Устройство для манипулирования сейсмоприемной косой для использования на судах сейсмической разведки

1 Изобретение относится к устройству для манипулирования сейсмоприемной косой для использования на судах сейсмической разведки и, более конкретно, относится к такому устройству для использования на судах сейсмической разведки типа, используемого при ведении трехмерной морской сейсмической разведки,охватывающей большие районы. Для ведения трехмерной морской сейсмической разведки набор сейсмоприемных кос,каждая из которых обычно имеет длину несколько тысяч метров и содержит большое количество морских сейсмоприемников и связанных с ними электронных средств, распределенных по его длине, буксируют со скоростью около 5 узлов за судном сейсмической разведки,которое также буксирует один или более источников сейсмических сигналов, которыми обычно являются пневматические источники сейсмических сигналов. Акустические сигналы, подаваемые источниками сейсмических сигналов,направлены вниз сквозь воду в находящийся внизу грунт, где они отражаются от различных пластов. Отраженные сигналы принимаются морскими сейсмоприемниками сейсмоприемных кос, преобразуются в цифровую форму и затем передаются на судно сейсмической разведки, где их регистрируют и, по меньшей мере,частично обрабатывают с конечной целью построения изображения земных пластов в разведываемом районе. В настоящее время типичный набор сейсмоприемных кос содержит построение шириной 700 м из восьми равномерно разнесенных сейсмоприемных кос, каждая из которых имеет длину около 4000 м. Сейсмоприемные косы буксируются их начальными секциями, то есть бронированными электрическими кабелями, которые проводят электроэнергию, сигналы управления и сигналы данных между судном и сейсмоприемными косами, как описано в патенте США 4798156, и их размах контролируется и поддерживается дефлекторами Monowing типа,описанного в патенте США 5357892. Более широкие построения, содержащие даже большее количество сейсмоприемных кос,могут быть получены с использованием техники, описанной в заявке на патент РСТPCT/IB98/01435 (WO 99/15913). Периодически может быть необходимо изменять длину одной или более сейсмоприемных кос в наборе, находясь в открытом море. Поскольку каждая сейсмоприемная коса обычно составлена из большого количества, по существу, идентичных 100-метровых секций, соединенных друг с другом встык, такое изменение обычно достигается перемещением секций из одной сейсмоприемной косы в другую. Обычно это включает частичное наматывание одной сейсмоприемной косы, пока в воде не останутся только секции, которые необходимо переместить, отсоединение этих секций и соединение их 2 с грузовой стрелой и использование грузовой стрелы для перемещения отсоединенных секций к пункту расположения другой сейсмоприемной косы. Эта процедура имеет недостатки, заключающиеся в вовлечении в нее нескольких членов команды, во временных затратах и в неудобстве ее выполнения. Задачей настоящего изобретения является создание устройства для манипулирования сейсмоприемной косой, которое устраняет, по меньшей мере, один из этих недостатков. Согласно настоящему изобретению, предложено устройство для манипулирования сейсмоприемной косой для использования на судне сейсмической разведки, содержащее направляющее средство, выполненное с возможностью установки на палубе для развертывания сейсмоприемных кос судна вблизи кормового конца палубы для развертывания сейсмоприемных кос таким образом, что оно простирается в поперечном направлении, по меньшей мере, по части ширины палубы для развертывания сейсмоприемных кос судна, и тележку, перемещающуюся поперек палубы для развертывания сейсмоприемных кос, причем тележка выполнена с возможностью вхождения в контакт с направляющим средством так, чтобы она направлялась посредством этого при ее перемещении поперек палубы для развертывания сейсмоприемных кос, и включающее зажимное средство для захвата обращенного к судну конца части сейсмоприемной косы, другой конец которой развернут поверх кормового конца палубы для развертывания сейсмоприемных кос. Таким образом, когда необходимо переместить часть первой сейсмоприемной косы на конец второй сейсмоприемной косы для увеличения длины второй сейсмоприемной косы, и предполагая, что вторая сейсмоприемная коса