Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде



Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде
Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде
Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде
Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде
Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде
Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде
Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде
Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде
Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде
Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде
Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде

 


Владельцы патента RU 2536836:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук (СКБ САМИ ДВО РАН) (RU)

Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде отличается тем, что протяженность рабочей зоны системы соответствует половине протяженности обследуемой акватории, для чего излучающий преобразователь размещен в центре обследуемой акватории и содержит низкочастотный и инфранизкочастотный излучатели, первый из которых размещен в водной среде с возможностью горизонтального ориентирования его диаграммы направленности в сторону приемного преобразователя, а инфранизкочастотный излучатель размещен на дне с возможностью накачки морского грунта, причем тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки водной среды и грунта сформирован как двухканальный, содержащий низкочастотный и инфранизкочастотный каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные генератор стабилизированной частоты, усилитель мощности, блок согласования выходов усилителей с подводными кабелями, которые подключены к соответствующим излучающим преобразователям, при этом приемный преобразователь установлен на судне-носителе с возможностью перемещения по периметру акватории и включает два вертикально разнесенных приемных блока, каждый из которых соединен с приемным трактом системы, содержащим последовательно соединенные двухканальный широкополосный усилитель информационных сигналов, блок измерения разности фаз параметрически преобразованных просветных сигналов, преобразователь временного масштаба информационных сигналов в высокочастотную область, блок узкополосного спектрального анализа и функционально связанный с ним регистратор спектров выделяемых информационных сигналов. Кроме того, система содержит блок спутниковой связи и средства определения местоположения излучающих и приемных преобразователей. Изобретение обеспечивает оперативный поиск залежей УВ и прием сейсмических волн - предвестников землетрясений. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к гидрофизике, геофизике и может быть использовано в решении задач дальнего параметрического приема волн различной физической природы (акустических, электромагнитных, гидродинамических) в морской среде, формируемых естественными и искусственными источниками водной среды и морского дна (морскими судами и подводными аппаратами, гидродинамическими и сейсмическими процессами, а также углеводородными залежами (УВ) в диапазоне частот десятки-единицы-доли Герца.

Известна система поиска морских месторождений углеводородов, включающая: установленные на дне моря по выбранному профилю (на основе данных сейсморазведки) одна или несколько гидроакустических станций (ГДАС), снабженных трехканальными сейсмодатчиками, которые в течение нескольких часов как до, так и после использования внешнего возбуждения морского дна с помощью дополнительного излучения сейсмических колебаний, а также применения излучений естественного микросейсмического фона Земли - вне контура и внутри контура УВ залежи в инфразвуковом диапазоне (ИЗД) частот. Система включает блоки первичной обработки измеренной и зарегистрированной на носителях микросейсмической информации (уровней и формы спектров формируемых залежью сигналов из окружающего сейсмоакустического шума), что выполняется после подъема на поверхность моря ГДАС, по которым рассчитывают комбинации информативных параметров (площади под кривой взаимного спектра одноименных компонент при записи сейсмического фона после возбуждения среды сейсмическими колебаниями по сравнению с записью до возбуждения). Система включает также операции и блоки вторичной обработки информации и интерпретации полученных результатов с установлением факта наличия УВ залежи на площади разведки и ее типа: нефтяная, газовая и т.д. (см. RU №2045079, 1992 г.).

Недостатком системы является низкая эффективность поиска источников гидрофизических и геофизических волн, обусловленная ограниченными возможностями автономных донных гидроакустических станций, а также техническими трудностями их практического использования в морских условиях. Недостатком также является невозможность его реализации в мобильных поисковых системах обнаружения и измерения характеристик гидрофизических и геофизических волн на протяженных морских акваториях.

Известна также система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде, включающая размещенные в среде и выполненные с возможностью формирования между ними параметрической антенны излучающий и приемный акустические преобразователи и соединенные с ними соответственно тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки среды, а также тракт приема усиления, обработки, выделения и регистрации информационных сигналов (см. RU №2158029, 1998 г.). Это решение реализует параметрический прием упругих волн в морской воде, в котором рабочая зона (параметрическая антенна) формируется только в ближней зоне приемника. При этом модуляционные возмущения сигналов подсветки используются только для повышения параметра нелинейности среды в рабочей зоне, а изменение этого параметра за счет непосредственного воздействия измеряемых волн источников не используется.

Недостатками этого технического решения, затрудняющими его эффективное использование для обнаружения гидро- и геофизических полей являются низкие чувствительность и помехоустойчивость приема и, как следствие, ограниченная (единицы километров) дальность параметрического приема информационных сигналов различной физической природы в инфразвуковом и дробном (единицы-доли Герца) диапазонах частот. Эти недостатки обусловлены низким коэффициентом их нелинейного преобразования в рабочей зоне среды, а также наличием интенсивных помех среды в инфразвуковом и дробном диапазонах частот. При поиске углеводородного месторождения к помехам среды добавляются интенсивные техногенные излучения, формируемые инженерными сооружениями обследуемой акватории. Не реализуется также возможность дальнего параметрического приема геофизических волн, формируемых в морском дне, мобильного поиска их источников. Кроме того, в условиях протяженного гидроакустического канала распространения волн неизбежно формируются интенсивные помехи среды инфразвукового диапазона частот, которые излучаются естественными источниками морской среды, а также развитым судоходством, что также ограничивает надежность поиска на протяженных акваториях.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности обнаружения геофизических и гидрофизических (преимущественно сейсмических) полей и на этой основе обеспечение возможности оперативного поиска залежей углеводородов и приема сейсмических волн, формируемых предвестниками землетрясений на протяженных (десятки-сотни км) акваториях морского шельфа.

Технический результат выражается в обеспечении возможности мобильного поиска и определения признаков гидрофизических и геофизических волн на протяженных акваториях морского шельфа, формируемых морскими объектами, самодвижущимися подводными аппаратами или судами, а также источниками морского дна (углеводородными залежами, предвестниками землетрясений). Кроме того, обеспечивается четкая идентификация источников полученных информационных сигналов, мобильность поиска месторождений углеводородов, а также точность определения их места и пространственной протяженности на акваториях морского шельфа.

