機電產(chǎn)品技術(shù)
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導(dǎo)航傳感器技術(shù)助力海洋地震探測
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、導(dǎo)航定位服務(wù)，評估和核準Sparton導(dǎo)航勘探開發(fā)，并提供集成導(dǎo)航傳感器，應(yīng)用于第一個組合導(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值的，由于它不僅能夠解釋潛在的危險源，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，能夠精準、持續(xù)地為P-Cable地震系統(tǒng)與深水輔助設(shè)備提供一個實時定位及形狀分析。為了實現(xiàn)這一目標，該公司知道必須從“零”開始，不希望使用任何現(xiàn)有的產(chǎn)品。
產(chǎn)品需求
對導(dǎo)航系統(tǒng)進行評估，首先需要對產(chǎn)品進行明確定義，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、高準精度，X、Y和Z的實時數(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)字羅盤以性價比的優(yōu)勢居于領(lǐng)導(dǎo)地位，并提供了許多與設(shè)計相關(guān)的優(yōu)勢，保持了精準航向的方式。數(shù)字羅盤通常由磁力儀(用于測量接地的磁場確定磁北極)、加速度計(作為傾斜傳感器用于彌補由于橫搖和縱搖帶來磁力儀方向變化)。此外，數(shù)字羅盤還可以擴充到使用陀螺儀(角速率傳感器用于彌補磁干擾和動態(tài)環(huán)境)。
設(shè)計羅盤
重要的是，基于MEMS的數(shù)字羅盤設(shè)計須符合產(chǎn)品的要求，并經(jīng)選定測試。據(jù)測試結(jié)果表明，正是因為其體積非常小與三軸基準輸出量，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)字羅盤順著一個拖線陣也稱為兩個轉(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進行服務(wù)。這些地震拖纜使數(shù)字羅盤歸并到它們的尾翼，滿足另一個關(guān)鍵設(shè)計的要求，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、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定位共同實時傳輸交聯(lián)電纜和地震拖纜的真實形狀。同時，要考慮的一個重要設(shè)計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在未來的技術(shù)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。
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