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海洋拖缆系统研制及工程应用技术
文章来源 : 军民结合推进司 发布时间:2013年12月03日

【技术开发单位】中国船舶工业系统工程研究院

【技术简介】拖缆系统设计、研制、工程应用系列技术,脱胎于军用拖曳声纳系统相关技术,并在此基础上,面向海洋能源数字勘探用户的实际使用需求,物理组成上增加了水鸟子系统、尾标定位子系统;在数据传输处理方面,增加了模块化处理机制、高速数据交换机;在系统状态监控方面,增加了高频声学网络定位、水鸟监控;在工程应用方面,增加了满足多缆布放及回收的快速处理挂钩、分流障板等。

拖缆系统是一个复杂的系统,在系统设计方面,除了满足技术性能以外,由于海洋物探系统独特的使用需求,还需要具备高效的工程应用性能。

物理构成:

拖缆系统由拖缆线阵、水鸟子系统(包括深度水鸟、罗经鸟、声学鸟)、定位尾标组成。

拖缆线阵为零浮力设计,其中集成了低频水听器(满足地震勘探所需要的20Hz-80Hz使用范围)、数据采集预处理板、数据传输包、抗拉伸骨架等,是拖缆系统的主体设备。依据充缆材料的不同,分为液态缆、半固态缆、固态缆三大类。

水鸟子系统,主要满足工程应用方面的需求。深度水鸟能够通过电磁感应模块,依据用户需求,维持拖缆的水下工作深度;罗经鸟能够提供拖缆的水下运动姿态;声学鸟能够提供给船上主控系统的高频声学网络所需的原始参数;定位尾标提供拖缆具体位置所需的原始GPS定位信号。

数据传输处理:

数据的采集,由集成于拖缆内部的采集模块实现,通过高性能的低噪声前置放大器进行初步的噪声压制,并依据约定的协议由数据传输包负责向船上的数据存储设备传输;

船上数据存储设备,模块化的设计,满足万道数据采集及预处理。

系统监控:

系统监控是满足实际恶劣海洋工作环境下的必须功能。由于实际拖缆系统为满足3D4D勘探需求,需要横向多缆排列,缆间距为60-100m。在缆长超过6km、最长15km的情况下,尤其是在恶劣海上工作情况下,多缆之间极易出现缠绕事故。拖缆子系统依靠由声学鸟组成的节点,通过声学网络定位,实现水下拖缆姿态的监测。并依靠对深度等物理水鸟的控制,实现对水下拖缆的有效控制。

工程应用:

为了满足实际物探系统的使用要求,有效的实现拖缆的布放回收、多缆的物理排列、快速挂卸各类水鸟,在军用拖曳声纳的技术基础上,拖缆子系统增加了分流障板、特种挂扣等关键性设计。

拖缆系统系列关键技术,集电子、化学、机械、通讯、测控技术于一身。能够满足军民两大领域的使用需求,尤其是面向海洋能源勘探用户,能够提供海洋移动式、固定式系列解决方案,满足海洋油气资源勘探、海上油气田安全生产维护等方面的使用需求。

【技术特点】

面向能源用户需求,实现复杂物探系统顶层优化设计;

拖缆系统满足恶劣海上工作环境要求,具备超低工作频率、可监控的高质量数据、实时的阵型校正特点;

液态、半固态、固态三大类拖缆研制、加工生产、检验、维修完善工程研发及应用体系;

高精度、快速海量数据传输及处理技术,满足数字地震使用需求;

可根据不同的应用需求,灵活合理配置系统的规模,提高系统资源利用率以及可靠性。

【技术指标】

有效工作频率20Hz80Hz

拖缆长度可依据用户需求快速配置,满足1km15km范围需求;

液态、半固态、固态三大类拖缆;

工作深度在630米深度范围可调;

采样精度不小于24bit;

声学测距能力不小于500米;300米范围内,测距误差不大于0.15米;

利用水鸟进行拖缆姿态实时控制;

利用声学网络进行拖缆系统姿态测算;

对受损的检波器实时报警显示。

【技术水平】国内领先

【可应用领域和范围】应用于海洋油气资源勘探、安全生产。

【技术状态】小批量生产阶段


    【合作方式】许可使用、合作开发、技术服务、风险投资、产品销售

【投入需求】5001000万元

【转化周期】12

【预期效益】目前国内购买的12缆物探船,全套物探系统约5-6亿元人民币,仅拖缆子系统就价值3亿元人民币,约合200万人民币/公里。目前我国三大石油公司物探系统物探缆总保有量约900公里。随着海洋勘探开发需求倍增,预计今后510年国内约有810艘物探船交付使用。同时,物探系统拖缆为耗材,其年更新率约为20%。若仅为国内三大石油公司提供物探系统备缆,并考虑国外拖缆的替代、维修、服务,每年内市场规模超过3亿元人民币。

    【联系方式】颜    010-59516357/18911990741
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