BR102014005423B1

BR102014005423B1 - Dispositivo de limpeza autônomo para cabos flutuantes sísmicos, sistema sísmico e método

Info

Publication number: BR102014005423B1
Application number: BR102014005423-5A
Authority: BR
Inventors: RaphaëL Macquin
Original assignee: Cgg Services Sa
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2021-06-22
Also published as: AU2014200823A1; EP2775326B1; MX2014002794A; EP2775326A2; MX339974B; US9423527B2; BR102014005423A2; AU2014200823B2; EP2775326A3; US20140254311A1

Abstract

dispositivo de limpeza autônomo para cabos flutuantes sísmicos e método. um dispositivo de limpeza para limpar um elemento marinho rebocado na água e métodos relativos são providos. o dispositivo de limpeza (400) inclui um corpo (410) configurado para incluir o elemento marinho (402); pelo menos uma asa (412) acoplada ao corpo (410) e configurada para transmittir movimento translacional e rotacional ao corpo (410) ao interagir com a água, um mecanismo de comutação e travamento (414) configurado para muar uma orientação da pelo menos uma asa entre uma primeira orientação e uma segunda orientação ao contar um batente (404, 406) e também travar a orientação selecionada; meios giratórios (440) acoplados a uma superfície interna do corpo (410) e configurados para contatar o elemento marinho (402), os meios giratórios (440) tendo eixos (442) que formam um ângulo fixo com u eixo longitudinal do corpo (402); e uma ferramenta de limpeza (420) acoplada ao corpo (402) e configurada para limpar o elemento marinho

Description

Fundamentos da invenção Campo técnico

[0001] Modos de realização da invenção aqui revelados se referem, de modo geral, a dispositivos de limpeza para cabos flutuantes usados em pesquisa sísmica marinha e, mais particularmente, a dispositivos autônomos de limpeza e métodos relacionados para limpar crescimento de vida marinha e outros contaminantes depositados sobre os cabos flutuantes rebocados submersos.

Descrição da técnica anterior

[0002] Pesquisa sísmica marinha investiga e mapeia a estrutura e caráter de formações geológicas submersas usando sismologia de reflexão. Sismologia de reflexão é um método de exploração geofísica especialmente útil na indústria de óleo e gás. Em sismologia de reflexão marinha, a profundidade e localização horizontal de feições que causam reflexões de ondas sísmicas são avaliadas pela medição do tempo que leva para a onda sísmica se deslocar até os receptores. Estas feições podem ser associadas a reservatórios subterrâneos de hidrocarbonetos

[0003] Um sistema de pesquisa sísmica marinha típico está ilustrado na figura 1. Uma embarcação 100 reboca uma fonte sísmica 102 e vários cabos flutuantes 106, cada cabo flutuante portando um arranjo de receptores sísmicos 104 (por exemplo, hidrofones). É desejável manter os cabos flutuantes a distâncias predeterminadas entre linhas horizontais (ou seja, ao longo de um eixo perpendicular à direção de reboque T), e a profundidades determinadas (por exemplo, 10m) em relação à superfície da água 108. A fonte sísmica 102 é configurada para gerar uma onda sísmica 110 que se propaga descendentemente (para baixo, para cima e vertical sendo definido em relação à gravidade) em direção ao leito do mar 120 e penetra formações 125 sob o leito do mar 120 até ser eventualmente refletida em locais de descontinuidade, como 122a e 122b. As ondas sísmicas refletidas 130a e 130b se propagam ascendentemente e podem ser detectadas por um dos receptores 104 sobre o cabo flutuante 106. Com base nos dados coletados pelos receptores 104, uma imagem da formação subsuperficial é gerada por mais análises dos dados coletados. Para manter os cabos flutuantes em uma posição desejada (ou seja, de modo a que mantenham distâncias transversais e profundidades predeterminadas), convencionalmente, um flutuante frontal 140 e uma boia de cauda 150 são acoplados ao cabo flutuante. Dispositivos de controle de posição 150 (por exemplo, birds) podem ser acoplados ao cabo flutuante, a cada 300m, para controlar uma posição do mesmo.

[0004] Quantidades significativas de deposição de biocontaminantes se acumulam sobre a superfície externa dos cabos flutuantes. Estes acúmulos podem obscurecer a onda sísmica refletida e aumentar significativamente o arrasto do cabo flutuante. A taxa de acúmulo e o impacto do bio e outros contaminantes dependem de fatores, entre outros, de localização geográfica, temperatura da água e estação do ano. Craca pedunculada é o organismo biocontaminante mais comum encontrado em cabos flutuantes marinhos.

[0005] A limpeza destes contaminantes do exterior dos cabos flutuantes é desejável e benéfico. Por exemplo, um dispositivo de limpeza 160 pode ser movido ao longo do cabo flutuante para limpar os contaminantes de seu exterior.

