地震探查通常利用地震信号源来产生声信号，该声信号传播进入地表内，并 且部分的被地下地震反射器反射(也就是，以不同弹性为特征的岩石层和流体层 之间的界面)。位于地表上或地表附近的地震接收器单元检测并记录反射信号(也 就是通常所说的“地震反射波”)从而产生地下的地震测量。然后，处理记录的 信号或地震能量数据来产生有关岩石地下构造的信息，识别这样的特征，比如岩 石地下构造边界。
通常，地震接收器单元排成列，其中该列地震接收器组成沿线分布的单列接 收器，来接收来自接收器沿线下方的地震横截面的数据。对于较大的区域以及对 于构造的三维显示，多列接收器可以平行分布，来形成接收器网。
虽然在陆地上和在海洋环境中对地震反射波检测和记录的基本过程是一样 的，但是海洋环境由于海水本体覆盖了地表而会产生独特的问题。在海洋环境中， 即使是简单布置和回收地震接收器也是复杂的，因为必须离开地震探查船只进行 操作，外部因素比如波动作用、天气和有限的空间都极大的影响了操作。近几年， 当探查操作进入到越来越深的海水中的情况下，这些因素变得更加显著。
深水中的探查导致对放置在海床上或海床附近的地震接收器单元依赖的增 加。这些装置通常指的是“OBC”(海底电缆)或“OBS”(海底地震仪)系统。 通常使用三组主要的海底装置在海底测量地震信号。第一类装置是OBC系统，类 似于传统的拖缆(towed streamer)，组成包含地震检波器(geophones)和/或水 听器(hydrophones)的电线或电缆，并放置在海床上，检测器单元和电缆遥测在 海床上相互连接。对于OBC系统，地震船只将电缆从船只的船头或船尾放出去， 并在船只的相对端收回电缆。在大多数情况下，需要三艘船来执行整个操作，因 为除了地震能量源船只外，需要特殊装备的船只来进行电缆布置，需要单独的船 只来进行记录。记录船只通常是固定连接到电缆上，而布置船只通常沿着接收器 布置和回收电缆持续的移动。因为记录船只是持续不变的与电缆接触，所以需要 保持船只的位置来抵抗波动作用和洋流，这将会对电缆产生极大的张力，增大了 电缆断开或设备故障的可能性，同时将信号干涉引入了电缆中。
第二类记录系统为OBS系统，其中传感器包和电子仪器包固定在海底上。该 装置通常将信号数字化，并且使用有线电缆将数据传输到无线通讯单元上，该无 线通讯单元连接到固定的电缆上并漂浮在水面上。然后漂浮的发射器单元将数据 传输到表面船只上，在那里记录地震数据。在地震探查中通常布置OBS单元没有 上千个也有几百个。第三类地震记录装置为OBS系统，通常是指海底地震记录仪 (SSR’s，Seafloor Seismic Recorders)。这些装置包括密封包内的传感器和电子仪 器，当其布置在海底的时候在船上记录地震数据(与将数据数字化并传输到外部 记录器不同)。通过从海底回收装置来提取数据。SSRs通常是可再次使用的。
各个OBS系统通常包括各种组件，比如一个或多个地震检波器和/或水听器 传感器、电源、石英振荡器时钟、控制电路，比如当使用万向设置的地震检波器 并记录处理过的数据的时候，还包括有罗盘或万向节。许多这样的组件在其布置 在海底的时候受到来自OBS单元定位的各种影响。例如，石英受地球引力的影响， 使得OBS系统的定位能够影响石英钟的操作。OBS系统在海床上的任何定位误差 可导致时钟不精确。同样，虽然机械万向节可用来修正倾斜，但是在许多万向节 装置中倾斜度限定为30°。对于这样的装置，为了万向节能够正确的工作，OBS 系统必须以完全期望的定位布置在海床上，也就是，与水平成大约30°或者更小。 当然，众所周知地震检波器的机械万向节价格昂贵，并且比没有万向节的地震检 波器需要更多的空间，同样，期望将OBS系统布置成使其不需要万向节。
对于定向，需要OBS系统在海床上的定位来正确的由系统翻译记录的地震数 据。处理数据的精度部分的依靠用来处理数据的定位信息的精度。因为现有的定 位装置比如GPS不能在海水环境中操作，用来建立OBS系统在海床上的定位的 传统的现有方法包括声纳定位。例如，采用声纳系统，OBS装置可以“反射脉冲 信号(pinged)”来确定其位置。在任何情况下，处理数据的精度直接依靠确定 OBS系统定位的精度。从而，特别期望利用布置方法和装置来产生可靠的定位信 息。在这同一点上，特别期望保证获得OBS系统在海床上的计划位置。
实际布置在海床上的所有类型的地震系统共同存在的一个问题是系统与海床 之间的接合程度。本领域技术人员将会理解，地震单元和地表之间的实际接合在 地震数据收集工业中已经变成一个主要的关注点。系统的地震检波器和海床之间 有效的接合对于保证系统的正确操作是极为重要的。例如，在采用三维地震检波 器的OBC系统中，因为电缆是简单的放置在海床上的，所以地震检波器不是刚性 的接合到海床上的沉积物。同样，除了沉积物导致的之外的水平运动，比如海底 洋流，可导致产生错误信号。同样，因为其拉长的结构，当试图记录修剪后的波 形数据时，OBC系统仅仅易于沿着电缆的主轴具有满意的接合。
