专利名称：用于海底地震仪发射平台的甲板构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及地震探测领域，特别的，本发明涉及用于海底地震仪发射平台 的曱板构造，本发明尤其涉及增强多种海底地震仪处理和操纵的曱板构造，该 地震仪通常在深海地震探测操作中进行部署和取回。
背景技术：
通常是从一个或多个地震探测船只比如浮动平台或船舶的甲板上进行深海 环境中的地震探测操作。虽然在陆地和海洋环境中用于地震反射探测和记录的 基本方法是相同的，但是由于覆盖地球表面的水体，海洋环境会出现独特的问 题，尤其是将人员和设备移动到某个位置并将其长时间保持在该位置上。在这
个同样的脉络(vein)中，即使是简单的在海洋环境中部署和取回地震接收器单 元也可能是复杂的，因为必须从地震探测船只的曱板上进行操作，外部因素比 如波浪作用、天气和有限的空间都能极大的影响操作。
近些年来当探测操作越来越深入水中的时候，这些因素变得更加显著，操 作需要更长时间"处于海上"。在其它事情中，在深水中的探测已经导致更加 依赖于放置在海床上或靠近海床处的地震接收器单元。这些装置通常称为 "OBC"(海底缆线)或"OBS"(海底地震仪)系统。这些海底系统中最希 望的是OBS系统，即通常所说的海底地震记录器(SSR's)。这些装置包括密 封包装的地震传感器和电子设备，并且在该单元布置在海底时(与将数据数字 化不同，而是将其传递给外部记录器)在船上来记录地震数据。通过从海底取 回该单元而取回数据。SSRs通常是可再次利用的。
在通常的操作中，即使没有几千个也有几百个OBS单元布置在地震测量过 程中。对于SSRs，必须从表面船只非常有限的甲板空间上对这些单元进行所有 的跟踪、充电、布置、取回、服务、测试存储和再次布置。因为必须要处理大 量的OBS单元，所以可能需要附加的表面船只。附加的表面船只会增加成本， 操纵这些船只的人员也会增加。附加人员和船只的存在也会增大事故或伤害的可能性，尤其是在天气可能快速变坏的深水、开放海洋环境中。
当天气和海洋条件复杂(onerous)的时候， 一个在离岸地震探测操作中产 生的特殊问题是船只发射/回收曱板上这些OBS单元的操纵和移动。通常使用船 只曱板上的高架起重机来抓住设备并将设备从一个地方移动到另一个地方，比 如将OBS单元从存储区移动到发射区。这些起重机通常为塔式起重机，必须在 曱板上方将载荷提升得相对较高，以便跳过曱板上的其它设备和结构。然而， 本领域技术人员可理解，当提升这样的设备以跳过曱板的时候，其具有摆动起 重机的起重索的趋势，可产生安全危险。在风大浪急的海面或大风条件下，对 于船只操作来说这尤其成问题。在这种情况下，不得不延緩操作直到可以进行 该操作而不危及人员、设备或者这两者。
在现有技术中并没有所述的发射/回收曱板系统来处理上述OBS单元、辅 助设备和操作，不管其是存储单元或者布置和取回单元或者任何其它与之相关 的设备，比如操作中可能用到的遥控运载工具("ROVs")。当深水地震记录 器阵列的尺寸变大的时候，变得更加需要有效的、安全的存储、跟踪、服务和 处理包括这种阵列的几千个记录器的系统。
从而，希望提供一种OBS布置/取回船只曱板上的系统，用于有效的处理 可包括阵列的几百个或几千个OBS单元。这样的系统应当允许OBS单元及其 存储容器沿着曱板安全处理和有效移动，即使是在不利的天气和海洋条件下。 这样的系统应当方便OBS单元的布置、取回、跟踪、维修和存储，而使得人力 和附加表面船只的需求最小化。该系统同样应当在这样的行为期间使得对单个 单元的潜在威胁最小化。