[0006] Um dispositivo de limpeza convencional, como o revelado na patente US 7.754.018, inclui, tipicamente, um ou mais elementos de limpeza (por exemplo, escovas) e um mecanismo configurado para ser fixado e rolar o dispositivo de limpeza ao longo do cabo flutuante, de modo a limpar seu exterior. O dispositivo de limpeza pode incluir corpos flutuantes.

[0007] Um dispositivo de limpeza convencional 165, descrito na patente US 7.145.833 e ilustrado na figura 2, tem duas pás de hélice (por exemplo, 170a e 170b) fixados a um corpo cilíndrico 175 formado por duas metades de cilindro 177 encaixadas, sobre um lado, por articulações 179 e, sobre o outro, por qualquer prendedor liberável adequado (não mostrado). Escovas 180 são fixadas no interior do corpo 175 via insertos 185 para atingir a superfície externa do cabo flutuante 106. As pás são inclinadas em relação ao eixo longitudinal do corpo 175 para prover empuxo e torque ao corpo 175.

[0008] Dispositivos de limpeza mais convencionais são dispositivos passivos que são movidos em relação ao cabo flutuante pelo fluxo da água. Eles são empregados na frente do cabo flutuante (ou seja, próximo à embarcação rebocadora) e coletados no final do cabo flutuante, após uma operação de limpeza ao longo do mesmo. Os dispositivos de limpeza são, então, manualmente reposicionados para outra operação de limpeza ao longo do mesmo cabo flutuante ou de outro cabo flutuante. Intervenção humana na recuperação e reposicionamento dos dispositivos de limpeza é uma fonte de ineficiência, é arriscada durante a execução da pesquisa sísmica, e torna a limpeza do cabo flutuante onerosa.

[0009] Um dispositivo de limpeza ativo está descrito na patente US 7.409.919. Este dispositivo de limpeza inclui uma turbina girada pelo fluxo de água causado pela movimentação do cabo flutuante através da água, e um elemento de acionamento configurado para converter a rotação da turbina em movimento do dispositivo de limpeza ao longo do cabo flutuante sísmico. O elemento de acionamento inclui rodas ou outros mecanismos que ficam em contato com o cabo flutuante e se movimentam em relação ao mesmo. De modo a inverter o movimento de montante (ou seja, na direção de reboque) para jusante (ou seja, na direção oposta à de reboque) o passo das lâminas da turbina é mudado. Este dispositivo de limpeza apresenta a desvantagem da turbina e do trem de acionamento poderem ser danificados por algas ou linha de pesca emaranhadas sobre as parte móveis arrastadas através da água. Adicionalmente uma vez que os elementos de acionamento ficam constantemente em contato íntimo friccional (por exemplo, carregados por suspensão de mola) com o cabo flutuante, por vezes pode ser difícil para o dispositivo de limpeza rolar sobre os contaminantes depositados sobre a superfície externa do cabo flutuante e, ocasionalmente, pode ser mesmo impossível passar por obstáculos de maior diâmetro, como sobre moldes de peso ou colares de birds frequentemente observados ao longo de seções do cabo flutuante.

[0010] Outra abordagem está revelada no pedido de patente de Tiley, US 2011/0197.919, cujo inteiro teor é aqui incorporado pela referência. Tiley revela, conforme mostrado na figura 3, um dispositivo 300 tendo pás de hélice externas 302 que, quando interagindo com o fluxo de ar, determinam uma rotação do dispositivo 300. Várias rodas 310 são localizadas no interior do dispositivo 300 e contatam o cabo flutuante 312. Os eixos das rodas 310 fazem um ângulo com o cabo flutuante 312 de modo que, quando o dispositivo 300 gira, ele também translada ao longo do cabo flutuante 312, executando um movimento em espiral com indicado pela seta 314. Um comutador 316 é conectado a uma alavanca 318, e quando contata um bird ou outro obstáculo, a alavanca 318 muda a orientação das rodas 310 para que o dispositivo 300 translade na direção oposta ao longo do cabo flutuante 312. Em outras palavras, as pás 302 são permanentemente orientadas em certa direção e giram continuamente o dispositivo 300 ao longo da direção 314. A mudança na direção das rodas, devido à alavanca 318 e comutador 316, faz com que o dispositivo se desloque para trás e para frente ao longo cabo flutuante.

[0011] Entretanto, mudar a direção dos eixos das rodas pode ser consumidora de tempo, uma vez que o mecanismo é sujeito a falha. Além disso, qualquer detrito ou contaminante marinho que entre no dispositivo 300 pode bloquear a alavanca 318 ou a rotação das rodas 310, tornando, desse modo, este dispositivo inoperante.

