一種電纜釋放控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地震勘探技術(shù)，尤指一種電纜釋放控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在海底電纜地震勘探施工中，為保證地震勘探數(shù)據(jù)采集的精度，采用動力定位(DP，Dynamic Posit1ning)系統(tǒng)中的一級即DP-1控制船舶在設(shè)計(jì)好的地震勘探測線上進(jìn)行釋放電纜作業(yè)，整個(gè)DP系統(tǒng)包括:兩部船艏側(cè)推，分別為500馬力、300馬力；一部船艉側(cè)推，為200馬力；船舶主機(jī)及DP控制終端。在DP系統(tǒng)實(shí)際使用中，采用自動跟蹤(AUT0TRACK)模式進(jìn)行放電纜作業(yè)，采用手動操作(JOYSTICK MANUAL)模式進(jìn)行收電纜作業(yè)。利用AUTO TRACK模式放電纜時(shí)，船舶各動力系統(tǒng)由DP控制終端計(jì)算機(jī)控制，操作船舶沿輸入系統(tǒng)內(nèi)測線行駛，從而完成放電纜作業(yè)；利用JOYSTICK MANUAL模式收電纜時(shí)，駕駛臺人員在DP系統(tǒng)終端上通過操控操作桿及旋鈕對船舶進(jìn)行控制。
[0003]在實(shí)際海底電纜施工中發(fā)現(xiàn)，DP動力定位系統(tǒng)的應(yīng)用存在以下不足:
[0004]釋放電纜效率低:在AUTO TRACK模式下，放電纜前需在線前2.0Km處進(jìn)行DP定點(diǎn)，用于調(diào)整船位及船艏向，此過程需耗時(shí)0.5小時(shí)左右；在放電纜中最大速度為2.0節(jié)，其中，節(jié)是速度單位，I節(jié)=I海里/時(shí)=(1852/3600)m/s,當(dāng)頂流時(shí)速度只能達(dá)到1.5節(jié)。在JOYSTICK MANUAL模式下收電纜速度最大為2.0節(jié)。
[0005]精度較差:放電纜精度是海底電纜地震勘探作業(yè)的前提，在使用DP系統(tǒng)控制船舶放電纜中，由于DP系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制各動力系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的測線方向進(jìn)行電纜釋放作業(yè)，對潮流、涌浪等的影響并不能做實(shí)時(shí)調(diào)整，因此DP系統(tǒng)對船舶的控制具有滯后性，造成了放電纜精度達(dá)不到要求，放電纜成功率較低。
[0006]穩(wěn)定性不足:在利用DP系統(tǒng)控制船舶釋放電纜時(shí)，計(jì)算機(jī)控制各動力系統(tǒng)，致使各動力系統(tǒng)常處于高負(fù)荷甚至是滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，易造成動力系統(tǒng)失控或DP系統(tǒng)死機(jī)進(jìn)而造成放電纜失敗。同時(shí)在AUTO TRACK模式下放電纜中，由于船艏向無法調(diào)節(jié)，當(dāng)橫向流大于1.2節(jié)或風(fēng)力大于6級時(shí)，船舶會緩慢偏移前繪測線方向，致使放電纜失敗。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)在海底電纜施工中，DP動力定位系統(tǒng)的應(yīng)用存在如釋放電纜效率低、精度較差、船舶穩(wěn)定性差等不足之處。同時(shí)由于DP系統(tǒng)在使用中，各個(gè)動力系統(tǒng)不斷運(yùn)行，能耗較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電纜釋放控制方法及系統(tǒng)，能夠高效、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的控制船舶對海底電纜的釋放。
[0009]為了達(dá)到本發(fā)明目的，本發(fā)明一方面提供一種電纜釋放控制方法，放電纜過程中，包括:
[0010]將船艏向調(diào)至預(yù)判角度Θ1，并使船舶行駛軌跡與放電纜測線方向相一致；
[0011]對已釋放的電纜檢波器進(jìn)行聲學(xué)定位，定位結(jié)果得到電纜檢波器位置與前繪測線位置的橫向偏移DC2和縱向偏移DA2 ；
[0012]分別比較定位結(jié)果的橫向偏移DC2和縱向偏移DA2與船舶行駛軌跡的橫向偏離DCl和縱向偏移DA1，得出橫向偏移的差值Λ DC與縱向偏移的差值Λ DA ；
[0013]根據(jù)得到的橫向偏移的差值Λ DC，對船舶進(jìn)行橫向調(diào)整，根據(jù)得到的縱向偏移的差值Λ DA，對電纜入水速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得電纜檢波器位置與前繪測線位置保持一致。
[0014]進(jìn)一步地，放所述電纜前，該方法還包括:
