專利名稱：用于纜索的減阻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于纜索的減阻裝置，具體地說涉及用于、但又不只是用于在進(jìn)行海洋地震勘測(cè)期間的地震拖纜(Streamer)曳引陣列的引導(dǎo)纜減阻裝置。
為了進(jìn)行海洋地震勘測(cè)，每個(gè)通常有數(shù)千米長的地震拖纜的陣列被以5節(jié)的速度在一地震勘測(cè)船后曳拉著。在這些拖纜的全長上設(shè)置有水下聽音器陣列及有關(guān)的電子裝備?？睖y(cè)船還曳拉著一個(gè)或多個(gè)如噴槍那樣的地震源。由地震源產(chǎn)生的聲音信號(hào)通過水向下進(jìn)入地下，并在地下被各地層反射。反射出的信號(hào)被水下聽音器接收、數(shù)字化后送至地震勘測(cè)船，這些信號(hào)在船中被記錄并至少部分地被處理，其目的是建立所勘測(cè)區(qū)域內(nèi)的地層圖表。
在這樣的拖纜陣列中，每個(gè)拖纜均可以由自己的引入纜曳引，此纜為一鎧裝的電纜，它將動(dòng)力供應(yīng)給拖纜并從拖纜處接收數(shù)字信號(hào)。通過采用這種方法，可以曳引八個(gè)拖纜的寬700米的一陣列，每個(gè)拖纜長4000米。
曳引速度為5節(jié)的這種陣列產(chǎn)生的曳引力約為40-45噸。由于沿橫向延伸曳引纜，該曳引力的高比例部分是交叉曳力而不是由拖纜本身產(chǎn)生的成一直線的曳引力。在與此類勘測(cè)有關(guān)的運(yùn)作成本中，此曳引力是一個(gè)十分重要的因素。
為了提高這類海洋勘測(cè)的效率，可以希望采用含有大數(shù)量拖纜的更寬的拖纜陣列。但是在采用當(dāng)前的曳引技術(shù)的情況下，例如包含10個(gè)拖纜的1440米寬的一陣列僅能產(chǎn)生70噸以上的曳引力，這使得對(duì)采用包含更多個(gè)拖纜的更寬的這種陣列沒有吸引力。
本發(fā)明的目的是緩解此種問題。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種用于纜索，尤其是用于地震拖纜陣列引入纜的減阻裝置，此裝置具有多個(gè)減阻裝置部分，減阻裝置部分有其內(nèi)可容納引入纜的一中央孔及一種流線形外輪廓，在引入纜沿相對(duì)其長度為橫側(cè)方向在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，該輪廓起作用減少曳引力，及至少一個(gè)連接組件，它們以允許相鄰的減阻裝置部分彼此可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式將這相鄰的減阻裝置部分連接在一起。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例中，連接組件具有一對(duì)端連接器，每個(gè)端連接器被固緊在一對(duì)相鄰減阻裝置部分之一的一端部，而且其上有沿徑向外突的突緣形成；及一環(huán)狀壓緊圈，此圈由低摩擦材料制作，它把形成在端連接器上的突緣緊固在一起的同時(shí)，還允許突緣彼此相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
而且環(huán)狀壓緊圈是由兩個(gè)其截面上有U形部分的半圓形件構(gòu)成，從而可將端連接器的突緣放置在U形部分內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于纜索，尤其是用于地震拖纜陣列引入纜的減阻器，它具有一接納引入纜用的中央孔及一種流線形輪廓，此輪廓在引入纜在水中沿相對(duì)其長度為橫向的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)起減少曳引力的作用，其中，在減阻器的一部分上配置多個(gè)沿縱向延伸的隆脊，在使用中，該隆脊會(huì)處于減阻器的前緣或其附近處。
將結(jié)合附圖通過舉例的方式來詳細(xì)介紹本發(fā)明。其中

