障礙物覆蓋電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一般地涉及地震數(shù)據(jù)獲取，并且更具體地涉及洋底地震數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。洋底地震電纜[130，200]可包括第一區(qū)段[175，275，310]，其包括多個地震傳感器[110]，其中，第一區(qū)段[175，275，310]在其中不存在或基本上不存在障礙物[210，350]的區(qū)域中位于水體的底部[111]上。地震電纜[130、200]還可包括被耦合到第一區(qū)段[175，176，310]的第二區(qū)段[176，276，320]，其中，第二區(qū)段[176，276，320]位于障礙物[210，350]之上或?qū)⑵涓采w，并且其中，第二區(qū)段[176，276，320]不包括地震傳感器[110]。
【專利說明】障礙物覆蓋電纜
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求2013年12月10日提交的美國臨時申請?zhí)?1/914，162、OBSTRUCT1NOVERLAY CABLE的優(yōu)先權(quán)，該申請?zhí)卮吮徽w地且出于一切目的通過引用結(jié)合到本文中。
[0002]背景。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明一般地涉及地震數(shù)據(jù)獲取，并且更具體地涉及洋底地震數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]在常規(guī)海洋地震勘測中，船舶拖曳周期性地向水中發(fā)射聲能以穿透海床的震源(諸如氣槍陣列)?？蓪⒅T如水聽器、地震檢波器以及加速度計之類的傳感器容納在沿著停靠在海床上的洋底電纜(OBC)的長度周期性地間隔開的傳感器節(jié)點(diǎn)處的傳感器單元中。傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感器被配置成檢測反射離開地質(zhì)形成中的層之間的邊界的聲能。水聽器檢測聲壓變化，并且地震檢波器和加速度計(其兩者都是運(yùn)動傳感器)感測由反射地震能量弓I起的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動。來自這些種類的傳感器的信號被用來映射地質(zhì)形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明一般地涉及地震數(shù)據(jù)獲取，并且更具體地涉及洋底地震數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。洋底地震電纜可包括第一區(qū)段，其包括多個地震傳感器，其中，第一區(qū)段位于其中不存在障礙物的區(qū)域中的水體的底部上。洋底地震電纜還可包括被耦合到第一區(qū)段的第二區(qū)段，其中，第二區(qū)段位于障礙物上，并且其中，第二區(qū)段不包括地震傳感器。
【附圖說明】
[0006]為了獲得并能夠詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征、優(yōu)點(diǎn)和目的所采用的方式，通過參考在附圖中圖示出的本發(fā)明的實(shí)施例，可具有上文簡要地概述的本發(fā)明的更特定描述。
[0007]然而，應(yīng)注意的是附圖僅圖示出本發(fā)明的典型實(shí)施例，并且因此不應(yīng)被視為其范圍的限制，因為本發(fā)明可容許其它同樣有效的實(shí)施例。
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的地震勘測的示例。
[0009]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的洋底地震電纜的示例。
