Донная кабельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе


 


Владельцы патента RU 2545365:

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ, ОТ ИМЕНИ КОТОРОЙ ВЫСТУПАЕТ МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТОРГОВЛИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (RU)

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 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.

Известно устройство гидроакустической кабельной антенны, содержащее подводный кабель, гидрофонные модули, соединенные последовательно подводным кабелем через определенные интервалы между собой, надводную аппаратуру сбора и преобразования, соединенную с одним из концов подводного кабеля, внутри которого расположен силовой элемент в виде фала с концевым телом, датчики курса и глубины, антенные модули в виде расположенных вдоль оси гидрофонов из пьезокерамики, соединенные с блоком фильтрации и усиления, блоки частотного или временного уплотнения и линию связи (Ю.А. Корякин и др. ФГУП «ЦНИИ» Морфизприбор», Корабельная гидроакустическая техника, С.-Пб, изд-во «Наука», 2004 г., стр.191-193).

Недостатками известного устройства являются неудобства при операциях постановки и выборки антенны из-за большого диаметра и веса, нестойкость к ударным нагрузкам из-за хрупкости пьезокерамики, а также необходимость буксирования антенны для передачи информации.

Известна донная гидроакустическая кабельная антенна, содержащая многожильный кабель с подключенными N пьезопреобразователями, выходы которых подключены к N предварительным усилителям, а также генератор тестового сигнала, подключенный к входам N пьезопреобразователей гидроакустической антенны, отличающаяся тем, что дополнительно содержит N электрических эквивалентов, каждый из которых выполнен в виде неполяризованного элемента пьезопреобразователя, а каждый предварительный усилитель выполнен по схеме дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к пьезопреобразователю, а инвертирующий вход - к электрическому эквиваленту, при этом пьезопреобразователи, электрические эквиваленты и предварительные усилители объединены в съемные модули, а в многожильный кабель вмонтированы унифицированные посадочные места с возможностью подключения к ним съемных модулей (Патент РФ №2201041, МПК G01S 15/00, 2000 г.).

Недостатками известного устройства являются неудобства при операциях постановки и выборки антенны из-за большого диаметра и веса, нестойкость к ударным нагрузкам из-за хрупкости пьезокерамики, а также необходимость буксирования антенны для передачи информации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к предлагаемому устройству является 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, при этом каждый из гидрофонных модулей представляет собой две гидроакустические антенны, соединенные с надводной аппаратурой сбора и преобразования с противоположных сторон этой аппаратуры вдоль подводного кабеля (Патент России №2324200, МПК G01S 7/52, приоритет 02.02.2006 г.).

Недостатками данного устройства являются низкая помехозащищенность из-за сильных шумов, вызванных трением антенны о грунт.

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 в окрестностях соответствующих гидрофонных модулей, при этом гидрофонные модули выполнены в виде приемников давления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематически представлено предлагаемое устройство.

Донная кабельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе содержит подводный кабель 1, гидрофонные модули 2 в виде приемников давления, соединенные подводным кабелем 1 через определенные интервалы расстояния между собой, надводную аппаратуру сбора и преобразования 3, соединенную с одним из концов подводного кабеля 1, якорный фиксатор 4, закрепленный на противоположном конце подводного кабеля 1, дополнительные грузы 5, закрепленные на подводном кабеле 1 между соответствующими гидрофонными модулями 2, и поплавковые подвески 6, закрепленные на подводном кабеле в окрестностях соответствующих гидрофонных модулей 2.

Устройство работает следующим образом.

При расположении антенны в воде подводный кабель 1 удерживается на дне дополнительными грузами 5, при этом поплавковые подвески 6 обеспечивают поднятие гидрофонных модулей 2 над поверхностью дна. Размеры поплавковых подвесок 6 и массы грузов 5 выбираются (рассчитываются) таким образом, чтобы в развернутом состоянии гидрофонные модули 2, выполненные в виде приемников давления, располагались примерно на 0.5 м выше поверхности дна. Общая фиксация антенны на дне осуществляется якорным фиксатором 4, а все зафиксированные сигналы с датчиков давления 2 через кабель 1 поступают на надводную аппаратуру сбора и преобразования 3.

Отдельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе имеет длину от 500 м до 1 км и содержит от 25 до 50 датчиков давления, расположенных равномерно с интервалом не более 20 м. Рабочий диапазон частот антенны 3-300 Гц. Диапазон частот определяется целевой глубиной и затуханием звука в земной коре и соответствует диапазону частот, который практически используются в методе вертикального сейсмического профилирования

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.

