Способ и устройство для буксирования морских сейсмических кос

1 Область техники Это изобретение относится к области регистрации данных в морской сейсморазведке и, в частности, к области буксирования морских кос с сейсмическими приемниками. Уровень техники При регистрации колебаний в морской сейсморазведке, косы с приемниками (обычно гидрофонами) буксируются в воде, принимая отраженные или преломленные волны от источника упругих колебаний (обычно используются пневматические источники). При проведении съемки давно уже стремятся к увеличению количества кос, источников и другого буксируемого оборудования, поэтому для решения данной проблемы предлагались различные способы. Например, в Европейской заявке на патент 0154968 А 2, содержание которой включено в настоящую заявку путем ссылки, описывается способ, в котором буксирование одной косы производится "материнским" кораблем, а другая коса буксируется ведомым погруженным управляемым устройством. Однако такая система с трудом поддается контролю и управлению, и требует для этой цели специального оборудования. В других использовавшихся устройствах несколько кораблей на поверхности буксируют косы параллельно друг другу. Однако такие системы также сложны и дороги, так как в этом случае требуется обслуживать косы на каждом корабле, что в свою очередь, требует содержания полноценных бригад для этой цели. На практике наиболее распространенная форма буксирования нескольких кос основана на выполнении всех операций одним кораблем. Для этой цели использовались различные устройства, в которых применялись поплавки разнообразных конфигураций, боны, аутригеры и т.д. В любой из поплавковых конфигураций общей системы, один из вариантов которой показан на фиг. 1 А (здесь для простоты изображена только левая сторона системы морских кос, правая сторона является зеркальным отображением левой), должен использоваться дефлектор 11(например, "параван"), чтобы тянуть отклоняющий трос 18 (в данном случае канат) в поперечном направлении к курсу корабля 14 а. Сейсмические косы 10 а-10d присоединены к отклоняющему тросу 18. Каждая коса соединена с отклоняющим тросом при помощи скользящего держателя 17 (известного специалистам в данной области техники), который, в свою очередь,соединяется с отклоняющей линией (отклоняющим тросом) 18 посредством соединяющих линий 15 а - 15d, например канатов. Очевидно, что такое устройство может иметь ограниченное число сейсмических кос 10,буксируемых при заданном расстоянии "s" между ними, поскольку торможение, создаваемое косами 10, противодействует силе, которую дефлектор 11 создает в направлении перпендику 002701 2 лярном курсу корабля 14 а. По мере увеличения угла "атаки" дефлектора прилагается больше силы в направлении, перпендикулярном курсу корабля 14 а, при этом торможение также увеличивается, в результате чего снижается скорость корабля 14 а или должно уменьшаться количество буксируемого оборудования. Кроме того,специалистам известна важность контроля за выносом пункта возбуждения для расстановки сейсмических кос. По мере того, как косы располагаются все шире и шире, вынос начинает превышать допустимую длину. Поэтому существует постоянная потребность в создании устройств и способов для регистрации данных в морской сейсморазведке,которые позволят увеличить число буксируемых кос и ширину сейсмической расстановки,или в более общем случае, дадут возможность использовать сейсмическое оборудование, которое размещается перпендикулярно курсу корабля и создает большее торможение, независимо от того, связано ли оно с добавочными косами,их удлинением или каким-либо другим оборудованием. Сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является решение рассмотренных выше проблем. Поэтому в соответствии с одним из аспектов изобретения предлагается буксировочная оснастка,которая используется при работе с базовым кораблем, транспортирующим сейсмические косы и необходимое оборудование, и вспомогательным кораблем, при этом оснастка включает ответвление для базового корабля, транспортирующего оборудование; ответвление для дефлектора, соединенного с указанным ответвлением для базового корабля; и ответвление для вспомогательного корабля, соединенного с указанными ответвлениями для базового корабля и дефлектора. Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предлагается устройство для буксирования сейсмического оборудования за базовым кораблем, транспортирующим морскую приемную сейсмическую аппаратуру по направлению профиля, причем устройство содержит дефлектор, скрепленный с отклоняющим тросом; базовый корабль, транспортирующий оборудование и скрепленный с отклоняющим тросом; вспомогательный корабль, тянущий скрепленный с ним отклоняющий трос. В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается способ буксирования за базовым кораблем, транспортирующим морскую сейсмическую приемную аппаратуру по линии профиля, сейсмического оборудования, которое содержит дефлектор, скрепленный с отклоняющим тросом, соединенным с базовым кораблем. включающий следующие операции: 3 присоединение отклоняющего троса к тянущему его вспомогательному кораблю,ориентирование вспомогательного корабля параллельно линии профиля; и буксирование отклоняющего троса, соединенного с системой приема сейсмических данных, базовым и вспомогательным кораблями. Перечень чертежей Для более полного понимания сущности настоящего изобретения и вытекающих из его применения преимуществ ниже приводится раздел "Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения", совместно с сопровождающими его чертежами, на которых фиг. 1 А - 1 С иллюстрируют различные варианты выполнения настоящего изобретения,вид сверху; на фиг. 2 представлен вид сверху еще на один вариант выполнения изобретения; фиг. 3 изображает другой вариант выполнения изобретения, вид сверху; фиг. 4 представляет вариант выполнения изобретения; фиг. 5 изображает еще один вариант выполнения изобретения, вид сверху. Следует, однако, отметить, что приложенные рисунки иллюстрируют только наиболее типичные варианты выполнения изобретения и поэтому не могут рассматриваться как ограничивающие объем изобретения, включающего и другие, в равной степени эффективные варианты его реализации. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Рассмотрим фиг. 1 В, на которой конфигурация кос отличается от варианта их расположения на фиг. 1 А (более подробно описанном в патентной заявке США 08/668.361, которая включена в данное описание посредством ссылки) тем, что каждая коса 10 не имеет собственного ввода. В системе, изображенной на фиг. 1 В, каждая коса 10 а - 10d присоединяется при помощи расширителей SPab, SPbc, SPcd к единому входу LI, через который подводится питание к косам и передаются сигналы, принимаемые приемниками на косах 10. Роль расширителей SP заключается в передаче сигналов от кос 10 на ввод LI и в подаче от него на косы питающего напряжения. В альтернативном варианте реализации изобретения, изображенном на фиг. 1 С, отклоняющая линия 18 (т.н. "сверхширокая" или "S.W.") также является активным вводом, как и соединяющая линия 15 а. Хотя конфигурации устройств, показанных на фиг. 1 В-1 С, и позволяют уменьшить торможение,они все же имеют ограничения, связанные с возможностями паравана 11 для отклонения всей расстановки в направлении, поперечном курсу корабля 14 а. Описание следующих вариантов выполнения настоящего изобретения производится со ссылкой на одну из конфигураций расположе 002701 4 ния сейсмических кос. Однако следует иметь в виду, что данное изобретение в равной степени применимо и для других конфигураций взаимного расположения кос, например, таких как на фиг. 1 А-1 С. Рассмотрим теперь фиг. 2 , на которой изображен, в качестве примера, вариант устройства для буксирования сейсмического оборудования (т.е. кос 10 и источников 12) за базовым кораблем 14 а, транспортирующим морскую приемную сейсмическую аппаратуру по линии профиля 16. Здесь также изображена только левая часть. Согласно этому примеру, устройство включает дефлектор 11, присоединенный к отклоняющему тросу 18 при помощи соединительных приспособлений 13 а; другие соединительные приспособления 13b для прикрепления отклоняющего троса 18 к базовому кораблю 14 а; кроме того, соединительные приспособления 13 с для присоединения отклоняющего троса 18 к вспомогательному кораблю 14b; а также соединительные приспособления 13d для скрепления морского сейсмического оборудования(т.