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的一減阻裝置部分的局部剖視圖；圖2是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線剖切的剖面；圖3是用來將圖1中的減阻裝置部分連接在一起的一端連接器的側(cè)視圖；圖4是一旋轉(zhuǎn)軸承的立體圖，此軸承構(gòu)成用來將圖1所示減阻裝置部分連接在一起的一連接組件；圖5是構(gòu)成用來將圖1所示減阻器部分連接在一起的一壓緊圈的透視圖；圖6是包括圖3的端連接器、圖4的旋轉(zhuǎn)軸承及圖5的壓緊圈的一裝配后的連接組件的剖視圖；圖7是用于沿軸向?qū)⑾噜彽臏p阻裝置部分組合緊固于一引入纜的一固定組件局部剖視圖；圖8是構(gòu)成圖7所示固定組件部件的一固定圈立體圖9是圖3-6所示連接組件的一替換形式的剖視圖，它展示了本發(fā)明另一實(shí)施例兩相鄰減阻裝置部分的連接。
本發(fā)明組裝成的減阻裝置具有多個(gè)大體上為長管狀的減阻裝置部分10，部分10在其相鄰的端部用合適的連接組件25連接在一起而構(gòu)成一環(huán)繞引入纜的連續(xù)減阻裝置。
減阻裝置部分10的一優(yōu)選形式展示于圖1和圖2中。每個(gè)減阻裝置部分10具有一大體上為圓柱形的部分12，沿其一側(cè)延伸而形成一大體上為三角形截面的尾部14。圓柱形部分12構(gòu)成一環(huán)繞未示出的引入纜的套筒，大體上為空心的三角形截面的尾部14沿徑向從該纜起延伸，在此纜索在水中被曳拉時(shí)形成尾部邊緣。尾部14被制成空心是為了改善減阻裝置部分10之輪廓相對(duì)其回轉(zhuǎn)中心(亦即是引入纜索之軸線)的重量平衡，也為了減小貯存體積。如可從圖2看到的那樣，每個(gè)減阻裝置部分10的總的輪廓成“淚滴”狀，以便提供比光滑圓柱形纜索小得多的曳引力。
另一個(gè)曳引力減低特征制作在使用中的減阻裝置前緣鄰近處的圓柱形部分12上。兩組沿縱長方向平行延伸的隆脊或肋18相對(duì)尾部14的沿半徑向的中心線對(duì)稱設(shè)置。隆脊18的作用是使減阻裝置部分10的前緣表面變粗糙，因此，根據(jù)水力學(xué)原理激發(fā)產(chǎn)生薄紊流界面層而控制減阻裝置部分外殼上面的層流分散。事實(shí)上，此相同的粗糙效果是由溝槽而不是由隆脊產(chǎn)生的。這里使用的術(shù)語“隆脊”可以理解為包含著隆脊和溝槽兩者。
每個(gè)減阻裝置部分10在其每個(gè)端部均配置圓柱形孔20，此孔的直徑比貫通減阻裝置部分10的本體主要部分12的圓柱孔的大。
減阻裝置部分可以方便地用EPDM橡膠由壓力加工方法來制造，在本體部分12的圓柱形壁內(nèi)有注冊(cè)商標(biāo)為Kevlar的增強(qiáng)纖維。減阻裝置部分10之長度在3-10米之內(nèi)，其尺寸定得使之環(huán)繞引入纜有2毫米間隙。此間隙足以允許減阻裝置環(huán)繞該纜自由擺動(dòng)，并足以與此纜緊密配合而避免引入纜在減阻裝置內(nèi)過度運(yùn)動(dòng)。此過度運(yùn)動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)。
減阻裝置部分能環(huán)繞引入纜擺動(dòng)是合乎希望的，這樣能使減阻裝置部分相對(duì)該纜在水中運(yùn)動(dòng)的方向取得減少曳引力的最佳位置。但不會(huì)使此纜在水中扭轉(zhuǎn)來適應(yīng)這種趨勢(shì)。因?yàn)檫@一原因，相鄰減阻裝置部分10能夠彼此相對(duì)著自由扭轉(zhuǎn)也是合乎期望的。為了做到這些，相鄰的減阻裝置部分10被用圖3-6所示出的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器即組件25來連接。
旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器25有四個(gè)構(gòu)件一個(gè)圖3所示的端連接器30，一個(gè)圖4所示的旋轉(zhuǎn)軸承40及兩個(gè)壓緊圈50，在圖5中展示了兩圈之一。
端連接器30例如可以用不銹鋼制造及由配置了多個(gè)沿圓周方向延伸槽34的一連接頭32構(gòu)成。在端連接器30的一端部配置有向外延伸的環(huán)狀突緣36。連接頭32被插入設(shè)置于減阻裝置部分10端部的圓柱形插孔20中，然后采用一種未示出的由軟金屬制作的擠壓圈用擠壓方式將連接頭緊固。連接頭32上的溝34有助于確保擠壓作業(yè)將端連接器30牢固地緊固在減阻裝置部分10上。如果一個(gè)部分10與兩個(gè)這樣的部分鄰接，在這個(gè)減阻裝置部分10的兩個(gè)端部上均配置一個(gè)端連接器30。別的聯(lián)接器結(jié)構(gòu)也適合于用在引入纜的端部，在這些地方的減阻裝置部分10可與別的裝備連接或者什么也不接，其情況會(huì)在下面更詳細(xì)地介紹。