Для решения поставленной задачи система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде, включающая размещенные в среде и выполненные с возможностью формирования между ними параметрической антенны излучающий и приемный акустические преобразователи и соединенные с ними соответственно тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки среды, а также тракт приема усиления, обработки, выделения и регистрации информационных сигналов, отличается тем, что протяженность рабочей зоны системы соответствует половине протяженности обследуемой акватории, для чего излучающий преобразователь размещен в центре обследуемой акватории и содержит низкочастотный и инфранизкочастотный излучатели, первый из которых размещен в водной среде с возможностью горизонтального ориентирования его диаграммы направленности в сторону приемного преобразователя, а инфранизкочастотный излучатель размещен на дне с возможностью накачки морского грунта, причем тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки водной среды и грунта сформирован как двухканальный, содержащий низкочастотный и инфранизкочастотный каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные генератор стабилизированной частоты, усилитель мощности, блок согласования выходов усилителей с подводными кабелями, которые подключены к соответствующим излучающим преобразователям, при этом приемный преобразователь установлен на судне-носителе, размещенном с возможностью перемещения по периметру акватории, и включает два вертикально разнесенных приемных блока, каждый из которых соединен с приемным трактом системы, содержащим последовательно соединенные двухканальный широкополосный усилитель информационных сигналов, блок измерения разности фаз параметрически преобразованных просветных сигналов, преобразователь временного масштаба информационных сигналов в высокочастотную область, блок узкополосного спектрального анализа и функционально связанный с ним регистратор спектров выделяемых информационных сигналов. Кроме того, система содержит блок спутниковой связи, выполненный с возможностью дистанционного контроля и управления ее работой из центрального поста. Кроме того, система включает в себя средства определения местоположения излучающих и приемных преобразователей.

Сопоставительный анализ заявляемого и известных технических решений свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признаки «протяженность рабочей зоны системы соответствует половине протяженности обследуемой акватории, для чего излучающий преобразователь размещен в центре обследуемой акватории и содержит низкочастотный и инфранизкочастотный излучатели» обеспечивают возможность обхода периметра обследуемой акватории с выявлением профилей (радиусов или направлений движения), перспективных для разведки (поиска залежей углеводородов), что в перспективе обеспечивает возможность реализации всех последующих признаков изобретения и достижения совокупного технического результата, поскольку обеспечивает возможность за счет реализации схемы дальнего параметрического приема информационных волн определения места и признаков идентификации источников их формирования в режиме мобильного поиска на протяженных поисковых участках обследуемой акватории, что в результате минимизирует трудоемкость и продолжительность поисковых работ.

Признак, указывающий на то, что низкочастотный излучающий преобразователь «размещен в водной среде с возможностью горизонтального ориентирования его диаграммы направленности в сторону приемного преобразователя» обеспечивает возможность формирования просветной параметрической антенны, тем самым дальнодействие поисковой системы, охват значительного поискового участка акватории.

Признак «инфранизкочастотный излучатель размещен на дне с возможностью накачки морского грунта» обеспечивает усиление проявления поисковых признаков (или предвестников землетрясений) и формирование инфранизкочастотной донной параметрической антенны, которая, в свою очередь, обеспечивает возможность дальнего параметрического приема геофизических волн морского дна, в т.ч. являющихся результатом проявления месторождений углеводородов, а также предвестников землетрясений.

Признак, указывающий на то, что «тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки водной среды и грунта сформирован как двухканальный, содержащий низкочастотный и инфранизкочастотный каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные генератор стабилизированной частоты, усилитель мощности, блок согласования выходов усилителей с подводными кабелями, которые подключены к соответствующим излучающим преобразователям» обеспечивает формирование двух просветных параметрических антенн в водной среде и осуществление накачки грунта морского дна. Кроме того, они обеспечивают работоспособность названных каналов, т.е. возможность формирования соответствующих сигналов накачки водной среды и морского грунта.

Признак, указывающий на то, что «приемный преобразователь установлен на судне-носителе, размещенном с возможностью перемещения по периметру акватории» обеспечивает возможность перемещения приемного преобразователя по границе акватории с возможностью «сканирования» всей площади одним блоком, предпочтительно размещенным на морском судне, не прибегая к плотному оснащению акватории излучающими устройствами, что, кроме всего прочего, позволяет сканировать поисковый участок обеспечивая одинаковые для каждой линии характеристики излучения.

Признак, указывающий, что приемный преобразователь «включает два вертикально разнесенных приемных блока» обеспечивает формирование двух вертикально разнесенных параметрических антенн, следствием чего является последующий помехоустойчивый прием измеряемых информационных волн (сигналов). Этот признак включает необходимую последовательность измерительных технологий системы мониторинга, обеспечивающих решение ее основных задач. Это решение, помимо всего прочего минимизирует количество плавсредств, задействуемых при обследовании акватории, поскольку позволяет дистанционно возвратить (перебросить) информационный сигнал к месту анализа информации в центральном посту наблюдения и управления. Вертикальное разнесение приемных преобразователей составляет не более десяти длин волн, что обосновано в работах по классической гидроакустике.

Признак, указывающий на то, что каждый приемный блок «соединен с приемным трактом системы, содержащим последовательно соединенные двухканальный широкополосный усилитель информационных сигналов, блок измерения разности фаз параметрически преобразованных просветных сигналов, преобразователь временного масштаба информационных сигналов в высокочастотную область, блок узкополосного спектрального анализа и функционально связанный с ним регистратор спектров выделяемых информационных сигналов» представляет схемное выполнение тракта обработки параметрически преобразованных волн подсветки среды, который обеспечивает подавление широкополосных помех путем фазовой обработки принимаемых сигналов, выделения информационных признаков в инфранизкочастотном и дробном диапазонах частот методом их узкополосного спектрального анализа с использованием штатных радиотехнических средств.

Дополнительные признаки «радиогидроакустическая система включает в себя средства определения местоположения излучающих и приемных преобразователей» обеспечивают возможность точного позиционирования на акватории параметрических антенн и точную топографическую привязку на плане акватории мест проявлений поисковых признаков месторождений углеводородов, что особенно важно в процессе перемещения плавсредства (с излучающими преобразователями) по акватории и обеспечения мобильности поиска.

Дополнительные признаки «радиогидроакустическая система содержит блок спутниковой связи, выполненный с возможностью дистанционного контроля и управления ее работой из центрального поста» обеспечивают возможность обработки измерительной информации в центральном посту наблюдения, а также дистанционную управляемость системы мониторинга, как поисковой системы.