е. кос 10) с отклоняющим тросом 18. Приемлемые варианты реализации соединительных приспособлений 13 а-13d известны компетентным специалистам, и хотя некоторые примеры описаны ниже, возможности использования данного изобретения не ограничиваются только ими. Рассмотрим теперь фиг. 3 А, на которой представлен, в качестве примера, вариант реализации соединительных приспособлений 13 с для соединения вспомогательного корабля 14b с отклоняющим тросом 18. В этом варианте соединительные приспособления 13 с включают буксировочный трос (канат) 20, соединенный с вспомогательным кораблем 14b, и разъемное соединительное устройство 22, прикрепленное между буксировочным канатом 20 и отклоняющим тросом 18. Рассмотрим теперь фиг. 3 В, на которой в более крупном масштабе изображена выделенная кругом часть фиг. 3 А, из которой видно, что соединительное устройство для соединения с отклоняющим тросом 18 содержит ответвление 20b от троса, которое прикрепляется внахлест к отклоняющему тросу 18 в пределах десяти метров от дефлектора и около десяти метров от буксировочного ответвления 19, которое, как это видно на фиг. 3 А, соединено с наиболее удаленной косой 10 а и ее вводом зажимом С 10 а. Подобно ответвлению от троса 20b, буксировочное ответвление 19 прикрепляется к отклоняющему тросу 18 одним из известных специалистам способов. Согласно этому варианту изобретения разъемное соединительное устройство 22 имеет два конца, первый - 22 а и второй - 22b, первый конец может быть разъединен (разомкнут) со вторым, при этом первый конец 22 а присоединен к части буксировочного каната 20 а, а второй конец 22b разъемного соединительного устрой 5 ства 22 соединяется с отклоняющим тросом 18 через часть ответвления 20b. Рассмотрим снова фиг. 3 В. Приводимый в качестве примера вариант системы включает также поплавок 24 а, который прикреплен к первому концу 22 а разъемного соединительного устройства 22 при помощи пятиметрового шкентеля. Имеется также второй поплавок 24b,соединенный со вторым концом разъемного соединительного устройства 22 при помощи аналогичного шкентеля. Различные типы шкентелей и поплавков, которые могут быть предложены специалистами, приемлемы для обоих концов разъемного соединительного устройства 22. Очевидно, что специалистам известны также и возможности использования поплавков 24 а и 24b для присоединения крюков подъемного механизма и другого оборудования, находящегося в воде, с целью управления тросами, к которым прикреплены первый конец 22 а и второй конец 22b разъемного соединительного устройства 22. Согласно еще одному примеру выполнения соединительное устройство содержит акустический расцепляющий механизм, который может автоматически приводиться в действие посылкой акустического или радиосигнала. Такие механизмы выпускаются различными производителями и возможности их использования хорошо известны специалистам. При использовании одного такого расцепляющего механизма преобразователь акустического сигнала 26 (фиг. 3 А) буксируется за вспомогательным кораблем 14b, и акустический расцепляющий механизм управляется акустическим преобразователем 26. Управление акустическим преобразователем 26 может производиться с вспомогательного корабля 14b или с базового корабля 14 а. Запуск преобразователя 26 производится согласно изобретению различными способами, известными специалистам. В некоторых вариантах реализации изобретения предусматривается использование дополнительного разъемного соединительного устройства такой же конструкции, как и первое разъемное соединительное устройство 22. Это соединительное устройство располагается на буксировочном канате 20, ближе к вспомогательному кораблю 14b для того, чтобы иметь дополнительные разъемные средства в случае отказа первого разъемного соединительного устройства 22. В одном варианте второе разъемное соединительное устройство располагается на пятьдесят метров ближе к вспомогательному кораблю 14b (фиг. 4). В соответствии со следующим вариантом выполнения изобретения второе разъемное соединительное устройство размещается не в воде, а на вспомогательном корабле. Согласно другому варианту реализации изобретения любой или оба разъемных соединительных устройства содержат акустические расцепляющие механизмы, запускаемые буксируемыми преобразователями. В альтерна 002701 6 тивных вариантах разъемные соединительные устройства содержат механические расцепляющие механизмы. Согласно альтернативным вариантам реализации изобретения