[0015]獲取潮流阻力Fl和風(fēng)阻力F2，以及潮流速度Vl及風(fēng)速V2 ；
[0016]根據(jù)獲取的測量數(shù)據(jù)，計(jì)算所述船艏向的預(yù)判角度Θ1。
[0017]進(jìn)一步地，在收所述電纜過程中，該方法還包括:
[0018]根據(jù)監(jiān)控到的出水電纜相對于所述船艏向的位置，控制船舶相對于出水電纜的方位以及收電纜速度。
[0019]進(jìn)一步地，所述計(jì)算船艏向的預(yù)判角度Θ I包括:
[0020]船艏向的預(yù)判角度Θ I = Θ 2+(Vl*Fl+V2*F2)；
[0021]其中，Θ 2為前繪的航跡向，與所述測線方向一致。
[0022]優(yōu)選地，在放電纜過程中，控制的船速為3.0節(jié)，船位控制精度為±5米。
[0023]進(jìn)一步地，在放電纜過程中，動力定位DP系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)遇到緊急狀況，轉(zhuǎn)換為DP系統(tǒng)操控。
[0024]優(yōu)選地，在收所述電纜過程中，根據(jù)監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控到的出水電纜相對于船艏向的位置，控制船舶方位在出水電纜的正后方。
[0025]優(yōu)選地，在收所述電纜過程中，收電纜速度為3.0節(jié)。
[0026]本發(fā)明另一方面提供一種電纜釋放控制系統(tǒng)，包括:
[0027]風(fēng)力儀，用于獲取潮流阻力Fl和風(fēng)阻力F2 ;
[0028]流速儀，用于放電纜前獲取潮流速度Vl及風(fēng)速V2 ；
[0029]運(yùn)算器，用于根據(jù)獲取的測量數(shù)據(jù)，計(jì)算船艏向的預(yù)判角度Θ I ;
[0030]角度控制器，用于在放電纜過程中，將船艏向調(diào)至預(yù)判角度Θ1，并使船舶行駛軌跡與放電纜測線方向相一致；
[0031]聲學(xué)定位設(shè)備，用于對已釋放的電纜檢波器進(jìn)行聲學(xué)定位，定位結(jié)果得到電纜檢波器位置與前繪測線位置的橫向偏移DC2和縱向偏移DA2 ;
[0032]比較器，用于分別比較定位結(jié)果的橫向偏移DC2和縱向偏移DA2與船舶行駛軌跡橫向偏離DCl和縱向偏移DA1，得出橫向偏移的差值Λ DC與縱向偏移的差值Λ DA ；
[0033]偏移控制器，用于根據(jù)得到的橫向偏移的差值Λ DC，對船舶進(jìn)行橫向調(diào)整，根據(jù)得到的縱向偏移的差值Λ DA，對電纜入水速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得電纜檢波器位置與前繪測線位置保持一致。
[0034]進(jìn)一步地，還包括:監(jiān)控設(shè)備，用于在收電纜過程中，監(jiān)控出水電纜相對于船艏向的位置，控制船舶相對于出水電纜的方位以及收電纜速度。
[0035]進(jìn)一步地，所述運(yùn)算器計(jì)算所述船艏向的預(yù)判角度Θ I包括:
[0036]船艏向的預(yù)判角度Θ I = Θ 2+(Vl*Fl+V2*F2)；
[0037]其中，Θ 2為前繪的航跡向，與所述測線方向一致。
[0038]優(yōu)選地，在放電纜過程中，控制的船速為3.0節(jié)，船位控制精度為±5米。
[0039]優(yōu)選地，在放電纜過程中，動力定位DP系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)遇到緊急狀況，轉(zhuǎn)換為DP系統(tǒng)操控。
[0040]進(jìn)一步地，在收電纜過程中，所述偏移控制器根據(jù)監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控到的出水電纜相對于船艏向的位置，控制船舶方位在出水電纜的正后方。
[0041]優(yōu)選地，在收電纜過程中，收電纜速度為3.0節(jié)。
[0042]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在放電纜過程中，包括:將船艏向調(diào)至預(yù)判角度Θ 1，并使船舶行駛軌跡與放電纜測線方向相一致；對已釋放的電纜檢波器進(jìn)行聲學(xué)定位，定位結(jié)果得到電纜檢波器位置與前繪測線位置的橫向偏移DC2和縱向偏移DA2;分別比較定位結(jié)果的橫向偏移DC2和縱向偏移DA2與船舶行駛軌跡的橫向偏離DCl和縱向偏移DA1，得出橫向偏移的差值Λ DC與縱向偏移的差值Λ DA ;根據(jù)得到的橫向偏移的差值Λ DC,對船舶進(jìn)行橫向調(diào)整，根據(jù)得到的縱向偏移的差值Λ DA，對電纜入水速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得電纜檢波器位置與前繪測線位置保持一致。由于本發(fā)明電纜釋放控制方法及系統(tǒng)根據(jù)船艏向與航跡向的差值調(diào)節(jié)船艏向角度，對船舶行駛方位進(jìn)行了修正