[0010]圖3A、3B、3C和3D圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于部署洋底地震電纜的示例性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面，參考本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是本發(fā)明不限于特定的所述實(shí)施例。替代地，可設(shè)想以下特征和元件的任何組合(無論其是否與不同的實(shí)施例相關(guān))以實(shí)現(xiàn)和實(shí)施本發(fā)明。此外，在各種實(shí)施例中，本發(fā)明提供了相比于現(xiàn)有技術(shù)而言的許多優(yōu)點(diǎn)。然而，雖然本發(fā)明的實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)相比于其它可能解決方案和/或相比于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，但是是否由給定實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)特定優(yōu)點(diǎn)并不限制本發(fā)明。因此，以下方面、特征、實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅僅是說明性的，并且不應(yīng)被視為所附權(quán)利要求的元素或限制，除非在(多個)權(quán)利要求中被明確地記載的情況下。同樣地，不應(yīng)將參考“本發(fā)明”解釋為在本文中公開的任何發(fā)明主題的一般化，并且不應(yīng)將其視為是所附權(quán)利要求的元素或限制，除非在(多個)權(quán)利要求中明確地記載的情況下。
[0012]此外，雖然在本文中提到海底、洋底和海床，但本發(fā)明的實(shí)施例不限于在海洋環(huán)境中使用。更確切地說，可在包括海洋、湖泊、河流等的任何海洋環(huán)境中使用本發(fā)明的實(shí)施例。因此，應(yīng)將下文中的術(shù)語海洋、海床、洋底、海底等的使用寬泛地理解成包括所有的水體。
[0013]圖1圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性地震測量。如圖1中所示，可將震源艇120配置成在進(jìn)行地震勘測的同時拖曳至少一個震源121。在一個實(shí)施例中，震源121可以是氣槍，其被配置成向朝向海床(或海底)111的水柱中釋放一陣壓縮空氣。如圖1中所示，該陣壓縮空氣產(chǎn)生地震波122，其可向下朝著海床111行進(jìn)，并且穿透海床下表面和/或從海床下表面反射。來自亞表面(sub-surf ace)的反射可被傳感器節(jié)點(diǎn)110記錄為地震數(shù)據(jù)，其然后可被處理以形成亞表面層的圖像。這些圖像可被地質(zhì)學(xué)家分析以識別可能包括碳?xì)浠衔锘蚋信d趣的其它物質(zhì)的區(qū)域。
[0014]如圖1中所示，可在海床111上部署一個或多個洋底電纜組件(OBC)ISOt3OBC—般地包括一個或多個傳感器節(jié)點(diǎn)，其借助于電纜(有時也稱為導(dǎo)線或繩索)或電纜段而相互物理耦合。在一個實(shí)施例中，可將傳感器節(jié)點(diǎn)相互電耦合以傳輸功率、數(shù)據(jù)、指令等。然而，在其它實(shí)施例中，傳感器節(jié)點(diǎn)可以是自主節(jié)點(diǎn)，其包括相應(yīng)的存儲器、電源等。一般地，本發(fā)明的實(shí)施例適用于傳感器或傳感器節(jié)點(diǎn)的任何布置，其中傳感器或傳感器節(jié)點(diǎn)借助于電纜而相互耦合，而無論電纜是否是活動的，即能夠傳輸功率、信號等。
[0015]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，可將OBC130耦合到相應(yīng)的海底樞紐設(shè)備(hubdevice)131(在下文中簡單地稱為“樞紐”)，如圖1中所示。在一個實(shí)施例中，可在海床111上放置樞紐131，如所示。然而，在替換實(shí)施例中，樞紐131可被配置成漂浮在水柱(watercolumn)中的任何地方，例如作為浮力樞紐或表面浮標(biāo)。樞紐131可包括被配置成存儲由傳感器節(jié)點(diǎn)110、電力系統(tǒng)等收集的地震數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。
[0016]雖然OBC130在圖1中被示為包括經(jīng)由電纜段耦合在一起的多個節(jié)點(diǎn)110，但在替換實(shí)施例中，可利用不同的布置。例如，在一個實(shí)施例中，每個傳感器節(jié)點(diǎn)110可直接地或間接地被物理耦合到單個電纜段而形成OBC 130。
