蒋先锋

(中石化海洋石油工程有限公司上海物探分公司，上海 200120)

1 硬浮体结构

图1所示的硬浮体由挪威BARO公司生产制造，直径800 mm，长20 079 mm，浮力95.795 kN，黑色部分是硬浮体主体，材质PEH工程塑料。硬浮体下方是分水板，材质双向不锈钢。

图1 BARO硬浮体

分水板的作用：一是内部采用特殊设计，达到足够强度，以实现硬浮体对枪阵的挂载、沉放、释放及回收；二是可通过牵引的角度变化，改变水流对分水板的作用力，使浮体产生位移，实现枪阵的自扩功能，使枪阵能在船舶的拖带下，达到指定的扩展位置，满足震源阵列的排布。在海洋石油勘探作业中，借助物探船强大的拖带能力，硬浮体阵列凭借自身独特的自扩特性，使其能最大限度满足海洋物探对震源扩展的要求，并减少扩展阵列所需的专用设备，因此被广泛应用于大中型物探船。

2 硬浮体动态平衡的力学分析

物探船通过柔性炮缆牵引震源浮体，挂载枪阵进行扩展。如图2所示，硬浮体枪阵在物探船的拖带牵引下，受到三个力作用，一是物探船通过炮缆作用在浮体上的牵引力Fa，二是硬浮体受到的正面流体阻力Fb，三是海水作用在浮体分水板上的横向扩展力Fk。

设定浮体和船向夹角为α，炮缆和船向夹角为β，船速为va(对地速度)，海水的流速vb(对地速度)，浮体和流体之间的相对速度是Δv，顶流时Δv=va+vb，顺流时Δv=va-vb。

图2 物探船拖带单排硬浮体图

2.1 以处于动态平衡时的浮体及分水板为研究对象

建立基本力学模型如图3。

图3 动态平衡状态的浮体受力分析