RU2563316C1 - Underwater station - Google Patents
Underwater station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2563316C1 RU2563316C1 RU2014110980/28A RU2014110980A RU2563316C1 RU 2563316 C1 RU2563316 C1 RU 2563316C1 RU 2014110980/28 A RU2014110980/28 A RU 2014110980/28A RU 2014110980 A RU2014110980 A RU 2014110980A RU 2563316 C1 RU2563316 C1 RU 2563316C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- measuring equipment
- pop
- station
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области геофизики, а более конкретно к устройствам измерения геофизических и гидрофизических параметров в придонной зоне морей и океанов, и может быть использовано при оперативной оценке сейсмического и гидродинамического состояния районов и прогноза возможных сейсмических и экологических последствий катастрофических явлений природного и техногенного характера, а также для геолого-геофизических исследований морских углеводородных месторождений.The invention relates to the field of geophysics, and more particularly to devices for measuring geophysical and hydrophysical parameters in the bottom zone of the seas and oceans, and can be used in the operational assessment of the seismic and hydrodynamic conditions of regions and the forecast of possible seismic and environmental consequences of catastrophic phenomena of natural and technogenic nature, and also for geological and geophysical studies of offshore hydrocarbon deposits.
Известные автономные донные станции (патенты RU №2270464, RU №2276388, RU №2294000 [1, 2, 3]) представляют собой цилиндрические или шарообразные корпуса, снабженные балластом для установки их на грунт, внутри и снаружи которых установлены измерительные датчики и средства обработки первичной информации. В качестве измерительных датчиков используются, как правило, гидрофоны и геофоны. Зарегистрированная датчиками информация хранится на флеш-памяти донной станции, которая после подъема донных станций обрабатывается с помощью комплекса судовой аппаратуры или считывается по каналам гидроакустической связи. Известные донные станции предназначены в основном для регистрации сейсмических сигналов в морских акваториях. Так устройство [3] представляет собой морскую автономную донную сейсмическую станцию, устанавливаемую на морское дно преимущественно с плавучих средств. Станция включает герметичный корпус, состоящий из двух полусфер, снабженных в месте сочленения уплотнительным кольцом. Внутри размещена геофизическая аппаратура, включающая измерительные датчики геофонного и гидрофонного типов, модули приема, регистрации, преобразования и хранения зарегистрированных сигналов, блоки сопряжения с бортовым модулем после всплытия и подъема устройства на борт, спутниковый и гидроакустический каналы связи, блок ориентации, блок синхронизации, блок управления размыкателем и блок питания. На внешней поверхности корпуса установлены гидроакустическая и спутниковая антенны, средства для поиска донной станции при всплытии, такелажные элементы и разъемы, устройство постановки на дно и обеспечения всплытия донной станции, выполненное в виде якоря-балласта. Технический результат - повышение точности измерений, снижение трудоемкости и изготовления донной станции, упрощение процессов ее постановки на дно и возвращения на борт после окончании работы.Known autonomous bottom stations (patents RU No. 2270464, RU No. 2276388, RU No. 2294000 [1, 2, 3]) are cylindrical or spherical bodies equipped with ballast for mounting them on the ground, inside and outside of which measuring sensors and processing tools are installed primary information. As measuring sensors are used, as a rule, hydrophones and geophones. The information registered by the sensors is stored on the flash memory of the bottom station, which, after lifting the bottom stations, is processed using a complex of ship equipment or read through sonar channels. Known bottom stations are intended primarily for recording seismic signals in marine areas. So the device [3] is a sea autonomous bottom seismic station, installed on the seabed mainly with floating means. The station includes a sealed enclosure, consisting of two hemispheres, equipped with a sealing ring at the joint. Geophysical equipment is located inside, including measuring sensors for geophonic and hydrophone types, modules for receiving, recording, converting and storing registered signals, interface units with the airborne module after surfacing and lifting the device aboard, satellite and sonar communication channels, orientation unit, synchronization unit, unit control circuit breaker and power supply. Hydroacoustic and satellite antennas, means for searching the bottom station during ascent, rigging elements and connectors, a device for placing on the bottom and for ascent of the bottom station, made in the form of a ballast, are installed on the outer surface of the hull. The technical result is to increase the accuracy of measurements, reducing the complexity and manufacturing of the bottom station, simplifying the processes of putting it to the bottom and returning to the board after the end of work.
Недостатком известных автономных донных станций является то, что они предназначены для регистрации только сигналов сейсмической природы. В то же время автономные донные станции могут применяться и при решении таких задач, как изучение строения земной коры, исследование совокупности проявления геофизических полей и тектонических разломов непосредственно на дне океана, геофизический мониторинг сложных гидротехнических сооружений, а также для геолого-геофизических исследований морских углеводородных месторождений.A disadvantage of the known autonomous bottom stations is that they are designed to register only signals of seismic nature. At the same time, autonomous bottom stations can be used to solve such problems as studying the structure of the earth's crust, studying the totality of the manifestation of geophysical fields and tectonic faults directly on the ocean floor, geophysical monitoring of complex hydraulic structures, as well as for geological and geophysical studies of offshore hydrocarbon deposits .