[0017]在一個實(shí)施例中，鏈路系統(tǒng)133(在下文中簡單稱為“鏈路”)可從樞紐131向傳感器節(jié)點(diǎn)110傳輸功率、數(shù)據(jù)、指令等。在一個實(shí)施例中，鏈路133可包括多個傳輸線。例如，可將第一多個傳輸線配置成在傳感器節(jié)點(diǎn)與樞紐之間傳輸數(shù)據(jù)，可將第二多個數(shù)據(jù)線配置成在傳感器節(jié)點(diǎn)與樞紐之間傳輸指令，并且第三一個或多個傳輸線可從樞紐向傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸功率。在替換實(shí)施例中，可使用同一組的一個或多個傳輸線來傳輸?shù)卣饠?shù)據(jù)、指令和/或功率中的一個或多個。此外，雖然在本文中提及單個鏈路133，但在替換實(shí)施例中，可包括多個鏈路以在傳感器節(jié)點(diǎn)110與相應(yīng)的樞紐131之間傳輸?shù)卣饠?shù)據(jù)、指令以及功率。
[0018]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，可將傳感器節(jié)點(diǎn)110相互串行地耦合。因此，每個節(jié)點(diǎn)可被配置成接收并從第一節(jié)點(diǎn)向第二節(jié)點(diǎn)傳輸指令、數(shù)據(jù)、功率等。在替換實(shí)施例中，傳感器節(jié)點(diǎn)110可經(jīng)由鏈路133而并聯(lián)連接。換言之，可將所述多個傳感器節(jié)點(diǎn)110中的一個或多個經(jīng)由鏈路133而直接地耦合到表面浮標(biāo)或其它樞紐131。在其它實(shí)施例中，可將傳感器節(jié)點(diǎn)以相對于彼此的串聯(lián)和并聯(lián)連接的任何組合以及與表面浮標(biāo)的直接和間接耦合而連接。
[0019]雖然鏈路133在本文中被示為物理鏈路，但在替換實(shí)施例中，鏈路133可以是無線鏈路。例如，可使用聲信號、電磁信號等來執(zhí)行傳感器節(jié)點(diǎn)與樞紐設(shè)備之間的通信。此外，雖然在圖1中每個電纜130被示為與其自己的相應(yīng)的樞紐131耦合，但在替換實(shí)施例中，可將多個電纜130耦合到單個樞紐131。
[0020]如前所述，在某些實(shí)施例中，洋底電纜130可包括多個自主傳感器節(jié)點(diǎn)，其被耦合到無源繩或電纜的一個或多個段。因為自主節(jié)點(diǎn)可包括其自己的相應(yīng)的存儲器和電源，所以可省略樞紐131和鏈路系統(tǒng)133。一般地，本發(fā)明的實(shí)施例適用于洋底的一個或多個地震傳感器的任何類型的基于電纜的部署，而無論傳感器被包括在自主節(jié)點(diǎn)中還是是洋底電纜(包括遙測裝置、電力基礎(chǔ)設(shè)施等)的一部分。
[0021]用于洋底地震數(shù)據(jù)獲取的目標(biāo)區(qū)域可包括在洋底上的一個或多個障礙物。示例性障礙物可包括電話線、石油和天然氣管道、環(huán)境保護(hù)區(qū)域、沉船等。障礙物一般地可以屬于可能損壞地震傳感器電纜或被地震傳感器電纜以某種方式損壞的任何類型。例如，地震傳感器電纜的傳感器、遙測系統(tǒng)和/或電力系統(tǒng)的操作可干擾在電話線上傳播的信號或用以控制一個或多個石油和天然氣管道中的閥的信號。諸如環(huán)境敏感區(qū)域之類的某些障礙物可能處于被地震傳感器電纜損壞的風(fēng)險，并且因此法律(或其它)要求可需要地震傳感器電纜避免與此類區(qū)域的接觸。
[0022]本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于在其中可存在一個或多個障礙物的區(qū)域中使用洋底電纜進(jìn)行地震數(shù)據(jù)獲取的方法和裝置。圖1圖示出海床111上的示例性障礙物170(可以是電話線或石油和天然氣管道)。如所示，地震傳感器電纜130可包括至少第一區(qū)段175和第二區(qū)段176。區(qū)段175可在其中不存在障礙物或不存在實(shí)質(zhì)性障礙物的區(qū)域中直接地在海床111上。第二區(qū)段176可位于包括障礙物170的區(qū)域上。被耦合到地震傳感器電纜130的區(qū)段176的另一區(qū)段17可經(jīng)過障礙物170而繼續(xù)前進(jìn)，如圖1中所示。區(qū)段175和/或177可包括多個地震傳感器。