为了增强接合，许多现有技术中的OBS系统将传感器，也就是地震检波器组 件，从剩下的电子仪器中分离出来，来保证地震检波器有效的接合到海床上。
从而，在获得地震单元的有效操作和地震数据的有效收集中，OBS单元的定 向、定位和接合都是重要的因素。各个这些组件的放置极大的依赖于OBS单元布 置的方式。通常，对于在海岸过渡地带比如浅海或湿地中的操作，单元是简单的 在布置船只侧面的目标海床位置之上放入到水中。因为水相当的浅并且OBS单元 相对较重，洋流、拖曳等等的影响很小，OBS单元可以在海底非常容易的获得期 望的定位。相反，下降穿过几百或几千英尺的海水，并且受浮力、拖曳和洋流影 响的OBS单元，可能被置于离初始位置几百英尺的海床上。不仅单元在地震探查 上由于放错位置而使其价值降低，而且OBS的定位和回收也变得更加困难。
当然，定向经常补入定位可靠。各种物体，不管是石头、暗礁甚至是丢弃的 残骸，都可能破坏单元的定向，该定向在大多数情况下优选的平行于水平线。本 领域技术人员将会理解定向可以影响数据精度。最精确的数据是已经处理了的来 说明获得原始数据的地震收集单元定位的那些数据。这样的处理通常使得本身能 确定x、y和z向定位的额外的设备在船上的单元是非常必要的，同样，在处理原 始数据期间额外的计算能力和时间也是非常必要的。
同样，地震收集单元和海底之间的接合程度，无论是在浅海还是在深海，在 放置单元时通常都是难以确定的。特别是对于那些简单的允许其放置在要到达地 方的地震单元。在许多情况下，海底特别位置上淤泥的顶层可能有些不牢固或者 是柔软的，使得到地震单元的地震能量传输在某些方面削弱或失真。即使是在相 对较硬或紧致的海底，如果地震单元没有与地表形成良好的接合，那么就可能会 削弱从地表传递到单元地震检波器的地震能量。从而，即使单元放置在期望的位 置上，并定位成使得在对地震数据的地球引力影响等最小，也必须获得高度的接 合，使得收集的数据质量最好。
从而，基于上述，尤其希望能够将OBS单元放置在深水位置的海底上，来保 证获得期望的定位和定向，并使得单元和海底之间的接合最佳。
因为在深水总推动引导地震操作是相对较新的技术，所以针对深水OBS单元 放置来解决上述问题的尝试很少。公开号为US 2003/0218937 A1的美国专利申请 公开了一种利用拴住的遥控运载工具(“ROV”)和分开的OBS托架框的OBS 布置方法，各个遥控运载工具和OBS托架框在分开的路线上低于海床。该托架包 括多个OBS单元。该参考文件指出，一旦ROV和托架框靠近海床，ROV可以用 来将取出和放置各个OBS单元取出并放置托架周围期望的位置上。在优选实施例 中，使用多个托架在同一时间同时将多组OBS单元下降靠近海床，使得ROV的 操作时间最优化。
本领域技术人员将会理解，这样的系统根据深水操作很可能会遇到操作上的 问题，极端的深度、表面条件、多重洋流和柔软或不牢固的海底条件都可以显著 的影响布置效果。最明显的是，托架上的拖曳、ROV和它们各自的线都是不同的， 同样，布置系统的这些不同组件在水下遇到各种因素的时候将会产生迥异的响应。 在托架框的情况下，没有机构来遥控托架框在水中的位置，这使得托架框极有可 能被沿着主要洋流方向推动，对托架框的运动几乎不进行控制。同样的，用于ROV 的绳索和用于托架框的线的尺寸和浮力可能是不同的，使得线上的拖曳可能是完 全不同的。当布置在几千英尺的水中的时候，在现有系统的这些各种因素中拖曳 的影响被显著的放大，使得ROV和托架框分开几百英尺或者更多。
也许对于这种处于实际操作状况下的系统来说，更多的威胁是线将会缠绕在 一起的可能性，中断地震发射并威胁其有效性。本领域技术人员将会理解，当在 水中线的数目在任意给定的时间内增大的时候，操作变得更难，控制线的运动并 防止缠绕变得更加困难。尤其是线以及连接到线的下端的物体，具有不同的拖曳 特性。即使当ROV控制线的一端，而其它的不控制的时候，缠绕也是很有可能的。 作为实例，各个线可以从水面到海床延伸10,000英尺长。因为通常的布置船仅仅 只有40英尺宽，并且各条线布置在船的相对侧，所以很有可能托架框想的线与 ROV的绳索缠绕在一起了。
上述现有系统的另外的缺点在于，其仅仅使用单个的ROV来进行布置和回 收。虽然这样的系统使得操作成本最小，但是整个操作都依赖于单个ROV的可操 作性。ROV的任何故障都可完全耽误布置/回收，因为需要在继续操作之前进行 维修。
从而，希望提供一种用于深水地震数据收集单元的布置系统，使得当OBS在 海床上或接近海床处进行布置操作时，拖曳、天气、洋流、深度和类似条件的影 响最小。此外，这样的系统优选的设置成回收预先布置的OBS单元。这样的系统 将允许在海床上精确的放置和定向，并且单个的OBS单元与海床有着良好的接 合。优选的，这样的系统将利用ROV在海床上或靠近海床处以在操作中使得ROV 使用最优化的方式布置和/或回收多个OBS单元。如果在同样的操作中使用多根 线，该系统将提供线缠绕在一起最小的可能性。该系统也将提供已经从布置状态 回收的OBS单元的有效翻新。这样的翻新希望包括数据提取和OBS单元的再次 充电。在优选实施例中，布置系统也将在整个地震获取操作上设备故障的影响最 小化。