Известна также морская автономная донная электросейсмическая станция (заявка WO №2009110818 А1, 11.09.2009 [4]), включающая герметичный корпус, состоящий из двух полусфер, снабженных в месте сочленения уплотнительным кольцом, внутри которого размещена геофизическая аппаратура, а также модуль регистрации, блок управления размыкателем и блок питания; на внешней поверхности герметичного корпуса установлены такелажные элементы и разъемы, устройство постановки на дно и обеспечения всплытия донной станции, а также индукционные датчики магнитного поля, измерительные электроды, выполняющие функцию датчиков электрического поля, и сейсмический датчик, при этом индукционные датчики магнитного поля и измерительные электроды, выполняющие функцию измерительных датчиков электрического поля, выполнены в виде отдельного модуля, установленного на внешней поверхности герметичного корпуса.Also known is a marine autonomous bottom electroseismic station (application WO No. 2009110818 A1, 09/11/2009 [4]), including a sealed enclosure consisting of two hemispheres, equipped with a sealing ring at the junction, inside of which the geophysical equipment is located, as well as a registration module, unit breaker control and power supply; on the outer surface of the sealed enclosure there are rigging elements and connectors, a device for placing on the bottom and providing ascent of the bottom station, as well as induction magnetic field sensors, measuring electrodes that act as electric field sensors, and a seismic sensor, while induction magnetic field sensors and measuring electrodes performing the function of measuring sensors of the electric field, made in the form of a separate module mounted on the outer surface of the sealed enclosure.
Благодаря наличию индукционных датчиков магнитного поля и измерительных электродов, выполняющих функцию датчиков электрического поля, появляется возможность получить одновременные записи вариаций электромагнитного и сейсмического полей и построить геоэлектрический разрез осадочного чехла и скоростной разрез осадочного чехла.Due to the presence of induction magnetic field sensors and measuring electrodes that act as electric field sensors, it is possible to obtain simultaneous recordings of electromagnetic and seismic field variations and to construct a geoelectric section of the sedimentary cover and a velocity section of the sedimentary cover.
Однако при постановке известной морской автономной донной электросейсмической станции на дно, на средних и больших глубинах возможны механические и гидродинамические воздействия на герметичный корпус, на внешней поверхности которого установлен модуль, состоящий из индукционных датчиков магнитного поля и измерительных электродов, что приводит к их повреждению, а соответственно к нарушению функционирования.However, when a well-known offshore autonomous bottom electroseismic station is placed at the bottom, at medium and deep depths, mechanical and hydrodynamic effects are possible on the sealed housing, on the external surface of which there is a module consisting of induction magnetic field sensors and measuring electrodes, which leads to their damage, and accordingly, to a malfunction.
Кроме того, из наличия неучтенных уклонов морского дна возможны нарушения в работе сейсмического датчика.In addition, from the presence of unaccounted slopes of the seabed, disturbances in the operation of the seismic sensor are possible.
Известная автономная донная сейсмическая станция (патент RU №2229146, 20.05.2004 [5]) содержит глубоководный самовсплывающий носитель геофизической аппаратуры, размещенный в герметичном сферическом контейнере, устройство постановки и снятия носителя с грунта дна, выполненное в виде якоря-балласта и закрепленное посредством размыкателей в нижней части носителя геофизической аппаратуры.The well-known autonomous bottom seismic station (patent RU No. 2229146, 05.20.2004 [5]) contains a deep-water self-floating carrier of geophysical equipment placed in a sealed spherical container, a device for setting and removing the carrier from the bottom soil, made in the form of a ballast anchor and secured by means of breakers in the lower part of the carrier of geophysical equipment.
Известная подводная станция со съемным электропитанием (патент US №4780863, 25.10.1988 [6]) содержит блок с измерительной аппаратурой, размещенный в контейнере, размыкательное устройство и якорное устройство, в котором размещается блок сменного электропитания. Данное устройство позволяет заменять батареи, а также позволяет извлечь батареи после окончания работы станции и всплытия блока с измерительной аппаратурой.Known underwater station with removable power supply (US patent No. 4780863, 10.25.1988 [6]) contains a unit with measuring equipment located in a container, a disconnecting device and an anchor device, which houses a replaceable power unit. This device allows you to replace the batteries, and also allows you to remove the batteries after the end of the station and the ascent of the unit with measuring equipment.
Известна подводная сейсмостанция (патент US №6951138, 04.10.2005 [7]). Станция размещена в контейнере и содержит измерительный блок и отделяемое якорное устройство. Она снабжена двигательным устройством и устройством управления движением станции при погружении и всплытии. Данное устройство автономно запускается с судна и, планируя в заданную точку, устанавливается на грунте. По команде всплывающий модуль отделяется от якоря и при всплытии также направляется двигательным устройством в необходимую точку.Known underwater seismic station (US patent No. 6951138, 04.10.2005 [7]). The station is located in a container and contains a measuring unit and a detachable anchor device. It is equipped with a propulsion device and a device for controlling the movement of the station during immersion and ascent. This device autonomously starts from the ship and, planning at a given point, is installed on the ground. Upon command, the pop-up module is separated from the anchor and, when surfaced, is also guided by the motor device to the desired point.