[0023]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，地震傳感器電纜130的區(qū)段176可被配置成在障礙物170之上漂浮至少預(yù)定義距離，如圖1中所示。因此，區(qū)段176可由中性浮力和/或浮力材料制成或者包含該中性浮力和/或浮力材料，或者以其它方式被構(gòu)造成有浮力的。例如，在一個實(shí)施例中，區(qū)段176可以是凝膠或泡沫填充電纜。在替換實(shí)施例中，區(qū)段176可在其中包括一個或多個漂浮設(shè)備或者將其附著到那里，從而促使區(qū)段176漂浮在障礙物170之上?？捎脕硇纬蓞^(qū)段176的示例性材料包括合成繩索或任何其它材料，其可具有或者為區(qū)段176提供比水(例如，海水)的密度更低的總體密度。
[0024]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，區(qū)段176可包括鏈路系統(tǒng)133、電力系統(tǒng)等的一部分，其將傳感器節(jié)點(diǎn)耦合到例如在活動區(qū)段176中提供的樞紐。通過促使區(qū)段176在障礙物170之上以預(yù)定義距離漂浮，本發(fā)明的實(shí)施例避免了在傳感器電纜130上傳輸?shù)男盘?例如，通過區(qū)段176)與在障礙物170中傳輸?shù)男盘栔g的干擾。
[0025]圖2圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一地震傳感器電纜200。電纜200可包括至少第一區(qū)段275和第二區(qū)段276。區(qū)段275可包括一個或多個關(guān)聯(lián)地震傳感器或地震傳感器節(jié)點(diǎn)，并且可位于其中在海床上不存在障礙物或基本上不存在障礙物的區(qū)域中。區(qū)段276可覆蓋障礙物210。在一個實(shí)施例中，包括地震傳感器的第三或另一區(qū)段277也可耦合到區(qū)段276并在其中不存在或基本上不存在障礙物的區(qū)域中沿著海床繼續(xù)。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，區(qū)段275和277可被配置成與一個或多個自主洋底節(jié)點(diǎn)耦合。在替換實(shí)施例中，區(qū)段275和276可與互連地震傳感器相關(guān)聯(lián)，并且區(qū)段275和276中的每一個可被配置成與相應(yīng)的樞紐設(shè)備(例如，圖1的樞紐131)耦合。
[0026]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，區(qū)段276可以是不包含電子裝置的無源區(qū)段或者用于功率或數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟季€。因此，區(qū)段276可覆蓋障礙物并與之接觸，而不干擾可由障礙物210載送的任何通信或信號。可用來形成區(qū)段276的示例性材料包括合成繩索或任何其它材料，其可具有或者為區(qū)段276提供高于或低于海水的密度的總體密度。
[0027]圖3A—3D圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于部署洋底電纜的示例性方法。如圖3A中所示，操作可通過向海床部署洋底地震傳感器電纜的第一區(qū)段310開始。如圖3A中所示，部署船301可在部署第一區(qū)段310的同時接近障礙物350。在一個實(shí)施例中，船301可包括全球定位衛(wèi)星(GPS)設(shè)備和機(jī)載計算機(jī)，其包括具有關(guān)于海底上的障礙物的位置的信息的一個或多個地圖。因此，在接近障礙物350時，可將第二區(qū)段320耦合到第一區(qū)段310的末端，如圖3B中所示。第二區(qū)段320可以是被配置成漂浮在障礙物350上的有浮力區(qū)段，或者替換地可以是被配置成覆蓋障礙物350的非有浮力區(qū)段，如上文已描述的。在一個實(shí)施例中，可將錨定器321可選地耦合到第一區(qū)段310與第二區(qū)段320之間的接口，將該接口錨定到海底。
[0028]隨著部署船301繼續(xù)向前移動并在障礙物350上方經(jīng)過，可將第三區(qū)段330耦合到第二區(qū)段320的末端，如圖3C中所示。再次地，可將錨定器322可選地耦合到第二區(qū)段320和第三區(qū)段330之間的接口，將該接口錨定到海底。第一區(qū)段310和/或第三區(qū)段330還可包括與之相關(guān)聯(lián)的一個或多個地震傳感器或地震傳感器節(jié)點(diǎn)，并且可位于其中可不存在障礙物或不存在實(shí)質(zhì)性障礙物的海床上，如圖3D中所示。如圖3D中進(jìn)一步示出的，圖3A—D的部署操作可導(dǎo)致區(qū)段320位于障礙物之上。例如，可將有浮力和/或無源區(qū)段320部署為漂浮在障礙物上，或者可將非有浮力和/或有源區(qū)段320部署為覆蓋障礙物。
