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1、(10)申请公布号 CN 103852792 A (43)申请公布日 2014.06.11 CN 103852792 A (21)申请号 201310629476.7 (22)申请日 2013.11.29 1261469 2012.11.30 FR G01V 1/38(2006.01) B63B 21/66(2006.01) (71)申请人 地球物理集团公司 地址 法国马西市 (72)发明人 H通基亚 (74)专利代理机构 北京戈程知识产权代理有限 公司 11314 代理人 程伟 王锦阳 (54) 发明名称 头浮子及方法 (57) 摘要 一种头浮子及方法。本发明提供用于连接至 拖缆的头部或引入。
2、线或者提供关于源的信息的方 法和拖缆/源头浮子系统。 所述系统包括头浮标、 头浮子、 连接器和定位设备， 所述头浮标构造为 在水中漂浮， 并且经由缆绳连接至所述拖缆的头 部或连接至引入线 ； 所述头浮子构造为在水中漂 浮 ； 所述连接件器将所述头浮子连接至所述头浮 标 ； 所述定位设备附接至所述头浮子并且构造为 确定所述拖缆或者所述源的位置。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 13 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书9页 附图13页 (10)申请公布号 CN 103852792 A CN 1。
3、03852792 A 1/1 页 2 1. 一种拖缆头浮子系统， 其连接至拖缆的头部或连接至引入线， 所述系统包括 ： 头浮标， 所述头浮标构造为在水中漂浮， 并且经由缆绳连接至拖缆的头部或者连接至 引入线 ； 头浮子， 所述头浮子构造为在水中漂浮 ； 连接器， 所述连接器将所述头浮子连接至所述头浮标 ； 以及 定位设备， 所述定位设备在所述头浮子上， 并且构造为确定所述拖缆的位置。 2. 根据权利要求 1 的拖缆头浮子系统， 其中所述头浮标和所述头浮子都构造为在水表 面处漂浮， 并且所述连接器是能拆卸的连接器。 3. 根据权利要求 1 的拖缆头浮子系统， 其中所述连接器包括第一连接部件和第二。
4、连接 部件， 所述第一连接部件和所述第二连接部件构造为与彼此分离以使所述头浮标与所述头 浮子分开。 4. 根据权利要求 1 的拖缆头浮子系统， 其中所述头浮标进一步包括 ： 致动器装置， 所述致动器装置构造为致动所述缆绳以调节所述拖缆的给定深度。 5. 根据权利要求 4 的拖缆头浮子系统， 其中所述头浮标进一步包括 ： 电池， 所述电池连接至所述致动器装置， 并且构造为致动所述致动器装置。 6. 根据权利要求 1 的拖缆头浮子系统， 其中所述定位设备包括 ： 声学系统， 所述声学系统构造为确定所述拖缆相对于邻近的拖缆的位置 ； 和 / 或 全球定位系统， 所述全球定位系统构造为确定所述拖缆的绝。
5、对位置。 7. 根据权利要求 6 的拖缆头浮子系统， 其中所述头浮子进一步包括 ： 电源， 所述电源构造为产生电能 ； 以及 数据传输装置， 所述数据传输装置构造为与拖引所述拖缆的船交换数据。 8. 根据权利要求 7 的拖缆头浮子系统， 其中所述电源为电池、 太阳能板、 燃料电池、 波 浪能量转换器或水轮发电机中的一个。 9. 根据权利要求 1 的拖缆头浮子系统， 其中所述头浮子进一步包括 ： 水轮发电机， 所述水轮发电机构造为通过使螺旋桨旋转产生电能 ； 以及 护栅， 所述护栅用于保护所述螺旋桨远离残骸和 / 或海洋生物。 10. 一种用于提供与在水下拖引的地震源相关的位置信息的头浮子， 所。
6、述头浮子包 括 ： 主体， 所述主体构造为在水中漂浮 ； 连接器， 所述连接器将所述头浮子连接至所述地震源的浮子 ； 以及 定位设备， 所述定位设备附接至所述头浮子， 并且构造为确定所述地震源或地震拖缆 的位置。 权 利 要 求 书 CN 103852792 A 2 1/9 页 3 头浮子及方法 技术领域 0001 本文所公开的主题的实施方案通常涉及方法和系统， 更具体地， 涉及用于使与头 浮标相关的维修任务得到改进和使其更有效的机构和技术。 背景技术 0002 地震数据采集和处理生成海底或者底土下的地球物理结构的概况 （图像） 。虽然该 概况不提供对于石油和天然气存储的准确位置， 但它向本领。