Измерительные технологии закономерностей концентрации и последующего переизлучения углеводородными (далее УВ) скоплениями микросейсмических волн Земли заключается в использовании метода «прослушивания». Такой метод подобен медицинскому прослушиванию живого организма, в котором аналогичные волны формируются за счет работы сердца. В УВ залежах, как протяженных полостях, такие волны формируются за счет наличия в окружающей земной среде микросейсмических и других аналогичных колебаний. При этом в зависимости от пространственных размеров и плотности залежей происходит близкое к резонансному формирование и переизлучение волн в диапазоне доли-единицы-десятки Герц. В отдельных случаях переизлучение охватывает диапазон частот до 200 Гц. Излучения залежей, как показывает практика, прослушиваются и регистрируются на поверхности земли с использованием специальных ловушек (антенных полусфер), затем измерения дальнейшей обработке и анализу. В этом случае поверхность земли работает как рупор, усиливающий шумовые сигналы. Но, как показывает практика, не все, что эффективно шумит, является нефтяной залежью, в этом случае необходима специальная идентификация принимаемых шумов, сущность которой используется в заявляемом изобретении. Закономерности формирования и практического использования микросейсмических излучений Земли интенсивно исследуются и широко используются в практике поиска УВ залежей в морских условиях (например, см. Биряльцев Е.В., Рыжов В.А., Шабалин Н.Я. // Прием и обработка информации в сложных системах - Казань. Изд. Казанский Университет. 2005. - Вып.22. - C.113-120).

Обнаружение и идентификация геофизических волн, а также их принадлежность к характерным углеводородным залежам или волнам предвестникам землетрясений производится на основе обобщенных спектральных характеристик и их пространственно-временной динамики, которые получают в местах действующих нефтедобывающих скважин или на выявленных подводных месторождениях углеводородов.

Изобретение иллюстрируется чертежами и рисунками. На фиг.1 приведена структурная схема заявленной системы; на фиг.2 дана схема обследования акватории, измерения характеристик полей и определения местоположения и горизонтальной протяженности участков проявления источников геофизических и гидрофизических волн; на фиг.3 показан спектр акустических резонансных и гидродинамических полей движущегося морского судна, измеренных параметрическим способом (частота подсветки среды - 400 Гц, протяженность обследуемой акватории - 30 км, горизонтальное разнесение приемных элементов донной антенны - 200 м); на фиг.4 показан спектр электромагнитных излучений морского судна, измеренный параметрическим просветным методом (частота около 390 Гц, протяженность обследуемой акватории - 45 км, горизонтальное разнесение приемных элементов донной антенны - 200 м, спектр представляет результат нелинейного взаимодействия акустических и электромагнитных волн в проводящей морской среде; на фиг.5 показан спектр шумоизлучения морского судна (вально-лопастного звукоряда), представляющий результат «тройного» нелинейного взаимодействия волн различной физической природы в морской среде - наблюдаются акустические волны на частоте подсветки среды 386 Гц, электромагнитные волны на частоте 400 Гц и акустические волны вально-лопастного звукоряда морского судна). На фиг.6-8 приведены обобщенные (используемые как эталонные) спектры геофизических волн морского дна, сформированного УВ залежами при различной степени их насыщения газом и нефтью, при этом на фиг.6 показан спектр УВ залежей, который соответствует преимущественно газовым скоплениям; на фиг.7 показан спектр УВ залежей, который соответствует преимущественно газоконденсатным скоплениям; на фиг.8 показан спектр УВ залежей, который соответствует преимущественно залежам с притоком газа; на фиг.9 даны записи сигналов землетрясений (их амплитудно-временные характеристики); на фиг.10 даны записи предвестников землетрясений, в формате 3D.

Теоретическое обоснование закономерностей нелинейной акустики и их реализации в предлагаемой параметрической системе поиска и измерения характеристик геофизических и гидрофизических волн в проводящей морской среде заключается в следующем. Известно, что характеристики гидрофизических полей морской среды различной физической природы, в которой распространяется гидроакустическая волна, влияют на ее параметры (см. Воронин В.А., Кириченко И.А. Исследование параметрической антенны в стратифицированной среде с изменяющимся полем скорости звука. Журнал «Известия ВУЗов». - Электромеханика, №4, 1995). Это связано с тем, что влияние гидрофизических полей осуществляется через изменение плотности и коэффициента упругости среды. По своей физической сущности заявляемый способ предусматривает изменение плотности и (или) температуры контролируемой водной среды, распределение этих величин в протяженной рабочей зоне параметрического приема (взаимодействия волн различной физической природы), которое является следствием воздействия на морскую среду измеряемыми информационными полями, формируемыми комплексом информационных сигналов, распространяющихся в обследуемой акватории. Очевидно, что и все инфранизкочастотные волны, сформированные специальными морскими источниками или стихийными явлениями (например, землетрясениями или цунами), будут надежно зарегистрированы.

Качественная и количественная характеристики процесса взаимодействия упругих (акустических) и электромагнитных волн в проводящих средах заключаются в следующем. При излучении электромагнитной волны в морскую электропроводящую среду происходит ее поглощение и затухание. Одновременно значительно уменьшается ее длина. В зависимости от проводимости морской среды расстояние, на котором затухает электромагнитная волна инфранизких частот (от единиц Гц до сотен Гц), может составлять от 10-20 метров до 100-200 метров. При этом «длина» затухающей электромагнитной волны может составлять от 0,1-0,2 до 10-20 метров.

Математически процесс распространения электромагнитной волны описывается известным уравнением диффузии, которое выводится на основе теории взаимодействия электромагнитной волны в проводящей жидкости, приблизительно описывающей морскую среду. Теоретическая основа рассматриваемой закономерности заключается в том, что электрические токи, генерируемые электромагнитной волной, переходят в джоулево тепло. Диссипативные потери на ток проводимости в морской среде преобразовываются в тепловые потери, которые, в свою очередь, изменяют механические характеристики проводящей жидкости (плотность, температуру, теплоемкость и т.д.). При пропускании по такой промодулированной в пространстве нелинейной среде акустической волны накачки ее параметры будут промодулированы за счет изменения фазовой скорости волны по трассе распространения. Спектр упругой (акустической) волны накачки за счет нелинейного преобразования изменяется, в нем формируются высокочастотные и низкочастотные параметрические составляющие. Параметрический прием информационных волн в рассматриваемой системе проявляется как амплитудно-фазовая модуляция акустической волны накачки, которая распространяется вместе с ней в точку приема и затем выделяется в тракте обработки сигналов. Процесс формирования параметрического приема волн просветной гидроакустической линией можно пояснить обычной системой уравнений гидродинамики для вязкой жидкости при наложении на уравнение состояния соответствующих изменений фазовой скорости звука во времени и пространстве.

Для вычисления скорости распространения упругой (акустической) волны можно применить известную формулу

C ( t ) = 1 / P o β s ( t ) ,

где β s = 1 / υ ( υ P ) s - коэффициент адиабатической сжимаемости жидкости; υ - удельный объем.