发明内容
本发明提供一种独特的、有效的和安全的构造，用于OBS布置海洋船只的 曱板，其中，部分的利用存储吊筐本身沿着曱板形成用于OBS单元存储吊箧移 动的平行和垂直移动路径。更特别的，曱板的一部分被划分成由一系列垂直和 平行导轨限定的网格，并且网格中的各个方框设置成用于容纳多个OBS单元位 于其中的存储吊筐。导轨的高度仅仅需要足够防止设置在网格方框内的存储吊 富移动。围绕网格周边的是外部围壁，其高度大亍导轨。设置在网格内的存储 吊复在网格内形成内部围壁。高架起重机设置成在网格上方移动。外部围壁和 内部形成的存储吊复围壁安置成形成移动路径，通过该路径，高架起重机可以移动单个的吊筐。起重机仅仅需要将吊富提升到某一高度，足够跳过限定网格 方框的导轨高度，吊筐设置在该网格方框内，该提升的高度优选的仅仅为几英 寸。当吊筐沿着特殊移动路径从其存储位置移动穿过网格到服务位置，通过围 壁和其它围绕吊筐形成的"壁"来抑制吊筐不受控制的摆动。此外，因为吊富 仅仅需要提升超过甲板本身几英寸，以移动穿过网格，所以通过曱板本身也防 止了不受控制的摆动，因为吊筐的宽度和深度远大于曱板上吊M的高度。在本 发明的另一个实施例中，当期望的路径不是邻接外部和内部围壁的时候，可以 采用杆或类似的结构来形成部分移动路径，用于单个存储吊筐的移动。
由内部壁、外部围壁和杆形成的移动路径允许存储吊篋从网格内的存储位
置移动到用于OBS充电、数据提取和维持的各种工位上，同样也移动到单个 〇B S单元可以在存储吊富和布置/取回运载工具或机构之间移动的工位上。在本 发明的一个实施例中，各个存储吊富包含多个用于容纳OBS单元的基座。各个 基座设置成将OBS单元定位在其中，用于各种服务行为，比如地震数据取回、 充电、测试和同步。
图1为深水中地震探测操作的示意图，示出了从地震探测船只的曱板上布 置OBS接收器单元；
图2为曱板设计的俯视图，示出了存储网格结构和用于操纵OBS单元存储 吊筐的移动路径。
具体实施例方式
参考图1,其示出了具有表面12和海床14的水体10。船只或操作平台16 位于水体10的表面12上。船只16设置有曱板18，从该甲板18上布置和取回 海底地震接收器单元20。这种布置和取回操作可以利用同样从曱板18上进行 操作的遥控运载工具("ROVs")或类似的装置19。
图2示出了曱板18的设计，多个OBS单元存储吊筐22位于该甲板18上。 各个存储吊筐22设置成容纳多个OBS单元20。在优选实施例中，各个存储吊 筐22构造成具有五层，每层八个OBS单元20，每个吊鉱22总共四十个OBS 单元20。仅仅借助例子，在深海地震探测操作中使用920个网点、23个存储吊 筐，需要布置和安置在曱板18上在该优选实施例中，各个存储吊篮22为6英尺长，6英尺宽，5英尺高。
甲板18上限定的是用于存储吊筐22的存储区域24。优选的，工位21安 置在存储区域24内，可以在该工位21上操纵OBS单元20，用于各种希望的 目的。例如，可以希望提供用于一旦已经从海床14上取回OBS单元22就从中 提取数据的工位。在图1的图示中，显示了充电/数据链接工位21a和布置/取回 工位2化。关于工位21a的位置，当其只要根据本发明限制吊复移动就能沿着 曱板18安置在任何点上的时候，工位21a优选的位于存储区域24的中心位置 上。此外，我们发现优选的是，至少部分的将工位21a围在空调环境中。充电 器产生大量的热并且这样的控制环境允许更加容易的冷却充电器，而且还在发 生火灾或类似危险的情况下隔离该工位。关于工位21b，设置有布置节臂23, 可以在吊筐22和ROV19之间移动单个的OBS单元22。