предварительно полностью намотана, тележку размещают в пункте развертывания первой сейсмоприемной косы и первую сейсмоприемную косу выбирают, наматывая поверх тележки,пока обращенный к судну конец секции первой сейсмоприемной косы части, которую необходимо переместить, не достигнет тележки. Обращенный к судну конец этой секции затем захватывается зажимным средством таким образом, что тележка и зажимное средство принимают на себя нагрузку от части сейсмоприемной косы, которую необходимо переместить (которая еще развернута поверх кормы палубы для развертывания сейсмоприемных кос), и остальную часть первой сейсмоприемной косы отсоединяют от части, которую необходимо переместить. Затем тележку и конец части сейсмоприемной косы, прикрепленный к ней, перемещают в боковом направлении, пока она не достигнет пункта развертывания второй сейсмоприемной косы, после чего конец второй сейсмоприемной косы соединяют с концом части сейсмоприемной косы, прикрепленным к те 3 лежке. На этом этапе зажимное средство раскрывают и вторая сейсмоприемная коса, теперь имеющая увеличенную длину, может полностью развертываться. В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство содержит две такие тележки, каждая из которых может перемещаться в поперечном направлении на протяжении, по существу, всей соответствующей половины (по левому борту или правому борту) ширины палубы для развертывания сейсмоприемных кос. Преимущественно, направляющее средство включает для тележки или для каждой тележки соответствующий направляющий рельс,выполненный с возможностью прикрепления к палубе для развертывания сейсмоприемных кос,но на расстоянии от нее, и тележка или каждая тележка включает, по меньшей мере, одно направляющее колесо, которое входит в контакт с нижней стороной направляющего рельса, и предпочтительно два таких направляющих колеса, которые расположены на расстоянии друг от друга в направлении движения тележки. Предпочтительно, направляющий рельс или каждый направляющий рельс расположен между его тележкой и кормовым концом палубы для развертывания сейсмоприемных кос. Обычно кормовой конец палубы для развертывания сейсмоприемных кос будет оснащен ограждающей (предохранительной) направляющей, простирающейся по всей его ширине примерно на высоте пояса, и в этом случае тележка или каждая тележка может включать, по меньшей мере, один направляющий ролик, который входит в контакт с обращенной внутрь судна стороной предохранительной направляющей, и предпочтительно два таких ролика,которые расположены на расстоянии друг от друга в направлении движения тележки. Для удобства тележка или каждая тележка также снабжена, по меньшей мере, одним опорным колесом, которое катится по палубе для развертывания сейсмоприемных кос. Предпочтительно тележка или каждая тележка имеет привод от двигателя, например соответствующего гидравлического двигателя,который неподвижно установлен на одном конце направляющего рельса для тележки и который приводит в движение тележку посредством цепи, соединенной с тележкой. Для удобства тележка или каждая тележка включает пространство для хранения, предпочтительно в виде, по меньшей мере, одного выдвижного ящика для хранения инструментов и т.п. Изобретение также касается судна сейсмической разведки, включающего устройство для манипулирования сейсмоприемной косой по любому из предшествующих вариантов, касающихся изобретения. 4 Ниже изобретение описано только в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи, где фиг. 1 изображает вид в плане судна глубинной морской сейсмической разведки, по существу, на уровне его ватерлинии, причем судно содержит устройство для манипулирования сейсмоприемной косой, соответствующее настоящему изобретению; фиг. 2 изображает вид в плане палубы для развертывания сейсмоприемных кос судна, показанного на фиг. 1; фиг. 3 изображает вид с кормы судна, показанного на фиг. 1 и 2; фиг. 4 изображает вид сбоку устройства для манипулирования сейсмоприемной косой,соответствующего изобретению; и фиг. 5 и 6 изображают виды соответственно с торца и сверху устройства, показанного на фиг. 4. Судно глубинной морской сейсмической разведки, показанное на чертежах, обозначено в целом номером 10 и является объектом заявки на патент РСТPCT/GB 98/01832 (WO 99/00295). Судно 10 имеет единый корпус 