Известные подводные станции [5, 6, 7] достаточно сложны в изготовлении и эксплуатации. Подводные станции, особенно предназначенные для работы на больших глубинах, должны содержать один или несколько прочных разъемных корпусов, выполненных из прочного материала, стекла, титана или композитных материалов, которые являются дорогими в исполнении и требуют сложных разъемных соединений. Для проверки и настройки аппаратуры на корпуса устанавливаются герметичные глубоководные вводы.Known underwater stations [5, 6, 7] are quite difficult to manufacture and operate. Submarine stations, especially those designed to work at great depths, must contain one or more durable detachable bodies made of durable material, glass, titanium or composite materials, which are expensive to perform and require complex detachable joints. To test and configure the equipment, sealed deep-water bushings are installed on the hulls.
Станции требуют замены или зарядки энергией блоков питания аппаратуры. Поэтому все корпуса станций являются разъемными.Stations require replacement or energy charging of power supplies of the equipment. Therefore, all station housings are detachable.
Известна также подводная станция (патент RU №2388021 С1, 27.04.2010 [8]), которая содержит всплывающий блок измерительной аппаратуры и якорное устройство. Всплывающий блок измерительной аппаратуры и якорное устройство выполнены в виде монолитных модулей. Модуль измерительной аппаратуры установлен на модуль якорного устройства и соединен с последним размыкающим устройством. Модуль якорного устройства содержит источник питания. Модуль якорного устройства и модуль измерительной аппаратуры включают элементы устройства для бесконтактной передачи энергии от модуля якорного устройства в модуль измерительной аппаратуры.Also known is an underwater station (patent RU No. 2388021 C1, 04/27/2010 [8]), which contains a pop-up block of measuring equipment and an anchor device. The pop-up block of measuring equipment and the anchor device are made in the form of monolithic modules. The measuring instrument module is mounted on the module of the anchor device and connected to the last disconnecting device. The anchor module contains a power source. The module of the anchor device and the module of the measuring equipment include elements of the device for contactless transfer of energy from the module of the anchor device to the module of the measuring equipment.
Такая конструкция подводной станции не предполагает корпуса станции, так как модуль измерительной аппаратуры и модуль якорного устройства выполнены в виде монолитных модулей. В частности, они могут быть выполнены путем заливки и отвержения пластической массы, при этом в качестве таких веществ могут использоваться форполимеры.This design of an underwater station does not imply a station case, since the measuring instrument module and the anchor module are made in the form of monolithic modules. In particular, they can be made by pouring and curing the plastic mass, while prepolymers can be used as such substances.
В частном случае выполнения блок измерительной аппаратуры включает положительную плавучесть в виде поплавка, выполненного из пластмассы/пластика с микросферами.In the particular case of execution, the unit of measuring equipment includes positive buoyancy in the form of a float made of plastic / plastic with microspheres.
Модуль измерительной аппаратуры может включать аккумуляторы, например электрические аккумуляторы, для того чтобы обеспечивать работу станции после ее отделения от модуля якорного устройства.The instrumentation module can include batteries, for example electric batteries, in order to ensure the operation of the station after it is separated from the module of the anchor device.
Модуль измерительной аппаратуры может дополнительно включать гидроакустический приемопередатчик для связи станции с надводным или подводным средством, с которого могут отдаваться команды. Кроме того, модуль может включать приемник GPS для определения местоположения станции в надводном положении и маяк для облегчения ее поиска в темное время после всплытия.The instrumentation module may further include a sonar transceiver for communicating with the surface or underwater means from which a command may be issued. In addition, the module may include a GPS receiver for determining the location of the station in the water position and a beacon to facilitate its search in the dark after surfacing.
Для передачи данных из модуля измерительной аппаратуры он может дополнительно включать приемопередатчик беспроводной связи, с помощью которого данные передаются с измерительной аппаратуры станции для дальнейшего использования. В этом случае на модуле нет необходимости устанавливать выходные разъемы.To transfer data from the measuring instrument module, it can additionally include a wireless transceiver, with which data are transmitted from the measuring equipment of the station for further use. In this case, there is no need to install output connectors on the module.
Модуль якорного устройства в качестве источника питания модуля измерительной аппаратуры может включать электрические батареи.An anchor device module may include electric batteries as a power source for the measuring instrument module.
Устройство для бесконтактной передачи энергии от модуля якорного устройства в модуль измерительной аппаратуры может быть выполнено в виде устройства бесконтактной передачи электрической энергии, при этом модуль якорного устройства содержит передатчик электрической энергии, а модуль измерительной аппаратуры содержит приемник электрической энергии.A device for contactless transfer of energy from the module of the anchor device to the module of the measuring equipment can be made in the form of a device for the contactless transmission of electric energy, while the module of the anchor device contains a transmitter of electrical energy, and the module of the measuring equipment contains a receiver of electrical energy.