存储区域24以网格26为其特征，该网格26由 一 系列间隔设置的限定格 子或基座30的垂直和平行导轨28形成。为参考的目的，沿着x轴25和y轴 27对齐网格格子30，形成多个x轴行29和多个y轴列31。各个网格格子30 设置成用于接收存储吊M 22。在优选实施例中，导轨28仅仅只高出甲板18几 英寸。导轨28的形成不需要任何特殊的材料或具有任何特殊的形状。在一个例 子中，导轨28可以由标准的2英寸角钢形成。在另一个例子中，导轨28可以 由橡胶缓沖器形成。同样，导轨28不必是连续的，而可以是间断的，只要其形 成用于接收存储吊筐22的"基座"。从而，在一个优选实施例中，导轨28可 以仅仅安置在格子30的角落上，比如如32所示，或者仅仅沿着格子30 —部分 侧面安置。在任何情况下，导轨28的高度仅仅需要其足够保证存储吊富22牢 固的安置在格子30内，从而防止存储吊富移动或翻倒。
通过将多个存储吊筐22沿着x轴行29或y轴列31相互靠近安置，可以 形成存储吊筐22的壁34。因为各个包括有壁34的存储吊复22牢固的安置在 其各自的格子30中，并且因为各个存储吊筐22期望的具有低重心，所以各个 壁34是相对稳定的。为说明的目的，壁34可以在某些情况下仅仅包括单个的 存储吊筐，只要其提供了下面将要更加特别描述的预期功能。
围绕网格26的周边限定有外部围壁36。在优选实施例中，外部围壁36的 高度比导轨28高。外部围壁36同样沿着x轴25和y轴27对齐，与壁34平 行和垂直，^L具体情况而定，从而形成开放的移动路径38，用于存储吊M 22 的移动。围壁36高度优选的与壁34的高度相当。在一个优选实施例中，外部
9围壁36的高度为三英尺。
高架起重机或桥式起重机40安置在曱板18上，沿着x轴25和y轴27在 网格26上方进行操作，在工位21和网格26内的存储位置之间沿着移动路径 38移动单个的存储吊筐22。起重机40能够沿着x轴行29和y轴列31移动吊 筐22。此外，起重机40本身超过曱板18的高度仅仅足够需要跳过存储吊筐22 形成的壁34。在一个优选实施例中，起重机40超过曱板18仅仅十一英尺。因 为起重机40设置成沿着移动路径38移动吊复22，所以起重机40不需要能够 举起吊筐22超过壁34。更合适的是，起重机40仅仅需要将吊筐22提升到超 过曱板18足够跳过导轨高度的高度。从而，在一个优选实施例中，起重机40 仅仅需要将吊筐22提升超过曱板18大约三英寸，以便沿着移动路径38移动吊 筐22。当吊筐22沿着移动路径38移动穿过网格26的时候，通过外部围壁36 和"内部"壁34抑制了吊筐22不受控制的摆动。此外，因为吊筐22仅仅需要 提升超过曱板18数英寸以移动穿过网格26,所以也可以防止由于曱板18产生 的吊筐22摆动，因为吊筐22的宽度和长度远远大于吊富22超过曱板18的高 度。
在优选实施例中，起重机40包括起重机头部(图中未示)，能够转到各个 OBS单元22，使其合适的定位在吊箧22中来进行充电、数据提取等等。