Воспользовавшись соотношением между адиабатической и изотермической сжимаемостью βs=Gυ/Gpβt можно получить следующее выражение для фазовой скорости

C ( t ) = ( C p / C υ ) ( P / ρ ) t .

Очевидно, что качественно любые изменения плотности ρ, давления Р при постоянной температуре приводят к изменению фазовой скорости звука во времени в зоне взаимодействия электромагнитной волны с упругой через морскую среду, проводящую электрический ток. То есть, в отличие от классических уравнений гидродинамики для идеальной жидкости, которые используются в теории нелинейных параметрических излучателей, в последних уравнениях фазовая скорость упругой волны изменяется во времени и пространстве по закону изменения электромагнитной волны. Таким образом, если ли в рабочей зоне просветной параметрической системы распространяется электромагнитная волна гармонической частоты Ωэм, то фазовая скорость упругой (просветной акустической) волны C(t) также будет меняться с той же частотой Ωзвэм. Количественные характеристики глубины модуляции можно получить, используя конкретные инженерные модели реализации способа.

В заявляемом изобретении используется закономерность нелинейного взаимодействия низкочастотных просветных волн подсветки и высокочастотных волн накачки среды с измеряемыми информационными различной физической природы. В этом случае имеет место совокупное взаимодействие волн. Теоретическими и морскими экспериментальными исследованиями обоснованы закономерность и эффективность так называемого «тройного» взаимодействия акустических просветных волн с акустическими и электромагнитными полями источников морской среды. Показано, что морские источники, например сейсмические возмущения морского дна, могут быть обнаружены по признакам преобразования их упругими и электромагнитными полями распространяющихся в среде просветных акустических волн. Аналитический вид такого преобразования представляется в следующем виде (см. Шостак С.В., Мироненко М.В., Сургаев И.Н. Амплитудно-фазовая модуляция просветных акустических волн при их взаимодействии с электромагнитными в морской среде // Сб. статей. - Владивосток. ТОВМИ. Вып.22, 2001, с.82-88):

P * ( t ) = 0 , 5 P 2 { J o ( m p ) cos 2 ω 1 t + J 1 ( m p ) [ cos ( 2 ω 1 Ω ) t cos ( 2 ω 1 + Ω ) t ] + + J 2 ( 2 A P )   [ cos ( 2 ω 1 2 Ω ) t + cos ( 2 ω 1 + 2 Ω ) t ] + + J 3 ( 2 A P ) [ cos ( 2 ω 1 3 Ω ) t cos ( 2 ω 1 + 3 Ω ) t ] + } ,

где P*(t), P(t) - результирующее (промодулированное) и мгновенное значения просветной акустической волны; ω1, ω2 - круговая частота акустической просветной и электромагнитной объектных волн; Ω - низкочастотная акустическая волна от объекта; φ - начальная фаза просветной волны; t - текущее время; Jn - функции Бесселя n-го порядка; A0, Аm - амплитуды исходной и промодулированных волн; m - коэффициент модуляции. Анализ этого выражения показывает, что спектр колебаний взаимодействующих волн состоит из бесконечного числа составляющих, расположенных симметрично относительно удвоенной центральной частоты 2ω (равной ω12), значения частот которых отличаются от 2ω на n·Ω, где n - любое целое число. Амплитуды n-х боковых составляющих будут определяться выражением

Jn(2Am/Р)·0,5P2.

Из него следует, что вклад различных боковых составляющих в суммарную мощность модулированного колебания определяется величиной 2Аm/Р. Причем при малых значениях коэффициента модуляции mр спектр колебания состоит приближенно из гармоник центральной частоты 2ω (суммарной) и двух боковых частот: верхней (2ω+Ω) и нижней (2ω-Ω).

В системе мониторинга гидрофизических и геофизических полей низкочастотные просветные волны накачки водной среды, инфранизкочастотные волны накачки морского грунта, а также измеряемые информационные взаимодействуют и параметрически преобразуются в рабочей зоне приемной системы (см. фиг.1). Совокупность рассмотренных закономерностей и их реализация в системе мониторинга обеспечивает эффективное решение технических задач предлагаемого изобретения.

На чертежах показаны тракт формирования сигналов накачки 1, подводный излучатель 2 просветных сигналов накачки водной среды, подводный излучатель 3 сигналов накачки морского грунта, источник гидрофизических волн 4, приемные блоки 5 и 6, генератор стабилизированной частоты 7, тиристорный инвертор 8, блок согласования 9 его выхода с подводными кабелями, генератор стабилизированной частоты 10, тиристорный инвертор 11, блок согласования 12 его выхода с подводными кабелями, тракт 13 приема, выделения и регистрации информационных волн, двухканальный широкополосный усилитель 14, блок измерения разности фаз 15, преобразователь временного масштаба параметрически преобразованных просветных волн в высокочастотную область 16, узкополосный анализатор спектров 17, рекордер 18 (или иной носитель информации), источник 19 геофизических волн - например УВ залежь, параметрические антенны 20, зона «тройного» нелинейного взаимодействия волн 21, морское дно 22, морская поверхность 23, дополнительное инфранизкочастотное излучение (накачка) 24 морского дна 22, сейсмические волны предвестников землетрясений 25, акватория 26, приемо-излучающий радиоблок 27, блок его согласования 28 с трактом формирования сигналов накачки 1, блок его согласования 29 с приемным 13 трактом, средство управления 30 работой поисковой системы, судно-носитель 31.

Структурная схема радиогидроакустической системы измерения характеристик полей на протяженных морских акваториях показана на фиг.1. Система включает двухканальный тракт формирования низкочастотных сигналов подсветки среды, а также инфранизкочастотных сигналов накачки морского грунта, выходы которого посредством морских кабелей соединены с низкочастотным и инфранизкочастотным преобразователями 2, 3. Система включает также приемный тракт параметрически преобразованных просветных сигналов 13, обеспечивающий усиление, выделение и регистрацию информационных волн, вход которого соединен с приемными преобразователями просветных волн 5 и 6.

Тракт формирования и усиления сигналов подсветки среды и накачки в направлении морского дна 1 представляет двухканальную электронную схему, содержащую последовательно соединенные: генераторы стабилизированной частоты 9 и 12; тиристорные инверторы 10 и 13; блоки согласования 11, 14 их выходов с подводными кабелями и далее с преобразователями 2 и 3 (см. фиг.1).