Несмотря на кажущуюся простоту изготовления модулей, использование данной конструкции придает модулям станции новые и неизвестные ранее технические свойства. Например, такая конструкция обеспечивает пространственно распределенный теплоотвод, позволяющий достичь крайне высокой интеграции элементов на единицу площади печатной платы, что дает возможность, с одной стороны, выполнять модули простыми и дешевыми в изготовлении, с другой стороны, делать аппаратуру модулей сколь угодно сложной, выполняющей любые необходимые задачи.Despite the apparent simplicity of manufacturing modules, the use of this design gives the station modules new and previously unknown technical properties. For example, this design provides a spatially distributed heat sink, which allows achieving extremely high integration of elements per unit area of the printed circuit board, which makes it possible, on the one hand, to make modules simple and cheap to manufacture, on the other hand, to make the equipment of modules arbitrarily complex, performing any necessary tasks.
При этом модули просты в эксплуатации и не могут нарушить экологию района, даже при их оставлении на поверхности или морском дне, так как могут быть выполнены из материалов, например форполимеров, которые практически не разлагаются и сохранят начинку модулей от контакта с внешней средой.Moreover, the modules are easy to operate and cannot violate the ecology of the area, even when they are left on the surface or the seabed, as they can be made of materials, for example prepolymers, which practically do not decompose and keep the filling of the modules from contact with the external environment.
Существенным недостатком известной подводной станции является то, что источник питания размещен в модуле якорного устройства, т.е. источник питания является одноразовым элементом, и при каждой последующей постановке подводной станции необходим новый источник питания, стоимость которого может существенно превосходить стоимость корпуса подводной станции и измерительных датчиков, и при постановке одновременно нескольких подводных станций это приведет с существенным материальным затратам.A significant disadvantage of the known underwater station is that the power source is located in the module of the anchor device, i.e. the power source is a disposable element, and each subsequent installation of the underwater station requires a new power source, the cost of which can significantly exceed the cost of the hull of the underwater station and measuring sensors, and when setting up several underwater stations at the same time, this will lead to significant material costs.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является подводная станция, приведенная в источнике [8].The closest analogue to the claimed technical solution is an underwater station, cited in the source [8].
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности функционирования подводной станции.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of the functioning of the underwater station.
Поставленная задача решается за счет того, что в подводной станции, содержащей всплывающий модуль измерительной аппаратуры и якорное устройство, выполненные в виде монолитных модулей, в которой всплывающий модуль измерительной аппаратуры установлен на якорном устройстве и соединен с последним посредством размыкающего устройства, при этом всплывающий модуль измерительной аппаратуры и якорное устройство выполнены монолитными путем заливки и отверждения пластической массы, в качестве которой использованы форполимеры, в которой положительная плавучесть в виде поплавка, выполненного из пластика с полыми микросферами, установлена на всплывающем модуле измерительной аппаратуры, включающем аккумуляторы, например электрические аккумуляторы, гидроакустический приемопередатчик, приемник GPS, датчики сейсмических приемников, акселерометр, в которой на поплавке размещен маяк, нижняя часть всплывающего модуля измерительной аппаратуры размещена внутри фермы, выполненной из высокопрочной пластмассы, в нижней своей части сочлененной с размыкающим устройством, всплывающий модуль измерительной аппаратуры дополнительно содержит акустический доплеровский измеритель течения, зонд для измерения электропроводности, температуры морской воды, давления и скорости звука, магнитометр постоянного магнитного поля, гамма-спектрометр, на внешней поверхности фермы установлены две механические консоли с закрепленными на них трехкомпонентными цифровыми сейсмографами с частотой регистрации сейсмических сигналов 0,03÷40 Гц и гидрофоном.The problem is solved due to the fact that in an underwater station containing a pop-up module of the measuring equipment and the anchor device, made in the form of monolithic modules, in which the pop-up module of the measuring equipment is installed on the anchor device and connected to the latter by means of a disconnecting device, while the pop-up module is measuring the equipment and the anchor device are made monolithic by pouring and curing the plastic mass, for which prepolymers are used, in which real buoyancy in the form of a float made of plastic with hollow microspheres is installed on the pop-up module of the measuring equipment, including batteries, for example, electric batteries, a hydroacoustic transceiver, GPS receiver, seismic sensors, an accelerometer in which a beacon is placed on the float, the lower part of the pop-up module measuring equipment placed inside the farm, made of high-strength plastic, in its lower part articulated with a disconnecting device, a pop-up m the measuring instrument’s bar further contains an acoustic Doppler flow meter, a probe for measuring electrical conductivity, sea water temperature, pressure and sound velocity, a constant magnetic field magnetometer, a gamma spectrometer, two mechanical consoles with three-component digital seismographs mounted on them with a frequency registration of seismic signals 0.03 ÷ 40 Hz and hydrophone.
На фиг. 1 приведен общий вид подводной станции в сборе, на фиг. 2 приведена блок-схема модуля измерительной аппаратуры.In FIG. 1 shows a general view of the submarine assembly, FIG. 2 shows a block diagram of a measuring instrument module.