OBS单元布置应当是易于完成的，而OBS单元应当是在某个位置可高度可靠 的布置的。
该系统也应当能够易于处理几百或几千个包括在海洋环境中用于布置的列的 OBS单元。这样的系统应当能够布置、回收、通过轨道移动、保持以及存储单个 的记录器单元，而使得人力和额外表面船只的需求最小化。该系统应当同样的使 得在这样的行为中单个单元的潜在损害最小化。

本发明提供一种用于从船只或平台表面上深水放置和回收OBS单元的系统。 该系统利用至少一个连接到托架装置上的遥控运载工具(“ROV”)或类似的装 置，多个可独立布置的OBS单元位于该托架装置上。在多数优选实施例中，托架 装置直接连接到ROV上。同样，ROV本身用于将OBS单元从表面船只上向下移 动到海床上。一旦靠近海床，ROV能够有效的期望的“节点”位置之间移动，来 放置OBS用于操作。优选的，单个的单元可以从托架装置上自动弹射出去或者借 助ROV/托架系统上的机械手臂或类似的操作装置来交替的取出和放置。
在一个优选实施例中，托架装置由移动或旋转的传送带组成，OBS单元设置 在该传送带上。该传送带旋转而将OBS单元从托架上进行布置。这样的布置可以 是自动的，或者需要外部帮助，比如位于托架或ROV上的机械手臂。像这样的传 送带是希望的，因为其不仅单单从托架上进行布置，还允许托架“装载(load)”， 也就是，托架可以改变来控制ROV/托架系统的重量平衡和浮力。
在另一个优选实施例中，托架装置为圆筒，其内装有多个OBS单元。该圆筒 连接到ROV上，使得OBS单元可以从圆筒的一端自动的或借助外部帮助来进行 释放。圆筒也可以用来从海床的布置上回收OBS单元。
在另一个优选实施例中，托架设置有一个或多个活动传送带。OBS单元设置 在传送带上，可将OBS单元移动到托架上的卸料位置。对于上述传送带，传送带 可以用来在托架中移动OBS单元，来控制重量平衡和浮力。该传送带也可以用来 从海床的布置上回收OBS单元。
在另一个优选实施例中，OBS单元移送到形成托架一部分的轨道上。OBS单 元设置成沿着轨道滑动，来将它们移动到托架上的布置位置。该轨道也可以用来 接合OBS单元，从海床上回收。
在另一个优选实施例中，OBS单元利用“准时”传递系统顺序的传递到海床 上，使得OBS单元在ROV移动到放置单元的位置上的时候进行布置。在这个优 选实施例中，各个OBS单元沿着传递线基本平行于ROV的绳索向下传递。该传 递线连接到ROV上，使其与ROV联动。另一种选择是，该传递线可以形成为ROV 绳索本身的一部分。在任一情况下，该传递线设置成将OBS单元传递靠近ROV 机械手臂或类似装置，使得OBS单元能够从传递线上移除，通过ROV放置，来 进行操作。因为OBS单元沿着传递线从布置船只向下移动到ROV需要相对较长 的移动时间，所以多个OBS单元可以同时沿着传递线向下传递，尽管是相应分隔 开的，来使得ROV在下一个OBS单元到达之前来布置OBS单元。
在“准时”传递系统的另一个实施例中，OBS单元通过布置线和回收线顺序 的传递到海床上，单元以与期望放置间隔一致的间隔连接到该布置线和回收线上。 在洋面上，海洋船只放出连接有单元的布置线，当到达或靠近海床的时候，设置 在ROV上的导向件与该线接合，并沿着期望的设计线路移动。ROV沿着设计线 路的移动使得布置线穿过水柱并穿过导向件。当OBS单元穿过导向件的时候，单 元通过ROV放置或“安置”在海床上。在单元放置之后，ROV继续沿着期望设 计路线移动，从而使得下一个连接到布置线上的OBS单元穿过导向件。优选的， 在下一个布置线上的OBS单元刚刚到达海床的时候，ROV到达下一个期望的OBS 单元布置位置。一直持续这个过程，直到对于期望的设计线路，所有的OBS都已 经布置好。
在前述的本发明的实施例中，锚锤可连接到布置线上，与最后一个已经放置 好的OBS单元相隔一段距离。该锚锤单元通过ROV放置在海床上，来保持最后 一个单元和锚锤之间期望的松弛。优选的，浮标通过浮标线连接到锚锤上，而连 接到浮标线上的声音释放装置使得浮标在水面下方一段距离处“浮动”。在启动 释放装置的情况下，浮标将会浮动到表面上，来回收连接有OBS单元的布置线。
在各种情况下，通过ROV或类似的遥控布置机构，OBS单元可以精确的放 置在海床的期望位置上。同样，可以保证正确的定位，也可以保证高度的接合。 在优选实施例中，各个OBS单元是无线且独立的，使得不需要ROV和OBS单元 之间的通讯或控制。在这个实施例中，在从布置船只的甲板上布置之前进行OBS 单元的初始化操作，或者另一种选择是，在由海床上的ROV处理之前进行OBS 单元的初始化操作。在另一个实施例中，OBS单元和ROV分别装备有无线通讯 装置，比如声音或电磁调制解调器，使得当单元和ROV相互处于“无线”范围内 的时候，ROV可以用来与OBS进行通讯。这使得能够与OBS单元进行通讯，达 到比如启动、操作和质量控制的目的。