Приемный тракт измерительной системы 15 (фиг.1) представляет собой электронную систему, включающую последовательно соединенные приемные преобразователи 5 и 6, двухканальный широкополосный усилитель 14, выходы которого соединены с блоком измерения разности фаз 15. Выход блока 15 связан с преобразователем временного масштаба параметрически преобразованных просветных сигналов в высокочастотную область 16, далее с узкополосным анализатором спектров 17, выход которого соединен с рекордером или иным носителем выделяемых спектров информационных волн 18. Кроме того, на фиг.1 показаны: источник формирования гидрофизических волн 4; приемные параметрические антенны 20; рабочая зона нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования волн 21, сформированная низкочастотными просветными параметрическими антеннами 20; источники формирования геофизических волн морского дна 19, 25. Тракт 30 (средство управления 30 работой поисковой системы) обеспечивает определение местоположения излучающих и приемных преобразователей, связь с центральным постом и управление работой поисковой системы. Он включает приемо-излучающий радиоблок 27, соединенный с излучающим 1 и приемным 13 трактами через блоки согласования и управления их работой 28 и 29 соответственно.

Заявляемая радиогидроакустическая система работает следующим образом. Процесс приема информационных волн включает перемещение сформированных просветных параметрических антенн по площади обследуемой акватории. При этом судно-носитель 31 (на котором смонтированы приемники 5 и 6) движется с постоянной минимально возможной скоростью или заданными интервалами остановок, а в местах характерного проявления измеряемых информационных волн останавливается и производит измерения в режиме стопа. При обнаружении признаков информационных волн носитель приемных преобразователей перемещают в сторону сближения, а затем на удаление от излучающих преобразователей 2 и 3 (центра акватории) и уточняют места расположения и протяженность источников геофизических волн (углеводородных залежей, а также наличие признаков волн предвестников землетрясений). В обнаруженных местах определяют их координаты. Путем отклонения судна от прямолинейного курса (перемещения по «змейке») определяют ширину залежи УВ. При этом производят наблюдения и измерения пространственно-временных характеристик и динамики измеряемых информационных волн. Далее судно-носитель приемников 5 и 6 возвращают в исходную точку периметра акватории, из которой процесс обнаружения и поиска источников информационных волн продолжается (повторяется) по всему периметру акватории.

Закономерность измерения гидрофизических и геофизических волн просветным параметрическим методом в поисковой радиогидроакустической системе реализуется следующим образом. Воздействие на среду источников информационных волн 4, 19, 25 приводит к изменению ее механистических характеристик (плотности и температуры, которые модулируют сигналы накачки). При пропускании по такой промодулированной в пространстве нелинейной упругой среде акустической волны накачки ее параметры будут промодулированы за счет изменения фазовой скорости по трассе распространения. Возникающие в результате нелинейного взаимодействия волн гармоники проявляются как модуляционные составляющие амплитуды и фазы низкочастотных волн накачки. Являясь неразрывно связанной компонентой низкочастотной просветной волны они переносятся на большие расстояния и затем выделяются (обнаруживаются) в блоках обработки приемного тракта системы.

Усиление нелинейного взаимодействия геофизических волн источников дна, а также эффективности дальнего приема и последующей идентификации измеряемых геофизических и гидрофизических волн и определения их местоположения достигается за счет дополнительного облучения морского дна инфранизкочастотными сигналами, обеспечивающего «тройное» нелинейное взаимодействие волн (просветных в направлении трассы, дополнительных в направлении морского грунта и информационных в морской среде).

Повышенный эффект нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования волн достигается за счет использования соизмеримой с протяженностью среды пространственной рабочей зоны (протяженного объема) взаимодействия волн, а также дополнительного облучения среды в направлении морского дна. Применение в тракте приема и обработки операций преобразования (переноса) частотно-временного масштаба волн накачки в высокочастотную область обеспечивает эффективное выделение волн инфранизкочастотного и дробного диапазонов частот существующими средствами узкополосного спектрального анализа и их последующей регистрации.

Ниже приведены конкретные результаты использования заявленной системы (результаты наблюдений и измерений шумоизлучения УВ залежей), полученные в условиях реальных акваторий, которые могут использоваться как признаки проявления (присутствия) подводных месторождений углеводородов.

Газовая залежь (фиг.6) характеризуется следующими признаками. На спектрограмме наблюдаются сплошные и дискретные шумы с уровнями их превышений над фоном 10% и 45% соответственно. Дискретный ряд представляет собой несимметричный колокол, состоящий из трех двойных и двух (более широких) одиночных составляющих, расположенных в интервале частот около 3,4-4,2 Гц, а его максимума на частоте около 3,8 Гц. Газоконденсатная залежь (фиг.7). В интервале частот около 1,8-4,8 Гц приведенная к фону спектральная мощность собственных шумоизлучений залежи УВ примерно на 5% превышает фон. При этом в диапазоне частот от 2,0 до 3,4 Гц над сплошным шумом регистрируется «лежащая на спине буква Е», у которой две широкие (по 0,2 Гц) дискретные составляющие, в пределах 25% превышающие сплошной шум и на 30% превышающие фон. Центральная линия, как двойная дискретная составляющая, примерно на 15% превышает сплошной шум и на 20% превышает фон. В диапазоне частот от 3,5 Гц до 5 Гц регистрируются «изрезанный меандр» (серия из трех разрезанных прямоугольников), в которых уровень «меандра» превышают сплошной шум примерно на 15%, и на 20% - фон.

Залежь с притоком газа (фиг.8). В диапазоне частот от 1,0 Гц до 7,0 Гц приведенная к фону спектральная мощность собственных шумоизлучений залежи УВ примерно на 10-20% превышает фоновый уровень. При этом в диапазоне частот от 2,0 до 5,5 Гц регистрируется равносторонний «треугольник» с вершиной (максимумом спектральной плотности) на частоте около 4,0 Гц, который превышает уровень фона примерно на 40%.

Совокупность положительных результатов общего технического эффекта достигается за счет низкочастотной подсветки (прозвучивания) всего пространства обследуемой акватории и формирования двух горизонтально разнесенных параметрических антенн протяженностью десятки-сотни километров. При этом прием волн горизонтально разнесенными антеннами обеспечивает возможность последующей фазовой обработки сигналов и эффективное подавление некоррелированных помех среды, формируемых различными источниками, включая техногенные излучения в зоне действия поисковой системы. Круговое сканирование протяженной параметрической антенны по периметру обследуемой акватории обеспечивает возможность определения направлений приема информационных волн на акватории, а последующее перемещение излучателей подсветки и накачки (сокращение, а затем увеличение протяженности просветной линии), использование дополнительного направленного облучения морского дна акустическими или электромагнитными волнами накачки обеспечивает определение местонахождения источников информационных волн с повышенной точностью. При этом за счет отклонения движущегося двойного излучающего преобразователя от прямолинейного курса при удалении от приемного блока переменным курсом обеспечивается точное определение места и пространственной протяженности источников информационных, преимущественно геофизических волн.

