導(dǎo)航傳感器技術(shù)助力海洋地震探測(cè)

　　一種新的數(shù)字式羅盤可以提供一幅清晰的海底地質(zhì)全景圖。NCS SubSea公司主要為石油天然氣行業(yè)提供探測(cè)、導(dǎo)航定位服務(wù)，評(píng)估和核準(zhǔn)Sparton導(dǎo)航勘探開(kāi)發(fā)，并提供集成導(dǎo)航傳感器，應(yīng)用于第一個(gè)組合導(dǎo)航系統(tǒng)即P-Cable高分辨率多道地震拖纜系統(tǒng)，該技術(shù)研發(fā)的目的是為石油天然氣生產(chǎn)者提供大約2，000米海底高分辨率地質(zhì)圖像，這些信息是非常有價(jià)值的，由于它不僅能夠解釋潛在的危險(xiǎn)源，還能提供古河道、斷層泥及相似特征。

　　在研發(fā)導(dǎo)航及定位技術(shù)中，NCS公司將海底系統(tǒng)與幾何學(xué)緊密結(jié)合起來(lái)，能夠精準(zhǔn)、持續(xù)地為P-Cable地震系統(tǒng)與深水輔助設(shè)備提供一個(gè)實(shí)時(shí)定位及形狀分析。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該公司知道必須從“零”開(kāi)始，不希望使用任何現(xiàn)有的產(chǎn)品。

　　產(chǎn)品需求

　　對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，首先需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行明確定義，以確保產(chǎn)品的選擇滿足多分量地震技術(shù)應(yīng)用的各種挑戰(zhàn)。例如，導(dǎo)航系統(tǒng)的要求主要有：低成本、低功耗、體積小、高準(zhǔn)精度，X、Y和Z的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出，并經(jīng)得起元件的魯棒性和應(yīng)用環(huán)境的多變性;快速更新率。

　　隨著MEMS傳感器技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)字羅盤以性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)居于領(lǐng)導(dǎo)地位，并提供了許多與設(shè)計(jì)相關(guān)的優(yōu)勢(shì)，保持了精準(zhǔn)航向的方式。數(shù)字羅盤通常由磁力儀(用于測(cè)量接地的磁場(chǎng)確定磁北極)、加速度計(jì)(作為傾斜傳感器用于彌補(bǔ)由于橫搖和縱搖帶來(lái)磁力儀方向變化)。此外，數(shù)字羅盤還可以擴(kuò)充到使用陀螺儀(角速率傳感器用于彌補(bǔ)磁干擾和動(dòng)態(tài)環(huán)境)。

　　設(shè)計(jì)羅盤

　　重要的是，基于MEMS的數(shù)字羅盤設(shè)計(jì)須符合產(chǎn)品的要求，并經(jīng)選定測(cè)試。據(jù)測(cè)試結(jié)果表明，正是因?yàn)槠潴w積非常小與三軸基準(zhǔn)輸出量，海底系統(tǒng)和NCS才最終選擇了數(shù)字羅盤。另外一個(gè)最關(guān)鍵之處在于該產(chǎn)品的信息層的能力，該數(shù)字羅盤順著一個(gè)拖線陣也稱為兩個(gè)轉(zhuǎn)向器之間的交聯(lián)電纜，可以在相隔6.25米或者12.5米之間集成，提供必要的水平揚(yáng)程并傳遞電纜信息。數(shù)字羅盤保存鈦蓋，可以作為地震拖纜的附壁點(diǎn)進(jìn)行服務(wù)。這些地震拖纜使數(shù)字羅盤歸并到它們的尾翼，滿足另一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)的要求，因此，它們不得不滿足現(xiàn)有拖纜發(fā)射空間。

　　該數(shù)字羅盤提供了精準(zhǔn)、可靠的航向信息，移交給主干信息層，并允許系統(tǒng)使用那些航向信息與GPS定位共同實(shí)時(shí)傳輸交聯(lián)電纜和地震拖纜的真實(shí)形狀。同時(shí)，要考慮的一個(gè)重要設(shè)計(jì)就是使羅盤能夠在含水的裝備內(nèi)集成，并連接外部設(shè)備。對(duì)此，數(shù)字羅盤是不可行的，這是由于設(shè)備的緊密間距的限制。Sparton元件滿足了海底鉆井的挑戰(zhàn)，甚至允許用于含水設(shè)備的更小空間。

　　效率前景

　　NCS公司技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)負(fù)責(zé)人EddieMajzlik表示，我們能夠比較容易與Sparton工作人員溝通與交流，不僅在技術(shù)層面上，更重要是我們有共同理念，很好地理解了我們的需求，符合了作業(yè)要求，最終，這為我們提供了三軸數(shù)字羅盤，規(guī)模小、功能大，很好地滿足了海洋開(kāi)發(fā)環(huán)境，且允許相互傳輸數(shù)據(jù)及信息層。

　　NCS海底公司和P-Cable技術(shù)人員比較看好該技術(shù)，并相信Sparton在未來(lái)的技術(shù)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。