивается в соединителе 60. Соединитель 60 вставлен в водозащищенный кабельный ввод (непоказанный), связанный со сейсмоприемной косой 1 4а для обеспечения соединения между теми жилами внутреннего сердечника части 18а кабеля-троса, которые связаны со сейсмоприемной косой 14а. Центральная часть корпуса 44 снабжена одной или несколькими прорезями 62, через одну из которых по пути пропускают соединительный кабель 58 и его соединитель 60 для соединения со сейсмоприемной косой 1 4а. При хранении соединительного устройства 22 соединительный кабель 58 складывают внутри корпуса, что будет понятно ниже.

В качестве варианта компоновки из предшествующего абзаца короткий и длинный гибкие соединительные кабели 54, 58 можно соединить с соответствующими жилами сердечника внутри кабельного ввода 50. В еще одном дополнительном варианте соединительные кабели 54, 58 можно заменить Y-образным кабелем, имеющем соединители 56 и 58 на концах двух Y-образных штырей, и соединителем в основании Y-конфигурации, который взаимодействует с соединителем в кабельном вводе 50.

Из рассмотрения двух предшествующих абзацев должно быть понятно, что часть 18а кабеля-троса содержит больше жил сердечника, чем часть 18b кабеля-троса, поскольку первый из двух включает в себя жилы сердечника, связанные с обеими сейсмоприемными косами 1 4а и 14b. На практике обычно только для сигналов данных предусматривают запасные жилы. Это приводит к тому результату, что часть 18а кабеля-троса имеет несколько больший диаметр, чем часть 18b, но эта разница довольно небольшая и возрастание сопротивления вследствие повышенного диаметра также довольно небольшое.

Как показано на фиг. 3, соединительное устройство 22 дополнительно содержит приспособление для буксировки на основе полого зажимного элемента 64. Зажимной элемент 64 с возможностью разъединения закреплен вокруг центральной части трубчатого корпуса 44, содержащего прорези 62, и разрезан параллельно плоскости фигуры 3 на две половины для содействия закреплению и удалению его от корпуса 44.

Противоположные открытые стороны зажимного элемента 64 с возможностью поворота оперты на круговые направляющие 68, образованные вокруг центральной части корпуса 44 так, что зажимной элемент может поворачиваться в некоторой степени вокруг корпуса, однако, как станет ясно в дальнейшем, эта способность поворачиваться не является существенной. Кроме того, ушко 70 выступает по радиусу от одной боковой поверхности зажимного элемента 64, а буксирный кронштейн 72 шарнирно соединен с этим ушком для обеспечения поворота вокруг геометрической оси, перпендикулярной геометрической оси зажимного элемента (т.е. он поворачивается вокруг геометрической оси, которая при использовании является, по существу, вертикальной). Следует учесть, что сейсмоприемная коса 14а механически связана с буксирным кронштейном 72.

При использовании кабели-тросы 18 и 20 в исходном состоянии хранят на судне 10 намотанными на крупные накопительные барабаны (на чертеже не показаны) вместе с трубчатыми корпусами 44 их соответствующих соединительных устройств 22 (для сейсмоприемной косы 18) и 24, 26 (для сейсмоприемной косы 20) и возможно вместе с их внешними сейсмоприемными косами 14b и 14е, тогда как сейсмоприемные косы 14а, 14с и 14d, еще не присоединенные к соединительным устройствам 22, также хранят на судне намотанными на соответствующие барабаны. На данном этапе, как упоминалось ранее, соединительные кабели 58 каждого из соединительных устройств 22, 24, 26 сложены внутри корпуса 44 их соответствующих соединительных устройств.

Чтобы облегчить хранение кабелей-тросов 18, 20 на накопительных барабанах, имеющих диаметр до 2 м, без удаления трубчатых корпусов 44, каждый из последних можно снабдить, по меньшей мере, одной, но предпочтительно двумя шарнирными муфтами, чтобы придать им до некоторой степени гибкость. Теперь со ссылками на фиг. 4 - 7 будет описан более подробно альтернативный вариант осуществления соединительного устройства 22, включающего в себя такие шарнирные муфты.