Таким образом, техническими решениями заявляемой гидроакустической системы дальнего параметрического приема и измерения характеристик геофизических и гидрофизических волн низкочастотного, инфранизкочастотного и дробного диапазонов, реализованы практические пути построения и реализации широкомасштабной радиогидроакустической системы комплексного мониторинга гидрофизических и геофизических полей в инфранизкочастотном и дробном диапазонах, источниками водной среды и морского дна. При этом источники гидрофизических полей морской среды включают морские суда, подводные системы и аппараты различного назначения. Источники геофизических полей сейсмического диапазона включают излучения залежей углеводородов, а также волн предвестников землетрясений. Протяженность рассматриваемой системы (большой масштаб дальности параметрического приема волн) обеспечивается прозвучиванием среды слабозатухающими низкочастотными акустическими сигналами в диапазоне десятки-сотни Герц, а также дополнительной накачки морского грунта инфранизкочастотными сигналами с частотой десятки-единицы Герц.

Обеспечение в заявляемой системе дальнего обнаружения и определения местоположения источников геофизических и гидрофизических волн, а также их пространственной протяженности достигается за счет совместной реализации закономерностей и измерительных технологий просветной гидролокации, а также закономерностей нелинейного взаимодействия волн различной физической природы при их совместном распространении в морской среде, что обосновано теоретически и подтверждено морскими экспериментами, выполненными в морях Дальневосточного региона.

1. Система параметрического приема гидрофизических и геофизических волн в морской среде, включающая размещенные в среде и выполненные с возможностью формирования между ними параметрической антенны излучающий и приемный акустические преобразователи и соединенные с ними соответственно тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки среды, а также тракт приема усиления, обработки, выделения и регистрации информационных сигналов, отличающаяся тем, что протяженность рабочей зоны системы соответствует половине протяженности обследуемой акватории, для чего излучающий преобразователь размещен в центре обследуемой акватории и содержит низкочастотный и инфранизкочастотный излучатели, первый из которых размещен в водной среде с возможностью горизонтального ориентирования его диаграммы направленности в сторону приемного преобразователя, а инфранизкочастотный излучатель размещен на дне с возможностью накачки морского грунта, причем тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки водной среды и грунта сформирован как двухканальный, содержащий низкочастотный и инфранизкочастотный каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные генератор стабилизированной частоты, усилитель мощности, блок согласования выходов усилителей с подводными кабелями, которые подключены к соответствующим излучающим преобразователям, при этом приемный преобразователь установлен на судне-носителе, размещенном с возможностью перемещения по периметру акватории, и включает два вертикально разнесенных приемных блока, каждый из которых соединен с приемным трактом системы, содержащим последовательно соединенные двухканальный широкополосный усилитель информационных сигналов, блок измерения разности фаз параметрически преобразованных просветных сигналов, преобразователь временного масштаба информационных сигналов в высокочастотную область, блок узкополосного спектрального анализа и функционально связанный с ним регистратор спектров выделяемых информационных сигналов.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит блок спутниковой связи, выполненный с возможностью дистанционного контроля и управления ее работой из центрального поста.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что она включает в себя средства определения местоположения излучающих и приемных преобразователей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при разведочных мероприятиях в водной среде. Система содержит одно или несколько объединенных в комплекс автономных подводных транспортирующих средств, каждое из которых имеет один или несколько автономных морских источников акустических сигналов с самодвижущимися ударными поршнями.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для оценки потока газа, например, для оценки потока метана газовых «факелов». Сущность: излучают в направлении дна акустический сигнал.

Изобретение относится к области геофизики и гидроакустики и может быть использовано для изучения структуры донных отложений в шельфовой зоне мирового океана, а также для изучения особенностей распространения звука в придонном слое мелкого моря.

Изобретение относится к области геофизики и гидроакустики и может быть использовано для изучения структуры донных отложений в шельфовой зоне мирового океана, а также для изучения особенностей распространения звука в придонном слое мелкого моря.

Изобретение относится к области сейсморазведки и может быть использовано для поиска углеводородов под дном морей и океанов, в том числе и в ледовых условиях на шельфе Северных морей.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских прибрежных сейсморазведочных работ. Предлагаются способ и система для управления формой и расстояниями в схеме расположения сейсмических кос, буксируемых позади исследовательского судна (10).

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для сейсмической разведки районов, покрытых водой. Система содержит приемники 1.i (i=1, 2, …, n) колебаний атмосферного давления (микробарографы), схему 2 сравнения, систему 3 оповещения, блок 4 памяти, первый 5 и второй 6 корреляторы, первый 3.1 и второй 3.2 преобразователи аналог-код, первый 3.3 и второй 3.4 ключи, формирователь 3.6 модулирующего кода, задающий генератор 3.6, фазовый манипулятор 3.7, усилитель 3.8 мощности, передающую антенну 3.0, перемножители 5.1 и 6.1, фильтры 5.2 и 6.2 нижних частот, экстремальные регуляторы 5.3 и 6.3, регулируемые линии задержки 5.4 и 6.4.

Система поиска подводных морских месторождений углеводородов, включающая в себя размещенные в среде излучающий и приемный акустические преобразователи, выполненные с возможностью формирования между ними параметрической антенны, соединенные с ними соответственно, тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки среды, а также тракт приема усиления, обработки, выделения и регистрации информационных сигналов, отличается тем, что излучающий и приемный преобразователи акустических сигналов разнесены на противоположные границы контролируемого участка акватории, при этом излучающий преобразователь размещен на подвижном носителе и содержит низкочастотный и высокочастотный излучатели, первый из которых выполнен с возможностью горизонтального ориентирования его диаграммы направленности в сторону приемного преобразователя, при этом высокочастотный излучатель выполнен с возможностью ориентирования его диаграммы направленности на морское дно, кроме того, тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки среды сформирован как двухканальный, содержащий низкочастотный и высокочастотный каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные генератор стабилизированной частоты, усилитель мощности, блоки согласования выходов усилителей с подводными кабелями, которые подключены к соответствующим излучающим преобразователям, кроме того, приемный преобразователь включает два горизонтально разнесенных приемных блока, каждый из которых соединен с расположенным на поверхности моря радиомодулем, который по радиоканалу связан с приемным трактом системы, содержащим последовательно связанные с соответствующим каналом двухканального приемного радиоблока информационных сигналов, двухканальный широкополосный усилитель информационных сигналов, блок измерения разности фаз информационных сигналов, преобразователь временного масштаба информационных сигналов в высокочастотную область, блок узкополосного спектрального анализа и функционально связанный с ним региcтратор спектров выделяемых информационных сигналов, кроме того, система содержит средства определения местоположения излучающего преобразователя и приемных блоков приемного преобразователя в режиме реального времени, кроме того, она включает в себя блок спутниковой связи с центральным постом, выполненный с возможностью дистанционного управление ее работой. Изобретение обеспечивает мобильность поиска углеводородных залежей на шельфе, при повышении надежности поиска на протяженных акваториях.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для получения геологических данных морских донных осадков по измерению характеристик низкочастотных акустических полей в морской среде, не осуществляя предварительного бурения скважин.