本领域技术人员将会理解，通过将吊筐22放置在特定的格子30内，可以 将期望的移动路径38限定在网格26内。这种移动路径38可以沿着x轴行29、 y轴列31或者沿着两者进行限定。当需要产生额外的移动路径38或接近不同 的吊鉱22的时候，吊箧22可以在网格26内四处移动。此外，可以在网格26 内，在相对的壁34之间，比如如35所示，内部的形成移动路径38，或者临近 网格26周边，在外部围壁36和内部形成的壁34之间，比如如37所示，内部 的形成移动路径38。在这一点上，如上所述，内部形成的壁34可以形成单个 吊M22，比如如39所示，只要该壁提供上述限制功能。
在本发明的另一个实施例中，当期望的移动路径不是由外部围壁36或"内 部"壁34限制的时候，杆或类似的结构42可以用来形成部分移动路径38,用 于移动单个存储吊筐22。在图2所示的实施例中，充电/数据链接工位21a安置 在甲板18上，靠近网格26。开口 44限定在外部围壁36中，以允许吊箧22在 网格26的"外侧"移动。 一排杆42设置在开口 44和工位21a之间开口 44的 任一侧。以类似于外部围壁36和"内部"壁34的方式，杆42用来抑制吊篋22在工位21和网格26之间移动时的摆动。在该图示中，开口46也设置在围 壁36的另一部分上，并且相应的安置杆42,以便允许吊筐22以转动的方式循 环穿过工位21。
本领域技术人员将会理解，存储区域24是可缩放的，以适应特别的OBS 单元的存储需求和船只的空间限制。在图2中，存储区域24具有三十四个可用 的格子30,优选的容纳二十三个存储吊筐或920个OBS单元。当然，为了允 许"移动"吊筐，不是所有的格子都被存储吊富占用。希望的是，在任何给定 的网格中，至少30%的格子是打开的或没被占用的，以方便存储吊箧的移动和 移动路径的产生。此外，可存储在存储区域内的吊箧或OBS单元的数量也可以 是根据吊富的存储能力和OBS单元的尺寸而定的。这里所述的特别的数目和尺 寸设置仅仅只是为了说明用的，并不是用来限制本发明的。此外，当已经主要 的将系统描述为使用线性网格的时候，可以理解，系统也兼容其它的结构，包 括非线性结构，只要存储吊富用来形成这里所述的围壁。
在一个优选实施例中，形成网格26的平行和垂直导轨28构造成具有标准 的集装箱尺寸8'x20' x8',使得各个存储区域24的8'部分，和任何存储在这里 的吊筐22和OBS单元一样，可以容易的使用标准集装箱船舶进行运输，并且 可以快速的安装到任何标准地震探测船只的甲板上。为了进一步方便运输到分 段运输或装配位置，吊筐22也可以是易叠起堆放的。同样，工位21和其它的 元件可以是标准组件，优选的具有标准集装箱的尺寸，来方便在甲板18上的装 配。
由内部壁、外部围壁和杆形成的移动路径允许尺寸吊筐在存储网格内的存 储位置和船只曱板上的各种工位之间更加安全的移动，而保持对存储吊筐移动 最大化的控制。在复杂的天气条件下，这是特别希望的。杆、外部围壁和由多 排存储吊筐形成的"内部"壁抑制吊筐的摆动，即使是在表面船只本身可大幅 度移动的条件下。此外，因为网格的"内部"壁可以如期望的进行重新配置以 释放特殊的存储吊筐，所以该系统在适应期望操作需要的方面是非常灵活的。 各种工位可以与系统结合在一起，比如用于OBS单元充电、数据提取和维护的 工位，还有单个OBS单元可以在存储吊筐和布置/取回运载工具或机构之间移动 的工位。
权利要求
1、一种用于海洋船只的甲板构造，该海洋船只用于布置和取回地震数据记录器单元，所述甲板构造包括a. 多个吊筐，各个吊筐设置成容纳多个地震数据记录器单元，并且各个吊筐具有吊筐高度和吊筐宽度；b. 至少两个相互平行的壁，形成于甲板上，并且间隔至少吊筐宽度的距离，该间隔设置的壁沿着所述甲板限定了位于其之间的移动路径；c. 其中，至少一个壁包括至少一个吊筐。