ROV/托架系统也可以用来从海床上回收布置好的OBS单元，并且将它们传 回表面船只上。包括回收OBS单元的托架可以在表面上与ROV分离，并且移动 到船只上来进行OBS单元的处理和服务。优选的，从托架上移除这样的单元，并 且在甲板上取得地震数据。之后，对OBS单元进行充电、测试、再次同步以及再 次初始化。在这一点上已经处理的OBS单元可以装回到托架中再次使用。
优选的，各个OBS单元是独立的，使得所有的电子仪器设置在OBS单元内， 包括多方向地震检波器包、地震数据记录装置、电源和时钟。也可以包括无线通 讯装置，用于ROV和OBS之间的通讯。电源优选的采用可充电电池。
优选的，各个OBS单元在地震船只上启动，并且一旦从海洋中回收的时候要 再次启动，使得单元在ROV开始向下移动到海床上之前开始的期间内持续的获取 数据。另一种选择是，当ROV和OBS单元上具备无线通讯装置的情况下，在OBS 单元通过ROV布置或接近布置的时间的时候，同ROV通讯连接来初始化记录。
机械手臂、高架台、起重机等等可以位于甲板上来移动托架和ROVs。同样， 船只可以包括OBS单元处理系统，来装载和卸载托架，在OBS单元上执行各种 任务，比如数据提取、测试和充电。
附图说明
图1为在深水中利用ROV/托架系统布置独立OBS接收器单元的地震操作示 意图，这是本发明的目的；
图2为采用移动圆盘传送带来操作OBS单元的托架系统透视图；
图3为图2的圆盘传送带型托架系统去除一部分的俯视图；
图4为采用包含OBS单元的圆筒的托架系统的透视图；
图5为圆筒型托架连接到ROV的实施例示意图；
图6为采用传送带来操作OBS单元的托架系统的俯视图；
图7为图6中使用的托架的传送带的侧视图；
图8为采用轨道传递OBS单元的托架系统去除一部分的俯视图；
图9为图8中托架去除一部分的俯视图；
图10为布置在图8中托架的轨道上的OBS单元的端视图；
图11为在深水中利用ROV布置OBS接收器单元的地震操作以及“准时”传 递系统的一个实施例的示意图，，这是本发明的目的；
图12为在深水中利用ROV放置连接到从表面释放的布置线上的单元的OBS 接收器单元“准时”布置另一个实施例的地震操作示意图；
图13为设置在ROV下侧的布置线导向件去除一部分的俯视图；
图14为多个放置在海床上独立的、相互连接的OBS单元的示意图，其连接 有回收浮标和声音释放装置。

在本发明的详细说明中，相同的附图标记始终代表类似的部件。可以省略各 项设备，比如紧固零件、配件等等，来简化说明。然而，本领域技术人员将会认 识到，可以在需要的时候采用这样的现有设备。
参考图1，其显示了具有表面12和海床14的海水10本体。船只或操作平台 16位于海水10的表面12上。遥控运载工具(“ROV”)或类似的装置18与船 只16进行通讯。托架20连接到ROV18上。托架20设置成接收多个海底地震接 收器单元22。ROV18能够在表面12和海床14之间移动，来运送其间的海底地震 接收器单元22。也可以利用ROV18将单元22从海床14上移开，并将单元22放 置在海床14上。同样，可以利用ROV18将单元22从海床14上回收，并将单元 22插入到空的或局部空的托架20中。另一种选择是，托架20可以设置成从那里 投射单元22或者相反的从那里将单元22移开来用于在海床14上的布置。
ROV18和地震操作相关单元22优选的由相同的船只或平台来指挥，在所示 的情况下，由船只16来指挥。任何类型的水下运载工具可以用于这样的操作，没 有限制，潜水艇或自控水下机器人(AUV)，ROVs通常用于所有类型的水下操 作，是优选实施例中期望的。这样的ROVs通常与表面上的船只或平台16通过连 接电缆或绳索24进行通讯，该连接电缆或绳索24用来提供动力、通讯和控制。 通常，绳索管理系统或“TMS”26用作媒介，在表面平台之下操作ROV。TMS 通常也是可控平台，设置成输出和释放长度较长的绳索24，比如1600米。对于 大多数ROV18在海床14上的操作而言，TMS26可以安放在海床14上方约50英 尺处，并且可以在需要时释放绳索24，使得ROV18在海床14周围自由移动，来 在海床14上“安置(plant)”OBS单元22。
转到图2和图3，所示为ROV18连接到采用移动圆盘传送带30的托架系统 20上，多个OBS单元22安置在该移动圆盘传送带30上。托架系统20由框架32 限定，圆盘传送带30固定在框架32内，卸料口34限定在框架34上。圆盘传送 带30包括环形导向槽36，该环形导向槽36上固定有多个可以安置单元22的承 座38。在一个实施例中，导向槽36为刚性轮。在另一个实施例中，导向槽36为 活动轨道。不管怎样，轮/轨道36由内环40和外环41限定。齿轮齿42沿着所述 内环40设置。具有主动齿轮46的驱动电机44位于靠近内环38的位置上，使得 电机44的主动齿轮46可以与轮/轨道36的齿轮齿42啮合。托架系统20通过中 心轴48连接到ROV18上。