[0012] Por conseguinte, há a necessidade de se desenvolver dispositivos de limpeza para cabos flutuantes que operem, autonomamente, para cima e para baixo dos cabos flutuantes e que também tenha partes mecânicas confiáveis não tendentes a falhas.

Sumário da invenção

[0013] Os dispositivos de posicionamento de cabo flutuante (birds) recentemente desenvolvidos tornaram os dispositivos de limpeza convencionais obsoletos, devido a impraticabilidade ou impossibilidade de passar sobre os birds.. Dispositivos de limpeza e métodos correlatos de acordo com vários modos de realização proveem uma solução de limpeza eficiente de cabo flutuante, sendo projetados para limpar porções dos cabos flutuantes entre birds vizinhos e permanecerem montados sobre estas porções de cabo flutuante quando não ativados. O dispositivo de limpeza é projetado para ser capaz de operar autonomamente, sem exigir intervenção humana regular.

[0014] De acordo com um modo de realização há um dispositivo de limpeza para limpar um elemento marinho rebocado na água. O dispositivo de limpeza inclui um corpo configurado para envolver o elemento marinho; pelo menos uma asa fixada ao corpo e configurada para transmitir movimento translacional e rotacional ao corpo quando interagindo com a água; um mecanismo e comutação e travamento configurado para mudar uma orientação da pelo menos uma asa entre uma primeira orientação e uma segunda orientação ao contatar um batente e ainda para travar a orientação selecionada; meios giratórios conectados a uma superfície interna do corpo e configurados para contatar o elemento marinho, os meios giratórios tendo eixos que formam um ângulo fixo com um eixo longitudinal do corpo; e uma ferramenta de limpeza fixada ao corpo e configurada para limpar o elemento marinho. A primeira orientação da pelo menos uma asa faz o corpo girar ao longo de uma primeira direção em torno do elemento marinho e a segunda orientação da pelo menos uma asa faz o corpo girar ao longo de uma segunda direção em torno do elemento marinho.

[0015] De acordo com outro modo de realização, há um dispositivo de limpeza para limpar um elemento marinho rebocado na água. O dispositivo de limpeza inclui um corpo configurado para envolver o elemento marinho; pelo menos uma asa fixada ao corpo e configurada para transmitir movimento translacional e rotacional ao corpo quando interagindo com a água; um anel configurado para mudar uma orientação da pelo menos uma asa entre uma primeira orientação e uma segunda orientação ao contatar batentes quando deslizando ao longo de um eixo longitudinal do corpo; um mecanismo de comutação e travamento configurado para atuar o anel e travar no lugar a orientação selecionada da pelo menos uma asa; meios giratórios acoplados a uma superfície interna do corpo e configurados para contatar o elemento marinho, os meios giratórios tendo eixos fazendo um ângulo fixo com um eixo longitudinal do corpo; e uma ferramenta de limpeza fixada ao corpo e configurada para limpar o elemento marinho. A primeira orientação da pelo menos uma asa faz o corpo girar ao longo de uma primeira direção em torno do elemento marinho e a segunda orientação da pelo menos uma asa faz o corpo girar ao longo de uma segunda direção em torno do elemento marinho.

[0016] De acordo ainda com outro modo de realização, há um sistema de sísmica marinha que inclui um cabo flutuante; primeiro e segundo batentes montados sobre o cabo flutuante; e um dispositivo de limpeza montado sobre o cabo flutuante e configurado para se deslocar ao longo do cabo flutuante, entre os primeiro e segundo batentes e limpar o cabo flutuante. O dispositivo de limpeza furo interno descrito nos parágrafos acima.

[0017] De acordo ainda com outro modo de realização, há um método para limpar um elemento sísmico enquanto sendo rebocado na água. O método inclui fixar primeiro e segundo batentes ao elemento sísmico, montar um dispositivo de limpeza sobre o elemento sísmico, entre os primeiro e segundo batentes; mudar uma orientação de asa do dispositivo de limpeza para fazer com que o mesmo se mova para trás e para frente entre os primeiro e segundo batentes; e limpar o elemento sísmico enquanto se movendo entre os primeiro e segundo batentes.