Подводная станция содержит модуль 1 измерительной аппаратуры, модуль 2 якорного устройства (фиг. 1). На модуле 1 измерительного устройства установлена положительная плавучесть в виде поплавка 5. В положении, когда модули 1 и 2 установлены один на другом, они соединены между собой через размыкающее устройство 3 с соединителями 4, например резиновыми лентами, закрепленными в отверстиях фланца модуля 1 измерительного устройства. Нижняя часть всплывающего модуля 1 измерительной аппаратуры размещена внутри фермы 6, выполненной из высокопрочной пластмассы, в нижней своей части, сочлененной с размыкающим устройством 3. Внутри всплывающего модуля 1 измерительной аппаратуры установлен источник 7 питания, состоящий, например, из батарей. В качестве источника 7 питания могут использоваться электрохимические источники, работающие путем электролиза морской воды, топливные элементы или другие источники электрического питания. На внешней поверхности фермы 6 установлены две механические консоли 8 с закрепленными на них трехкомпонентными цифровыми сейсмографами 9 с частотой регистрации сейсмических сигналов 0,03÷40 Гц, гидрофоном 12, модулем 20 электромагнитных датчиков, который состоит из двух индукционных датчиков магнитного поля и двух датчиков электрического поля.The underwater station contains a module 1 measuring equipment, module 2 of the anchor device (Fig. 1). Positive buoyancy in the form of a float 5 is established on the module 1 of the measuring device. In the position when the modules 1 and 2 are mounted on top of each other, they are interconnected via a disconnecting device 3 with connectors 4, for example, rubber bands fixed in the holes in the flange of the measuring device module 1 . The lower part of the pop-up module 1 of the measuring equipment is placed inside the truss 6 made of high-strength plastic, in its lower part, articulated with the disconnecting device 3. Inside the pop-up module 1 of the measuring equipment, a
Модуль 1 измерительной аппаратуры включает также гидроакустический приемопередатчик 13, GPS приемопередатчик 14 связи с подводной станцией, блок 15 измерительной и управляющей аппаратуры, который комплектуется в зависимости от назначения подводной станции. В модуле 1 устанавливаются также аккумуляторы 16, необходимые для работы аппаратуры, модемы 17 каналов связи для передачи зарегистрированных данных, акселерометр 38, который представляет собой трехосевой акселерометр типа LSM303DLM.The measuring equipment module 1 also includes a sonar transceiver 13, a GPS transceiver 14 for communicating with the underwater station, a measuring and control unit 15, which is equipped depending on the purpose of the underwater station. In module 1, batteries 16, which are necessary for the operation of the equipment, modems 17 of communication channels for transmitting registered data, and an
Модули 1 и 2 станции изготавливают монолитными путем заливки пластической массой элементов модулей и последующего отвержения. В качестве пластической массы могут быть использованы форполимеры. В качестве пластической массы, составляющей монолит модулей, могут быть использованы любые вещества, известные из уровня техники.Modules 1 and 2 of the station are made monolithic by pouring plastic elements of the modules and subsequent rejection. As the plastic mass can be used prepolymers. As the plastic mass constituting the monolith of the modules, any substances known from the prior art can be used.
Поплавок 5 может быть изготовлен из пластмассы или пластика с микросферами, содержащими полости. На поплавке 5 установлен проблесковый маяк 19 для поиска подводной станции при всплытии ее на водную поверхность, а также антенны 10 и 11 соответственно спутникового и гидроакустического каналов связи.The float 5 may be made of plastic or plastic with microspheres containing cavities. A flashing beacon 19 is installed on the float 5 to search for an underwater station when it emerges to the water surface, as well as
Фиг.2. Блок-схема модуля измерительной аппаратуры. Блок-схема включает модули приема 21, регистрации 22, преобразования 23 и хранения 24 зарегистрированных сигналов, блоки сопряжения 25 с бортовым модулем после всплытия и подъема подводной станции на борт судна, спутниковый 26 и гидроакустический 27 каналы связи, блок ориентации 28, блок синхронизации 29, блок управления 30 размыкателем и источник питания 7, а также гидроакустическую и спутниковую антенны 10 и 11, сейсмический датчик 31, гидрофон 12, трехкомпонентные широкополосные цифровые сейсмографы 9.Figure 2. Block diagram of a measuring instrument module. The block diagram includes modules for receiving 21, recording 22, converting 23 and storing 24 registered signals,
Сейсмический датчик 31 представляет собой высокочувствительный датчик типа «СМ-3КВ1», расположенный на карданом подвесе 32 в нижней части подводной станции, что позволяет сохранять вертикальное расположение датчика внутри станции при наклонах морского дна до 25 град. и предназначен для регистрации вертикальной компоненты Z сейсмического поля в диапазоне частот от 0,5 до 40 Гц.