7、域受过培训的人员暗示出存在 或者不存在石油和天然气存储。因此， 提供海底 / 底土下的结构的高分辨率图像是正在进 行的过程。 0003 为了构建底土 （或地下） 的图像， 地质学家或地球物理学家通常使用例如放置在表 层上的波发射器 （源） 。对于海洋地震勘测的情况， 波发射器被在水表面处或者在水表面下 的船拖引。这样的发射器发射经由水 （以及底土以用于陆地地震） 传播并且被水的各层的表 面 （反射器） 反射的波 （例如， 声波） 。反射至表面的波被接收器 （其被同样的船或者用于海洋 地震的另外的船拖引或者位于海底） 记录为时间的函数。被接收器接收并且记录的信号被 称为地震道。基于该地震道， 生。
8、成了勘测的地下的图像。 0004 当进行海洋地震勘测时， 接收器沿缆绳放置以形成拖缆， 并且多个拖缆由船拖引。 具有拖引船 10 的这样的海洋地震勘测如图 1 所示。拖缆 12 如图 1 所示在预定区域上传播 （spreading） 。这被称为地震传播。为了维持多个拖缆 12 基本上彼此平行， 使用各个前端 装置。拖缆 12 展开至想要的宽度以提供在采集区域上的地质条件的测量。 0005 前端装置 30 的实例配置在船 10 和各个拖缆 12 之间， 并且该装置构造为实现对拖 缆头的需要的定位。图 1 示出前端装置 30 包括连接在船 10 和导向板 34 之间的引入缆绳 32。导向板 34 。
9、为这样的结构 ： 当其被拖引以使拖缆保持在相对于拖引船 10 的航线的横向 方向上展开时能够产生必要的提升。间隔线 36 配置在拖缆 12 之间， 以获得用于拖缆头的 位置的基本上直线的轮廓。 0006 如图 2 所示， 为了维持拖缆 12 相对于参考平面 （例如， 水表面） 基本平行， 传统上， 头浮标 40 连接至拖缆 12 的头部 12A， 并且尾浮子 42 连接在拖缆 12 的尾部 12B。头浮标和 尾浮子将浮选配置到拖缆上， 即使拖缆是有浮力的中性线 （neutral） 。 头浮标和尾浮子构造 为在水表面 50 漂浮， 并且相应的缆绳 40A 和 42A（用于机械的目的） 将这些元件。
10、连接至拖 缆， 以将拖缆维持在想要的深度 H。 0007 头浮标 40 配备有各种设备， 例如， 用于检测邻近拖缆的位置的声学设备， 以及用 于确定拖缆的绝对位置的全球定位系统 （GPS） 设备。为了给设备供电， 在拖引船上产生的 电力可以经由电缆绳 52 传递至头浮子 40。电缆绳 52 和缆绳 40A 通过连接装置 54 连接至 拖缆 12。 0008 有时， 头浮子需要维修， 这是由于头浮子的设备需要经常检查。 这样的维修可以当 头浮标在水中展开时， 即， 在地震勘测期间进行。 由于例如大浪、 移动的设备、 潮湿的环境等 等， 这样的环境使得工作条件对于维修人员来说是困难的。并且， 由于。
11、环境条件的不适宜， 说 明 书 CN 103852792 A 3 2/9 页 4 维修可能是耗时的。 0009 由于拖缆传播的成本较高， 因此已经在水下展开了拖缆传播并且停止地震勘测以 维修头浮标是非常不利的。因此， 需要提供避免前述问题和缺点的系统和方法， 即， 简化和 / 或加快头浮子的维修。 发明内容 0010 根据一个示例性实施方案， 存在一种连接至拖缆的头部或引入线的拖缆头浮子系 统。该系统包括 ：（A） 头浮标， 所述头浮标构造为在水中漂浮并且经由缆绳连接至所述拖缆 的头部或者引入线，（B） 头浮子， 所述头浮子构造为在水中漂浮，（C） 连接器， 所述连接器将 所述头浮子连接至所述。
12、头浮标， 以及 （D） 定位设备， 所述定位设备在所述头浮子上， 并且构 造为确定所述拖缆的位置。 0011 根据另一个示例性实施方案， 存在一种与在水下拖引的拖缆的头部或者引入线相 关联的头浮子。所述头浮子包括 ：（A） 主体， 所述主体构造为在水中漂浮，（B） 连接器， 所述 连接器将所述头浮子连接至头浮标， 以及 （C） 定位设备， 所述定位设备附接至所述头浮子， 并且构造为确定所述拖缆的位置或者源的位置。所述头浮子不向所述拖缆提供浮选。 0012 根据另一个示例性实施方案， 存在一种用于进行地震勘测的方法。该方法包括 ： （A） 拖引拖缆，（B） 将头浮标连接至所述拖缆的头部或者连接至。