處于兩相鄰減阻裝置部分10的相鄰端部上的一對(duì)端連接器30間安置一旋轉(zhuǎn)軸承40。旋轉(zhuǎn)軸承40通常是一個(gè)由鋁青銅制作的環(huán)，該環(huán)的截面大體上呈U形并有兩個(gè)平行的環(huán)狀突緣42，如在圖6上最清楚地看到的那樣，在使用中的旋轉(zhuǎn)軸承40被置于兩相鄰減阻裝置部分10的端連接器30之間。旋轉(zhuǎn)軸承40兩平行突緣42的環(huán)狀端面貼靠著在此兩端連接器30的環(huán)狀突緣36，從而提供端連接器30能靠貼著它旋轉(zhuǎn)的一支承面。
按下列配置將會(huì)更好在組裝完整的減阻裝置中，在每個(gè)減阻裝置部分10被用螺紋連接在引入纜后，將兩個(gè)端連接器以相互及相對(duì)減阻裝置部分10合適的定向、用螺紋方式擰在該引入纜上，并用一旋轉(zhuǎn)軸承40分隔開。
每對(duì)相鄰減阻裝置部分之間的聯(lián)接25是由圖5所示的壓緊圈50來實(shí)現(xiàn)的。
每個(gè)壓緊圈50由兩個(gè)半圓部分組成，兩個(gè)半圓部分一起構(gòu)成一有兩個(gè)朝內(nèi)突緣的圈，這樣就使壓緊圈有一U形截面部分。每個(gè)聯(lián)接器有兩個(gè)壓緊圈50，其中的每個(gè)圈都將一個(gè)端連接器30上的環(huán)狀突緣36和旋轉(zhuǎn)軸承40上的兩個(gè)朝外的突緣42中的一個(gè)壓緊在一起。每個(gè)壓緊圈50的兩半部分用傳統(tǒng)的合適螺釘或螺栓的傳統(tǒng)方式緊固在一起，這些螺釘或螺栓穿過制作在每個(gè)壓緊圈兩半部分上的孔52。
完整的壓緊圈50將端連接器30的突緣36與旋轉(zhuǎn)軸承40的突緣42卡在其U形截面中，其卡持的方式使兩者不能相對(duì)著自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
如在前指出的那樣，多個(gè)相鄰的減阻裝置部分10只是在這些部分10的兩個(gè)自由端處才以機(jī)械方式緊固于引入纜。這樣就可阻止這些相鄰的減阻裝置部分10堆疊或套疊。
將減阻裝置部分緊固于引入纜是用圖7-8所示的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。如圖7所示，引入纜有配置了增強(qiáng)纖維72的一層護(hù)鎧70包圍著。環(huán)74是由增強(qiáng)纖維72制作。在使用中，環(huán)74安置并保持在如圖8所示的一固定架80上形成的四條馬蹄形溝82中。在固定架80遠(yuǎn)離馬蹄形溝82的一端部上設(shè)置一向外延伸的突緣84，突緣84在結(jié)構(gòu)上與制作在端連接器30上的環(huán)狀突緣36相似。
突緣84以與相鄰端連接器30的環(huán)狀突緣36彼此相互緊固相同的方式固定在最外端的一個(gè)減阻裝置部分10的端連接器環(huán)狀突緣36上。
形成于引入纜所環(huán)繞的護(hù)鎧70上的連接環(huán)74與該最外端的減阻裝置部分10通過固定架80和相鄰端連接器30的相互結(jié)合，用來使相鄰接的多個(gè)減阻裝置部分10相對(duì)引入纜或多或少地維持一固定的軸向位置。
圖9展示圖1-6所示減阻裝置的一改進(jìn)形式。在圖9中，相應(yīng)的構(gòu)件給予與圖1-6中所用的相同標(biāo)號(hào)，但各標(biāo)號(hào)后均加尾標(biāo)a。圖9中所示的改進(jìn)的減阻裝置由減阻裝置部分10a構(gòu)成。減阻裝置部分10a除了在它們各自的加大的聯(lián)在一起的端部，即在含有插孔20a的圓柱形本體部分12a的加大區(qū)域中，尾部14a也被加大外，其余的基本上與減阻裝置部分10相似。此種加大是為了維持圓柱形本體12a的直徑與從其前緣到尾緣的長度的比例大體上恒定。此外，相鄰減阻裝置部分間的間隙90被大大地減小，并且是傾斜的，從而使得在使用中其長度可以更精確地與減阻裝置在水中通過的運(yùn)動(dòng)方向?qū)?zhǔn)。
聯(lián)接器25a被大大地簡(jiǎn)化。在此聯(lián)接器中，旋轉(zhuǎn)軸承40被省略，一單獨(dú)的兩構(gòu)件壓緊圈50a安置在相鄰的端連接器30a上、并將其突緣36a卡住。壓緊圈50a起原先由旋轉(zhuǎn)軸承40實(shí)現(xiàn)的軸承作用，此端部用硬的低摩擦塑料、最好用聚氧甲撐(叉)(polyoxy methylene)(POM)制成。