在一个优选实施例中，托架系统可枢转的连接到中心轴48上，而驱动电机 44刚性的固定到ROV18上，使得驱动电机44的致动导致整个托架系统20相对 于ROV18绕着轴48旋转。在这种结构中，可以设置附加的驱动电机来使得框架 32相对于圆盘传送带30旋转。在这种情况下，框架32和圆盘传送带30可以分 别可枢转的安装到中心轴48上。圆盘传送带30相对于框架32的旋转使得单个的 承座38选择性的位于靠近卸料口34的位置上。
在另一个实施例中，框架32刚性连接到ROV18上，并且仅仅只有圆盘传送 带30可枢转的连接到中心轴48上。驱动电机44刚性的连接到ROV18或框架32 上，使得驱动电机44的致动导致圆盘传送带30在框架32内旋转，来将单个的承 座38移动靠近卸料口34。
框架32也可以设置有导向件50，来保持圆盘传送带30在框架32内的定位。
可以使用各种卸料机构来将OBS单元22通过卸料口34从托架20上来布置。 在一个实施例中，框架32包括靠近卸料口34的弹性机构52a，其中该弹性机构 52推动单元22穿过卸料口34。在另一个实施例中，框架32可包括堵塞卸料口 34的分离杆或分离门52b。分离门52b可以选择性的开启，从而使得单元22靠近 卸料口34，从那里被布置。
通常，ROVs比如ROV18设置有至少一个机械手臂，比如由54表示。机械 手臂54可以用在上述的卸料机构或与此类似的机构的代替物中。此外，托架20 可以设置有属于自己的机械手臂。不管怎样，机械手臂54包括可以夹住单元22 并将所述单元从卸料口34取出的夹紧机构56。
本领域技术人员将会理解，在单元22从托架20上卸下来的时候，ROV/托架 系统的重量、平衡和浮力会发生变化。通过使用上述的活动圆盘传送带30，托架 载荷，也就是剩余的OBS单元22，可以旋转而再次调整重量分配，并保证系统 所需的平衡。在这一点上，希望以交替的方式相对于它们的位置来将OBS单元 22释放到圆盘传送带30上，来保持整个系统的基本统一平衡。例如，圆盘传送 带30旋转来顺序的释放在轮36上相隔大约175°—185°的单元。
图4和图5显示了本发明的另一个实施例，其中托架20包括圆筒60，多个 OBS单元22装载到该圆筒60中。圆筒60具有第一端62、第二端64和位于第一 端62和第二端64之间的舱室66，圆筒限定为沿着中心轴68。圆筒60安置在框 架69上，并设置成接收多个OBS单元22，该OBS单元22沿着中心轴68轴向的 堆在舱室66内。在第一端62上，圆筒60设置有卸料口70，单元22可以穿过该 卸料口70从舱室66内卸载下来。卸料口70可包括绕着圆筒60第一端62内环的 扩张部分74设置的锁环72。浮力材料73可连接到托架20上。
泵76与内舱室66流体联通，优选的穿过设置在靠近圆筒60第二端64的口 78，用于在单元22从舱室66中卸载的时候将海水泵入舱室66内。本领域技术人 员将会理解，当单元22设置在圆筒60内的时候，各个单元贴合在圆筒60的环面 内，从而使得泵76在舱室66内产生压头，将单元22轴向的推向卸料口70。此 外，通过泵76泵入舱室66中的水可以用来控制托架20的浮力。在这一点上，由 浮力材料形成的圆盘78可夹在临近的OBS单元22之间来进一步增加给托架20 的浮力。
在优选实施例中，ROV18的机械手臂80用来将单元22从圆筒60上卸载下 来。在这个实施例中，机械手臂80包括夹住单元22并将其安置在卸料口70中的 夹紧机构82。在一个示例性的而非限制性的实施例中，夹紧机构82可包括可以 夹住单元22的吸盘83。该夹紧机构82可进一步包括在取出OBS单元22的过程 中位于锁环72内的锁止凸缘84。一旦夹紧机构固定到锁环72内，来自圆筒60 的压头可以用来将OBS单元22推动与夹紧机构82接合，在该点上夹紧机构82 从卸料口70上分离，而将单元22从卸料口70处取出。另一种选择是，夹紧机构 82可进一步包括偏压柱塞机构85，一旦锁止凸缘84位于锁环72内，该偏压柱塞 机构85连接到锁止凸缘84上，并设置成轴向移动吸盘83与单元22接合。
在另一个实施例中，单元22可以在来自圆筒60的压头的作用下自动的从卸 料口70卸载下来。在这个实施例中，单元22位于凸缘72内。一旦圆筒60内达 到预定的压力，凸缘72释放单元，并且下一个顺序单元位于凸缘72内。这样的 结构使得托架20，尤其是卸料口70位于靠近海床14的位置上，在海床14期望 的位置上来“安置”OBS单元22。同样的，单元22从凸缘72上释放下来，落到 海床14上的位置上，而不需要进一步的操作。
另一个实施例使用附加的卸料机构，比如弹簧或类似的偏压部件，该卸料机 构位于舱室60内，沿着圆筒60轴向的推动单元22，并将其推出卸料口70。
虽然圆筒型托架20被描述为单个的圆筒，但是本领域技术人员将会理解，这 样的结构与图5中所示的平行对齐设置的多个圆筒是一样工作的。
圆筒60也可以用来从海床14上回收OBS单元。特别的，这样的回收可以通 过以下方式来完成：将圆筒60的卸料口70置于布置好的OBS单元上方，使得所 述单元轴向的对齐圆筒60，然后将圆筒60的扩张部分74绕着所述单元22降低 直到布置好的单元22位于卸料口70内。接下来回收布置好的单元22，回收的单 元22将会沿着圆筒60朝着第二端64轴向移动。