[0029]雖然前述內(nèi)容針對本發(fā)明的實(shí)施例，但在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下可設(shè)計本發(fā)明的其它和更多實(shí)施例，并且由下面的權(quán)利要求來確定本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種洋底地震電纜，包括: 第一區(qū)段，其包括多個地震傳感器，其中，第一區(qū)段位于其中不存在障礙物的區(qū)域中的水體的底部上；以及 被耦合到第一區(qū)段的第二區(qū)段，其中，第二區(qū)段位于障礙物上，并且其中，第二區(qū)段不包括地震傳感器。2.權(quán)利要求1的洋底地震電纜， 其中，所述第一區(qū)段被配置成在所述多個地震傳感器中的兩個或更多之間傳遞功率和通信中的至少一個。3.權(quán)利要求1的洋底地震電纜， 其中，第二區(qū)段被配置成在所述多個地震傳感器中的兩個或更多之間傳遞功率和通信中的至少一個。4.權(quán)利要求1的洋底地震電纜， 其中，所述第二區(qū)段被配置成漂浮在障礙物上。5.權(quán)利要求1的洋底地震電纜， 其中，所述第二區(qū)段被配置成覆蓋障礙物。6.權(quán)利要求1的洋底地震電纜， 其中，所述障礙物包括以下各項中的一個或多個: 遠(yuǎn)程通信線路；以及 石油和天然氣管道。7.權(quán)利要求1的洋底地震電纜， 其中，所述第二區(qū)段包括合成繩索材料。8.權(quán)利要求1的洋底地震電纜， 其中，所述洋底地震電纜還包括被耦合到第二區(qū)段的第三區(qū)段，其中，所述第三區(qū)段包括一個或地震傳感器。9.權(quán)利要求8的洋底地震電纜，還包括: 第一錨定器，其在所述第一區(qū)段與所述第二區(qū)段之間的接口處將電纜錨定到水體的底部；以及 第二錨定器，其在所述第二區(qū)段與所述第三區(qū)段之間的接口處將電纜錨定到水體的底部， 其中，所述第二區(qū)段被配置成是有浮力的。10.權(quán)利要求1的洋底地震電纜， 其中，第一區(qū)段包括多個自主洋底傳感器節(jié)點(diǎn)，其中，所述自主洋底傳感器節(jié)點(diǎn)中的每一個包括所述多個地震傳感器中的至少一個。11.一種用于部署洋底地震電纜的方法，包括: 在水體的底部上部署洋底地震電纜的第一區(qū)段，其中，該第一區(qū)段包括多個地震傳感器； 確定障礙物是沿著洋底地震電纜的部署路徑； 響應(yīng)于確定障礙物是沿著洋底地震電纜的部署路徑，將洋底地震電纜的第二區(qū)段耦合到第一區(qū)段，其中，所述第二區(qū)段被配置成位于障礙物之上，并且其中，所述第二區(qū)段不包括地震傳感器。12.權(quán)利要求11的方法， 其中，所述第一區(qū)段被配置成在所述多個地震傳感器中的兩個或更多之間傳遞功率和通信中的至少一個。13.權(quán)利要求11的方法， 其中，第二區(qū)段被配置成在所述多個地震傳感器中的兩個或更多之間傳遞功率和通信中的至少一個。14.權(quán)利要求11的方法， 其中，所述第二區(qū)段被配置成漂浮在障礙物上。15.權(quán)利要求11的方法， 其中，所述第二區(qū)段被配置成覆蓋障礙物。16.權(quán)利要求11的方法， 其中，所述障礙物包括以下各項中的一個或多個: 遠(yuǎn)程通信線路；以及 石油和天然氣管道。17.權(quán)利要求11的方法， 其中，所述洋底地震電纜還包括被耦合到第二區(qū)段的第三區(qū)段，其中，所述第三區(qū)段包括一個或多個地震傳感器。18.權(quán)利要求17的方法，還包括: 在所述第一區(qū)段與所述第二區(qū)段之間的接口處將洋底地震電纜錨定到水體的底部；以及 在所述第二區(qū)段與所述第三區(qū)段之間的接口處將洋底地震電纜錨定到水體的底部； 其中，所述第二區(qū)段在第一錨定器與第二錨定器之間漂浮在障礙物之上。19.權(quán)利要求11的方法， 其中，所述第二區(qū)段包括合成繩索材料。20.權(quán)利要求11的方法， 其中，第一區(qū)段包括多個自主洋底傳感器節(jié)點(diǎn)，其中，所述自主洋底傳感器節(jié)點(diǎn)中的每一個包括所述多個地震傳感器中的至少一個。
【文檔編號】G01V1/38GK105960599SQ201480075226
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2014年12月9日
【發(fā)明人】T.B.里斯比, F.E.伯奇
【申請人】離子地球物理學(xué)公司