13、引入线， 以及 （C） 利用所述 头浮标拖引头浮子， 所述头浮子构造为在水中漂浮。该方法进一步包括利用附接至所述头 浮子的定位设备来确定所述拖缆的位置。 附图说明 0013 并入说明书中并构成说明书的一部分的所附附图显示一个或多个实施方案， 并且 与说明书一起说明这些实施方案。在所述附图中 ： 0014 图 1 为传统地震勘测的示意图 ； 0015 图 2 为当在水下展开时拖缆的侧视图 ； 0016 图 3 为根据示例性实施方案的包括主要件和头浮子的头浮子系统的示意图 ； 0017 图 4 为缆绳的横截面图 ； 0018 图 5 为根据示例性实施方案的主要件和头浮子的示意图 ； 0019 图 。
14、6 为根据示例性实施方案的主要件和头浮子之间的连接器的示意图 ； 0020 图 7 为根据示例性实施方案的主要件和头浮子之间的另一个连接器的示意图 ； 0021 图 8 为根据示例性实施方案的具有一个或更多头浮标的传播的示意图 ； 0022 图 9 为根据示例性实施方案的用于拖引主要件和头浮子的方法的流程图 ； 0023 图 10 为根据示例性实施方案的用于替换头浮子的方法的流程图 ； 0024 图 11 为连接至地震源的头浮标的示意图 ； 0025 图 12 为根据示例性实施方案的具有水轮发电机和护栅的头浮标的示意图 ； 0026 图 13 为根据示例性实施方案的具有水轮发电机和护栅的另一个。
15、头浮标的示意 图 ； 0027 图 14 为根据示例性实施方案的具有水轮发电机和护栅的又一个头浮标的示意 图 ； 说 明 书 CN 103852792 A 4 3/9 页 5 0028 图 15 为根据示例性实施方案的具有可旋转的水轮发电机的头浮标的示意图 ； 以 及 0029 图 16 为计算装置的示意图。 具体实施方式 0030 下面的示例性实施方案的描述涉及所附附图。 在不同的附图中相同的附图标记标 识相同的或相似的元件。下面的具体描述不限制本发明。相反地， 本发明的范围由所附权 利要求书来限定。为了简单起见， 参考连接至头浮标的头浮子的术语和结构讨论下面的实 施方案。 0031 在整个。
16、说明书中， 提及 “一个实施方案” 或 “实施方案” 意指结合实施方案描述的 特定特征、 结构或特性包括于公开的主题的至少一个实施方案中。 因此， 在整个说明书中的 各处出现的短语 “在一个实施方案中” 或 “在实施方案中” 不需要涉及相同的实施方案。此 外， 特定特征、 结构或特性可以在一个或多个实施方案中以任何适当的方式结合。 0032 根据示例性实施方案， 拖缆的头部通过缆绳附接至提供漂浮性的头浮标。头浮子 可拆卸地附接至头浮标。头浮子无意向拖缆提供漂浮性。在一个应用中， 在头浮子和拖缆 之间没有直接连接。传统地在头浮标上的各种设备 （例如， 声学设备、 GPS 等） 现在被移动到 头浮。
17、子中。头漂浮仍然向拖缆提供漂浮性。当需要维修设备时， 由于设备现在在头浮子上 而不在头浮标上， 因此头浮子可以与头浮标分离， 并且利用工作的头浮子进行替换。 0033 因此， 维修操作实质上从海洋移到了船上， 这是由于头浮子可以被拖引到船上， 并 且可以在船上进行维修， 同时不中断地震勘测。因此， 通过利用新的实施方案， 可以减少地 震勘测的停工时间。减少的停工时间可以包括 ： 用于向头浮子发送带有维修人员的小船的 时间、 用于头浮子从头浮标断开的时间， 用于将新的头浮子附接至头浮标的时间， 以及用于 在船上恢复头浮子的时间。然而， 减少的停工时间不包括在头浮子中替换或者固定设备所 必须的时间。
18、。 0034 现在参考几个示例性实施方案来更具体地讨论新的特征。根据图 3 中显示的示 例性实施方案， 地震勘测系统 100 包括拖引船 102 以及至少一个拖缆 104。拖缆 104 利用 前端装置 106（例如， 将拖缆连接至船的引入线） 连接至拖引船 102。头浮标 110 利用缆绳 112（其可既包括提供机械强度的缆绳或链， 也包括提供电和 / 或数据传递的缆绳） 附接至 在拖缆 104 的前部 104A 处的连接部件 113， 并且尾浮子 114 利用缆绳 116 附接至拖缆的尾 部 104B。缆绳 112 可以附接至引入线 106 来代替附接至拖缆的前部 104A， 并且因此， 连。
19、接 部件 113 可以在拖缆和引入线 106 之间。此外， 头浮子 120 通过连接件 122 附接至头浮标 110。连接件 122 可以可拆卸地连接 （如在后面讨论的） ， 使得在海上时维修人员可以容易地 使头浮子从头浮标分离。在一个应用中， 连接件可以从维修船 130 远程控制， 以便通过简单 的按下有关远程控制的按钮， 头浮子自动地与头浮标分离。 在另一个应用中， 连接件是不可 拆卸的， 即， 其是固定的。 0035 如在图 4 中显示的， 连接件 122 可以包括缆绳 122A， 缆绳 122A 构造为承担存在于 连接件 122 中的张力。缆绳 122A 可以分布为如图 4 所示的单个。