На фиг. 4 показана центральная часть 44а трубчатого корпуса 44 соединительного устройства 22 (т.е. часть, которая имеет прорези 62 и к которой прикрепляется с возможностью разъединения зажимной элемент 64) вместе с упомянутыми выше шарнирными муфтами 74, с помощью которых центральная часть 44а соединена с соответствующими концевыми частями, примерно эквивалентными концевым частям 48 и 49, показанным на фиг. 2 и 3.

Увеличенный вид одной из шарнирных муфт 74 показан на фиг. 5, на которой можно видеть, что шарнирная муфта представляет собой муфту карданного типа и содержит первую короткую трубчатую деталь 76, один конец которой выполнен с возможностью закрепления внутри одного открытого конца центральной части 44а корпуса 44, а другой конец шарнирно закреплен внутри одного открытого конца полого двухэлементного кожуха 78 шарнирной муфты посредством оси 80, проходящей через кожух в диаметральном направлении относительно детали 76. Вторая короткая трубчатая деталь 82 имеет один конец, аналогичным образом шарнирно закрепленный внутри другого открытого конца полого кожуха 78 посредством оси

84, проходящей под прямым углом к оси 80, а ее другой конец выполнен с обеспечением возможности закрепления внутри открытого конца одной из концевых частей 48 или 49 корпуса 44. Ряд винтов 86 проходит через кожух 78 для того, чтобы закрепить оси в кожухе и гарантировать, что оси будут удерживать друг с другом два элемента кожуха.

На фиг. 6 показано более подробно приспособление для буксировки на основе зажимного элемента 64, тогда как на фиг. 7 показан зажимной элемент 64, прикрепленный к центральной части 44а трубчатого корпуса 44. Как лучше видно на фиг. 6, зажимной элемент 64 содержит раму 88, задающую U-образный канал 90 для размещения центральной части 44а трубчатого корпуса 44. Как показано на фиг. 7, рама 88 снабжена зажимным устройством 92, которое поворачивается вокруг геометрической оси, проходящей параллельно геометрической оси части 44а, для закрытия U-образного канала 90 и зажима в нем части 44а. Зажимное устройство 92 удерживается в закрытом состоянии стопорными гайками 94 и при этом удерживается достаточно крепко для предотвращения поворота вокруг корпуса 44.

Ушко 70 обычно выполнено треугольным с отверстием и выступает от одной стороны рамы 88, тогда как буксирный кронштейн 72 шарнирно присоединен к ушку 70 посредством оси 96, проходящей между верхней и нижней поверхностями ушка и прикрепленной к ним.

В процессе эксплуатации, когда необходимо начать сейсмическую разведку, периферийные сейсмоприемные косы 1 4е левого борта и правого борта разворачивают на корме судна 10 и во время развертывания к ним присоединяют обычным способом соответствующие регуляторы глубины погружения сейсмоприемных кос и датчики положения. По мере продолжения развертывания концы кабелей-тросов 20 в конечном счете достигают кормы судна 10, после чего закрепляют опять-таки обычным образом отклоняющие устройства 34 в виде монокрыльев, а также связанные с ними вспомогательные отклоняющие крылья и поплавки, и снова продолжают развертывание. Одновременно начинают развертывание сейсмоприемных кос 14d левого борта и правого борта.

Когда трубчатые корпуса 44 соединителей 26 кабелей-тросов 20 достигают кормы судна 10, присоединяют их приспособления для буксировки, но развертывание кабелей-тросов 20 приостанавливают до тех пор, пока передние концы сейсмоприемных кос 14d не достигают кормы, после чего эти передние концы присоединяют с помощью переходных кабелей к соединителям 26. Затем на соединители 26 устанавливают подходящие, уменьшающие сопротивление обтекатели и опять продолжают развертывание. Одновременно начинают разверты11 вание сейсмоприемных кос 14с левого борта и правого борта.