могут быть использованы и другие типы расцепляющих механизмов. В вариантах с дублирующими разъемными соединительными устройствами поплавки присоединяются ко всем концам этих устройств при помощи шкентелей и выполняют те же известные компетентным специалистам функции, что и рассмотренные выше поплавки 24 а и 24b. Возвращаясь к фиг. 2, необходимо отметить, что положение приспособления 13 с, соединяющего вспомогательный корабль 14b с отклоняющим тросом 18, находится между дефлектором 11 и наиболее удаленным соединением (для варианта реализации, изображенного на фиг. 4, - это буксировочное ответвление 19) самой удаленной косы 10 а. Однако в альтернативном варианте (не показан) это приспособление присоединяется с внутренней стороны по отношению наиболее удаленной косы. Кроме того, соединительные приспособления 19 для прикрепления кос 10 к отклоняющему тросу 18 имеют форму, зависящую от типа ввода на косе,причем форма и тип ввода знакомы специалистам, компетентным в этой области. В вариантах реализации, в которых используются активные "сверхширокие" или волоконно-оптические вводы, особое внимание должно быть уделено изготовлению соединений, чтобы избежать возникновения нежелательных помех. Согласно некоторым вариантам изобретения используется автоматическая управляющая система для навигации вспомогательного корабля 14b, тянущего отклоняющую линию. Такие автоматические системы могут осуществлять контроль курса и скорости при использовании промышленных систем, например, таких как система Robertson "ROBNAV". Управление может производиться комплексной навигационной системой (такой как Универсальная Система "SPECTRA" INS), находящейся на базовом корабле 14 а, при помощи радиосвязи. Такие системы и способы известны специалистам,компетентным в области систем управления ведомым кораблем. Возвращаясь к фиг. 2, следует отметить,что тип дефлекторов 11 и их относительное положение во многом определяются требуемой эффективностью торможения, стабильностью и другими параметрами, и специалисты в данной отрасли могут предложить различные их варианты, соответствующие различным вариантам реализации изобретения. Далее, вслед за описанием примера выполнения устройства по настоящему изобретению,будут рассмотрены варианты реализации другого его аспекта. Этим аспектом является способ буксирования сейсмического оборудования за базовым кораблем 14 а, транспортирующим 7 морскую сейсмическую регистрирующую аппаратуру по линии сейсмического профиля 16,причем это оборудование содержит дефлектор 11, соединенный с отклоняющим тросом 18,который присоединен к базовому кораблю 14 а. Способ по настоящему изобретению включает присоединение отклоняющего троса 18 к тянущему его вспомогательному кораблю 14b; буксирование вспомогательного корабля 14b параллельно линии профиля 16 и буксирование отклоняющего троса 18, соединенного с системой приема данных 10, базовым 14 а и вспомогательным 14b кораблями. Согласно другому варианту присоединение вспомогательного корабля 14b к отклоняющему тросу 18 включает присоединение буксировочного каната 20 к вспомогательному кораблю 14b; присоединение к буксировочному канату разъемного соединительного устройства 22,имеющего первый конец 22 а, присоединенный к буксировочному канату 20, и второй конец 22b,выполненный с возможностью размыкания с первым концом 22 а; присоединение второго конца 22b разъемного соединительного устройства 22 к отклоняющему тросу 18; присоединение поплавка 24 а к первому концу 22 а разъемного соединительного устройства 22; присоединение поплавка 24b ко второму концу 22b разъемного соединительного устройства 22; и буксирование преобразователя акустических сигналов 26 за вспомогательным кораблем 14b, причем преобразователь акустических сигналов 26 приводит в действие разъемное соединительное устройство 22. Согласно еще одному варианту присоединение вспомогательного корабля 14b к отклоняющему тросу 18 включает присоединение буксировочного каната 20 к вспомогательному кораблю 14b,присоединение к буксировочному канату 20 разъемного соединительного устройства 22,имеющего первый конец 22 а, присоединенный к части 20 а промежуточного буксировочного каната, и второй конец 22b, выполненный с возможностью размыкания с первым концом 22 а; присоединение второго конца 22b разъемного