Подводная станция также снабжена модулем 20 электромагнитных датчиков, состоящим из двух индукционных датчиков магнитного поля и двух датчиков электрического поля, который установлен на внешней поверхности фермы 6 и предназначен для регистрации двух компонент электрического (Ех, Еу), двух компонент магнитного (Нх, Ну) в диапазоне частот электромагнитного поля от 300 до 0,0001 Гц с периодами регистрации от 0,033 до 10000 секунд.The underwater station is also equipped with a
По результатам измерений строится, например, простейшая модель подводной углеводородной залежи, которая может быть представлена в виде однородного пласта с пониженной плотностью и повышенной скоростью упругих волн. В такой модели подводной залежи должны присутствовать две контрастные границы - у поверхности дна, связанной с кровлей залежи, и на нижней граничной глубине. Изменение плотности осадков и скорости распространения в них упругих волн создает предпосылки для выявления подводных залежей сейсмическими и акустическими методами. Поскольку подводные залежи распределены в осадочной толще крайне неравномерно и встречаемые структурные аномалии разномасштабные, то может потребоваться применение гораздо более сложных структурно-акустических моделей подводной залежи углеводородов. Регистрация сейсмических колебаний в диапазоне 20-40 Гц, электромагнитного поля в диапазоне частот от 300 до 0,0001 Гц с периодами регистрации от 0,033 до 10000 секунд позволяют получить одновременные записи вариаций электромагнитного и сейсмического полей и построить геоэлектрический разрез осадочного чехла и скоростной разрез осадочного чехла, а также выполнить геологическую интерпретацию разрезов осадочного чехла, что позволяет определять нижнюю и верхнюю границы углеводородных пород, а также их концентрацию, на основании чего можно оценивать ресурсы газа и выбирать место бурения геологоразведочных скважин для первичной оценки залежи.Based on the measurement results, for example, the simplest model of an underwater hydrocarbon reservoir is constructed, which can be represented as a homogeneous reservoir with a reduced density and an increased speed of elastic waves. In such a model of an underwater deposit, two contrasting boundaries must be present - at the bottom surface associated with the top of the deposit and at the lower boundary depth. A change in the density of precipitation and the speed of propagation of elastic waves in them creates the prerequisites for identifying underwater deposits by seismic and acoustic methods. Since the underwater deposits are distributed in the sedimentary sequence extremely unevenly and the structural anomalies encountered are of different sizes, the use of much more complex structural-acoustic models of the underwater hydrocarbon deposits may be required. The registration of seismic vibrations in the range of 20-40 Hz, the electromagnetic field in the frequency range from 300 to 0.0001 Hz with registration periods from 0.033 to 10000 seconds allows you to obtain simultaneous recordings of variations in the electromagnetic and seismic fields and to build a geoelectric section of the sedimentary cover and a velocity section of the sedimentary cover , as well as perform a geological interpretation of sedimentary cover sections, which allows you to determine the lower and upper boundaries of hydrocarbon rocks, as well as their concentration, based on which you can evaluate s gas resources and choose their place of drilling exploratory wells for the initial evaluation of the deposit.
Детальная разведка подводных залежей осуществляется посредством геофизических исследований в пробуренных скважинах, а также путем отбора кернов с последующим их комплексным анализом.Detailed exploration of subsea deposits is carried out through geophysical exploration in drilled wells, as well as by coring followed by their comprehensive analysis.
Изготовленная таким образом станция может эксплуатироваться в большом диапазоне глубин, от мелководья до предельных глубин мирового океана.A station made in this way can be operated in a wide range of depths, from shallow water to the extreme depths of the oceans.
Подводная станция работает следующим образом.Submarine station operates as follows.
Аккумуляторы 16, необходимые для работы аппаратуры всплывающего модуля 1, могут быть предварительно бесконтактно заряжены от зарядного устройства, находящегося на судне.The batteries 16 necessary for the operation of the equipment of the pop-up module 1, can be pre-contactlessly charged from the charger located on the ship.
Всплывающий модуль 1 измерительной аппаратуры устанавливается на модуль 2 якорного устройства и пристегивается к размыкателям 3 соединителями 4, резиновыми лентами.The pop-up module 1 of the measuring equipment is installed on the module 2 of the anchor device and is fastened to the disconnectors 3 by connectors 4, rubber bands.
Входящий в состав подводной станции GPS приемник 14 устанавливает координаты и синхронизирует время таймеров в процессоре блока 15 измерительной и управляющей аппаратуры в соответствии с глобальным временем UTC. Подводная станция переходит в режим измерения.The GPS receiver 14, which is part of the subsea station, sets the coordinates and synchronizes the time of the timers in the processor of the block 15 of the measuring and control equipment in accordance with the global time UTC. The underwater station enters measurement mode.