Когда трубчатые корпуса 44 соединителей 24 кабелей-тросов 20 достигают кормы судна 10, присоединяют их приспособления для буксировки, но опять-таки развертывание кабелейтросов 20 приостанавливают до тех пор, пока передние концы сейсмоприемных кос 14с не достигнут кормы судна 10. На данном этапе передние концы сейсмоприемных кос 14с присоединяют к соединителям 24, используя переходные кабели, как это описано выше, устанавливают на соединители подходящие обтекатели и продолжают развертывание до тех пор, пока кабели-тросы 20 и сейсмоприемные косы 1 4с, 14d и 14е не будут полностью развернуты.

Затем аналогичную процедуру повторяют, чтобы развернуть кабели-тросы 18 и сейсмоприемные косы 14а и 14b, в результате чего решетка 12 оказывается полностью развернутой.

Кроме того, к кабелям-тросам 18, 20 во время их развертывания прикрепляют уменьшающие сопротивление обтекатели.

Как только полностью развернутая решетка 12 с помощью отклоняющих устройств 28, 34 в виде монокрыльев устанавливается в рабочее положение с необходимым разнесением сейсмоприемных кос на расстояние 160 м, а пневматические источники сейсмических сигналов или другие сейсмические источники также развернуты, начинают исследования и осуществляют их так, как описано выше. После завершения исследований возвращение к исходным состояниям сейсмических источников и решетки 12 осуществляют, по существу, в обратной последовательности развертыванию, описанному в предшествующих абзацах.

Заявителем установлено, что в случае буксировки нескольких сейсмоприемных кос каждым кабелем-тросом в соответствии с настоящим изобретением сопротивление, создаваемое решеткой из 12 сейсмоприемных кос, составляет примерно 50 т, что является заметным улучшением по сравнению с сопротивлением 70 т, которое создастся, если каждую из десяти сейсмоприемных кос буксировать соответствующим кабелем-тросом.

В описанном варианте осуществления изобретения можно сделать многочисленные изменения.

Например, как показано на фиг. 8, три внутренние сейсмоприемные косы 14а, 14b, 14с можно соединить с одним общим кабелемтросом 118, тогда как две внешние сейсмоприемные косы 14, 14е можно соединить с одним общим кабелем-тросом 120.

Можно выполнить другие изменения, включая выполнение наружной оболочки 46 кабелей-тросов 18, 20, 118, 120 из высокопрочного синтетического волокна, такого, как кевлар, и в этом случае вследствие меньшей массы кевлара по сравнению со сталью поплавки 38,

40, 42 не являются необходимыми, а для соединения оболочки с соответствующим соединительным устройством используют вышеупомянутые полимерные втулки.

Кроме того, некоторые из токопроводящих жил внутреннего сердечника, особенно те, которые передают сигналы управления и данных, можно заменить оптическими волокнами, и в этом случае соединительные кабели 54, 58 (или их варианты) также содержат оптические волокна, а соответствующие соединители представляют собой гибридные электрооптические соединители.

Соединители 22, 24, 26 могут дополнительно включать в себя средство уплотнения для объединения сигналов данных от сейсмоприемных кос 14, чтобы избавиться от излишних жил в отрезках кабелей-тросов на стороне судна относительно соединителей.

Особенно выгодная модификация, которую можно выполнить применительно к соединительным устройствам 22, 24, 26, включает в себя введение в часть 49 трубчатого корпуса 44 соединительного устройства, т. е. на внешней поверхности ее, связанной с периферийной частью кабеля-троса (часть 18b для соединительного устройства 22, часть 20b для соединительного устройства 24 и часть 20с для соединительного устройства 26), резьбового соединителя для присоединения с возможностью разъединения периферийной части кабеля-троса к соединительному устройству. Это позволяет в случае необходимости использовать периферийные части кабеля-троса различной длины, чтобы получать разные разнесения сейсмоприемных кос в поперечном направлении. Если необходимо, аналогичный резьбовой соединитель можно включить в часть 48 трубчатого корпуса 44 соединительного устройства.

Хотя в предпочтительном варианте осуществления изобретения соединительное устройство 22 имеет две разнесенные на расстояние шарнирные муфты для достижения определенной степени гибкости, в некоторых случаях применения может быть достаточно одной шарнирной муфты для достижения необходимой гибкости, например, когда накопительный барабан не является слишком малым в диаметре.