20、缆绳或者它可以以各股分 布在连接件 122 之内或之外。数据通信线 122B 还可以通过连接件 122 配置， 用于支持在头 浮子和头浮标或拖缆之间的数据传输。电力线 122C 还可以通过连接件 122 配置， 用于在头 说 明 书 CN 103852792 A 5 4/9 页 6 浮子和头浮标之间传输电力。 0036 在图 5 中显示的一个示例性实施方案中， 拖缆头浮子系统 135 包括连接至头浮子 120 的头浮标 110。应当注意的是， 此处所讨论的头浮子 120 处于附接至拖缆的头浮标 110 的情况下。然而， 头浮子的新的特征还可以被应用于附接至地震源或另一个地震装置或元 件 （例如。
21、， 尾浮标、 导向板或引入线） 的头浮子。头浮标 110 没有 GPS 或者声学设备， 这是由 于该设备移到了头浮子 120 上。然而， 在另一个示例性实施方案中， 头浮标 110 可以包括一 个或多个该设备。头浮标 110 可以具有用于调节缆绳 112（连接至拖缆） 的长度的致动器 112A， 并且没有其他设备。这是用于头浮标 110 的最小化的设备配置。在另一个应用中， 头 浮标 110 可以包括用于给致动器 112A 供电的电池 140。致动器 112A 例如可以是绞盘。致 动器 112A 用于控制缆绳 112 的长度， 并且因此用于控制附接至缆绳 112 的拖缆 （未示出） 的 深度。。
22、 0037 此外， 在另一个应用中， 控制装置 142 可以配置在头浮标内。控制装置 142 可以构 造为从拖缆 104 经由缆绳 112， 或者无线地从拖引船 102 接收数据， 用于控制拖缆的深度位 置。因此， 在该最后的示例性实施方案中， 头浮标 110 能够调节拖缆或者引入线的深度位 置， 而与存在或者不存在头浮子无关。 0038 头浮子 120 具有主体 121， 主体 121 构造为覆盖一个或多个用于确定拖缆相对于 其他拖缆的位置和 / 或其绝对位置的定位装置。这样的定位装置可以包括 GPS（或者使用 空气为媒质的其他类似的装置） 系统 150， 其提供相对于地球的绝对位置， 和 。
23、/ 或声学系统 （或用于确定其他拖缆的相对位置并且使用水为媒质的其他系统， 无源声学监控系统） 152， 其提供浮标对于拖缆的相对位置或者一个拖缆对于另一个拖缆的位置。 在一个应用中， GPS 系统 150 配置在头浮子的顶部上， 而声学系统 152 配置在头浮子的底部上。尽管图 5 示出 了配置在头浮子内的这些装置， 但应当注意的是， 这些装置可以部分地或者完全地配置在 头浮子的外部。其他的装置和 / 或系统可以如目前讨论地配置在头浮子之上和 / 或之中。 0039 例如， 电池 154 可以配置在头浮子之内， 以给 GPS 和声学系统供电。可选地， 如果 头浮标 110 不具有电源或者不能。
24、直接从拖缆接收电力， 则电池 154 可以通过连接件 122 向 致动器 112A 提供电力。可以配置控制器 156 （例如， 处理器和 / 或存储器） 用于控制 / 协调 在头浮子上的 GPS、 声学系统、 电池和其他设备， 例如， 用于确定何时给电池充电。电池 154 可以利用配置在浮子的顶部上的太阳能板 158， 或者燃料电池 160， 或者利用具有当由船拖 引头浮子时旋转的螺旋桨 163 的发电机 （或者水轮发电机） 162， 或者通过收获海浪的能量 的装置， 或者通过这些装置的结合来充电。因此， 对于该示例性实施方案， 从拖缆到头浮标 110， 不需要电源线， 并且通过连接件122到。
25、头浮子120。 因此， 对于该构造， 缆绳112不包括 传输电力和 / 或数据的缆绳。对于该实施方案， 仍然可以配置数据传输装置 161 以与船交 换数据。数据传输装置 161 可以是音频调制解调器或者与船的相应的装置和服务器或者计 算装置通信的无线电装置。数据传输装置 161 可以用于实时地与船通信， 以共享拖缆的位 置 （利用 GPS150 和声学系统 152 采集的绝对和相对位置） 。以这种方式， 拖缆可以按要求来 定位。 就这一点而言， 应当注意的是， 在船上的中心控制装置可以命令附接至拖缆的鸟状件 基于由 GPS150 和 / 或声学系统 152 采集的数据来定位拖缆。在另一个应用中。
