专利名称：地震勘探船的制作方法
技术领域：
本发明涉及地震勘探船，更具体一些，本发明涉及适用于进行大面积的3D(三维)海洋地震勘探的地震勘探船。
为了进行3D海洋地震勘探，在一地震勘探船的后面以大约5节的速度拖曳许多地震拖缆，每根拖缆通常有几千米长并含有数列海洋检波器和沿其长度分布的有关的电子设备，该地震勘探船还拖曳一个或更多的地震源，通常为空气枪。由地震源产生的声信号朝下经过海水进入地下，在地下它们从不同的地层被反射回来。反射回来的信号由拖缆上的海洋检波器接收，经过数字化处理，然后传输给地震勘探船，它们在船上被记录，并且至少部分地经过处理，其最终目的是建立被勘探区中的地层的一个表示法。
现在，本申请人所用的一种具有代表性的拖缆排列包括一个700米宽的有八个均匀间隔的拖缆的阵列，每根拖缆约为4000米长。拖缆由其引入线即铠装的电缆拖曳，如同在本申请人的美国专利No.4798156中所描述的那样，电缆在船与拖缆之间传送电力、控制信号与数据信号，拖缆的分布由在本申请人的美国专利No.5357892中所描述的那种MONOWING(单翼)偏导装置控制和保持。
这种尺寸比较大的阵列允许非常有效地进行大面积的3D地震勘探。但是，由于进行这种探测的费用是如此之高，以致不断有一种还要进一步提高效率的压力。达到这一目标的一个途径就是采用更宽的拖缆阵列，它包括有更多的拖缆。本发明的一个目的为提供一种地震勘探船，它特别适合于拖曳这种加宽的拖缆阵列，但是与现有的设计相比，它在建造时的成本不会很高。
因此，按照本发明，提供了一种地震勘探船，它具有排水型单船体和带动力的卷筒装置以及协作的导向装置，后两者用于经由拖缆甲板越过船的船尾展开和回收地震勘探拖缆，其中，卷筒装置基本上装在船的纵中线上，在船的船尾处的拖缆甲板在船中心线的两侧从船的船体沿侧向向外伸出，并比船的其余部分宽；导向装置包括基本上横过拖缆甲板的整个宽度分布的导向工具，以有助于拖缆的横向伸展。
在本发明的一个优选实施例中，船的拖缆甲板是一上甲板(虽然不一定必须是最上面的甲板)，其高度要使得当船正常进坞时，甲板刚好在船坞上方。
拖缆甲板的宽度最好从船的船尾逐步减小直至它基本上等于船的中部的宽度。
有利的是，至少卷筒装置的一部分装在船上，在一低于拖缆甲板的高度处。
船最好包括另一甲板，它在船尾位于拖缆甲板下面，上述另一甲板设有用于越过船的船尾展开和回收地震源装置的装置。
在本发明的一个特别有利的实施例中，导向装置包括一个与多个拖缆中的每一个相关联的相应的拖缆操纵设备，每个这种设备包括一个梁；用于在船的拖缆甲板上方将梁安装在正常人头部高度上面从而梁大体上沿船的纵向延伸的安装装置和用于朝向和离开拖缆甲板降下和升起梁的另一端的支承装置，所述安装装置包括一个与梁的最靠近船尾的一端连接的摆动接头，该接头允许上述端部绕一个大体上横向于梁延伸的水平轴线摆动；和相应的一个上述导向装置，这种导向装置的每一个包括固定在梁上并可沿梁移动的滑轮装置。
有利的是，安装装置固定在船的另一甲板的下侧上，位于拖缆甲板的上方。
方便的是，滑轮装置包括可沿梁移动的滑架装置、一滑轮组和用于将滑轮组悬挂在滑架装置下方的装置。
最好，悬挂装置包括一套圈，它可旋转地支承在滑架装置上并可绕梁的纵向轴线旋转。
此外，滑轮组最好可绕一通常垂直于梁延伸的水平轴线摆动。
滑架装置最好包括至少一个布置成在两个方向上沿梁移动的液压马达，并且有利地设有在梁的最靠近船尾端的提升装置。
便利的是，支承装置包括一个可伸缩的构件，它在一端与安装装置铰接，而在另一端与梁的上述另一端铰接，而且支承装置可用液压操作。
设备可进一步包括向下伸出的导向装置，该装置位于梁的上述另一端上并在梁的上述另一端下降时与拖缆接合并将其向下推。
现在参考附图仅仅用举例的方式描述本发明，图中
图1是按照本发明的深海地震勘探船的平面图，该船基本上处在其吃水线的水平上；图2是图1所示船的拖缆甲板的平面图；图3是图1和2所示船的船尾视图；图4是装在图1至3所示船上的拖缆操纵设备的侧视图；以及图5和6分别为图4所示拖缆操纵设备的俯视图与侧视图。