В заключение, хотя изобретение описано применительно к соединительному устройству, обеспечивающему буксировку двух или более сейсмоприемных кос одним кабелем-тросом, можно использовать модифицированный вариант соединительного устройства, в котором приспособление на основе зажимного устройства 64 и буксирного кронштейна 72 просто исключено для соединения друг с другом двух, по существу, одинаковых кабелей-тросов с целью образования кабеля-троса повышенной длины. В случае необходимости этот модифицированный вариант соединительного устройства включает в себя одну или несколько шарнирных муфт и является особенно полезным для соединения друг с другом неповрежденных отрезков, отрезанных или иным образом полученных от поврежденного кабеля-троса, который в противном случае будет бесполезным.

Claims (26)

1. Решетка сейсмоприемных кос, выполненная с возможностью буксировки позади исследовательского судна, содержащая, по меньшей мере, один кабель-трос, имеющий две или большее количество сейсмоприемных кос, соединенных с ним для обеспечения возможности буксировки, и несущую нагрузку наружную оболочку для восприятия буксировочных усилий, электрический или электрооптический сердечник, с помощью которого сигналы управления и электрическая энергия подаются к сейсмоприемным косам, а сигналы данных принимаются от сейсмоприемных кос, буксируемых посредством кабеля-троса, и соединительное устройство, последовательно включенное в кабель-трос и имеющее корпус, механически соединяющий между собой соответствующие части несущей нагрузку наружной оболочки кабеля-троса на той и другой его стороне для передачи буксировочных усилий между ними, и приспособление для буксировки и для механического соединения с одной из двух или из большего количества сейсмоприемных кос.

2. Решетка по п.1, содержащая 2N сейсмоприемных кос, где N равно, по меньшей мере, двум, сейсмоприемные косы, по существу, равномерно разнесены на расстоянии друг от друга и симметрично распределены по каждую сторону от осевой линии судна, и, по меньшей мере, две сейсмоприемные косы по каждую сторону от осевой линии судна, буксируемые соответствующим кабелем-тросом.

3. Решетка по п.1 или 2, в которой несущая нагрузку наружная оболочка, по меньшей мере, одного кабеля-троса изготовлена из высокопрочных синтетических волокон.

4. Решетка по п.3, в которой в качестве высокопрочных синтетических волокон использованы кевларовые волокна.

5. Решетка по любому из пп.1-4, в которой корпус, по меньшей мере, одного соединительного устройства содержит, по меньшей мере, две, как правило, трубчатые части, взаимосвязанные посредством шарнирной муфты, при этом приспособление для буксировки прикреплено к одной из трубчатых частей корпуса.

6. Решетка по любому из пп.1-4, в которой корпус, по меньшей мере, одного соединительного устройства содержит три трубчатые части корпуса, взаимосвязанные посредством трех шарнирных муфт, при этом приспособление для буксировки прикреплено к середине одной из трубчатых частей корпуса.

7. Решетка по любому из пп. 1-6, в которой приспособление для буксировки, по меньшей мере, одного соединительного устройства содержит зажимное средство для фиксации его с возможностью разъединения на трубчатой части корпуса, к которой оно прикрепляется.

8. Решетка по любому из пп. 1-7, в которой приспособление для буксировки, по меньшей мере, одного соединительного устройства имеет буксировочный кронштейн, шарнирно соединенный с ним и выполненный с возможностью поворота вокруг геометрической оси, перпендикулярной к геометрической оси части корпуса, к которой прикреплено приспособление для буксировки.

9. Решетка по любому из пп. 1-8, в которой корпус, по меньшей мере, одного соединительного устройства содержит, по меньшей мере, две трубчатые части, взаимосвязанные посредством шарнирной муфты, при этом приспособление для буксировки прикреплено к одной из трубчатых частей корпуса.

10. Решетка по любому из пп. 1-8, в которой корпус, по меньшей мере, одного соединительного устройства содержит три трубчатые части корпуса, взаимосвязанные посредством двух шарнирных муфт, при этом приспособление для буксировки прикреплено к середине одной из трубчатых частей корпуса.

