ГЕНЕРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОРСКИХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полезная модель относится к области разведочной геофизики, в частности к комплексам оборудования для осуществления геоэлектроразведки методами вызванной поляризации, сопротивлений и становления поля и предназначено для прогнозирования залежей углеводородов, поиска россыпей и залежей строительных материалов.
Известно генераторное устройство в котором генераторная линия выполнена из кабеля и снабжена грузом, что позволяет на больших глубинах размещать диполь на расстоянии менее 100 м от дна, что обеспечивает эффективную работу с расположенными на дне донными станциями в старт-стопном режиме (RU).
Недостатком устройства является недостаточная универсальность, в частности оно не может использоваться в прибрежной зоне и зоне шельфа.
Известно генераторное устройство для работ в движении судна (патент RU 2253881), в котором обе ветви генераторной линии, соединенные с генераторными электродами выполнены из кабеля, снабженного поплавками или из плавающего кабеля. Такая конструкция генераторной линии обеспечивает высокую производительность и технологичность работ. Однако, в случае высокого уровня помех, например из-за ветрового волнения, требуется большое пространственное осреднение сигналов вдоль профиля, что существенно снижает разрешающую способность исследований.
Известно генераторное устройство, в котором генераторная линия, выполнена из кабеля, снабженного поплавками или из плавающего кабеля, а приемная линия погружена на дно. Однако данное устройство имеет ограничения по глубине и не является универсальным.
Технической задачей, стоявшей перед авторами, являлось создание генераторного устройства, которое позволяло бы регулировать плавучесть генераторной линии и позволяло, в зависимости от целей исследований, проводить работы как в движении судна, так и в старт-стопном режиме.
Техническая задача создания генераторное устройство переменной плавучести решалась путем соединения генераторной линии (ГЛ) по ее длине, по крайней мере с одним шлангом, ходовой конец которого снабжен клапаном, а коренной - соединен с гидронасосом и компрессором. Как правило, шланг соединен с гидронасосом и компрессором через гидромуфту и вентиль, однако возможны и иные варианты соединения, используемые в технике.
Шланг(и) может быть размещен как внутри ГЛ, так и прикреплен к нему снаружи. Объем внутреннего пространства шланга - гидроканала и конструкция дипольной части выбираются таким образом, чтобы при заполнении гидроканалов воздухом, дипольная часть имела положительную плавучесть не менее 5%, а при заполнении водой имела отрицательную плавучесть не менее 5%.
Общая схема устройства с расположением шланга внутри ГЛ представлена на фиг.1. Варианты внутреннего строения комбинаций ГЛ и шланга представлены на фиг.2-4.
Устройство состоит из собственно генераторной линии, имеющей дипольную 1 и начальную 2 части, лебедки 3 с гидромуфтой 4, которая с помощью системы шлангов через вентиль 5 соединяется с гидронасосом 6 или компрессором 7. К дипольной части 1 ГЛ присоединены генераторные электроды 8 и 9.
Внутри оболочки ГЛ размещены многожильный усиленный кабель 10, служащий для подключения дополнительных устройств, например буя с индикатором системы GPS или пингера акустической системы навигации; силовая, например медная, оплетка 11, соединенная с дальним от судна электродом 9.. Внутри начальной части 2 ГЛ может быть размещена дополнительная силовая оплетка 12, концентричная оплетке 11, к ходовому концу которой присоединен ближний к
судну генераторный электрод 8. Такая конструкция начальной части обеспечивает постоянство геометрических размеров генераторной линии, исключает возможность появления дополнительной индуктивности за счет витков, находящихся на барабане лебедки 3 и возможность его намагничивания. Длина начальной части генераторной линии в зависимости от глубины моря может варьироваться от десятков до сотен метров.
Внутри оболочки ГЛ или на ее поверхности размещен по крайней мере один шланг с гидроканалом 13, снабженный на ходовом конце генераторной линии выпускным клапаном 14, срабатывающим от избыточного давления внутри системы гидроканалов.
Длина дипольной части 1 генераторной линии, в зависимости от необходимой глубинности исследований, может варьироваться от десятков до сотен метров. Суммарный объем гидроканалов 13 и конструкция дипольной части выбираются таким образом, чтобы при заполнении гидроканалов 13 воздухом, дипольная часть имела положительную плавучесть не менее 5%, а при заполнении водой имела отрицательную плавучесть не менее 5%.
Гидроканалы 13 на коренном конце генераторной линии подключаются к гидромуфте 4, находящейся на оси барабана лебедки и обеспечивающей функционирование системы в процессе смотки-подмотки. При глубоководных исследованиях в начальной части генераторной линии между оплетками 12 и 13 могут располагаться дополнительные гидроканалы, служащие для отвода излишков тепла от части генераторной линии, находящейся на барабане лебедки. Обе силовые оплетки 12 и 13 и многожильный кабель 10 выводятся с коренного конца генераторной линии через разъемы (не показаны), например, на щеку барабана для подключения к генератору импульсов тока и подключения необходимой вспомогательной аппаратуры.
Работа устройства осуществляется следующим образом. В исходном состоянии гидроканалы 13 генераторной линии заполнены воздухом. При выходе судна на линию заданного профиля осуществляется вывод за борт дипольной 1 и части начальной части 2 генераторной линии, так чтобы вся линия оставалась на плаву. При работе в движении судна к линии подключается генератор импульсов тока и работа проводится по стандартной методике.
При необходимости работы в старт-стопном режиме, работа производится следующим образом.
Как и в описанном выше способе, генераторная линия в состоянии положительной плавучести буксируется за судном к заданной точке профиля. При достижении точки, вентиль 5 переводится в положение, обеспечивающее подключение к системе гидронасоса 6. Гидронасос 6 включается и заполняет гидроканалы генераторной линии забортной водой, что обеспечивает укладку дипольной части линии на дно по линии профиля или ее перевод в вертикальное состояние. Воздух из гидросистемы стравливается через выпускные клапаны 14. Судно встает на якоря, при работе на малых глубинах, или удерживается в точке в режиме динамического позиционирования при работе на больших глубинах моря. При этом стравливается необходимая длина начальной части генераторной линии для исключения влияния эволюции судна на геометрию генераторной линии. Генераторная линия подключается к источнику тока и производится возбуждение среды в течение необходимого времени. После завершения работы в точке, источник тока отключается от генераторной линии, вентиль 5 переводится в положение для подключения воздушного компрессора 7 и осуществляется продувка системы гидроканалов 13. Вода из гидросистемы вытесняется через выпускные клапаны 14. Осуществляется подмотка начальной части генераторной линии до всплытия линии на поверхность или на заданную глубину. После этого судно переходит к следующей точке возбуждения, где последовательность действий повторяется.