上面介紹的減阻裝置明顯地減低由使用來拖引地震拖纜陣列的橫側(cè)向延伸引入纜引起的曳引力。這樣就使運(yùn)行成本，尤其是整個(gè)成本降低，以及/或允許經(jīng)濟(jì)地使用大陣列。
權(quán)利要求
1．一種用于纜索，尤其是用于地震拖纜陣列的減阻裝置，包括多個(gè)減阻裝置部分，每個(gè)減阻裝置部分均有接納纜索于其內(nèi)的一中央孔及流線形外輪廓，在纜索在水中沿相對(duì)其長度方向的橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)，此外輪廓可減低曳引力；以及至少一個(gè)連接組件，它們用來以允許相鄰的減阻裝置部分彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式將此相鄰的減阻裝置部分連接在一起。
2．如權(quán)利要求1所述減阻裝置，其特征在于，連接組件有一對(duì)端連接器，每一個(gè)端連接器被緊固于一對(duì)相鄰減阻裝置部分之一的一端部上，而且其上制有一沿徑向外突的突緣；還有一環(huán)狀壓緊圈，該環(huán)狀壓緊圈由低摩擦材料制作，在該環(huán)狀壓緊圈將制作在端連接器上的突緣緊固在一起的同時(shí)，還允許那些突緣彼此相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3．如權(quán)利要求2所述減阻裝置，其特征在于，端連接器是通過卡緊來固定在減阻裝置部分上的。
4．如權(quán)利要求2或3所述減阻裝置，其特征在于，該環(huán)狀壓緊圈由兩個(gè)半圓部分組成，它們被緊固在一起，壓緊圈有U形截面部分，用以將端連接器的突緣卡緊在U形部分中。
5．如權(quán)利要求2-4的任一項(xiàng)所述的減阻裝置，其特征在于，該壓緊圈是用聚氧甲撐(POM)那樣的塑料軸承材料制作的。
6．如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的減阻裝置，其特征在于，至少在一個(gè)減阻裝置部分的在使用時(shí)會(huì)鄰近其前緣的一部分上設(shè)置多個(gè)沿縱長方向延伸的隆脊。
7．一種用于纜索，尤其是用于地震拖纜陣列的引入纜的減阻裝置，包括其上有一中央孔的多個(gè)減阻裝置部分，中央孔中可接納纜索，減阻裝置部分有流線形輪廓，當(dāng)纜索沿相對(duì)其長度方向的橫向運(yùn)動(dòng)通過水時(shí)，此輪廓起減少曳引力的作用，其特征在于，至少一個(gè)減阻裝置部分在使用中在其前緣上或其前緣鄰近區(qū)域的一部分上設(shè)置多個(gè)沿縱長方向延伸的隆脊。
8．如權(quán)利要求6或7所述減阻裝置，其特征在于，所述減阻裝置部分環(huán)繞在其使用中的前緣基本上對(duì)稱地設(shè)置兩組沿縱長方向延伸的隆脊。
9．如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的減阻裝置，其特征在于，至少該減阻裝置部分的一端部與引入纜固緊，以便基本上防止此減阻裝置部分相對(duì)引入纜沿軸向運(yùn)動(dòng)。
10．如權(quán)利要求9所述減阻裝置，其特征在于，所述減阻裝置部分的該端部借助一與引入纜的護(hù)鎧結(jié)合的固定組件固緊于引入纜。
11．如權(quán)利要求10所述減阻裝置，其特征在于，固定組件包括一其上至少形成一個(gè)用于容納所述護(hù)鎧組成纖維的馬蹄形槽。
全文摘要
一種用于減少由用于構(gòu)成寬拖纜陣列部分的兩個(gè)或兩個(gè)以地震拖纜的引入纜產(chǎn)生的曳引力的減阻裝置,它具有多個(gè)減阻裝置部分,每個(gè)減阻裝置部分有一其中可容納該引入纜的中央孔及一種流線形外輪廓。減阻裝置部分用允許這些部分彼此可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器對(duì)接在一起,從而使每個(gè)減阻裝置部分能夠采用對(duì)于減少曳引力來說為最佳的取向。曳引力減少還用分別提供給每個(gè)減阻裝置部分前緣上、下表面一組沿縱長方向延伸的隆脊/溝槽來保證。
文檔編號(hào)F15D1/12GK1283274SQ98812643
公開日2001年2月7日 申請(qǐng)日期1998年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月23日
發(fā)明者岡納·A·林德曼, 奧塔爾·克里斯蒂安森, 阿恩·拉姆斯塔 申請(qǐng)人:施魯博格控股有限公司