Cáp địa chấn tàu Bình Minh 02 hoạt động như thế nào?

>> Bạn biết gì về con tàu nổi tiếng 'Bình Minh 02'?

Thăm dò địa chấn 2D trên biển đã được thực hiện từ rất lâu trên thế giới. Tại Việt Nam, các dự án khảo sát 2D trên biển được thực hiện với hệ thiết bị và quy trình khảo sát riêng. Tuy nhiên, quy trình này được thực hiện với hệ thống thiết bị riêng biệt và được đặc trưng riêng cho mỗi nhà thầu.

Năm 2009, Tàu Bình Minh 02 đã được nhà thầu Nordic Maritime bàn giao sau khi chạy thử thành công. Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam đã giao cho Tổng Công ty Cổ phần dịch vụ Kỹ thuật Dầu khí (PTSC) chịu trách nhiệm quản lý và khai thác. Trong đó, góp phần không nhỏ ứng dụng từ cáp thu địa chấn trong hệ thống thu nổ trên tàu và qui trình khảo sát, thăm dò địa chấn 2D.

Cáp thu địa chấn (2D) là một hệ thống dây dài, trong đó bố trí các máy thu địa chấn (hydrophone) để thu lại các tín hiệu phản xạ từ các lớp đất đá bên dưới.

Cấu tạo của một cáp thu địa chấn phải có các phần cơ bản sau:

- Lead –in: đây là đoạn đầu tiên nối trực tiếp cáp thu với hệ thống ghi số liệu trên tàu, nhiệm vụ chính là nối cáp thu với tàu và điều chỉnh offset theo yêu cầu kỹ thuật.

- Cáp thu: đây là phần chính chứa các hydrophone, có nhiệm vụ thu tín hiệu địa chấn và chuyển đổi sang tín hiệu điện và truyền về máy ghi. Cáp thu dài được kết hợp với nhau bằng những đoạn “active section" dài 150m. Trên cáp thu có gắn các thiết bị gọi là bird, có nhiệm vụ giữ thăng bằng cho cáp thu và điều chỉnh độ sâu cáp thu theo đúng yêu cầu kỹ thuật.

- Phao đuôi: xác định vị trí cuối cùng của cáp thu.

Hệ thống cáp thu dài 6000m với 480 kênh thu.

Các máy thu (hydrophone) có cấu tạo bằng các tinh thể áp điện, khi có sóng phản xạ lan truyền tới, các tinh thể này bị kích thích sẽ sinh ra một điện thế tương đương với mức áp suất tác động lên nó. Các tín hiệu điện thế này được truyền tới hệ thống ghi số liệu và được định dạng của số liệu địa chấn (SEG-Y, SEG-D, …).

Trong cáp thu thực tế người ta thường ghép nhóm các hydrophone lại với nhau (thông thường 16 hydrophones) tạo thành một nhóm máy thu (hay một kênh thu, dài 12.5m).

Với 12 kênh thu (dài 150m) tạo thành một đoạn cáp thu (section), và như vậy cáp thu dài sẽ là kết nối của nhiều đoạn cáp (section) liên kết với nhau. Trong đó cứ 5section liên kết với nhau thì có một thiết bị gọi là LAUM, có nhiệm vụ tổng hợp số liệu và cung cấp nguồn điện cho 5 section đó. Như vậy mỗi LAUM sẽ tập hợp số liệu của 60 kênh thu để truyền về hệ thống ghi gọi là một đơn vị đo (module).

Cáp tàu Bình Minh 02.

Có hai phương pháp truyền số liệu trong cáp thu thường được ứng dụng đó là phương pháp phân chia thời gian đa thành phần TDM (time division multiplex) và phương pháp phân chia tần số đa thành phần FDM ( frequency division multiplex).

Trong phương pháp TDM, các số liệu từ các kênh thu sẽ được truyền trên cùng một cáp truyền nhưng sai lệch với nhau về thời gian. Trong cáp thu (streamer) có hai dây đặc biệt gọi là dây passive và active.

Với mỗi điểm nổ, tín hiệu mệnh lệnh từ hệ thống điều khiển sẽ truyền qua dây passive đến các đơn vị đo (module) và ra lệnh cho các module này ghi nhận số liệu. Dây thứ hai là dây active sẽ mang những thông tin số liệu thu được về hệ thống ghi số liệu.

Khi có mệnh lệnh truyền số liệu, mệnh lệnh truyền đi theo dây passive đến module đầu tiên gần nhất, nhưng module này ghi nhớ mà không hành động, chờ đến khi mệnh lệnh này truyền đến module cuối cùng xa tàu nhất, gọi là module 1, khi đó module 1 sẽ xuất số liệu sang dây active và truyền về module 2. Tại module 2 sẽ nhận lệnh xuất số liệu và nhận luôn số liệu từ module 1, tức là module 2 sẽ xuất số liệu của module 1 và module 2 vào dây active và cứ như vậy số liệu được truyền đến module cuối cùng đến hệ thống ghi số liệu.

Trong khảo sát địa chấn thực tế trên biển, thì độ dài cáp thu và số lượng kênh thu là một yếu tố quan trọng xác định độ sâu nghiên cứu. Vì vậy, với từng khu vực cụ thể thì ta thiết kế độ dài cáp thu và số lượng kênh thu hợp lý để đạt hiệu quả kinh tế tốt nhất.