соединительного устройства 22 к части ответвления 20b; присоединение второго конца части промежуточного буксировочного троса 20 а к первому концу 50b второго разъемного соединительного устройства 50, при этом второе разъемное соединительное устройство 50 также содержит второй конец 50 а, который выполнен с возможностью размыкания с первым концом 50b второго разъемного соединительного устройства 50; и 8 присоединение второго конца 50 а второго разъемного соединительного устройства 50 к части 20 с буксировочного каната. Согласно следующему варианту реализации изобретения присоединение вспомогательного корабля 14b к отклоняющему тросу 18 включает присоединение вспомогательного корабля 14b к отклоняющему тросу 18 между дефлектором 11 и наиболее удаленным соединительным устройством 53d косы 10 а. Согласно следующему варианту реализации изобретения ориентирование вспомогательного корабля 14b параллельно линии профиля 16 включает размещение вспомогательного корабля 14b и базового корабля 14 а таким образом, что нос вспомогательного корабля 14b находится на одной линии ("VAL") с носом базового корабля 14 а и при этом "VAL" практически перпендикулярна линии профиля 16. Рассмотренные выше примеры реализации приведены лишь в качестве иллюстрации изобретения, специалистами в данной области могут быть предложены и другие варианты выполнения изобретения без отклонения от сущности настоящего изобретения, определяемого его формулой. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ буксирования за базовым кораблем, транспортирующим морскую сейсмическую регистрирующую аппаратуру по линии сейсмического профиля, сейсмического оборудования, содержащего дефлектор, соединенный с отклоняющим тросом, который присоединен к базовому кораблю, включающий следующие операции: присоединение отклоняющего троса к тянущему его вспомогательному кораблю,ориентирование вспомогательного корабля параллельно линии профиля и буксирование отклоняющего троса, соединенного с системой приема сейсмических данных, базовым и вспомогательным кораблями. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное присоединение вспомогательного корабля к отклоняющему тросу включает присоединение буксировочного троса к вспомогательному кораблю,присоединение к буксировочному тросу разъемного соединительного устройства,имеющего первый конец, присоединенный к буксировочному тросу, и второй конец, выполненный с возможностью размыкания с первым концом,присоединение второго конца разъемного соединительного устройства к отклоняющему тросу. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что к первому концу разъемного соединительного устройства присоединяют поплавок. 9 4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем,что ко второму концу разъемного соединительного устройства присоединяют второй поплавок. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что за вспомогательным кораблем буксируют преобразователь акустических сигналов, который приводит в действие указанное разъемное соединительное устройство. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное присоединение вспомогательного корабля к отклоняющему тросу включает присоединение буксировочного троса к вспомогательного кораблю; присоединение к буксировочному тросу первого разъемного соединительного устройства, имеющего первый конец, присоединенный к буксировочному тросу, и второй конец, выполненный с возможностью размыкания с первым концом,присоединение второго конца первого разъемного соединительного устройства к первому концу промежуточного буксировочного троса,присоединение второго конца промежуточного буксировочного троса к первому концу второго разъемного соединительного устройства, второй конец которого выполнен с возможностью размыкания с первым концом второго разъемного соединительного устройства, и присоединение второго конца второго разъемного соединительного устройства к буксировочному тросу. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что указанное первое разъемное соединительное устройство содержит расцепляющий механизм. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное присоединение вспомогательного корабля к отклоняющему тросу предусматривает присоединение вспомогательного корабля к отклоняющему тросу между дефлектором и наиболее удаленным соединительным устройством сейсмической косы. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что управление вспомогательным кораблем осуществляют с базового корабля. 10. Устройство для буксирования сейсмического оборудования за базовым кораблем,транспортирующим морскую приемную сейсмическую аппаратуру по направлению профиля,содержащее дефлектор, скрепленный с отклоняющим тросом,базовый корабль, транспортирующий оборудование и скрепленный с отклоняющим тросом,вспомогательный корабль, тянущий скрепленный с ним отклоняющий трос,при этом морская сейсмическая приемная аппаратура соединена с отклоняющим тросом. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем,что содержит буксировочный трос, соединен 002701 10 ный с вспомогательным кораблем, разъемное соединительное устройство, соединенное с буксировочным тросом и имеющее первый конец,присоединенный к буксировочному тросу, и второй конец, выполненный с возможностью размыкания с первым концом и присоединенный к отклоняющему тросу. 12. Устройство по п.11 отличающееся тем,что содержит поплавок, соединенный с первым концом разъемного соединительного устройства. 13. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что содержит второй поплавок, соединенный со вторым концом разъемного соединительного устройства. 14. Устройство по п.11, отличающееся тем,что указанное разъемное соединительное устройство содержит расцепляющий механизм. 15. Устройство по п.13 отличающееся тем,что содержит акустический преобразователь,буксируемый за вспомогательным кораблем,причем указанный расцепляющий механизм запускается указанным акустическим преобразователем. 16. Устройство по п.10, отличающееся тем,что содержит буксировочный трос, соединенный с вспомогательным кораблем,первое разъемное соединительное устройство, соединенное с буксировочным тросом и имеющее первый конец, присоединенный к отклоняющему тросу, и второй конец, выполненный с возможностью размыкания с первым концом и присоединенный к первому концу промежуточного буксировочного троса,при этом второй конец промежуточного буксировочного троса присоединен к первому концу второго разъемного соединительного устройства, второй конец которого выполнен с возможностью размыкания первым концом второго разъемного соединительного устройства, и присоединен к буксировочному тросу. 17. Устройство по п.11, отличающееся тем,что указанный вспомогательный корабль присоединен к отклоняющему тросу между дефлектором и наиболее удаленным соединительным устройством сейсмической косы. 18. Буксировочная оснастка, используемая при работе с базовым кораблем, транспортирующим приемное сейсмическое оборудование,и вспомогательным кораблем, содержащая ответвление буксировочного троса для базового корабля,ответвление буксировочного троса для дефлектора, соединенное с указанным ответвлением буксировочного троса для базового корабля, и ответвление буксировочного троса для вспомогательного корабля, соединенное с указанным ответвлением буксировочного троса для базового корабля и с указанным ответвлением буксировочного троса для дефлектора. 19. Оснастка по п.18, отличающаяся тем,что указанное ответвление буксировочного троса для вспомогательного корабля содержит разъемное соединительное устройство, имеющее первый конец, соединенный с корабельной частью ответвления буксировочного троса для вспомогательного корабля и второй конец, выполненный с возможностью размыкания с первым концом и соединенный с дефлекторной частью ответвления буксировочного троса для вспомогательного корабля. 20. Оснастка по п.19, отличающаяся тем,что указанное разъемное соединительное устройство содержит акустический расцепляющий механизм. 21. Оснастка по п.19, отличающаяся тем,что указанное разъемное соединительное уст 12 ройство содержит механический расцепляющий механизм. 22. Оснастка по п.19, отличающаяся тем,что содержит поплавок, соединенный с указанным первым концом разъемного соединительного устройства. 23. Оснастка по п.19 или 22, отличающаяся тем, что содержит второй поплавок, соединенный с указанным вторым концом разъемного соединительного устройства. 24. Оснастка по п.19, отличающаяся тем,что содержит дополнительное разъемное соединительное устройство, расположенное на корабельной части ответвления буксировочного троса для вспомогательного корабля.