图6和图7显示了托架20的另一个实施例，其中托架20包括框架90以及一 个或多个安装在框架90上的活动传送带92。在图6中显示了三个传送带92。每 个传送带92由第一端94和第二端96进行限定，并且包括弹性带或轨道98以及 至少两个辊子100，弹性带98安装在辊子100上。框架90设置有至少一个卸料 口102。传送带92设置成接收多个单元22，并位于框架90内，使得传送带92 的第二端96靠近卸料口102。传送带102的致动使得单元22置于传送带上，从 第一位置移动到第二位置。这样的致动可以用来“调整”托架20上单元22的重 量分配，以及将单元22传送到靠近卸料口102的位置上。浮力材料103也可以连 接到托架20上，来进一步辅助重量和浮力控制。
在一个实施例中，单元22的布置简单的包括将托架20靠近海床14的期望位 置上，单元22安置在该期望位置上。一旦到达该位置，单元22可以简单的从传 送带92的第二端96上滚落。框架90可包括导向件104，来保证布置好的单元22 在其放置在海床14上时保持正确的定位。
在另一个实施例中，可以使用各种卸料机构来将OBS单元22通过卸料口102 从托架20上来布置。在一个实施例中，框架90包括靠近卸料口102的弹性机构 52a，其中该弹性机构52推动单元22穿过卸料口102。在另一个实施例中，框架 90可包括堵塞卸料口102的枢轴分离杆或分离门52b。分离门52b可以选择性的 开启，从而使得单元22靠近卸料口102，从那里被布置。
可以使用机械手臂54用在上述的卸料机构或与此类似的机构的替代物中。机 械手臂54优选的包括可以夹住单元22并将所述单元从卸料口102取出的夹紧机 构56。
在示例性实施例中，传送带92是线性的，尽管为了本发明的目的传送带92 可以是非线性的。同样，尽管传送带92所示为弹性带，其也可以是轨道或类似的 机构，来将单元22从第一位置传送到第二位置。
这个传送型托架20也可以用来简单的回收单元并将其传送回到船只16上。 布置在海床14上的单元22可以通过传送带92直接接合或通过机械手臂54接合， 该单元22位于传送带92上，靠近卸料口102。然后传送带92可以启动来将单元 22向第一端94移动，从而使得传送带92上靠近卸料口102处有用于另一个回收 单元的位置。因为在传送带92移动的时候，单元22可以快速的“进给”到托架 20中，因此这样的机构也是将单元22装载进托架20来传送和布置所期望的机构。
参考图8、图9和图10，显示了托架20的另一个实施例，其中OBS单元22 在安装在框架112内的平行轨道110上运送和滑移。在示例性实施例中，轨道110 刚性的安装在框架112内，并形成用于单元22在其上移动的线性路径。在另一个 实施例中，平行轨道110形成非线性路径。此外，尽管可能只用到一组轨道110， 但是优选的是使用平行的三组轨道，来增加可由托架20运送的单元的数目。不管 怎样，轨道110由第一端114和第二端116限定，其中所述轨道的第二端116终 止于靠近设置在框架112中的卸料口118的地方。
活动布置轨道120也位于靠近卸料口118的地方。布置轨道120设置成垂直 于轨道110从第一位置移动到第二位置，布置轨道120在该第一位置上与轨道110 对齐，布置轨道120在该第二位置上设置成释放和/或接合单元22。在优选实施例 中，采用活塞122来在第一和第二位置之间移动布置轨道120。挡板121或类似 的隔板可以连接到布置轨道120上并垂直于该布置轨道120，当布置轨道120移 动到第二位置时其位于靠近卸料口118的位置上，从而防止设置在轨道110上靠 近卸料口118的单元22从轨道110上滑落。布置轨道120也可以设置成在轨道 120移动到第二位置时从框架112中局部的旋转和/或移动出去，从而方便从那里 释放OBS单元。
布置轨道120进一步的由第一端124和第二端126限定。当布置轨道120位 于第一位置的时候，其第一端124与轨道110的第二端116对齐，使得单元22 可以在两者之间滑动。轨道124的第二端126可以逐渐变细而形成叉状，如127 所示，来方便接合OBS单元22。特别的，可以利用轨道124的叉状第二端126 来接合并回收布置在海床14上的OBS单元22。
单元22设置成沿着轨道110和124滑动。在一个最好是如图8和图10所示 的优选实施例中，单元22可包括具有相对侧面130的顶盖128，该相对侧面130 具有如132所示的凹口，与所述轨道110和124接合。顶盖128可形成单元22 的一部分，或者可移除的连接到单元22上。此外，顶盖128可由浮力材料比如泡 沫材料形成，来减轻托架20的整体载荷。同样，框架112可以具有连接到其上的 浮力材料。