2、 根据权利要求1所述的曱板构造，其中，所述至少一个壁包括至少两个 吊筐。
3、 根据权利要求2所述的曱板构造，其中，所述至少一个壁包括多个吊筐。
4、 根据权利要求1所述的曱板构造，其中， 一个所述壁是可移动的。
5、 根据权利要求1所述的曱板构造，其中， 一个所述壁为固定的壁。
6、 根据权利要求5所述的甲板构造，其中，所述固定的壁包括围绕所述吊 箧的 一 部分设置的外部围壁。
7、 根据权利要求5所述的甲板构造，其中，所述固定的壁包括有杆。
8、 根据权利要求7所述的甲板构造，其中，所述固定的壁包括有多个杆。
9、 根据权利要求1所述的甲板构造，进一步包括有高架起重机。
10、 根据权利要求1所述的曱板构造，其中，所述至少一个壁的高度不大 于6英尺。
11、 根据权利要求10所述的曱板构造，进一步包括有高架起重机，设置 成在部分所述至少一个壁的上方移动。
12、 根据权利要求11所述的甲板构造，其中，所述高架起重机不高于十 一英尺。
13、 一种用于海洋船只的曱板构造，该海洋船只用于布置和取回地震数据 记录器单元，所述甲板构造包括a. 设置在所述甲板上的网格，所述网格包括多个间隔设置的、平行的轨道， 其中，所述轨道的第一部分垂直于所述轨道的第二部分，其中，多个基座限定 在所述网格内，各个导轨具有导轨高度；b. 围绕所述网格周边的至少一部分设置的围壁；以及C.多个吊筐，各个吊筐设置成容纳多个地震数据记录器单元，并且各个吊筐具有吊筐高度和吊筐宽度；d.其中，各个所述基座的至少一部分具有设置在其中的吊富。
14、 根据权利要求13所述的甲板构造，进一 步包括a. 平行于所述围壁的内部壁，其中，所述内部壁与所述围壁以至少吊复宽 度的距离间隔进行设置，该间隔设置的壁沿着所述曱板限定了位于其之间的移 动路径；b. 其中，所述内部壁包括至少一个设置在基座内的吊复。
15、 根据权利要求14所述的曱板构造，其中，所述内部壁包括至少两个吊筐。
16、 根据权利要求14所述的甲板构造，其中，所述内部壁包括多个吊富。
17、 根据权利要求14所述的曱板构造，其中，所述内部壁是可移动的， 并且所述围壁是固定的。
18、 根据权利要求13所述的甲板构造，其中，所述导轨的高度小于五英寸。
19、 根据权利要求13所述的曱板构造，其中，所述导轨的高度小于十二英寸。
20、 根据权利要求13所述的甲板构造，其中，所述围壁的高度为至少两 英尺。
21、 根据权利要求13所述的甲板构造，进一步包括有高架起重机，设置 成在部分所述移动^各径的上方移动。
22、 一种用于海洋船只的曱板构造，该海洋船只用于布置和取回地震数据 记录器单元，所述曱板构造包括a. 第一吊筐，设置成容纳多个地震数据记录器单元，并且具有第一高度和宽度；b. 第二吊筐，设置成容纳多个地震数据记录器单元，并且具有第二高度和宽度；c. 至少两个可移动的壁，相互间隔设置并且可移除的连接到所述甲板上， 该第 一壁的高度基本对应于第 一 吊筐的高度，并且第二壁的高度基本对应于第 二吊筐的高度；d. 其中，两个壁以至少第一吊筐宽度的距离相互间隔设置。
23、 一种从海洋船只上布置OBS单元的方法，包括步骤a. 在海洋船只的甲板上提供能够容纳多个〇BS单元的容器；b. 沿着移动路径将所述容器从所述曱板上的第一存储位置移动到所述甲板 上的第二布置位置；c. 邻接所述布置位置提供布置滑道，其中，所述布置滑道能够运送多个 OBS单元；d. 在所述容器和所述滑道之间移动至少两个OBS单元。