26、， 电力 / 数据 线可以连接在拖缆和头浮子之间。 0040 头浮子 120 还可以包括一个或多个用于控制头浮子的方向的鳍片 164。鳍片可以 说 明 书 CN 103852792 A 6 5/9 页 7 连接至致动器 166， 例如， 电动机， 用于调节鳍片的方向。鳍片可以竖直或水平设置， 或者与 头浮子的主体呈想要的角度。可以根据本领域技术人员的认知来将其他设备增加到头浮 子。 0041 回到连接器 122， 应当注意的是， 存在着各种可能性来将头浮标 110 连接至头浮 子 120。例如， 如图 6 中显示的， 连接器 122 可以具有固定地附接至头浮子 120 的第一部分 122A， 。
27、以及固定地附接至头浮标 110 的第二部分 122B。连接器 122 的每个部分可以具有相 应的公 / 或母部分 180A 和 180B， 用于实现部分 122A 和 122B 的电和 / 或机械连接。在一个 应用中， 公和母连接部分 180A 和 180B 可以配置有彼此远远地分离的电装置 182A 和 182B。 在一个应用中， 现有的头浮标改装为具有连接部分 180B， 使得例如当头浮标有维修问题时， 头浮子可以附接至头浮标。 如上所述， 当头浮子附接至头浮标时， 可以向头浮标提供电源或 数据通信能力， 尤其是如果头浮标具有一个或多个这些功能的故障时。 0042 在图 7 中显示的另一个。
28、示例性实施方案中， 整个的连接器 122 附接至头浮标 110， 并且连接件 122 的自由端具有连接至相应的部件 184B 的公或母部件 184A， 其中部件 184B 附接至头浮子 120。还可能的是整个连接件 122 连接至头浮子 120， 并且头浮标 110 具有用 于连接至连接件 122 的公或母部件。 0043 头浮子的主体 121 可以由抗潮湿和腐蚀性环境的材料制成， 例如， 塑料、 复合材 料、 铝、 不绣钢等。主体可以制成为具有腔， 在该腔内可以配置所有的或部分的设备。可以 为该腔配置检修门以接近用于维修的设备， 并且用于保护设备远离液滴。 0044 关于在图 8 中所示的根。
29、据地震勘测的需要的拖缆 104 的定位， 多个拖缆 104 的鸟 瞰为由船102拖引。 作为一个实例， 示出两个连接至相应拖缆的头的头浮标110-1和110-2。 图 8 还示出与参考图 3-7 讨论的那些头浮子相似的两个头浮子 120-1 和 120-2。所述头浮 子可以包括 GPS 系统、 本地定位系统、 用于与船交换数据的数据传输系统以及电源。图 8 还 示出多个声学收发器 190i， 其配置为向其他收发器 （位于拖缆上和 / 或其他头浮子上） 发 送声学信号 191， 并且确定拖缆相对于彼此的位置。已确定了两个头浮子的绝对位置 （利用 GPS 系统 150） 以及拖缆相对于头浮子的位置。
30、 （利用本地定位系统 152） ， 在船上的控制器能 够计算 / 确定拖缆的实际位置并且可以相应地命令鸟状件 192i（沿一个或多个拖缆分布） 调节拖缆的位置以跟随预定义的路径。 0045 应当注意的是， 在一个示例性实施方案中， 可以仅使用一个头浮子来确定拖缆相 对于地球的绝对位置。然而， 仅利用一个头浮子， 整个拖缆布置可能围绕头浮子旋转， 因此 使得拖缆布置的定位不准确。为了防止这种情况， 可以如图 8 所示地使用至少两个配备有 GPS 系统、 本地定位系统以及数据通信系统的头浮子。为了提高准确度， 可以朝向拖缆的尾 部配置与头浮子相似地配备的一个或多个尾浮子 120a。根据又一个示例性。
31、实施方案， 代替 本地定位系统 152 或者除本地定位系统 152 之外， 可以使用超短基线 （USBL） 系统 168（如 图 5 所示） 来确定拖缆相对于彼此和 / 或相对于头浮子的位置。USBL 的主体或基体可以安 装在一个或多个头浮标 （或在船上） ， 而声波发射器可以安装在一个或多个拖缆上、 在源上、 在导向板上或在海上、 水底、 水上等的任何其他设备上。 0046 如接下来所讨论的， 头浮子和头浮标可以用于进行地震勘测。根据图 9 中显示的 示例性实施方案， 用于进行地震勘测的方法包括拖引拖缆的步骤 900、 利用头浮标支撑拖缆 的头部或引入线的步骤 902、 利用头浮标拖引头浮子。
