[实用新型]一种海洋石油勘探声学定位超短基线声阵装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海洋石油勘探声学定位超短基线声阵装置，属于海洋地球物理勘探声学定位技术领域。

背景技术

近年来，全球油气重大发现50%以上来自于海上，特别是深水领域。因此走向深水既是世界海洋石油发展趋势，也是中国海洋石油战略目标所在。深海OBC在放缆过程中,由于不断运动的海水作用,海底电缆的漂移十分严重。当电缆到达海底时，其实际位置往往远远地偏离了设计位置，无法满足高精度地震勘探的要求。为了尽可能地保证海底电缆位置准确性，因此就需要不断地实时监控海底电缆在沉放过程中的位置，根据偏离测线情况调整放缆船的航向来确保电缆在海底的位置，满足高精度海洋石油勘探的要求。实时监控海底电缆在沉放过程中的位置的最精确高效的方法就是超短基线声学定位技术方法。该技术方法中最关键的组成部分是声学定位超短基线声阵。一般的超短基线声阵采用孔径小于半波长的三元基阵，通过测量各通道间的相位差和目标到基阵的斜距来估算目标的位置。由于基阵孔径小，系统的定位精度受限，导致系统在远距离时定位精度低，达不到高精度勘探定位的要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种海洋石油勘探声学定位超短基线声阵装置，引入创新性的声阵形状设计，在保障小尺寸设计基础上使声阵具有足够的垂直孔径和水平孔径，从而保障了大开角，远斜距上良好的定位精度，并且用于实现电缆在沉放过程中位置的实时监控，根据偏离测线情况调整放缆船的航向来确保电缆在海底的位置，满足高精度海洋石油勘探要求。

一种海洋石油勘探声学定位超短基线声阵装置，发射换能器和第一接收水听器、第二接收水听器、第三接收水听器、第四接收水听器固定于吸声橡胶上，固定的安装位置组成一个正交十字阵；发射换能器位于正交十字阵中心，第一接收水听器、第二接收水听器、第三接收水听器、第四接收水听器位于正交十字阵四个顶点；正交十字阵外围设置声基阵保护栏栅，吸声橡胶的一端连接声基阵金属端盖。

正交十字阵的水平和垂直方向上的中心间距都为23～25cm，正交十字阵水平方向和垂直方向的落差为4～6cm。

本实用新型的优点是引入创新性的声阵形状设计，在保障小尺寸设计基础上使声阵具有足够的垂直孔径和水平孔径，从而保障了大开角，远斜距上的良好的定位精度。在1.5km的斜距上，系统可以达到3%倍斜距的定位精度。可以实现电缆在沉放过程中位置的实时监控，根据偏离测线情况调整放缆船的航向来确保电缆在海底的位置，为海洋高精度勘探打下良好的基础。适用于海底电缆实时定位、油气管道定位与维护、水下机器人导航、水下施工监控与定位、水下兵器轨迹的测量及鱼雷潜艇轨迹侦查。不但可以满足海上地震勘探作业中水下设备高精度、高可靠和高效率定位，而且有助于打破相关领域国外海洋地震勘探产品和技术垄断，提高我国高端海洋物探装备国产化率，具有重要经济意义和战略意义。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，如图其中：

图1为本实用新型的声学定位超短基线声阵结构示意图。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本实用新型的宗旨所做的许多修改和变化属于本实用新型的保护范围。

实施例1：如图1所示，

一种海洋石油勘探声学定位超短基线声阵装置，发射换能器1、第一接收水听器2、第二接收水听器3、第三接收水听器4、第四接收水听器5；吸声橡胶6、声基阵金属端盖7、声基阵保护栏栅8；发射换能器1和第一接收水听器2、第二接收水听器3、第三接收水听器4、第四接收水听器5固定于吸声橡胶6上，固定的安装位置组成一个正交十字阵；发射换能器1位于正交十字阵中心，第一接收水听器2、第二接收水听器3、第三接收水听器4、第四接收水听器5位于正交十字阵四个顶点；正交十字阵外围设置声基阵保护栏栅8，吸声橡胶6的一端连接声基阵金属端盖7。

发射换能器1需要将频率为22kHz到26kHz之间的电信号转换成声信号发射出去，所以发射换能器采用直径小于90mm的用于发射的陶瓷球，在发射频带范围内发射响应大于140dB/V，发射电压响应衰减小于3dB；发射换能器水平无指向性，垂直平面180°范围内无指向性。在水深50m、温度-5℃～+70℃范围内正常工作。按以上要求做好发射换能器。