24、 根据权利要求23所述的方法，其中，所述容器设置有多个OBS单元， 以及其中，移动OBS单元的步骤包括将OBS单元从容器移动到滑道。
25、 根据权利要求23所述的方法，其中，所述滑道设置有多个OBS单元， 以及其中，移动OBS单元的步骤包括将OBS单元从滑道移动到容器。
26、 根据权利要求25所述的方法，进一步包括有步骤a. 将所述容器移动到所述甲板上的第三位置上；b. 从所述容器内的多个OBS单元中提取数据；以及c. 将所述容器移回到第一存储区域。
27、 根据权利要求25所述的方法，进一步包括有步骤a. 将所述容器移动到所述曱板上的第三位置上；b. 对用于所述容器内多个OBS单元的电池进行充电；以及c. 将所述容器移回到第一存储区域。
28、 根据权利要求23所述的方法，其中，所述移动容器的步骤包括将容 器提升不超过曱板上方6英尺。
29、 根据权利要求23所述的方法，其中，所述移动容器的步骤包括使所 述容器沿着所述曱板上限定的路径移动的步骤，其中，通过设置在部分路径任 一恻上的围绕结构来限制所述路径。
30、 一种从海洋船只上布置OBS单元的方法，包括步骤a. 在海洋船只的甲板上提供能够容纳多个OBS单元的容器；b. 通过在所述移动路径至少一部分的任一侧上设置围绕结构，而在所述甲 板上限定移动路径，从所述甲板上的第 一存储位置延伸到所述曱板上的第二布 置位置；c. 沿着移动路径将所述容器从第一存储位置移动到第二布置位置，其中，d. 邻接所述布置位置提供布置滑道，其中，所述布置滑道能够运送多个 〇BS单元；e. 将至少两个〇BS单元从所述容器移动到所述滑道；以及f. 使得所述滑道从海洋船只上发射。
31、 根据权利要求30所述的方法，其中，使得所述滑道发射的步骤包括 将所述滑道连接到ROV上，并且将所述ROV布置到水体中。
32、 根据权利要求23所述的方法，其中，通过多个安置在所述曱板上的 容器部分的限定移动路径，各个容器能够容纳多个OBS单元。
33、 根据权利要求32所述的方法，其中，通过改变所述曱板上多个容器 的位置来选择性的改变所述移动路径。
34、 根据权利要求30所述的方法，其中，移动的容器在其沿着所述路径 移动的时候被提升不超过曱板上方3英尺。
35、 根据权利要求30所述的方法，其中，移动的容器在其沿着所述路径 移动的时候被提升不超过甲板上方1英尺。
全文摘要
一种用于海洋船只的甲板构造，其中，部分的利用存储吊筐本身，沿着甲板形成用于单个OBS单元存储吊筐移动的平行和垂直移动路径。部分甲板被划分成由一系列低至甲板的垂直和平行导轨限定的网格，并且网格中的各个方框设置成用于容纳OBS单元存储吊筐。围绕网格周边的是外部围壁，其高度大于导轨。设置在网格内的存储吊筐构造成可选的形成内部围壁。相对的内部和外部围壁限定了移动路径，存储吊筐利用低的高架起重机沿着该移动路径进行移动。吊筐仅仅需要提升很小的超过甲板的高度，以便沿着路径移动。围壁和甲板本身限制了吊筐不受控制的摆动，即使是在复杂的天气和海洋条件下。因为网格的内部壁可以如期望的进行重新配置以释放特殊的存储吊筐或者限定特殊的移动路径，所以该系统在适应期望操作需要的方面是非常灵活的。
文档编号B63B21/56GK101535119SQ200680019578
公开日2009年9月16日 申请日期2006年5月2日 优先权日2005年5月2日
发明者杰里·L·劳斯, 罗杰·L·法伊夫, 詹姆斯·N·汤普森 申请人:费尔菲尔德工业公司