32、的步骤 904， 其中头浮子构造为在水中 说 明 书 CN 103852792 A 7 6/9 页 8 漂浮， 以及利用附接至头浮子的定位设备确定拖缆的位置的步骤906。 头浮标可以没有任何 定位设备。 0047 根据图 10 中显示的另一个示例性实施方案， 存在一种用于在水中展开以进行海 洋地震勘测的同时替换头浮子的方法。该方法包括拖引拖缆的步骤 1000、 利用头浮标支撑 拖缆的头部或引入线的步骤 1002、 利用头浮标拖引头浮子的步骤 1004， 其中头浮子构造为 在水中漂浮， 以及从头浮标分离头浮子以进行维修的步骤 1006。替代地， 步骤 1006 可以包 括将头浮子 （如果头浮子足。
33、够小） 移动到维修船上而不使其与头浮标分离。 0048 已经关于将至少一个头浮子配置为靠近连接至拖缆的头浮标讨论上面的实施方 案。然而， 新的实施方案同样适用于连接至地震源的头浮标， 如在图 11 中显示的。其他的 可能性包括将头浮子附接至导向板 （或者防水雷器 （paravan） ） 以监控导向板的位置， 因此 有助于监控拖缆， 或者将头浮子加入到沿宽拖引 （wide-tow） 滑动的滑动器， 或者加入到在 宽拖引上预先放置的附接件。导向板在本领域是已知的， 例如被用于将拖缆的头与彼此间 隔开。 0049 在图 11 中的系统 200 示出了拖引地震源 204 的船 202。地震源 204 。
34、可以包括多个 子阵列， 一个子阵列具有浮子206和多个枪状物208。 与在之前的实施方案中讨论的头浮子 相似的头浮子 210 通过连接件 212 附接至浮子 206。对于该实施方案， 头浮子 210 可以包括 用于提供地震源或附接至源或在源的周围的其他设备的更准确的位置的声学系统 214。声 学系统 214 可以是超短基线 （USBL） 装置， 其能够声学定位水下目标。声学系统 214 还可以 配置在头浮子 120 上。 0050 参考图 12 讨论水轮发电机 162 和其新特征。图 12 示出了头浮子 300， 头浮子 300 可以具有参考头浮子 120 讨论的组件的全部或部分。为了简单起见。
35、， 图 12 仅示出了水轮发 电机 162 和其螺旋桨 163。然而， 可以具有多于一个的水轮发电机。例如， 在一个实施方案 中， 头浮子具有两个对称地位于头浮子的主体上的发电机， 并且两个水轮发电机的螺旋桨 可以构造为在相反的方向上旋转， 以减小 / 消除在头浮子上产生的转矩。应当注意的是， 如 果头浮子沿轴X前进， 则螺旋桨163可以如图中所示地在水轮发电机之后， 或者在水轮发电 机之前。水轮发电机 162 可以增加护栅 302 来围住螺旋桨 163， 以保护其远离残骸、 海洋生 物 （例如， 海龟） 等。护栅 302 可以制造为具有尺寸小于应避开的动物和 / 或残骸的尺寸的 开口。在另一。
36、个实施方案中， 护栅 302 的形状制成为促使残骸和 / 或动物越过它 （例如， 空 气动力学形状） 。在又一个示例性实施方案中， 附接机构 304 可以用于将护栅 302 附接至水 轮发电机 162， 并且附接机构 304 可以构造为相对于水轮发电机 162 旋转。以这种方式， 控 制器 156 可以命令附接结构 304 旋转以清洁护栅 302。附接机构可以通过由其自身的电动 机来激活， 其自身的电动机由头浮子的电池、 水轮发电机或者通过这两者来供电。 0051 在图13中显示的另一个实施方案中， 头浮子400具有护栅402， 当沿行驶方向X前 进时护栅 402 位于叶轮 163 的前面。护。
37、栅 402 可以通过部分 404 附接至头浮子 400 的主体 401。在一个应用中， 电动机 406 配置在头浮子 400 内， 并且附接至部分 404， 以使护栅 402 向后和向前旋转。电动机 406 可以使护栅沿箭头 408 旋转。在一个应用中， 电动机可以使 护栅 402 在每个方向上旋转 10 度 （也可以使用其他角度） 。以这种方式， 护栅可以被清洁。 0052 此外， 部分 404 可以防止残骸和 / 或海洋生物被困于头浮子的主体 401 和水轮发 电机 162 之间。在一个应用中， 部分 404 是简单的杆。然而， 在另一个应用中， 部分 404 是 说 明 书 CN 103。