12 водоизмещающего типа, который обычно имеет длину свыше 80 м по ватерлинии (и полную длину менее 90 м) и ширину около 24 м. Максимальное водоизмещение судна обычно составляет около 7500 т. Как показано на фиг. 1, конфигурация корпуса 12 по ватерлинии вполне обычна в том, что ширина корпуса плавно и постепенно увеличивается от носа 14 до центральной секции 16,имеющей, по существу, постоянную ширину, и затем постепенно уменьшается, но в значительно меньшей степени, от центральной секции до широко срезанной кормы 18. Ниже ватерлинии сужение в направлении кормы 18 постепенно увеличивается с увеличением глубины. Судно 10 имеет большинство, если не все,из основных признаков, общих для судов такого типа и размера, например множество дизельных двигателей, вспомогательные носовые винты,электрические генераторы, помещения для 6070 человек, вертолетную палубу, лебедки, грузовые стрелы, спасательное оснащение и т.д. Однако, поскольку эти признаки могут принимать любую из хорошо известных и обычных форм и не относятся к настоящему изобретению, для упрощения они не будут описываться подробно. Дополнительно судно 10 оснащено согласно изобретению для ведения глубинной морской сейсмической разведки, как описано ниже. Таким образом, как показано на фиг. 2,судно 10 имеет палубу 20 для развертывания сейсмоприемных кос, которая расположена позади центральной секции 16 и линейно расширяется от около 24 м в центральной секции до около 37,5 м в кормовой части 18, причем увеличение ширины происходит симметрично по 5 обе стороны от продольной центральной линии судна 10. Общая длина палубы для развертывания сейсмоприемных кос составляет около 36 м,тогда как высота местоположения палубы 20 для развертывания сейсмоприемных кос над ватерлинией судна 10 обычно составляет около 9 м. В пределах центральной части 16 судна 10 расположены 16 больших барабанов 22 с силовым приводом для сейсмоприемной косы, которые распределены по ширине судна, причем ось каждого барабана проходит, по существу, горизонтально и поперек судна 10, и он пригоден для укладки соответствующей сейсмоприемной косы длиной до 6000 м вместе с ее начальной секцией. Наружные четыре барабана 22 по обе стороны от центральной линии судна 10 установлены, по меньшей мере, частично ниже палубы 20 для развертывания сейсмоприемных кос, тогда как внутренние восемь барабанов установлены на самой палубе для развертывания сейсмоприемных кос, причем барабаны частично перемежаются для помещения их в доступное пространство. Нижние барабаны 22 наматывают по часовой стрелке, тогда как верхние барабаны наматывают против часовой стрелки. В центре кормы 18 судна 10 под палубой 20 для развертывания сейсмоприемных кос расположена палуба 24, известная как палуба для пневматических источников сейсмических сигналов. С палубы 24 для пневматических источников сигналов развертываются источники 26 сейсмических сигналов, типичными примерами которых являются пневматические источники сейсмических сигналов типа, описанного в патенте США 4686660, обычно с использованием системы манипулирования типа, описанного в патенте США 5488920. При использовании каждая сейсмоприемная коса, показанная схематично под номером 28, простирается по соответствующей направляющей 30 и затем по всей длине палубы для развертывания сейсмоприемных кос в направлении кормы 18 судна 10. При их перемещении по палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос сейсмоприемные косы 28 проходят через соответствующие средства 32 для ослабления натяжения, и на корме 18 каждая из них простирается по соответствующей дополнительной направляющей, на этот раз в виде намоточного блока 34. Для экономии пространства намоточные блоки 34 могут быть типа, описанного в заявке на патент РСТPCT/IB 97/00156(WO 97/29302). Каждый намоточный блок 34 образует часть соответствующего устройства для манипулирования сейсмоприемной косой,посредством которого сейсмоприемная коса 28 может подниматься и опускаться относительно палубы 20 для развертывания сейсмоприемных кос, как описано подробно в упомянутой выше заявке на патент РСТPCT/GB 98/01832. 