可以使用各种卸料机构来将OBS单元22从布置轨道124上来布置。在一个 实施例中，框架112包括靠近卸料口114的弹性机构52a，其中该弹性机构52推 动单元22穿过卸料口114，推到轨道124上。在另一个实施例中，框架112可包 括堵塞卸料口114的枢轴分离杆或分离门52b。分离门52b可以选择性的开启， 从而使得单元22靠近卸料口114，从那里被布置到布置轨道124上。在轨道124 上可以采用类似的卸料机构来布置位于其上的单元22。
可以使用机械手臂54来代替上述的卸料机构或与此类似的机构。机械手臂 54优选的包括可以夹住单元22并将所述单元从轨道124上取出的夹紧机构56。
如图8所示，上述轨道型托架20优选的连接到ROV18的底部，使得ROV/ 托架系统的整体质心保持在较低的位置上，并且ROV18保持在垂直位置上。
在上述托架的各种情况下，该托架连接到ROV18较低部分上，使得整个ROV/ 托架系统的质心比系统浮力的中心低。在动力损失的情况下，该系统将会保持垂 直，并且可以更加容易的回收。
此外，在上述实施例的各种情况下，多个OBS单元利用ROV往返的下降到 海床并回到表面，特别的，托架直接连接到ROV上。这消除了现有技术中所述的 需要分开的篮筐并相应的分别将其拉回。
在布置方法的另一个优选实施例中，如图11所示，通过将单元22沿着布置 线144向下滑到靠近海床140的ROV18上，来顺序的将OBS单元22从船只或平 台142传递到海床140上。布置线144由连接到船只142的第一端146和连接到 ROV18的第二端148限定。可以通过绳索或者连接电缆24从绳索管理系统26或 者直接从船只142上操作ROV18。优选的，布置线144基本平行于绳索24，或者 另一种选择是，布置线144形成为绳索24的一部分或者固定到绳索24上。布置 线144连接到ROV18上，使得OBS单元22沿着布置线144向下滑动，并从那里 移开，放置到海床的期望位置上。布置线144连接到ROV18上，使其与ROV18 联动，避免了为了布置而需要ROV返回到中间位置来回收OBS单元22。
优选的利用机械手臂154从布置线144上移除OBS单元22，并将单元22置 于海床140上。另一种选择是，ROV18可设置有发射装置，布置线144连接到该 发射装置上，从而该发射装置使得OBS单元22从布置线144上分离，并释放到 海床140上。
在本方法的另一个替换实施例中，布置线144的第二端148连接到固定目标 150上，或者直接固定到海床140上。然而在各种情况下，该传送方法使得OBS 单元22沿着布置线144向下传送，由ROV18接收和布置。
这里所述的方法提供了“准时”OBS单元传递系统，使得只要ROV18移动 到海床140上用于放置单元22的位置上，单元22就到达来布置。这样的系统不 需要现有技术中的篮筐系统，在该篮筐系统中ROV始终需要返回到中间分配点， 并且不需要在水中设置独立的、自由浮动的线。本领域技术人员将会理解，布置 线144连接到ROV18的情况下，布置线144是可驱动的，因此显著降低了与其它 线缠绕的可能性。
此外，因为OBS单元22沿着布置线144从船只142向下移动到ROV18需要 相对较长的移动时间，虽然是相应的分隔开的，但是多个OBS单元22可以同时 沿着布置线144向下移动，使得ROV18在下一个OBS单元到达之前将OBS单元 22分离开并“安置”起来。
在“准时”布置方法的另一个优选实施例中，如图12所示，OBS单元22沿 着布置线144间隔连接，在ROV18沿着海床140上期望的设计路径移动的时候， 该布置线144通过ROV18从表面的船只或平台142上引出，并放置在海床140 上。布置线144可以是连续的电缆或一系列线段，该布置线144足够长，能容纳 沿着设计线路放置的期望数量的OBS单元22。OBS单元22间隔连接到布置线144 上，考虑到对于可能的海床140不规则性需要附加的长度，其间隔足够到允许沿 着设计路线正确的布置。
特别的，进一步如图13所示，布置线144与设置在ROV18上的导向件143 接合。在一个优选实施例中，导向件143由连接到ROV18下侧的相对的固定斜槽 部件145形成。在另一个优选实施例中，导向件143由连接到ROV18下侧的相对 的活动牵引部件147形成。牵引部件的非限制性实施例是通常在喷气式发动机中 使用的用于接合并推进非刚性或半刚性线的轮或牵引轨道。在任一情况下，布置 线144延伸穿过导向件143，位于相对的部件之间。同样，如箭头149所示，ROV18 在向前方向上的运动使得布置线144以及连接到布置线144上的OBS单元22向 下运动到ROV18的下方，并穿过导向件143。当OBS单元22穿过导向件143的 时候，使得该OBS单元22连接到海床140上。在一个实施例中，为了加强OBS 单元22与海床140的连接，导向件143可以包括位于相对部件之间的平板151 或类似的结构。当布置线144穿过导向件143的时候，与平板151接触的OBS单 元22将会被向下推动而与海床140连接。