38、852792 A 8 7/9 页 9 网。护栅 402 可以具有不同的形状。在图 13 中示出的一个实例包括两个网表面 （平面的或 者弯曲的） ， 其在部分404处连接在一起。 可以使用用于护栅的其他形状。 在另一个应用中， 部分 404 不与头浮子 400 的主体 401 接触。在这种情况下， 护栅可以附接至水轮发电机， 如 已经在上面讨论的。 0053 在图 14 中显示的又一个示例性实施方案中， 护栅 502 可以附接至头浮子 500 的主 体 501 或者水轮发电机。护栅 502 可以包括物理上附接至主体或者附接至水轮发电机， 或 者附接至两者的固定栅板 504 以及配置成极为邻近固定。
39、栅板 504 的活动栅板 506。固定栅 板 504 可以附接成与头浮子的主体具有角度， 以促进海藻、 残骸等的清除。活动栅板 506 可 以配置在固定栅板 504 之内或之外。为了简单起见， 图 14 示出了单个的活动栅板 506。然 而， 可以靠近固定栅板配置多于一个的活动栅板。 0054 活动栅板506构造为相对于固定栅板504旋转。 因此， 活动栅板和固定栅板可以具 有圆柱形状。一个或多个船桨 512 可以位于活动栅板 506 上， 以产生在水流作用下的旋转 运动。活动栅板 506 可以通过各种机构 （例如， 每个栅板具有接合其他栅板的轨道 （track） 的轨道） 靠近固定栅板 50。
40、4 固定住。可以在固定栅板上配置更多的活动栅板， 以覆盖大部分 的固定栅板。然而， 活动栅板应当能够不碰触水轮发电机而旋转。图 14 示出了仅围住螺旋 桨的护栅 502。在另一个示例性实施方案中， 护栅可以设计成也围住水轮发电机 162。固定 栅板 504 可以利用附接件 508 附接至头浮子的主体 501。在另一个应用中， 固定栅板 504 可 以利用附接件510附接至水轮发电机162。 在又一个示例性实施方案中， 固定栅板504可以 既附接至头浮子的主体， 也附接至水轮发电机。 0055 在又一个实施方案中， 控制器 156 可以构造为监控由水轮发电机产生的电力， 并 且当该电力下降到预定。
41、阈值以下时 （其表明残骸或其他物体正降低到螺旋桨的水流） ， 命令 附接机构 304 或电动机 406 使护栅旋转， 以达到清洁的目的。 0056 在图15中显示的再一个示例性实施方案中， 头浮子600可以具有围绕水轮发电机 162 的叶轮 163 分布的护栅 602。为了移动 （旋转、 平移或两者） 护栅 （可以固定地附接至水 轮发电机 162） ， 整个水轮发电机可以通过位于头浮子 600 的主体 601 之内的电动机 604 旋 转。对于所有的以上讨论的实施方案， 控制器 156 可以协调护栅的旋转、 由水轮发电机产生 的电力的测量， 与船的通信等等。 0057 在又一个示例性实施方案中。
42、， 存在与在水下拖引的拖缆的头部或引入线相关联的 头浮子。头浮子包括构造为在水中漂浮的主体 ； 将头浮子连接至头浮标的连接器 ； 以及附 接至头浮子并且构造为确定拖缆的位置或者源的位置的定位设备。 头浮子不向拖缆提供浮 选。 在一个应用中， 头浮标没有任何定位设备， 并且头浮标构造为经由缆绳连接至拖缆的头 部或者连接至引入线。 在另一个应用中， 连接器包括第一连接部件和第二连接部件， 第一连 接部件和第二连接部件构造为彼此分离以将头浮标与头浮子分开。 定位设备可以包括构造 为确定拖缆相对于邻近的拖缆的位置的声学系统 ； 和 / 或构造为确定拖缆的绝对位置的全 球定位系统。头浮子可以进一步包括构。
43、造为产生电能的电源 ； 以及构造为与拖引拖缆的船 交换数据的数据传输装置。电源构造为向头浮标供电， 并且在拖缆或者引入线和头浮标之 间没有电力线。头浮子可以包括至少一个用于控制行驶方向的鳍片。 0058 在一个应用中， 头浮子不直接附接至拖缆或引入线。头浮子也可包括构造为通过 使螺旋桨旋转产生电能的水轮发电机， 以及用于保护螺旋桨远离残骸和 / 或海洋生物的护 说 明 书 CN 103852792 A 9 8/9 页 10 栅。护栅构造为相对于头浮子的主体移动， 以清洁护栅。头浮子还可以包括用于感测由水 轮发电机产生的电力以及用于基于感测的电力控制护栅的移动的控制器。 0059 以上讨论的方法。
44、可以在运行的专用装置 （例如， 专用网络或者计算机或者云计算 网络等） 中实施以被执行。可以使用软件和硬件的结合来实现事件相关的横向的各向同性 轴和 / 或相关联的倾斜模型。现在参考图 16 来讨论可以实施以上讨论的示例性实施方案 中的一个或多个的专用机。 0060 适于执行在示例性实施方案中描述的活动的示例性计算安排 1600 可以包括服务 器 1601。这样的服务器 1601 可以包括中心处理器 （CPU） 1602， 中心处理器 1602 联接至随 机存取存储器 （RAM） 1604 并且联接至只读存储器 （ROM） 1606。ROM1606 还可以是其他类型 的存储媒质来存储程序， 例。