6 Будучи развернутыми поверх кормы 18 судна 10, шестнадцать сейсмоприемных кос 28,буксируемых судном со скоростью около 5 узлов, образуют строй обычно шириной до 1500 м с использованием дефлекторов Monowing и техники, описанной в упомянутой ранее заявке на патент РСТPCT/IB 98/01435. Этот широкий строй сейсмоприемных кос используют в сочетании с источниками 26 сейсмических сигналов для ведения трехмерной морской сейсмической разведки, как описано ранее. Каждая сейсмоприемная коса 28 составлена из большого количества, по существу, идентичных секций сейсмоприемной косы, обычно имеющих длину 100 м и соединенных встык с возможностью отсоединения посредством электрических или электрооптических соединителей. Как уже упоминалось, иногда может быть необходимо изменять длину одной или более сейсмоприемных кос 28 посредством перемещения секций сейсмоприемных кос из одной косы в другую косу при их буксировке. Это достигается посредством использования дополнительного устройства для манипулирования сейсмоприемной косой, показанного на фиг. 4-6. Таким образом, дополнительное устройство для манипулирования сейсмоприемной косой, показанное на фиг. 4-6, основано на двух колесных тележках, установленных на палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос судна 10, и каждая из них может перемещаться поперек палубы для развертывания сейсмоприемных кос по соответствующей половине (по левому борту или правому борту) ее ширины: одна из этих тележек, а именно тележка левого борта, показана номером 40 на фиг. 4-6 на каждом конце протяженности поперечного движения. Палуба 20 для развертывания сейсмоприемных кос снабжена наклоненной внутрь ограждающей (или предохранительной) направляющей 42 высотой до пояса, которая простирается по всей кромке кормы и частично на углах по левому борту и правому борту кромки кормы. Предохранительная направляющая 42 содержит непрерывную стальную трубу 44, которая образует ее наклоненную внутрь верхнюю часть и которая крепится к палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос отнесенными друг от друга изогнутыми внутрь кронштейнами(или стойками) 46, и изогнутый обтекатель 48,который прикреплен к наружным сторонам кронштейнов 46 и который простирается от трубы 44 вниз до кромки кормы палубы для развертывания сейсмоприемных кос, образуя непрерывную, плавно изогнутую поверхность,на которой могут быть расположены сейсмоприемные косы 28 при манипулировании ими. Два выровненных относительно друг друга направляющих рельса или бруса 50, по одному на каждую тележку 40, прикреплены к палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос под 7 предохранительной направляющей 42 кронштейнами 51 таким образом, что они расположены на небольшом расстоянии от палубы для развертывания сейсмоприемных кос и простираются, по существу, параллельно предохранительной направляющей 42. Понятно, что каждый направляющий рельс 50 служит как для удерживания соответствующей одной из тележек 40 на палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос, так и для направления движения тележки по палубе для развертывания сейсмоприемных кос, тогда как предохранительная направляющая 42 обеспечивает дополнительное направление обеих тележек. Таким образом, каждая из тележек 40 имеет в целом прямоугольный корпус 52, поддерживаемый на палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос колесами 53, имеющими пневматические шины. Корпус 52 снабжен кронштейном 54, расположенным вблизи его нижней части на стороне, обращенной к корме,который несет расположенные на расстоянии друг от друга направляющие колеса 56, которые входят в контакт с нижней стороной соответствующего направляющего рельса 50. Обращенная к корме сторона тележки 40 также снабжена расположенными над кронштейном 54 двумя также расположенными на расстоянии друг от друга направляющими колесами 57, которые входят в контакт с верхней стороной направляющего рельса 50. Направляющие колеса 57 имеют расположенные на расстоянии в осевом направлении реборды 58, которые охватывают верхнюю часть направляющего рельса 50 таким образом, что направляющие колеса 56, 57 совместно служат для удерживания тележки 40 на палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос. Пара расположенных на расстоянии друг от друга направляющих роликов 59 с вогнутой поверхностью, установленных на стороне верхней части корпуса 52, обращенной к корме, входит в контакт с обращенной внутрь судна стороной трубы 44 предохранительной направляющей 42 