Способ поиска месторождений углеводородов на морском шельфе, включающий генерирование лоцирующего сигнала в воде, регистрацию информационных волн в диапазоне инфразвуковых частот посредством подводного приемного акустического блока и обработку информационного сигнала с проверкой наличия поисковых признаков месторождений углеводородов, отличается тем, что в пределах обследуемого участка акватории формируют зоны нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования лоцирующего сигнала с информационными сигналами, проявляющимися на акватории, при этом подводный приемный акустический блок формируют из двух горизонтально разнесенных приемников и размещают в центре обследуемого участка акватории, причем в составе излучающего блока используют низкочастотный и высокочастотный акустические излучатели, при этом излучающий блок размещают на подвижном носителе, который при поиске источников информационных сигналов перемещают по границе обследуемого участка акватории, в процессе которого формируют вертикальную и горизонтальную параметрические антенны, первая из которых направлена в направлении морского дна, а вторая в направлении приемного блока, при этом волны лоцирующего сигнала, взаимодействовавшие с измеряемыми информационными сигналами, принимают горизонтально разнесенными приемниками, двухканально усиливают в полосе частот параметрического преобразования, измеряют их разность фаз и переносят временной масштаб в высокочастотную область, выделяют их узкополосные спектры, определяют в них и регистрируют параметрические составляющие нижней и верхней боковых полос, по которым с учетом параметрического и частотно-временного преобразования волн накачки, а также направлений параметрических антенн восстанавливают и фиксируют характеристики измеряемых информационных полей, соответствующие поисковым признакам месторождений углеводородов, например частотный диапазон, интенсивность, пространственно-временную и спектральную структуру, а также определяют и фиксируют направления их максимального проявления, далее по этим направлениям излучающий блок перемещают в точку расположения приемного блока, затем проходят за него, при этом уточняют местоположения источников информационных сигналов по этой курсовой линии и фиксируют протяженность месторождения вдоль нее, подобным же образом, перемещая подвижный носитель по траекториям, пересекающим, по меньшей мере, первую курсовую линию, оконтуривают площадь месторождения углеводородов, выполняют наблюдение и измерение признаков пространственно-временной динамики их характеристик, а по ним осуществляют идентификацию волн на их принадлежность к водным гидрофизическим или донным геофизическим, при обнаружении геофизических волн и фиксации их спектральных характеристик полученные результаты сравнивают с обобщенными эталонными спектрами и выявляют принадлежность информационных волн к конкретным типам скоплений углеводородов, например газовым, газоконденсатным или залежам с притоком газа.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Заявлены способ и устройство для водной сейсморазведки. Способ предполагает позиционирование погруженного в воду передвижного сейсмического источника и формирование возмущений, передаваемых через водную среду в виде волн, отражающихся от дна водоема и различных расположенных ниже геологических слоев. Позиционируют, по меньшей мере, одну сейсмическую косу, предпочтительно ряд сейсмических кос, оснащенных рядом датчиков, улавливающих указанные отраженные волны, таким образом, что сейсмическая коса находится в состоянии натяжения при помощи присоединенных к обоим ее концам телеуправляемых аппаратов, а также удерживается на постоянной глубине при производстве замеров с помощью средств, удерживающих сейсмическую косу. Указанный сейсмический источник приводят в действие однократно или многократно, создавая возмущение или ряд возмущений. Принимают указанные отраженные волны, используя упомянутые датчики. Технический результат: повышение точности данных зондирования. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области сейсморазведки подводных месторождений нефти и газа в арктических морях. Предложено судно с конструкцией, объединяющей преимущества надводного корабля (высокий уровень обитаемости, безопасность, большие площади палуб, позволяющие производить обслуживание и ремонт сейсмооборудования) и преимущества многоцелевой подводной станции в части применения гидроакустических излучателей и буксируемых в толще воды подо льдом сейсмокос для 2D технологии сейсморазведки. Выпуск буксируемой сейсмокосы и г/а излучателей осуществляется при помощи выдвижных конструкций, установленных в вертикальных шахтах в днищевой части судна вне зоны воздействия льда. Технический результат заключается в повышении надежности проведения сейсморазведки в ледовых условиях, уменьшении отрицательного влияния сейсморазведки на окружающую среду и экологию моря. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для контроля разработки месторождений углеводородов на морском шельфе. Согласно заявленному способу проводят трехмерную сейсморазведку и строят по ее данным модель резервуара, прогнозируют ориентацию систем субвертикальных трещин и размещение эксплуатационных и нагнетательных скважин. Размещают на дне акватории над месторождением стационарные сейсмокосы, регистрируют сейсмотрассы с упругими колебаниями от искусственных источников и контролируют процесс разработки месторождения углеводородов по динамическим и кинематическим изменениям регистрируемых колебаний при обработке сейсмотрасс. При этом сейсмокосы размещают на дне акватории до начала бурения эксплуатационных скважин. В процессе их бурения регистрируются микросейсмические колебания, возбуждаемые долотом на забое скважины, при обработке которых по динамическим и кинематическим характеристикам определяют анизотропные свойства среды в зоне бурения, уточняют ориентацию систем субвертикальных трещин и корректируют трехмерные модели резервуара, размещение и траекторию бурения эксплуатационных скважин, зон перфорации и гидроразрыва пласта. Технический результат - повышение точности данных мониторинга. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для контроля, оптимизации и повышения безопасности разработки месторождений углеводородов на акваториях Арктики и других морей. При реализации сейсмического мониторинга разработки месторождений углеводородов на акваториях проводят трехмерную сейсморазведку и строят по ее данным модель резервуара. Прогнозируют ориентацию систем субвертикальных трещин и размещают на дне акватории над месторождением стационарные сейсмокосы. Регистрируют сейсмотрассы с упругими колебаниями, возбуждаемыми искусственными источниками или группами источников, и контролируют процесс флюидозамещения в месторождении углеводородов и окружающей среде по динамическим и кинематическим изменениям регистрируемых колебаний при обработке сейсмотрасс. При этом источники упругих колебаний размещают в водной толще с буровых или эксплуатационных платформ, а также искусственных островов. При обработке сейсмотрасс в условиях, близких к реальному времени, при бурении скважин или в процессе эксплуатации месторождения определяют пространственную миграцию углеводородных флюидов и положение формирующихся техногенных залежей. Технический результат - повышение точности получаемых данных и ,как следствие, повышение эффективности разработки месторождений углеводородов на акваториях. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для сейсмоакустических исследований на шельфе при выполнении разведочных работ нефтегазоносных месторождений. Заявлена малогабаритная автономная сейсмоакустическая станция (МАСАС), содержащая устанавливаемый на морском дне, всплывающий после отдачи балласта носитель аппаратуры (НА). НА включает в себя размещенные в герметичном сферическом контейнере бортовой вычислительный узел (БВУ), источник питания, трехкомпонентный сейсмоприемник, а также установленные снаружи герметичного контейнера гидрофон, ресивер для гидроакустической связи, устройство постановки и снятия НА с грунта. НА содержит также средства для поиска всплывшего НА, выполненные в виде проблескового маяка, спутниковой системы навигации типа «Глонасс», низкоорбитальной спутниковой системы связи типа «Гонец» и активного радиолокационного отражателя. Регистрирующий тракт состоит из четырехканального блока фильтрации и усиления. Из сигналов гидрофона и сейсмоприемников формируется массив отдельной выборки с длиной из шестнадцатиразрядных слов, подающихся на соответствующие каналы накопителя информации (НИ), представляющего собой твердотельную память из 4 флэш-карт с емкостью по 2 Гбайт каждая. Технический результат - обеспечение более достоверных данных площадных исследований. 5 ил.