45、如可编程 ROM（PROM） ， 可擦除 PROM（EPROM） 等。处理器 1602 可 以通过输入 / 输出 （I/O） 电路 1608 和总线 1610 与其他的内部组件和外部组件通信， 以提 供控制信号等等。处理器 1602 根据软件指令和 / 或固件指令实现在本领域已知的各种功 能。 0061 服务器 1601 还可以包括一个或多个数据存储装置， 包括硬盘和软盘驱动器 1612、 CD-ROM 驱动器 1614， 以及能够读取和 / 或存储例如 DVD 等的信息的其他硬件。在一个实 施方案中， 用于实现以上所讨论的步骤的软件可以存储和分布在 CD-ROM1616、 可移除媒质 161。
46、8 或能够便携式存储信息的其他形式的媒质上。这些存储媒质可以插入例如 CD-ROM 驱 动器1614、 硬盘驱动器1612等设备中， 并且被这些设备读取。 服务器1601可以联接至显示 器 1620， 其可以是任何类型的已知显示器或者演示屏， 例如 LCD、 等离子显示器、 阴极射线 管 （CRT） 等。配置用户输入接口 1622， 包括一个或多个用户接口机构， 例如鼠标、 键盘、 麦克 风、 触摸板、 触摸屏、 声音识别系统等。 0062 服务器1601可以经由网络联接至其他的计算装置， 例如固网电信和/或无线终端 以及相关联的应用。服务器可以是如全球区域网 （GAN） （例如因特网 162。
47、8） 的大网络配置 中的部分， 其允许末级连接至各种固网电信和 / 或移动客户端 / 监视装置。 0063 如本领域技术人员将会理解的， 示例性实施方案可以作为方法在无线通信设备、 计算网络中体现， 或者在计算机程序产品中体现。 因此， 示例性实施方案可以采用完全的硬 件实施方案或者结合硬件和软件方面的实施方案的形式。此外， 示例性实施方案可以采用 存储在具有在媒质中体现的计算机可读指令的计算机可读存储媒质上的计算机程序产品 的形式。可以使用任何适当的计算机可读媒质， 包括硬盘、 CD-ROM、 数字通用光盘 （DVD） 、 光 存储装置， 或磁存储装置 （例如软盘或磁带） 。计算机可读媒质的。
48、其他非限制性实例包括闪 存类型存储器或其他已知的存储器。 0064 公开的示例性实施方案提供了一种系统和方法， 用于减少与头浮子的设备维修相 关的停工时间。应当理解的是， 该描述无意限制本发明。相反， 示例性实施方案旨在覆盖包 含在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的变化、 改变和等同替代。 此外， 在示 例性实施方案的具体描述中， 提出了许多特定细节以全面地理解该要求保护的发明。 然而， 本领域技术人员将了解可在无这些特定细节的情况下实现各个实施方案。 0065 尽管在特定组合的实施方案中描述了当前示例性实施方案的特征和元件， 但在没 有实施方案或各种组合的实施方案的其他特征和元件的。
49、情况下， 在有或者没有本文公开的 其他特征和元件的情况下， 每个特征或元件可以单独使用。 说 明 书 CN 103852792 A 10 9/9 页 11 0066 本书面描述使用公开的主题的实例， 以使任何本领域技术人员能够实施本发明， 包括制造和使用任何装置或系统以及进行任何包含的方法。 本主题的专利范围由权利要求 来限定， 并且包括对于本领域技术人员来说可能出现的其他实例。这样的其他实例有意在 权利要求的范围内。 说 明 书 CN 103852792 A 11 1/13 页 12 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103852792 A 12 2/13 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 103852792 A 13 3/13 页 14 图 4 说 明 书 附 图 CN 103852792 A 14 4/13 页 15 图 5 说 明 书 附 图 CN 103852792 A 15 5/13 页 16 图 6图 7 说 明 书 附 图 CN 103852792 A 16 6/13 页 17 图 8 。