таким образом, что предохранительная направляющая 42 и направляющие рельсы 50 заставляют тележки 40 перемещаться только в поперечном направлении по палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос. Каждая тележка 40 приводится в движение соответствующим гидравлическим двигателем 60, установленным на палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос на наружном конце соответствующего направляющего рельса 50,посредством соответствующей двойной цепи 62. Противоположные концы этой двойной цепи 62 прикреплены к ее тележке 40, и цель простирается от тележки к соответствующему двигателю 60, вокруг соответствующих ведущих зубцов 64,приводимых в действие двигателем, вдоль всей длины соответствующего направляющего рельса 50, вокруг соответствующих холостых зубцов 8 66 на другом конце соответствующего направляющего рельса 50 и назад к тележке. Верхняя поверхность 68 корпуса 52 каждой тележки 40 находится приблизительно на высоте пояса, и, таким образом, тележка эффективно служит как подвижный верстак и снабжена зажимным средством для сейсмоприемной косы, которое выполнено с возможностью охвата и захвата металлического соединителя, расположенного на конце каждой 100-метровой секции сейсмоприемной косы, из которых составлены сейсмоприемные косы 28. Корпус 52 каждой тележки 40 также включает выдвижной ящик 72, в котором могут храниться инструменты для работ с сейсмоприемными косами 28. Каждая тележка 40 снабжена расположенным на одной ее стороне затвором или щеколдой 74, которая может входить в зацепление с соответствующей горизонтальной трубкой 76,приваренной к нижней стороне трубы 44 предохранительной направляющей 42 под прямым углом к ней в пункте расположения каждой сейсмоприемной косы по всей палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос таким образом, что тележка может блокироваться на месте в каждом пункте расположения сейсмоприемной косы. При использовании, когда необходимо переместить оконечную часть первой сейсмоприемной косы на оконечную часть второй сейсмоприемной косы для увеличения длины второй сейсмоприемной косы, и предполагая, что вторая сейсмоприемная коса уже намотана, соответствующую тележку 40 перемещают поперек палубы 20 для развертывания сейсмоприемных кос и блокируют на месте в пункте расположения первой сейсмоприемной косы под сейсмоприемной косой (поскольку, как описано в упомянутой выше заявке на патент РСТPCT/GB 98/01832, намоточные блоки 34 поддерживают сейсмоприемные косы достаточно высоко над палубой 20 для развертывания сейсмоприемных кос, когда сейсмоприемные косы развернуты для нормального использования). Первую сейсмоприемную косу затем выбирают наматыванием над тележкой 40, пока обращенный к судну конец части, которую необходимо переместить,не приблизится к тележке. Намоточный блок 34 затем опускают, как описано в заявке на патент РСТPCT/GB 98/01832, таким образом, опуская сейсмоприемную косу, пока оконечный соединитель секции сейсмоприемной косы, представляющий собой обращенный к судну конец части первой сейсмоприемной косы, которую необходимо переместить, не достигнет верхней поверхности 68 тележки 40, и тогда он может быть захвачен зажимным средством 70. Тележка 40 и зажимное средство 70 теперь принимают на себя нагрузку, представленную частью сейсмоприемной косы, которую необходимо переместить, при этом указанная часть частично расположена на изогнутом обтекателе 48, но 9 большей частью остается в море за судном 10. Находящуюся на борту часть первой сейсмоприемной косы затем отсоединяют от части,которую необходимо переместить, и, возможно,наматывают на ее барабан. Затем тележку 40 перемещают в поперечном направлении по палубе 20 для развертывания сейсмоприемных кос и блокируют на месте в пункте расположения второй сейсмоприемной косы, конец которой соединяют с концом части сейсмоприемной косы, удерживаемым в зажимном средстве 70. Наконец зажимное средство 70 раскрывают, намоточный блок 34 поднимают назад, на его нормальную высоту, и вторую сейсмоприемную косу, теперь имеющую увеличенную длину, полностью развертывают обычным способом. Устройство для манипулирования сейсмоприемной косой, основанное на тележках 40,очень простое и эффективное при использовании и позволяет одному человеку выполнять описанное выше перемещение быстро, легко