[发明专利]海床装置

说明书

技术领域

本发明涉及在海床装置中的地震电缆阵列，特别涉及改进地震电缆阵列的传感器与海床之间的地震耦合。

背景技术

为了收集用于地质勘探和监控海床下的地下构造的数据，地震传感器的阵列被展开在海床上。地震传感器阵列包括由传感器电缆一起连接成一串的多个水下传感单元。传感单元可被简单地铺设在海床上，其中传感单元依靠自身重量以使传感单元与海床接触，以便实现与海床的地震耦合。连接电缆同样可被简单地铺设在海床上，其中连接电缆易于被捕鱼装备或船的锚挂住。

为了保护连接电缆，为了减小由于海底水流和动物群引起的连接电缆的移动而产生的信号噪声，并且为了改进海床与传感器之间的地震耦合，通常将传感器及其连接电缆掩埋在形成于海床中的沟渠中。然而，虽然该安装海底地震传感器的方法改进了传感器与海床之间的耦合，并通过衰减电缆中的纵向和横向振动而减小了电缆噪声，但是该方法昂贵且需要复杂的装备以在海床中形成沟渠并将电缆放置在沟渠中。在电缆已经被放置之后，可能还需要装备以将沟渠填满。为了进行维修或修理，或当电缆需要被展开到其他位置时，已经掩埋的电缆难于被收回。

发明内容

本发明寻求提供一种设备和方法，使地震电缆能够被有效地安装在海床上而不需要在铺设电缆前后形成沟渠并将沟渠填满，同时提供地震电缆的传感器与海床之间的有效的地震耦合，并抑制电缆感应噪声。

本发明寻求提供一种方法和设备，通过将层提供或形成在传感器上方或还选择性地提供或形成在地震电缆上方而实现将地震电缆的海底传感器掩埋的效果，所述层用于将至少传感器挤压成与海床紧密接触。层在水中的重量应该足够以确保传感器与海床之间的有效地震耦合，同时抑制由于连接电缆的运动而在传感器处产生的噪声。层可为诸如由负浮力材料形成的带或垫子的人造层。替代地，层可包括通过将沉淀物捕集构造铺设在电缆上而形成的沉淀物的层。沉淀物捕集构造可包括在一个面上具有多个直立的叶状体或突起的负浮力基层或带，当带展开在海床上时，该多个直立的叶状体或突起向上延伸进入水层中并捕集经过的沉淀物颗粒，促使该沉淀物颗粒形成对于传感器并选择性地对于电缆的沉淀物覆盖。在进一步的替代方式中，沉淀物捕集构造可包括其上附接有诸如海藻或类似物的海洋生物的负浮力基层或带，该海洋生物将生长成捕集经过的沉淀物颗粒的直立的构造。另外地或作为替代方式，生物可向下生长以将电缆和/或传感器锚固到海床上。除了海洋生物之外，基层或带可被提供有人造直立叶状体。

本发明进一步寻求提供一种设备和方法，利用该仪器和方法，在单次操作中地震电缆可被铺设且地震电缆的传感器可被有效地耦合到海床。

根据本发明的第一方面，一种铺设具有若干传感器单元和连接电缆的地震电缆的方法包括：将负浮力垫子放置在电缆的传感器单元上，以便将传感器单元挤压到海床。地震电缆的每个传感器单元可提供有垫子。垫子可附接到传感器单元或附接到邻近传感器单元的电缆。传感器单元和垫子可通过将电缆围绕卷筒卷绕并将每个垫子铺设在已经卷绕的卷上，之后的卷被铺设在已经卷绕的垫子上，而存储在卷筒上。

根据本发明的第二方面，提供一种电缆展开包，包括卷筒，电缆组件卷绕在所述卷筒上，电缆组件包括电缆和附接到该电缆的垫子。

根据本发明的第三方面，提供一种海底电缆组件，包括电缆和附接到该电缆的垫子。该垫子可基本沿电缆的整个长度延伸。替代地，垫子可包括在沿其长度隔开的位置处附接到电缆的多个垫子分段。海底电缆可为地震电缆，其具有沿电缆的长度隔开的多个传感器单元。

垫子可简单地为负浮力材料的片，其在使用时覆盖在传感器单元上。垫子的材料可被选择为确保其在海水中为负浮力，具有高达大约10kg/m的有效的水中重量，典型地垫子长度的约1kg/m（虽然其可比这更轻或更重）。

垫子在其下侧可提供有凹部或其它构造以将垫子相对地震电缆的传感器单元进行定位。垫子可具有集中在其下侧中的凹部上方的质量，凹部接收地震电缆的传感器单元。

固定机构可提供为将垫子附接到传感器单元或附接到电缆。垫子可为基本均匀厚度的片，或可朝向其周界渐缩以提供加厚的中心区域和变薄的边缘。