В качестве приемника давления может использоваться цилиндрический пьезоэлемент, встроенный в кабель, который содержит грузонесущий кевларовый трос, необходимое число сигнальных витых пар и силовых токопроводящих жил, продольную герметизацию и полиуретановую оболочку (на чертеже не показаны).

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, отличающаяся тем, что она 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 в окрестностях соответствующих гидрофонных модулей, при этом гидрофонные модули выполнены в виде приемников давления.



 

Похожие патенты:

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.

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.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для сейсмоакустических исследований на шельфе при выполнении разведочных работ нефтегазоносных месторождений.
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для контроля, оптимизации и повышения безопасности разработки месторождений углеводородов на акваториях Арктики и других морей.
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.

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.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Заявлены способ и устройство для водной сейсморазведки.

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.

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 гидроакустики, а именно к гидроакустическим антеннам, и может быть использовано в гидроакустических донных или опускаемых станциях различного назначения.

Изобретение относится к области радиолокации. Достигаемый технический результат - повышение точности и сокращение времени моделирования сигнала, отраженного от земной поверхности.

Изобретение относится к технике акустики и может использоваться в медицинской аппаратуре для ультразвуковой эхографии. Технический результат состоит в расширении угла обзора движений посредством ультразвуковых изображений.

Ультразвуковая диагностическая система получения изображений создает изображение с расширенным полем зрения (EFOV). Трехмерный зонд для получения изображения перемещается вдоль кожи пациента над анатомией, которая должна быть введена в изображение с EFOV.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в морях, океанах, пресноводных водоемах в качестве геофизической косы для проведения исследований в обеспечении инженерно-геофизических работ на морском дне.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к ультразвуковым диагностическим системам формирования изображений. Устройство содержит зонд, выполненный с возможностью передачи ультразвуковых волн в сердце и приема ответных эхо-сигналов, процессор изображений, реагирующий на эхо-сигналы, выполненный с возможностью производить последовательность изображений миокарда в течение, по меньшей мере, части сердечного цикла, анализатор движения миокарда, реагирующий на последовательность изображений, который определяет движение множества сегментов миокарда, процессор задействования, реагирующий на движение сегментов, который производит индикатор совокупного участия множества сегментов в процентном отношении от полного смещения миокарда во время сердечного цикла и относительных промежутков времени участия сегментов в движении миокарда относительно процентного отношения от полного смещения во время сердечного цикла, и дисплей, соединенный с процессором задействования, который отображает индикатор.

Использование: изобретение относится к медицинским диагностическим ультразвуковым системам и, в частности, к ультразвуковым системам, которые выполняют панорамную визуализацию или визуализацию с расширенным полем обзора (EFOV).

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано в системах целеуказания, самонаведения и телеметрии подводных аппаратов. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно с системам и способам формирования изображений при диагностике биообъектов. .

Изобретение относится к способам и устройствам для автоматической калибровки отслеживаемого ультразвука. .

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения параметров звукового поля в морской среде с использованием как стационарных, так и подвижных носителей. Достигаемый технический результат - повышение чувствительности пьезоэлектрических элементов гидрофонного и векторных каналов на низких частотах, снижение уровня помех на входах предварительных усилителей, а также уменьшение чувствительности комбинированного гидроакустического приемника к внешним возмущениям при его использовании на подводном носителе. Сущность технического решения заключается в том, что комбинированный гидроакустический приемник содержит герметичный сферический корпус, частично заполненный жидкостью до уровня, соответствующего нулевой плавучести корпуса в рабочей среде, два пьезоэлектрических элемента гидрофонного канала, выполненных на основе герметичных встречно поляризованных пьезополимерных пленочных преобразователей, закрепленных снаружи сферического корпуса напротив друг друга, две пары биморфных пьезоэлектрических элементов, входящих в состав компонент (х,у) векторного канала, и две пары биморфных пьезоэлектрических элементов, входящих в состав компоненты (z) векторного канала, конструктивно выполненных на основе герметичных пьезополимерных пленочных преобразователей, оси чувствительности которых образуют ортогональную систему координат, начало которой совпадает с центром сферического корпуса. Все биморфные пьезоэлектрические элементы, входящие в состав трехкомпонентного векторного канала, расположены снаружи сферического корпуса. Внутренние торцы каждой из четырех пар упругих подложек установлены на внешней поверхности сферического корпуса с возможностью выполнения изгибных колебаний упругой подложки, внешние торцы каждой из четырех пар упругих подложек жестко закреплены на внешнем герметичном кольцевом корпусе с размещенными внутри него усилителями, расположенном вне сферического корпуса; а вход усилителя гидрофонного канала и входы усилителей трех векторных каналов выполнены дифференциальными. 4 ил.
Наверх