[发明专利]一种用于拖曳多线阵的水平控制装置的电路模块

说明书

技术领域

本发明涉及勘测领域，尤其涉及一种用于拖曳多线阵的水平控制装置的电路模块。

背景技术

海洋地震勘探通常是通过人工激发地震波，由拖曳在物探采集船后面的数条装有检波器的采集拖缆接收地层反射波。高效的物探采集船可以拖动12～16条间距在50～100米的采集拖缆进行作业。在采集拖缆前端使用单翼偏斜板来帮助保持拖缆间距，但是拖缆后面的情况无法控制，水流、海潮及其他作用都可能使拖缆横向漂离原定位置，甚至会发生拖缆缠绕。基于声学测距的海洋拖曳线阵自动横向控制装置可以有效控制拖缆间距，保障地震采集作业顺利进行。

随着海洋石油勘探技术逐渐向高精度、高分辨率层次的发展，勘探系统要求检波器具有更加精确的定位能力。按照一定间距布置的地震检波器，采集到地震波数据，其布阵间距的缩小以及采样率的提高，可以得到更高精度和更高分辨率的地层成像图，对地质数据解释和油气勘探具有重要意义。然而，如果检波器位置不能精确定位，得到的地层数据无法连续成像，甚至可能得到的数据不可信。因此要进行高分辨率和高精度的地质剖面数据采集分析，不仅需要提高检波器布阵密度和数据采样率，还需要对拖曳线阵之间的间距进行严格控制。布阵密度提高的另一个方面是多条拖缆间距的缩小。如常规地震勘探系统的拖缆间距为100米左右，随着布阵密度的提高，逐渐向50米甚至25米间距发展。拖缆间距的缩小带来一个问题，在拖缆拖曳作业过程中相互缠绕的危险性增加了。拖缆之间间距越小，相互缠绕的可能性越大。为了得到更高精度的地层成像数据，必须继续缩小拖缆间距，此时，拖缆必须增加水平移动控制能力，努力保持拖缆之间的间距。

全网高精度多线阵声学定位系统通过在全网拖缆上挂接超声测距声学水鸟（也可称为声学鸟），测量多条拖缆之间的间距和拖缆中前后节点间距，利用网格定位算法估算整个拖缆系统相互之间的间距及每条拖缆的阵形变化，作为拖缆水平移动的依据。由高精度声学定位系统结合水平控制装置（也可称为水平鸟、水平控制水鸟等）对电缆进行水平移动控制，由定深水鸟对拖缆实行拖缆深度控制，组成拖缆系统的二维运动控制，将成为深海油气勘探地震数据高精度分析的基础。

水平鸟的工作原理如图1所示，水上设备（包括数据处理器DMU及电缆通信控制器LIU、拖缆水平控制主机、导航系统）从第一组的多个水平鸟接收数据，并；所述第一组中的每个水平鸟都与多个声学鸟分别相连；多个声学鸟中的每一个也与第二组的多个水平鸟分别相连。多缆船采集作业时，在各条拖缆上按照一定的间隔及顺序挂载上声学鸟及水平鸟，这些声学鸟和水平鸟组成测距网格。水上设备（包括数据处理器DMU、及电缆通信控制器LIU、拖缆水平控制主机、导航系统）接收各条拖缆上的水平鸟及声学鸟状态及数据、向水平鸟下发控制命令。

多缆船在进行作业时，设定其中的一条缆为基准缆，则该缆上的水平鸟的角度在整个拖曳过程中不进行自我闭环调节控制，在拖缆水平控制主机控制软件界面上设定电缆之间的目标距离和各种控制参数；

船上的拖缆水平控制主机向DMU发送配置、角度等指令信息，DMU将指令信息发送给LIU；LIU分析指令后，发送给相应的电缆上的水平鸟；水下电缆上的水平鸟和声学鸟按照配置的内容进行工作，水平鸟通过声学接收模块接收声学鸟的声脉冲信号，进行水声通信延时的计算，将测距时延信息通过LIU和DMU传送回拖缆水平控制主机进行处理，其中测距时延信息传送给导航系统，导航系统计算出每条电缆节点之间的实际距离信息，并将距离信息发送给拖缆水平控制主机，拖缆水平控制主机依据这些距离信息计算出维持电缆按照目标间距所需转动的翼板攻角，通过DMU和LIU发送给水下电缆上的水平鸟，通过水平鸟的翼板攻角变化来调整电缆之间的距离，使电缆之间距离达到目标间距。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于拖曳多线阵的水平控制装置的电路模块，其功耗低、工作可靠、集成度高，适合于海洋多线阵作业环境。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于拖曳多线阵的水平控制装置的电路模块，包括：

声学接收处理单元，用于获取声学鸟的声学数据，并根据所述声学数据生成测距时延信息；

姿态测量单元，用于获取所述水平控制装置的姿态数据；

深度采集单元，用于获取所述水平控制装置的深度数据；

温度采集单元，用于获取所述水平控制装置的温度数据；

电池供电单元，用于提供电能；

电机驱动与控制单元，用于驱动与所述水平控制装置的水平翼板相连的电机，并控制所述电机的启动、刹车和正、反转；