Изобретение относится к области гидро- и геоакустики и может быть использовано в морях, океанах, пресноводных водоемах для проведения исследований и мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе в обеспечение инженерно-геофизических работ на морском дне. Техническим результатом изобретения является снижение времени и средств на установку сейсмокос и обеспечение возможности их многократного развертывания, свертывания и перемещения. Технический результат достигается за счет того, что устройство для укладки сейсмокос на морское дно для сейсмоакустического мониторинга, включающее якорные фиксаторы, обеспечивающие рабочее положение сейсмокос, прочный герметичный корпус с размещенным в нем коммуникационным оборудованием, к входам которого подключены выходы соответствующих сейсмокос, снабжено набором катушек с положительной плавучестью, на которых намотаны соответствующие сейсмокосы с закрепленными на их концах якорными фиксаторами, надводным блоком обработки сейсмоакустических сигналов, соединенным кабелем с оптической линией связи с выходом размещенного в прочном герметичном корпусе коммуникационного оборудования, при этом якорные фиксаторы оборудованы системой самовсплытия, а прочный герметичный корпус выполнен с отрицательной плавучестью с обеспечением выполнения функции дополнительного якорного фиксатора. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для подводных геофизических исследований морей и океанов. Заякоренная профилирующая подводная обсерватория сочленена с диспетчерской станцией и состоит из: подповерхностного буя, заякоренного с помощью стального буйрепа, который служит ходовым тросом для профилирующего носителя, содержащего комплект измерительных датчиков, модуль центрального микроконтроллера, электропривод, и передвигающегося по ходовому тросу; системы цифровой связи посредством бесконтактной индуктивной врезки в ходовой трос, поверхностного буя-вехи с модемами передачи данных и телеметрической информации по радиоканалу, гидроакустического размыкателя якорного балласта. На ходовом тросе над гидроакустическим размыкателем якорного балласта закреплена нижняя плавучесть шарообразной формы, внутри которой размещен модем гидроакустического канала связи, электропривод, сочлененный с телескопическим устройством, в оконечности которого установлен сейсмометр. Профилирующий носитель дополнительно содержит датчики содержания углеводородов, углекислого газа, альфа-, бета- и гамма-радиоактивности. Улучшаются условия эксплуатации, расширяются функциональные возможности подводной обсерватории. 2 ил.

Изобретение относится к области гидро- и геоакустики и может быть использовано в морях, океанах, пресноводных водоемах в качестве донной кабельной антенны для проведения исследований и мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе в обеспечение инженерно-геофизических работ на морском дне. Техническим результатом изобретения является увеличение помехозащищенности за счет исключения трения антенны о грунт. Технический результат достигается за счет того, что донная кабельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе, содержащая подводный кабель, гидрофонные модули, соединенные подводным кабелем через определенные интервалы расстояния между собой, надводную аппаратуру сбора и преобразования, соединенную с одним из концов подводного кабеля, снабжена якорным фиксатором, закрепленным на противоположном конце подводного кабеля, дополнительными грузами, закрепленными на подводном кабеле между соответствующими гидрофонными модулями, и поплавковыми подвесками, закрепленными на подводном кабеле к соответствующим гидрофонным модулям, при этом гидрофонные модули выполнены в виде приемников давления. Использование приемников давления вместо двух гидроакустических антенн существенно снижает стоимость донной антенны и одновременно снимает проблемы, связанные с качеством контакта датчика с грунтом, устраняя сопутствующие такому контакту шумы. При этом за счет большого числа таких датчиков решается проблема выделения волн различной поляризации по их кинематическим характеристикам. 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Предложена методика морской сейсмической разведки с использованием одного или более морских сейсмических вибраторов. При этом функция свипирования для вибратора основывается на требовании к качеству, которое может быть требованием к качеству конечного изображения или требованием к воздействию на окружающую среду. Функция свипирования может быть нелинейной, а энергетический спектр может не соответствовать энергетическому спектру пневмопушки. Технический результат - повышение точности и достоверности разведочных данных. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Заявлена подводная сейсмическая система для снижения шума в сейсмических сигналах, вызванного отраженными волнами-спутниками или движением сквозь толщу воды. Система содержит два датчика движения. Один датчик обладает первым откликом и чувствителен к шуму, вызванному движением платформы, а также к акустическим волнам. Второй датчик обладает другой конструкцией, которая изолирует его от акустических волн, так что его отклик связан в основном с шумом, вызванным движением. Выходные данные откликов двух датчиков соединяют для того, чтобы устранить воздействия шума, вызванного движением. При дальнейшем соединении с сигналом гидрофона, шум, вызванный отраженными волнами-спутниками, сокращается. Технический результат - повышение точности разведочных данных. 13 з.п. ф-лы, 19 ил.
Наверх