11. Решетка по любому из пп. 1-10, в которой приспособление для буксировки, по меньшей мере, одного соединительного устройства содержит зажимное средство для фиксации его с возможностью разъединения на корпусе.

12. Решетка по любому из пп. 1-11, в которой приспособление для буксировки, по меньшей мере, одного соединительного устройства имеет буксировочный кронштейн, шарнирно соединенный с ним и выполненный с возможностью поворота вокруг геометрической оси, перпендикулярной к геометрической оси корпуса.

13. Решетка по любому из пп. 1-12, в которой в качестве, по меньшей мере, одной шарнирной муфты, по меньшей мере, одного соединительного устройства использована шарнирная муфта карданного типа.

14. Решетка по любому из пп.1-13, в которой, по меньшей мере, часть корпуса, по меньшей мере, одного соединительного устройства изготовлена из титана.

15. Решетка по любому из пп. 1-14, в которой внутренний сердечник кабеля-троса на каждом конце, по меньшей мере, одного соединительного устройства заканчивается соответствующим водозащищенным вводом, а соединительное устройство включает в себя удлиненное гибкое электрическое или электрооптическое соединительное средство для установления электрического или электрооптического соединения между водозащищенными вводами и между одним из указанных вводов и сейсмопри15 емной косой, присоединенной к приспособлению для буксировки.

16. Решетка по п.15, в которой, по меньшей мере, один водозащищенный ввод включает в себя электрический или электрооптический соединитель, а удлиненное гибкое соединительное средство выполнено с возможностью соединения с соответствующим одним из соединителей и разъединения от него.

17. Решетка по любому из пп.1-16, в которой на стороне судна внутренний сердечник части одного кабеля-троса каждого соединителя включает в себя отдельные токопроводящие жилы или оптические волокна для сигналов управления и данных каждой сейсмоприемной косы, соединенные непосредственно или косвенно с этой частью с помощью этого соединителя.

18. Способ осуществления морской сейсмической разведки, при котором буксируют позади исследовательского судна решетку сейсмоприемных кос по п.1.

19. Способ по п.18, в котором решетка содержит 2N сейсмоприемных кос, где N равно, по меньшей мере, двум, сейсмоприемные косы, по существу, равномерно разнесены на расстоянии друг от друга и симметрично распределены по каждую сторону от осевой линии судна, и, по меньшей мере, две сейсмоприемные косы по каждую сторону от осевой линии судна, буксируют соответствующим кабелем-тросом.

20. Соединительное устройство, выполненное с возможностью последовательного включения в кабель-трос для обеспечения возможности буксировки кабелем-тросом, по меньшей мере, двух сейсмоприемных кос, содержащее корпус, выполненный с обеспечением возможности механической связи между соответствующими частями несущей нагрузку наружной оболочки кабеля-троса на той и другой стороне корпуса для передачи буксировочных усилий между ними, и приспособление для буксировки и для механического соединения с одной из двух или из большего количества сейсмоприемных кос, при этом приспособление для буксировки прикреплено к корпусу.

21. Устройство по п.20, в котором корпус содержит, по меньшей мере, две трубчатые части, взаимосвязанные посредством шарнирной муфты, при этом приспособление для буксировки прикреплено к одной из трубчатых частей корпуса.

22. Устройство по п.20, в котором корпус содержит три трубчатые части корпуса, взаимосвязанные посредством двух шарнирных муфт, при этом приспособление для буксировки прикреплено к середине одной из трубчатых частей корпуса.

23. Устройство по любому из пп.20-22, в котором приспособление для буксировки содержит зажимное средство для фиксации его с возможностью разъединения на корпусе.

24. Устройство по любому из пп.20-23, в котором приспособление для буксировки имеет буксировочный кронштейн, шарнирно соединенный с ним и выполненный с возможностью поворота вокруг геометрической оси, перпендикулярной к геометрической оси корпуса.

25. Устройство по любому из пп.21-24, в котором в качестве, по меньшей мере, одной шарнирной муфты использована шарнирная муфта карданного типа.

26. Устройство по любому из пп.20-25, в котором, по меньшей мере, часть корпуса изготовлена из титана.