Патенты автора Чудаков Александр Иванович (RU)

Способ экологического мониторинга и охраны районов нефтегазодобычи // 2623837

В изобретении представлены научно-технические разработки и технологии способа многофункционального экологического мониторинга районов нефтегазодобычи на морском шельфе. Сущность: способ экологического мониторинга и охраны районов нефтегазодобычи, включает в себя размещение излучающего и приемного блоков измерительной системы на противоположных границах контролируемой среды, облучение ее акустическими сигналами стабильной частоты и формирование рабочей зоны нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования просветных и измеряемых информационных волн, прием нелинейно преобразованных просветных волн и усиление в полосе преобразования, перенос их частотно-временного масштаба в высокочастотную область и проведение их узкополосного спектрального анализа и выделение в спектрах параметрических составляющих суммарной и (или) разностной частоты и восстановление по ним, с учетом временного и параметрического преобразования, исходных характеристик измеряемых информационных волн. Дополнительно в нем проводят многофункциональный экологический мониторинг обследуемой среды, а так же охрану акватории от нарушителей и диверсантов, для этого в месте установки излучающего блока системы мониторинга размещают расположенный на судне-носителе блок многофункционального измерения экологических характеристик среды «Аквазонд», который затем перемещают в место обнаруженного экологического проявления скоплений, для чего контролируемую среду облучают просветными акустическими сигналами близкой стабильной частоты, а рабочую зону нелинейного взаимодействия просветных и информационных волн формируют по всему пространству обследуемой акватории, для этого излучающий блок системы мониторинга размещают в центре акватории, а приемные блоки - по ее периметру (или кругу) через 45° относительно излучающего центра, при этом в каждый приемный блок системы включают по три гидрофона, которые располагают в углах горизонтальных (предпочтительно, равнобедренных) треугольников, а их вершины направляют в сторону излучающего блока, при этом одиночные гидрофоны каждого приемного блока подключают к расположенными на поверхности моря радиогидроакустическим буям (РГБ), принимаемые просветные сигналы, с выходов которых по каналам связи через многоканальный приемный радиоблок, далее через блок переключения приемных каналов соединяют с многофункциональным приемным трактом системы мониторинга, при этом в излучающий тракт системы мониторинга включают генератор сигналов близкой стабильной частоты, а также генератор сигналов с частотно-временной (или фазовой) модуляцией, двухканальный усилитель мощности сигналов, двухканальный блок согласования выходов усилителя мощности с подводными кабелями и далее с излучающими акустическими преобразователями, а приемный тракт измерительной системы формируют как многоканальный и многофункциональный, в который включают один канал спектрального анализа и выделения информационных сигналов разностной и (или) суммарной частоты, формируемых нелинейными областями движущихся объектов-нарушителей, содержащий последовательно соединенные блоки: полосового усилителя, преобразователя временного масштаба сигналов в высокочастотную область, узкополосного анализатора спектров и функционально связанного с ним регистратора (рекордера), при этом в приемный тракт измерительной системы включают также восемь каналов корреляционного и взаимно корреляционного анализа принимаемых сигналов, при этом в каждый из восьми каналов корреляционного и взаимно корреляционного анализа сигналов включают последовательно соединенные: полосовые усилители, два параллельных блока измерения корреляционных функций между сигналами центрального и крайних гидрофонов, расположенных в вершинах треугольников, далее блоки измерения функций взаимной корреляции сигналов, выходы которых соединяют с блоком определения точек пересечения сигналов взаимно корреляционных функций (ЭВМ), как мест проявления нефтегазовых скоплений или мест расположения объектов-нарушителей, в которые затем размещают блок многофункционального экологического измерителя «Аквазонд», а измеряемые сигналы по радиоканалу передают на вход блока ЭВМ. Кроме того, контролируемую среду облучают акустическими сигналами близкой стабильной частоты в диапазоне единиц килогерц. Кроме того, контролируемую среду дополнительно, с заданной периодичностью, озвучивают сложными сигналами с частотно-временной или фазовой модуляцией в полосе частот единицы - десятки килогерц, при этом облучение среды сигналами близкой частоты или сложными сигналами проводят по заданной программе мониторинга и контроля акватории в соответствии с обстановкой на акватории и за ее границами. Кроме того, мониторинг и охрану обследуемого района в зависимости от поставленной задачи проводят в заданном, относительно излучающего центра, секторе углов приема просветных сигналов. Кроме того, в систему мониторинга включают информационно-аналитический центр (ИАЦ), в который поступает информация от внешних источников наблюдения, включая спутниковые системы навигации «Глонасс» и связи «Гонец», об экологическом состоянии поверхности обследуемой акватории, а также сейсмической и синоптической обстановки за ее пределами. Технический эффект изобретения заключается в разработке технологий обнаружения признаков проявления в среде и на ее поверхности нефтегазовых скоплений, проведение многофункционального экологического мониторинга среды, а также охраны акватории от нарушителей и оповещение о вероятном вступлении в обследуемый район опасных явлении. 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Радиогидроакустическая система экологического мониторинга и охраны районов нефтегазодобычи // 2618671

