水听器的制造方法
【专利说明】水听器
[0001] 相关申请的交叉引用 本申请要求保护在2014年1月31日提交的临时专利申请号61/934, 357的权益，该专 利申请以其全文引用的方式并入到本文中。
【背景技术】
[0002] 在油气勘探工业中，海洋地球物理调查常用于搜寻含烃地下地层。海洋地球物理 调查技术可以得到地球的地下构造（subsurface structure)的知识，这些知识适用于找到 并且提取烃矿藏/矿床（deposits)诸如石油和天然气。地震勘测/调查是海洋地球物理 调查的熟知技术之一。
[0003] 在海洋环境(其可包括盐水、淡水和/或微咸水环境）中执行的地震勘测的某些情 形下，一个或多个地震源通常被配置成被浸没并且由船只拖曳。船只通常也被配置成拖曳 一个或多个侧向间隔开的拖缆通过水中。在某些情况下，除了拖缆之外或作为拖缆的替代， 传感器可以位于海底处或海底附近，在洋底电缆或节点上。在选定时间，控制器械可能造成 一个或多个地震源促动。地震信号然后可以由传感器诸如沿着拖缆安置的水听器接收。可 以分析在这种地震勘测期间收集的数据以辅助识别含烃地质构造，并且因此判断石油和天 然气的矿床可能位于哪里。
[0004] 在某些情况下，也可以将水听器用于海底储层监视(例如，永久储层监视或PRM)应 用中。例如，水听器可以安置于海底上以在地震源(例如，在水面处或水面附近的地震源)被 促动时记录数据。
【附图说明】
[0005] 图1A至图1B示出了根据本公开的水听器的实施例。
[0006] 图2示出了根据本公开的迈克尔逊（Michelson)干涉仪的实施例。
[0007] 图3示出了作为不同维度的刚度/劲度（stiffness)的函数的水听器灵敏度的曲 线图。
[0008] 图4A至图4B示出了用于根据本公开的水听器的布置的实施例。
[0009] 图5示出了根据本公开的干涉测量回路的实施例。
[0010] 图6A至图6B示出了根据本公开的纤维套管/索环（grommet)的实施例。
[0011] 图7示出了根据本公开的水听器的实施例的分解图。
[0012] 图8示出了根据本公开的水听器的实施例。
【具体实施方式】
[0013] 本说明书包括对"一个实施例"或"一实施例"的提及。短语"在一个实施例中"或 "在一实施例中"的出现未必指相同实施例。特定特点、结构或特征可以用与本公开一致的 任何合适方式组合。
[0014] 各种装置、单元、回路或其它部件可以被描述或声称为"被配置成"、"可用于"或者 "可操作成"执行一个或多个任务。在本上下文中，"被配置成"、"可用于"或者"可操作成" 各自用于通过表明装置/单元/回路/部件包括在操作期间执行一个或多个任务的结构来 表示结构。因此，装置/单元/回路/部件可以被说成被配置成，可用于或者适用于执行该 任务，甚至当所规定的装置/单元/回路/部件当前并不操作时(例如，并未开启或并未处 于操作状态)。结合"被配置成"、"可用于"或"可操作成"等语言使用的装置/单元/回路 /部件可包括电子硬件(例如电路、储存可执行以实施操作的程序指令的存储器等)，机械装 置，或其它类型的结构。对于装置/单元/部件被"配置成"、"可用于"或"可操作成"执行 一个或多个任务的陈述，关于该装置/单元/回路/部件而言，明确地并无援引35 U. S. C. § 112(f)的意图。
[0015] 在某些实施例中，关于地震勘测的各项信息，诸如由水听器收集的数据，可以实施 于地球物理数据产品中。"地球物理数据产品"可以存储于计算机可读、非暂时介质上并且 可以体现地球物理数据(诸如原始拖缆数据、经处理的拖缆数据、基于拖缆数据的二维或三 维图等)。计算机可读介质的某些非限制性示例可以包括硬盘驱动器、⑶、DVD、打印输出 (print-out)等。在某些实施例中，来自拖缆的原始模拟数据可以存储为地球物理数据产 品。在其它情形下，数据可以在作为地球物理数据产品存储之前首先被数字化和/或调节。 在其它情形下，数据可以在存储于地球物理数据产品中之前被完全处理为各种地球物理结 构的二维或三维图。地球物理数据产品可以在美国或另一国家内离岸(例如，由船只上的器 械/装备）或在陆上/境内（例如在陆地上的设施处）产生。如果地球物理数据产品离岸或 在另一国家中产生，其可以在陆上被输入到美国的设施。一旦到了美国陆上/境内，可以对 地球物理数据产品执行地球物理分析。