图中所示的深海地震勘探船总的用标号10代表，并且有一排水型单船体12，该船体在吃水线处的长度刚刚超过80米(总长刚好小于90米)，船体最大宽度约为24米。船10的最大排水量典型地约为7500吨左右。
如同在图1中所看到的那样，船体12在吃水线处的形状是相当普通的，即船体的宽度从船首14平滑地逐步增加，直至宽度基本一致的中段16，此后又从中段逐步减小，但是其减小程度要小得多，直至宽度截断的船尾18。在吃水线下面，朝船尾18的斜度随着深度逐渐增加。
船10具有虽然不是全部、但也是大部分的与这类型号和尺寸的船共同的特征，即多缸柴油机、船首部推力器、发电机、60～70人的居住舱室、直升飞机甲板、卷扬机/吊杆装置、应急设备等。不过，由于这些特征可以采取几种熟知和传统的形式中的任一种，而且与本发明无关，故为了简明起见，不对它们作详细描述。
此外，正如下面将描述的那样，船10是按照本发明为进行深海地震勘探而布置的。
于是在图2中可以看到，船10具有一个从中段16向船尾延伸的拖缆甲板20，其宽度成线性地增加，并按此从中段处的大约24米左右增加至船尾18处的大约37.5米左右，宽度的增加在船10的船头-船尾中心线的两侧对称地进行。拖缆甲板的总长度约为36米，而拖缆甲板20的高度在船10的吃水线上方通常为9米左右。
在船10的中段16内，沿船的宽度分布有16个大型的带动力的拖缆卷筒22，每个卷筒的轴基本上水平地并横向于船10地延伸，并且每个卷筒能贮存一条相应的长达6000米的拖缆以及它的引入线。在船10的中心线的每一侧上的四个靠外卷筒22至少部分地安装在拖缆甲板20的下方，而靠内的八个卷筒则安装在拖缆甲板本身上，这些卷筒部分地交错，以将它们装配在现有的空间中。下卷筒22缠绕过分，而上卷筒则缠绕不足。
在船10的船尾18的中部，并且在拖缆甲板20的下面设有一被叫做火炮甲板的甲板24。从火炮甲板24上展开地震源26，后者典型地是在本申请人的美国专利No.4686660中所描述的那种复式气枪型地震源，在展开时通常利用在本申请人的美国专利No.5488920中所描述的那种操作系统。
在使用时，每条相当示意地用标号28代表的拖缆越过各自的导向装置30，然后沿拖缆甲板的长度伸向船10的船尾18。当它们穿越拖缆甲板20时，拖缆28经过各自的张紧松开装置32，然后在船尾18处，它们分别经过各自的另一导向装置，该导向装置此时为一卷盘组34，其轴线基本上垂直地延伸。为了节省空间，卷盘组34可以是在本申请人的PCT专利申请的No.PCT/IB 97/00156(WO 97/29302)中所描述的和要求保护的那种卷盘组。每个卷盘组34形成一个相应的拖缆操纵设备的一部分，这将在以后参考图4至6更详细地描述。
一旦越过船10的船尾18展开，则由船以大约5节的速度拖曳的十二条拖缆28就可使用如前所述的本申请人的MONOWING偏导装置形成一个通常可达1100米宽的阵列。这个宽的拖缆阵列随后可与地震源联用，以便如前所述的那样进行3D海洋地震勘探。
船10有许多优于按照现有技术的尺寸类似的地震勘探船的优点。例如，船10有基本上传统的排水型单船体这一事实就意味着它的建造不会比现有技术的船贵很多。此外，其上缠绕有拖缆28的带有动力的卷筒22是极其沉重的，因此它们位于船的中部并且尽可能恰当地低的布置有助于船10的稳定性和适航性。
船10的另一主要优点为拖缆甲板20的宽度在船的船尾18处大大增加。这有利于形成极宽的拖缆阵列，尤其是由于减小了特别是靠外的拖缆32的引入线经过它而需要在船的船尾弯曲以形成阵列的角度。此后一特征减少了引入线和拖缆32所承受的应力，从而减少了断裂的可能性。此加大的宽度还在船尾18处提供了更多的空间，以便用增多的拖缆28进行工作，以用于形成极宽的阵列。但是，由于拖缆甲板20在船10的吃水线上方9米处，因此不会与船的入坞发生重大的干涉，这是因为甲板在正常情况下都刚好在船坞上方，因此仅仅是越过码头伸出。
