[发明专利]可操纵的源系统和方法

说明书

技术领域

本文所揭示的主题的实施例大体上涉及方法和系统，且更确切地说，涉及用于在水中被船舶牵引时对源系统进行操纵的机构和技术。

背景技术

海洋地震数据获取和处理产生海床下面的地球物理结构的轮廓图（图像）。尽管此轮廓图不提供石油和天然气储层的准确位置，但是它向所属领域的技术人员暗示了这些储层的存在或不存在。因此，提供海床下面的地球物理结构的高分辨率图像是正在进行的过程。

反射地震学是一种用以确定地球次表面的性质的地球物理勘探方法，这些性质在石油和天然气工业中特别有用。海洋反射地震学是基于使用受控能源，所述受控能源将能量发送到地下。通过测量反射回到多个接收器所花的时间，可以估计造成此类反射的特征的深度。这些特征可能与地下烃沉积物相关联。

在图1中图示了用于产生地震波并且记录它们离开次表面中存在的地质结构的反射的传统系统。船舶10对在拖缆12上提供的地震接收器11的阵列进行牵引。拖缆可水平地安置，即，相对于海洋的表面14以恒定的深度安放。可将拖缆安置成具有除了水平空间布置以外的其它布置。船舶10还牵引经配置以产生地震波18的地震源阵列16。地震波18向海床20往下传播并且穿过海床，直到最后反射结构22（反射体）反射地震波为止。经反射的地震波24往上传播，直到它被拖缆12上的接收器11检测到为止。基于由接收器11收集的数据，通过对所收集的数据进行进一步分析而产生次表面的图像。

地震源阵列16包含多个单独的源元件。单独的源元件可在水中的各个深度处以各种形式分布，例如，圆形、线性。图2绘示船舶40牵引在各自的末端具备偏针仪44的两根缆线或绳索42。多个引入线缆线46连接到拖缆50。多个引入线缆线46还连接到船舶40。拖缆50通过隔离绳索48而彼此保持所需间隔。多个单独的源元件52也连接到船舶40并且经由绳索或缆线54而连接到引入线缆线46。然而，此配置不能对多个单独的源元件进行准确的控制。换句话说，源阵列16的位置不能被调整，除非改变偏针仪44的位置。

另外，因为偏针仪依靠由穿过水的运动产生的液体动力（例如，升力）以将拖缆50向外拉动，从而在勘测期间相对于船舶路径保持它们的间隔，偏针仪44的存在引入了进一步的控制问题。因此，水流或其它环境因素可影响升力，从而使偏针仪互相靠近。这样，拖缆50和多个单独的源元件52的位置受到偏针仪位置影响。

随着四维（4-D）地球物理成像如今变得更合需求，控制源阵列的位置很重要。4-D地球物理成像涉及到在不同时刻在相同次表面上重复进行以确定次表面的地球物理结构中的变化的3-D地震勘测。因此，在3-D勘测有时在数月或数年之后重复时，需要的是用于产生地震波的源在次表面上尽可能接近与先前勘测中相同的位置而定位。

因此，在给定执行地震勘测的船舶当前遭遇的逆流、风、波浪、浅水和导航障碍的情况下，用现有的源技术在相同位置，在不同的时刻定位各种源阵列是具有挑战性的。

因此，需要提供提供能够在被船舶在水下牵引期间定位在所需位置的可操纵的源阵列的系统和方法。

发明内容

根据一示例性实施例，存在一种用于在水体中产生声波的海洋声源系统。所述海洋声源系统包含：第一海洋声源阵列，其具有第一和第二外部源子阵列，每个子阵列包含一个或多个单独的源元件和连接到船舶的缆线；第一致动器装置，其连接到第一外部源子阵列；以及第一绳索，其将第一致动器装置连接到第一引入线，所述第一引入线经配置以连接到拖缆的头端。第一致动器装置经配置以控制第一绳索的长度，从而控制第一源阵列相对于拖缆的位置。

根据另一示例性实施例，存在一种用于在水体中产生声波的海洋声源系统。所述海洋声源系统包含：第一和第二引入线，其经配置以被船舶牵引并且直接连接到拖缆而不连接到偏针仪；第一和第二源阵列，其各自包含多个子阵列，每个子阵列包含一个或多个单独的源元件；第一致动器装置，其连接到第一源阵列；以及第二致动器装置，其连接到第二源阵列。第一致动器装置具有经配置以连接到第一引入线的第一缆线并且第二致动器装置具有经配置以连接到第二引入线的第二缆线，使得第一和第二源阵列的位置是可沿着大体上垂直于源系统路径的一条线而控制的。

根据又一示例性实施例，存在一种用于控制在水体中产生声波的海洋声源系统的位置的方法。所述方法包含在水中定位用于牵引的第一源阵列的步骤，并且激活第一致动器装置的步骤，所述第一致动器装置连接到第一源阵列，以增加或减小连接到第一引入线的第一绳索的长度。第一引入线连接到拖缆而不连接到偏针仪。

附图说明