и безопасно. Могут быть выполнены многие модификации описанного варианта осуществления изобретения. Например, две тележки 40 могут располагаться на каждой половине палубы 20 для развертывания сейсмоприемных кос (в сумме четыре тележки). Но при ограниченном пространстве на меньших судах может использоваться одна тележка 40, перемещаемая по всей ширине палубы для развертывания сейсмоприемных кос. Кроме того, тележки 40 могут приводиться в действие электрическими (а не гидравлическими) двигателями и могут иметь другие формы и конфигурации, пригодные для движения в поперечном направлении на кормовом конце палубы для развертывания сейсмоприемных кос. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для манипулирования сейсмоприемной косой для использования на судне сейсмической разведки, содержащее направляющее средство, выполненное с возможностью установки на палубе для развертывания сейсмоприемных кос судна вблизи кормового конца палубы для развертывания сейсмоприемных кос таким образом, чтобы оно проходило в поперечном направлении, по меньшей мере, по части ширины палубы для развертывания сейсмоприемных кос, и тележку, перемещаемую поперек палубы для развертывания сейсмоприемных кос, причем тележка выполнена с возможностью вхождения в контакт с направляющим средством так, чтобы она направлялась посредством этого при ее перемещении поперек палубы для развертывания сейсмоприемных кос, и включающее зажимное средство для захвата обращенного к судну конца части сейсмоприемной косы, другой конец которой развернут 10 поверх кормового конца палубы для развертывания сейсмоприемных кос. 2. Устройство по п.1, содержащее две указанные тележки, каждая из которых выполнена с возможностью перемещения в поперечном направлении, по существу, по всей соответствующей половине (по левому борту или по правому борту) ширины палубы для развертывания сейсмоприемных кос. 3. Устройство по п.1 или 2, в котором направляющее средство содержит для тележки или для каждой тележки соответствующий направляющий рельс, выполненный с возможностью прикрепления к палубе для развертывания сейсмоприемных кос, но на некотором удалении над палубой, при этом тележка или каждая тележка включает, по меньшей мере, одно направляющее колесо для вхождения в контакт с нижней стороной направляющего рельса. 4. Устройство по п.3, в котором тележка или каждая тележка включает два направляющих колеса, которые расположены на расстоянии друг от друга в направлении движения тележки. 5. Устройство по п.3 или 4, в котором направляющий рельс или каждый направляющий рельс расположен между его тележкой и кормовым концом палубы для развертывания сейсмоприемных кос. 6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, выполненное с возможностью его использования, когда кормовой конец палубы для развертывания сейсмоприемных кос снабжен предохранительной направляющей,простирающейся по всей ее длине, в котором тележка или каждая тележка включает, по меньшей мере, один направляющий ролик, который входит в контакт с обращенной в сторону судна стороной предохранительной направляющей. 7. Устройство по п.6, в котором тележка или каждая тележка включает два направляющих ролика, которые расположены на расстоянии друг от друга в направлении движения тележки. 8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором тележка или каждая тележка снабжена, по меньшей мере, одним опорным колесом, которое катится по палубе для развертывания сейсмоприемных кос. 9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором тележка или каждая тележка имеет привод от двигателя. 10. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором тележка или каждая тележка имеет привод от соответствующего гидравлического двигателя, который неподвижно расположен на одном конце направляющего рельса для тележки и который приводит в движение тележку посредством цепи, соединенной с тележкой. 11. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором тележка или каждая тележка включает средство для хранения инструментов и т.п. 12. Устройство по п.11, в котором средство для хранения представляет собой, по меньшей мере, один выдвижной ящик. 12 13. Судно сейсмической разведки, включающее устройство для манипулирования сейсмоприемной косой, описанное в любом из предшествующих пунктов.