在任何情况下，优选的，相对部件是对齐的，使其基本平行于ROV18向前运 动的方向。从而，ROV18沿着期望的布置线的向前运动将会使得布置线144被向 下拉，并沿着期望的布置线放置。当导向件143采用牵引部件147的时候，这样 的部件可以设置成相互反向旋转而同时接合布置线144，从而作为穿过导向件143 的“弹射(squirt)”线144，并提供明确的驱动机构来主动将布置线144从表面 向下牵引。
在本实施例中的装置和方法提供了“准时”OBS单元传递系统，使得只要 ROV18移动到海床140上用于放置单元22的位置上，单元22就到达来布置。这 样的系统不需要现有技术中的篮筐系统，在该篮筐系统中ROV始终需要返回到中 间分配点而浪费了无价的时间。除去了现有技术中的篮筐系统也就不需要在水中 设置独立的、自由浮动的线并相应的拉回来。相反，因为布置线144是从水面上 的支持甲板(back deck)向下牵引出来并由海床140上的ROV18导向固定的， 因此本发明的布置线144是“可控”的，因此显著降低了与其它线缠绕的可能性。
参考图14，显示了用于布置线144的回收系统。如图所示，锚锤160可以远 离布置线144上的最后一个OBS单元22而连接到布置线144上。锚锤160优选 的通过ROV18位于海床140上，使得布置线144在最后一个OBS单元22和锚锤 160之间处于松弛而不张紧的状态。明确上浮的浮标162通过浮标线155连接到 锚锤160上。浮标线155足够长使其从锚锤160延伸到表面。在优选实施例中， 为了避免与表面的船只发生干涉，浮标162通过连接到浮标线155上的声音释放 装置164而释放的固定在表面下期望距离的位置上。通过声音启动声音释放装置 164而从海床140上回收OBS单元22，由此浮标162漂浮到表面上用于回复。然 后，浮标线155、锚锤160和布置线144被“卷绕”，使得设置在布置线144上 的OBS单元22被顺序的回收。
在上述本发明的各个实施例中，通过利用ROV或类似的遥控布置机构，OBS 单元可以精确的放置在海床的期望位置上。同样，当高度连接的时候可以保证正 确的定位。虽然上述系统仅仅只使用一个ROV的时候，但是本领域技术人员将会 理解，这样的系统可以容易的使用多个ROV，而不会产生现有技术中因为ROV 而带来的缠绕问题，因此，连接到ROV上的线全部是可驱动的。在ROV坏了或 不能使用的情况下，多个ROV也提供有备份(redundancy)。从而，在ROV坏 了的情况下，操作可以继续，而损坏的ROV被修复。在同样的趋势(vein)下， 使用至少两个ROVs，一个ROV可以始终往返于表面和海床之间，而其它的ROV 则自然的在海床上布置单元。
在优选实施例中，各个OBS单元是无线的，且是独立的，使得ROV和OBS 单元之间不需要通讯、控制或操作动作。优选的，在布置之前从布置船只的甲板 上初始化OBS单元的操作，或者另一种选择是，在由海床上的ROV处理之前。 在这一点上，各个ROV18可以设置有相机，并且各个OBS单元22可以设置有能 见信标(visual beacon)，比如闪光灯，仅仅当OBS单元在预定参数下操作的时 候闪光灯才起作用。在参数超出范围或者单元没有正确起作用的时候，闪光灯将 会指示故障。一旦OBS单元22已经放置在海床上，那么ROV18上的相机就可以 用来确保OBS单元期望的可操作性。作为非限制性的实施例，可操作性参数可以 包括但不限于电池电量、定位、连接和记录参数。从而，在OBS单元参数不在期 望的范围之内的情况下，虽然ROV“在现场”，也能马上确定该问题。因此，可 以采取修复措施或者替换故障的ROV，而不需要干涉接下来的地震操作。
另一种选择是，设置在OBS单元22中并连接到ROV18上的无线通讯调制解 调器，比如声音或电磁装置，可以提供监视和控制功能。在这种情况下，当单元 和ROV处于通讯范围内的时候，可以检查OBS单元的上述参数，并且可以向单 元发出控制命令来做各种事情，比如，开始或停止记录、改变记录参数、执行特 别的测试、接收数据等等。
ROV/托架系统也可以用来从海床上回收布置好的OBS单元，并将它们传回 表面的船只上。包含有被回收OBS单元的托架可以与表面上的ROV分离，并移 动到船只上来处理和维修OBS单元。优选的，从托架上移除这样的单元，并且在 甲板上取出地震数据。接下来，对OBS单元进行充电、测试、再同步，并且再次 初始化OBS单元操作。在这一点上已经处理过的OBS单元可以装载回到托架中 再次使用。
优选的，各个OBS单元在地震船只上有效，一旦从海洋中拖出来就失效，使 其能够在ROV开始向下移动到海床之前持续的从ROV上获得数据。然而，如上 所述，可以使用无线调制解调器来遥控的开始记录。
在地震船只的甲板上，托架优选的叠放起来，使得甲板的空间最大化。机械 手臂、高架台、起重机等等可以位于甲板上来移动托架和ROVs。同样，船只可 以包括OBS单元处理系统，来装载和卸载托架，在OBS单元上执行各种任务， 比如数据提取、测试和充电。
虽然这里已经详细说明了本发明的某些特征和实施例，但是很容易理解，在 下述权利要求的范围和精神内，本发明包括所有的修改和改进。