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Eddie Majzlik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。