В изобретении представлены научно-технические разработки и технологии многофункционального экологического мониторинга районов нефтегазодобычи, расположенных на морском шельфе. Технические решения изобретения основаны на закономерностях и измерительных технологиях нелинейной просветной гидроакустики, а их реализация осуществляется с использованием радиогидроакустических средств морского приборостроения, в качестве которых использован комплекс «Аквазонд». Используется также текущая информация спутниковых систем навигации «Глонасс» и связи «Гонец». Радиогидроакустическая система экологического мониторинга и охраны районов нефтегазодобычи включает в себя размещенные в обследуемой среде излучающий и приемный акустические блоки, сформированную между ними рабочую зону нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования волн накачки среды с измеряемыми информационными, соединенные с акустическими блоками тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки среды, а также тракт приема нелинейно преобразованных сигналов накачки, их усиление, обработка и анализ с выделением в них характеристик измеряемых информационных волн, отличается тем, что измерительная система включает размещенные в центре акватории блок всенаправленного облучения среды просветными акустическими сигналами близкой стабильной частоты, а также блок излучения сложных (ЛЧМ или ФМ) сигналов, а приемные блоки в количестве 8-и изделий размещают по ее периметру (или кругу) через 45° относительно излучающего центра, при этом в каждый приемный блок системы включены по три гидрофона, которые размещены в углах горизонтальных (предпочтительно, равнобедренных) треугольников, а их вершины направлены в сторону излучающих блоков, при этом приемные гидрофоны каждого приемного блока подключены к расположенным на поверхности моря радиогидроакустическим буям (РГБ), выходы которых по каналам связи через многоканальный приемный радиоблок, далее блок переключения приемных каналов соединены с многоканальным и многофункциональным приемным трактом системы мониторинга, а в ее излучающий тракт включен генератор сигналов близкой стабильной частоты и генератор сложных сигналов (ЛЧМ или ФМ), выходы которых соединены со входом двухканального усилителя мощности, а его выходы с двухканальным блоком согласования выходов усилителя мощности с подводными кабелями и далее с излучающими блоками (акустическими преобразователями), при этом приемный тракт измерительной системы сформирован как многоканальный и многофункциональный, включающий один канал спектрального анализа и выделения сигналов разностной и (или) суммарной частоты, содержащий последовательно соединенные блоки: полосового усилителя, преобразователя временного масштаба сигналов в высокочастотную область, узкополосного анализатора спектров и функционально связанного с ним регистратора (рекордера), при этом в приемный тракт измерительной системы включены также 8 каналов корреляционного и взаимно корреляционного анализа принимаемых просветных сигналов, для этого в каждый из них включены последовательно соединенные блоки - полосовые усилители, по два параллельно подключенных блока измерения корреляционных функций между сигналами центрального и крайних, расположенных в вершинах треугольников гидрофонов, далее блоки измерения функций их взаимной корреляции сигналов, выходы которых соединены с блоком определения точек пересечения сигналов взаимно-корреляционных функций (ЭВМ). Кроме того, многофункциональный блок измерения экологических характеристик среды первоначально расположен в месте излучающих блоков и размещен на судне-носителе, который затем перемещают и устанавливают в местах обнаруженных экологических изменений характеристик среды. Кроме того, блок формирования просветных сигналов близкой частоты обеспечивает облучение среды в диапазоне единиц килогерц. Кроме того, контролируемую среду с заданной периодичностью, дополнительно, по заданной программе озвучивают сигналами с частотно-временной или фазовой модуляцией в полосе единицы-десятки килогерц. Кроме того, мониторинг и охрана обследуемого района в зависимости от поставленной задачи проводится в заданном относительно излучающего центра секторе углов приема просветных сигналов. Кроме того, в систему экологического мониторинга и контроля включен блок информационно-аналитического центра (ИАЦ), который по каналам связи соединен с блоками передачи информации от спутниковых систем навигации «ГЛОНАСС» и связи «Гонец» об экологическом состоянии поверхности обследуемой акваторий, а также о сейсмической и синоптической обстановке за ее пределами. Технический эффект изобретения заключается в разработке эффективных технологий обнаружения признаков проявления в среде и на ее поверхности нефтегазовых скоплений, проведении многофункционального экологического мониторинга среды, а также охраны акватории от проникновения нарушителей и оповещении о вероятном вступлении в обследуемый район опасных явлений. 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.