Подводная станция погружается в воду и опускается на дно. Благодаря центровке станции модуль 2 якорного устройства размещается на дне, а антенна гидроакустического приемопередатчика 13 направлена вверх. Время погружения контролируется аппаратурой станции с помощью акселерометра 38 и GPS приемопередатчика 14. Считая началом погружения момент, когда будет потерян сигнал GPS приемопередатчика 14, антенна станции погрузится под воду. Время, когда погружение закончится, определяется по фиксации акселерометром 38 скачка отрицательного ускорения, который произойдет при касании станцией поверхности дна. В заданное, исходя из известной глубины в точке установки, время записываются показания измерительной аппаратуры подводной станции. Последние из записанных показаний упомянутых датчиков и координаты GPS приемопередатчика 14 в момент пропадания сигнала со спутника (т.е. погружения в воду) после надлежащей обработки позволят определить точное местоположение станции на дне.The underwater station sinks into the water and sinks to the bottom. Thanks to the centering of the station, the module 2 of the anchor device is located at the bottom, and the antenna of the hydroacoustic transceiver 13 is directed upwards. The diving time is controlled by the station equipment using the
После постановки подводной станции на дно подается сигнал на электропривод 33, посредством которого две механические консоли 8, с закрепленными на них трехкомпонентными цифровыми сейсмографами 9 с частотой регистрации сейсмических сигналов 0,03÷40 Гц, переводятся в горизонтальное положение. Пространственный разброс трехкомпонентных цифровых сейсмографов 9 от подводной станции осуществляется для исключения влияния на качество регистрации сейсмических сигналов придонных течений, которые раскачивают подводную станцию и вызывают вихревые помехи вокруг тонкомерных элементов фермы 6.After setting up the underwater station, a signal is fed to the bottom of the
Трехкомпонентные цифровые сейсмографы 9 с частотой регистрации сейсмических сигналов 0,03÷40 Гц снабжены микроакселерометрами и микровычислителями для контроля положения сейсмографов относительно морского дна.Three-component
Связь между трехкомпонентными цифровыми сейсмографами 9 с блоком 1 измерительной аппаратуры осуществляется по кабелю, проложенному в механических консолях 8.The connection between the three-component
Блок 1 измерительной аппаратуры дополнительно содержит акустический доплеровский измеритель 34 течения и зонд 35 для измерения электропроводности, температуры морской воды, давления и скорости звука, установленные на внутренней поверхности фермы 6, внутри блока измерительной аппаратуры дополнительно установлены магнитометр 36 постоянного магнитного поля, гамма-спектрометр 37.Unit 1 of the measuring equipment further comprises an acoustic Doppler
По завершении времени, заданного одним из таймеров процессора или по получении сигнала от гидроакустического приемопередатчика 13 модуль 1 измерительной аппаратуры активирует через электропривод 33 две механические консоли 8 с закрепленными на них трехкомпонентными цифровыми сейсмографами 9 для приведения механических консолей 8 в исходное положение, а затем и размыкатели 3, которые, в свою очередь, освобождают резиновые ленты, стягивающие всплывающую станцию и энергетический блок. При этом измерения сейсмоакустических сигналов прекращаются и начинается всплытие модуля 1 измерительной аппаратуры. Во время всплытия и далее до момента подъема на борт судна всплывающая станция использует встроенные аккумуляторы 16, заряжаемые в ходе ее работы на дне от источника питания 7.At the end of the time set by one of the processor timers or upon receipt of a signal from the hydroacoustic transceiver 13, the measuring equipment module 1 activates two mechanical consoles 8 with an
После активации размыкателей 3 модуль 1 измерительной аппаратуры активирует GPS приемник 14 и определяет координаты, что произойдет по достижении станцией поверхности.After activating the breakers 3, the module 1 of the measuring equipment activates the GPS receiver 14 and determines the coordinates that will happen when the station reaches the surface.
После получения достоверного сигнала GPS приемопередатчик 14 определяет и фиксирует в памяти информацию. Затем передает свои координаты в радиоэфир и включает проблесковый маяк. Судно, получив координаты с местонахождения модуля 1 станции, перемещается к нему и модуль 1 извлекается из воды.After receiving a valid GPS signal, the transceiver 14 determines and stores information in memory. Then it transmits its coordinates to the radio and includes a flashing beacon. The vessel, having received the coordinates from the location of module 1 of the station, moves to it and module 1 is removed from the water.
На борту судна из модуля 1 измерительной аппаратуры подводной станции извлекаются данные, после чего всплывающая станция может быть установлена на новый модуль 2 якорного блока. После этого станцию снова можно использовать.On board, data is extracted from module 1 of the measuring equipment of the submarine station, after which the pop-up station can be installed on the new module 2 of the anchor unit. After that, the station can be used again.
Предлагаемое устройство реализуется на установках, имеющих промышленное применение, что обуславливает отсутствие технических рисков при его применении.The proposed device is implemented in installations having industrial applications, which leads to the absence of technical risks in its application.
В отличие от известных аналогичных устройств морской сейсмической разведки для поиска углеводородов предлагаемое устройство позволяет повысить надежность морской подводной станции и получить более широкий спектр сигналов о состоянии геофизических полей, что повышает достоверность суждения о наличии на дискретных участках подводных залежей углеводородов, а также возможного развития сейсмических процессов.Unlike known similar devices for marine seismic exploration for hydrocarbons, the proposed device can improve the reliability of the marine underwater station and get a wider range of signals about the state of geophysical fields, which increases the reliability of the judgment on the presence of discrete sections of underwater hydrocarbon deposits, as well as the possible development of seismic processes .
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU №2270464.1. Patent RU No. 2270464.
2. Патент RU №2276388.2. Patent RU No. 2276388.
3. Патент RU №2294000.3. Patent RU No. 2294000.
4. Заявка WO №2009110818 A1, 11.09.2009.4. Application WO No. 2009110818 A1, 09/11/2009.
5. Патент RU №2229146, 20.05.2004.5. Patent RU No. 2229146, 05.20.2004.