在船10的船尾18处跨过拖缆甲板20的宽度的额外空间还形成了足够的、用于安装新的和改进的拖缆操纵设备的空间，每条拖缆配有一个这样的拖缆操纵设备，此新的和改进的拖缆操纵设备在图4至6中示出。
图4至6所示的拖缆操纵设备总的用标号40代表，并且包括一根长梁42，该梁大体上沿船10的纵向延伸。梁42以其靠近船10的船尾18的一端44可摆动地安装在安装结构46上，而该安装结构牢固地固定在船甲板50的下侧48上，刚好位于拖缆甲板20的上方，该甲板50事实上是船的上船尾甲板。
相邻的拖缆操纵设备40的梁42朝船的船尾18稍微散开或成扇状展开，以适应船尾的增加的宽度而伸展。
如同以后会明白的那样，梁42通常平行于拖缆甲板20和上甲板50地延伸，也就是基本上水平地延伸，其高度为在拖缆甲板的上方仅4米处。为此，梁42的另一端52可摆动地与一用液压操作的可伸长的收缩臂56的一端54相连，收缩臂的另一端58可摆动地与上甲板50的下侧48相连。在其未伸出的状态，伸缩臂56牢固地夹持梁，使之处于其正常的水平位置，而伸缩臂56的伸出则将梁42的端部52下降至在拖缆甲板20上方约1米处的高度，也就是降至腰部左右的高度。梁42的升举位置与下降位置都示于图4中。
一弯曲的导向装置59，实际上是一个滑轮的90°的扇形段，分别可摆动地固定在梁42和伸缩臂56的结合端52、54上。
一滑架60安装在梁42上，并可沿梁在两个方向上移动。滑架60的原动力由液压马达62提供，该马达通常在适当定位的轮子(未示出)上，通过一个齿条齿轮传动装置(未示出)沿着梁移动滑架。用于液压马达62的加压的工作流体通过一根长的柔性压力软管63供应，后者在滑架60沿梁42移动时展开。
滑架60可旋转地支承一套圈64，该套圈共轴线地包围滑架和梁42，并可绕梁的纵向轴线旋转。套圈64又支承卷盘组34，后者实际上是一个大半径滑轮或导索板的特别紧凑的等同替代物。卷盘组34可摆动地悬挂在套圈64的下方，以便绕一大体上垂直于梁42延伸的轴线摆动。
滑架60的靠近梁42的船尾端44的端部66备有一台卷扬机68。
在正常使用时，即当由设备40操纵的拖缆28被展开并被拖曳时，梁42被保持在其水平的升起位置上，滑架60被锁紧在梁的船尾端44上。拖缆28穿越卷盘组34，以在拖缆离开船10的船尾18时适应拖缆横向和垂直方向的方向变化，借助于套圈64能绕滑架60旋转，以及卷盘组34和可旋转的套圈之间铰接，该卷盘组可自由地向两侧和前后摆动。
当要求在拖缆28上工作，例如在展开或回收拖缆时在其上连接或取下一深度控制“传感器(吊篮)”或其它装置时，用马达62使滑架60移向梁42的另一端52，并且伸出伸缩臂56，从而朝拖缆甲板22降下梁的端部52。当梁42的端部52下降时，弯曲的导向装置59与拖缆28接合并将其向下推向拖缆甲板22，直至其到达与拖缆甲板的船尾滑道70的顶部差不多相同的高度。船尾滑道70基本上延伸过拖缆甲板22的整个宽度，并设有一朝后的、支承下降的拖缆28的弯曲表面72。表面72以及每一个接合拖缆28或由拖缆28接合的另外的弯曲表面有足够大的半径，以保证不会超过拖缆的最小弯曲半径。
在拖缆28完全下降之前或之后，卷扬机68可以在其上与一合适的接合点耦合，然后卷起一点，也就是说，如在图4中所看到的那样，向卷扬机的接合点的右边卷一点，以减弱拖缆在船上的部分的张紧。随后，一旦拖缆28完全下降并不再处于张力之下，就非常易于操作，拖缆通常都在拖缆甲板22上方处于腰部的高度。如果需要的话，可在操作区在拖缆甲板22上设置一个工作台，以使这种操作更容易。
卷扬机68也用于将与拖缆28有关的辅助设备例如尾部浮标、声学定位设备及类似物升举并放至拖缆甲板22上。
因此，拖缆操纵设备40在人与机械控制上是特别有利的。在其正常(或拖曳)的情况下，它大部分在拖缆甲板22上方，置于头部高度以上，使甲板比较畅通，以便于人员来往。但是在其下降的情况下，该设备可提供特别好地接近穿过它的拖缆28的途径。