[0016] 在典型海洋地球物理调查的情况下，一个或多个地震源可以用于生成地震能量。 各种类型的地震源可以用于这个目的。例如(但并无限制意义)，在某些情况下可以使用气 枪、烧性盘投射器（flexural disc projector)、和/或海洋振动器。地震能量可以向下通 过水中行进并且通过水底下方的地层。在海底地层内的阻抗边界可以(至少部分地)反射穿 过这些地层行进的地震能量。所反射的地震能量然后可以向上行进。位于地层附近的地震 传感器(例如，水听器、地震检波器、加速度计等）可以俘获这些反射的地震能量。这些地震 传感器可以将俘获的地震能量转变为信号，诸如光学信号或电信号。然后可解释电信号或 光学信号以提供关于水底下方的各种地表下地层的组成和/或结构的信息。这些信息可以 例如用于确定这些地层可能包含矿床(包括烃）的可能性。
[0017] 详细描述 本公开大体而言针对于水听器的领域。术语"水听器"在本文中根据其在本领域中的 普通意义使用，其包括地震传感器，地震传感器能检测在液体诸如水中的声波(例如，呈声 压变化的形式)。水听器可以适用于烃勘探和采集的各种方面。例如，水听器可以用于海洋 地球物理调查、海底储层监视(通常被称作永久储层监视或PRM)，和用于井筒/井眼中的井 下声学监测中。根据本公开的某些实施例，描述了光纤水听器，其对于流体静压/静水压力 相对不敏感，同时向声压展现出适用的灵敏度。
[0018] 本公开的各种实施例采用新颖的特征，这些新颖的特征可能允许比其它已知水听 器每单位光纤长度更高的声压灵敏度。在某些实施例中，根据本公开的水听器可以是压力 平衡的，这是通常用于表示在水听器内侧的静态压力(例如，在水听器的内部体积中）与水 听器紧邻外侧的静态压力相同（或基本上相同）的术语。在某些实施例中，压力平衡的水听 器所具有的内侧压力与外侧压力相同(例如，在测量的限度内）。但在某些实施例中，压力可 以略微不同(例如，压力在外侧可能更大)。只要压差足够低使得水听器并不破裂或收缩(例 如，在500psi内），那么水听器可以是可用的。
[0019] 现转至图1A，示出了根据本公开的水听器的一实施例的截面图。水听器100包括 端帽106和108,端帽106和108在某些实施例中由刚性材料(例如，钢、钛、合适树脂诸如玻 璃填充的聚醚酰亚胺，如Ultem ? 2300等）制成。端帽106和108可以附连到内心轴102 和外心轴104的端部，在此实施例中，内心轴102和外心轴104被示出为沿着共同纵向轴线 布置的两个同心圆筒。内心轴102可以被设计成相对于外心轴104比较刚硬/硬挺(或至 少不远小于外心轴104刚度）以便使得水听器100在纵向方向或纵向维度上相对刚硬/硬 挺。例如，如在下文中更详细地描述，可以有利地使内心轴102的刚度为外心轴104的至少 一半。如下文所描述，在各种实施例中，内心轴102的刚度可以是从外心轴104的一半刚度 到比外心轴104 (在极限内）无限地更大。内心轴102 (和在某些情形下，内心轴102和端 帽106和108 -起）和相对应的结构等效物可以被称作"用于形成纵向刚度的机构"。外心 轴104和其结构等效物可以被称作"用于形成周向刚度的机构"。
[0020] 参考光纤112和感测光纤114可以分别缠绕到内心轴102和外心轴104上。然后 这些光纤的延伸部122和124可以分别穿过端帽中任一个(或在某些实施例中每一个)中的 较小密封孔以便于水听器100的光学连接。某些实施例可以将例如Accutether?光纤用于 光纤元件中的一个或多个。参考光纤112和感测光纤114可以用作干涉仪的两个光路(例 如，迈克尔逊干涉仪，如在下文中更详细描述，或各种其它类型的干涉仪)。参考光纤112和 其结构等效物可以被称作"用于测量参考信号的参考机