6. Патент US №4780863, 25.10.1988.6. US patent No. 4780863, 10.25.1988.
7. Патент US №6951138, 04.10.2005.7. US patent No. 6951138, 04.10.2005.
8. Патент RU №2388021 С1, 27.04.2010.8. Patent RU No. 2388021 C1, 04/27/2010.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014110980/28A RU2563316C1 (en) | 2014-03-21 | 2014-03-21 | Underwater station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014110980/28A RU2563316C1 (en) | 2014-03-21 | 2014-03-21 | Underwater station |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2563316C1 true RU2563316C1 (en) | 2015-09-20 |
Family
ID=54147786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014110980/28A RU2563316C1 (en) | 2014-03-21 | 2014-03-21 | Underwater station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2563316C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640577C2 (en) * | 2016-05-04 | 2018-01-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского Флота"Военно-Морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Data transmission device from submarine by noncontact method |
CN113281823A (en) * | 2021-05-10 | 2021-08-20 | 南京方之舆科技有限公司 | Magnetometer detection device of underwater autonomous platform |
CN113625366A (en) * | 2021-09-03 | 2021-11-09 | 中地装(重庆)地质仪器有限公司 | Seabed comprehensive exploration system |
RU214461U1 (en) * | 2022-06-27 | 2022-10-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИМГиГ ДВО РАН) | AUTONOMOUS HYDROSTATIC PRESSURE RECORDER |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2229146C1 (en) * | 2003-01-04 | 2004-05-20 | Савостин Леонид Алексеевич | Autonomous bottom seismic station "large" |
RU2344962C1 (en) * | 2007-07-25 | 2009-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим" | Self-contained near-bottom buoy station |
RU2388021C1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-04-27 | Михаил Дмитриевич Косткин | Underwater station |
-
2014
- 2014-03-21 RU RU2014110980/28A patent/RU2563316C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2229146C1 (en) * | 2003-01-04 | 2004-05-20 | Савостин Леонид Алексеевич | Autonomous bottom seismic station "large" |
RU2344962C1 (en) * | 2007-07-25 | 2009-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим" | Self-contained near-bottom buoy station |
RU2388021C1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-04-27 | Михаил Дмитриевич Косткин | Underwater station |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640577C2 (en) * | 2016-05-04 | 2018-01-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского Флота"Военно-Морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Data transmission device from submarine by noncontact method |
CN113281823A (en) * | 2021-05-10 | 2021-08-20 | 南京方之舆科技有限公司 | Magnetometer detection device of underwater autonomous platform |
CN113625366A (en) * | 2021-09-03 | 2021-11-09 | 中地装(重庆)地质仪器有限公司 | Seabed comprehensive exploration system |
CN113625366B (en) * | 2021-09-03 | 2024-02-23 | 中地装(重庆)地质仪器有限公司 | Seabed comprehensive exploration system |
RU214461U1 (en) * | 2022-06-27 | 2022-10-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИМГиГ ДВО РАН) | AUTONOMOUS HYDROSTATIC PRESSURE RECORDER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9651374B1 (en) | Method and system for measuring physical phenomena in an open water environment | |
CN108955764B (en) | Deep sea engineering geological environment in-situ long-term real-time observation system and method | |
CN103261920B (en) | For gathering the automatic control submarine navigation device of geophysical data | |
JP2018155765A (en) | Compensation of magnetic data for autonomous underwater vehicle mapping surveys | |
RU2617525C1 (en) | Anchored profiling underwater observatory | |
MX2012009694A (en) | Seismic data acquisition using self-propelled underwater vehicles. | |
US20200284903A1 (en) | Method for tracking underwater objects | |
Manley et al. | Unmanned Surface Vessels (USVs) as tow platforms: Wave Glider experience and results | |
CN206057595U (en) | A kind of underwater line survey meter based on underwater robot | |
RU2563316C1 (en) | Underwater station | |
US8269500B2 (en) | Geophysical measurement device for natural soil resource exploration in aquatic environment | |
RU2650849C1 (en) | Autonomous seismo-acoustic station | |
RU2344962C1 (en) | Self-contained near-bottom buoy station | |
RU2229146C1 (en) | Autonomous bottom seismic station "large" | |
RU2294000C1 (en) | Marine self-contained bottom station for seismic surveying and seismological monitoring | |
RU2545159C1 (en) | Anchored profiling underwater observatory | |
CN110926458A (en) | Seabed base capable of realizing accurate and in-situ observation and capable of being repeatedly distributed and recycled | |
RU2572046C1 (en) | Marine self-contained bottom station for seismic survey and seismological monitoring | |
RU176835U1 (en) | UNDERWATER PLANER | |
Hello et al. | New versatile autonomous platforms for long-term geophysical monitoring in the ocean | |
RU2435180C1 (en) | Underwater geophysical station | |
RU2566599C1 (en) | Hydrochemical bottom station for geologic monitoring of water areas | |
CN209911582U (en) | Seabed geophysical data acquisition device and system | |
Humphris | Vehicles for deep sea exploration | |
RU28778U1 (en) | Marine Autonomous Bottom Seismic Station (ADSS "Large") |