可以对拖缆操纵设备40作许多改进。例如，液压马达62可以用电动机取代，而伸缩臂56可以用其它能将梁42的端部52在其上升和下降位置之间上下移动的支承装置代替。而且卷盘组34可以用其它任何适当的导索板或滑轮装置代替。
此外，如果在拖缆甲板22的上方没有上甲板，则在拖缆甲板上方用于安装梁42的安装装置可包括一支承在拖缆甲板本身上的形状合适的框架。
权利要求
1.一种地震勘探船，它具有一个排水型单船体和带动力的卷筒装置以及协同工作的导向装置，后两者用于经由拖缆甲板越过船的船尾地展开和回收地震拖缆，其特征为，卷筒装置基本上装在船的中部，在船的船尾处的拖缆甲板在船中心线的两侧从船的船体沿侧向向外伸出，并且宽于船的其余部分；导向装置包括基本上横过拖缆甲板的整个宽度分布的导向工具，以有助于拖缆的横向伸展。
2.如权利要求2所述的船，其特征为，船的拖缆甲板是一上甲板(虽然不一定必须是最上面的甲板)，其高度要使得当船正常入坞时，甲板刚好在船坞上方。
3.如权利要求1或2所述的船，其特征为，拖缆甲板的宽度从船的船尾逐步减小，直至它基本上等于船的中部的宽度。
4.如前述权利要求中的任一项所述的船，其特征为，至少卷筒装置的一部分装在船上，位于一低于拖缆甲板的高度处。
5.如前述权利要求中的任一项所述的船，其特征为，它进一步包括一个在船的船尾处位于拖缆甲板下方的另一甲板，上述另一甲板设有用于越过船的船尾展开和回收地震源装置的装置。
6.如前述权利要求中的任一项所述的船，其特征为，导向装置包括一个与多个拖缆中的每一个相关联的相应的拖缆操纵设备，每个所述设备包括一个梁；用于在船的拖缆甲板上方将梁安装在正常人的头部高度上面从而使梁大体上沿船的纵向延伸的安装装置和用于朝着和离开拖缆甲板降低和提升梁的另一端的可伸出的支承装置，所述安装装置包括一个与梁的最靠近船尾的一端连接的摆动接头，该接头允许上述端部绕一大体上横向于梁延伸的水平轴线摆动；和上述导向装置中相应的一个，每个这种导向装置包括固定在梁上并可沿梁移动的滑轮装置。
7.如权利要求6所述的船，其特征为，滑轮装置包括一可绕一大体上沿梁的纵向延伸的轴线摆动的滑轮组。
8.如权利要求6所述的船，其特征为，滑轮装置包括可沿梁移动的滑架装置、一滑轮组和用于将滑轮组悬挂在滑架装置下面的装置。
9.如权利要求8所述的船，其特征为，悬挂装置包括一套圈，它可旋转地支承在滑架装置上并可绕梁的纵向轴线旋转。
10.如权利要求8或9所述的船，其特征为，滑架装置包括至少一个布置成在两个方向上沿梁移动滑架装置的液压马达。
11.如权利要求8至10中的任一项所述的船，其特征为，滑架装置在其最靠近船尾的一端设置有卷扬装置。
12.如权利要求6至11中的任一项所述的船，其特征为，滑轮组可绕一通常横向于梁延伸的水平轴摆动。
13.如权利要求6至12中的任一项所述的船，其特征为，支承装置包括一可伸缩的构件，该构件在一端与安装装置铰接，而在另一端与梁的上述另一端铰接。
14.如权利要求6至13中的任一项所述的船，其特征为，支承装置可用液压操作。
15.如权利要求6至14中的任一项所述的船，其特征为，它进一步包括向下伸出的导向装置，该导向装置位于梁的上述另一端上，并在梁的上述另一端下降时接合并向下推动拖缆。
16.如权利要求6至15中的任一项所述的船，上述船具有一个在拖缆甲板上方的另一甲板，其特征为，安装装置固定在另一甲板的下侧上。
全文摘要
一种具有排水型单船体的地震勘探船(10)设有一拖缆甲板(20),该甲板的宽度从船的中部(16)朝船的船尾(18)在船中心的两侧逐步增加。拖缆甲板(20)的增加的、在船尾达到37.5米的宽度有助于展开和拖曳特别宽的可包含多至16条拖缆(28)的拖缆阵列。它还提供了用于横过拖缆甲板后部的宽度为每条拖缆安装一个新型的拖缆操纵系统(22,30,32)的空间。
文档编号B63B27/36GK1261313SQ9880665
公开日2000年7月26日 申请日期1998年6月23日 优先权日1997年6月27日
发明者巴尔德·约翰逊, 厄于温·阿诺恩逊, 马克·R·威廉森 申请人:施鲁博格控股有限公司