Descrição resumida dos desenhos

[0018] Para completo entendimento da presente invenção, é feita referência agora às descrições a seguir que deve ser considerada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:

[0019] a figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de pesquisa sísmica marinho convencional;

[0020] a figura 2 ilustra um dispositivo de limpeza passivo convencional de cabo flutuante;

[0021] a figura 3 ilustra um dispositivo de limpeza ativo de cabo flutuante;

[0022] a figura 4 é um diagrama esquemático de um dispositivo de limpeza que tem asas móveis de acordo com um modo de realização;

[0023] a figura 5 é um diagrama esquemático de uma asa de um dispositivo de limpeza de acordo com um modo de realização;

[0024] a figura 6 é um diagrama esquemático sobre um lado interno de um dispositivo de limpeza de acordo com um modo de realização;

[0025] a figura 7 é um diagrama esquemático de um dispositivo de limpeza que avança ao longo de uma direção de um cabo flutuante de acordo com um modo de realização;

[0026] a figura 8 é um diagrama esquemático de um dispositivo de limpeza ao longo de outra direção de extensão de um cabo flutuante de acordo com um modo de realização; a figura 9 um diagrama esquemático de partes de conexão de corpo de um dispositivo de limpeza em torno d um cabo flutuante de acordo com um modo de realização;

[0027] a figura 10 é um diagrama esquemático de um dispositivo de limpeza de acordo com outro modo de realização;

[0028] as figuras 11A-E ilustram como um dispositivo de limpeza opera entre dois obstáculos ao longo de um cabo flutuante de acordo com um modo de realização; e

[0029] a figura 12 é um fluxograma de um método de limpar uma porção de um cabo flutuante de acordo com um modo de realização.

Descrição detalhada da invenção

[0030] A descrição a seguir dos modos de realização exemplificativos se refere aos desenhos anexos. Os mesmos números de referência nos diferentes desenhos identificam os mesmos ou elementos similares. A descrição detalhada a seguir não limita a invenção. Ao contrário, o escopo da invenção é definido pelas reivindicações apensas. Os modos de realização a seguir são explicados, por simplicidade, em relação à terminologia e estrutura de um dispositivo de limpeza de cabo flutuante usado em pesquisa sísmica marinha. Entretanto, os modos de realização a serem explicados a seguir não estão limitados a operar sobre cabos flutuantes, mas podem ser aplicados para limpar porções de outras estruturas tipo cabo.

[0031] A referência em todo o relatório a “determinado modo de realização” ou “um modo de realização” significa que uma feição, estrutura ou característica particular descrita em reação a um modo de realização está incluída em pelo menos um modo de realização da invenção descrita. Desse modo, a ocorrência de frases “em determinado modo de realização” ou “em um modo de realização” em vários pontos ao longo do relatório não estará se referindo necessariamente ao mesmo modo de realização. Além disso, as feições, estruturas, ou características particulares podem ser combinadas de qualquer modo adequado em um ou mais modos de realização.

[0032] Dispositivos de limpeza, de acordo com vários modos de realização descritos abaixo, facilitam a manutenção de porções de cabo flutuante livres de bioincrustações e outros contaminantes entre obstáculos que são muito grandes para serem transpostos. Um cabo flutuante pode ter vários dispositivos de limpeza posicionados para limpar pelo menos as porções de cabo flutuante que tenham uma alta taxa de acúmulo de bioincrustações e outros contaminantes. Dispositivos de limpeza podem ser montados sobre todas as porções dos cabos flutuantes. Estes dispositivos de limpeza permanecem acoplados às porções de cabo flutuante quando não usados para uma operação de limpeza. O dispositivo de limpeza inédito opera autonomamente durante pesquisa sísmica, sem o uso de eletricidade ou pressão pneumática proveniente do cabo flutuante ou da embarcação. Uma movimentação do dispositivo de limpeza é produzida pelo fluxo de ar. O custo global de ter vários dispositivos de limpeza é mitigado pelo menor custo operacional por limpeza manual de cracas, e pelo uso de dispositivo de limpeza apenas em seções difíceis de ser atingidas e com crescimento mais intenso de craca (por exemplo, as seções mais avançadas em cada cabo flutuante).

[0033] De acordo com um modo de realização exemplificativo ilustrado na figura 4, um dispositivo de limpeza 400 é localizado em torno de um cabo flutuante 402 e configurado para autonomamente, ou seja, sem intervenção humana, mover-se para cima e para baixo do cabo flutuante, entre dois obstáculos (por exemplo, batentes 404 e 406). Batentes 404 e 406 podem ser qualquer dispositivo localizado sobre o cabo flutuante, por exemplo, birds, ou estruturas específicas conectadas ao cabo flutuante com o único propósito de ajudar o dispositivo de limpeza 400, como será explicado mais adiante.

[0034] O dispositivo de limpeza 400 tem um corpo 410 configurado para suportar uma ou mais asas 412. Uma ferramenta de limpeza 420, por exemplo, uma escova, um imã, um recipiente contendo um agente anti-incrustação etc., pode ser acoplado ao corpo 410. Em uma aplicação, a ferramenta de limpeza pode ter um revestimento anti-incrustação ou pode prover um revestimento anti-incrustação ao cabo flutuante. Uma ou mais ferramentas de limpeza podem ser localizadas sobre o dispositivo de limpeza 400. Em uma aplicação, uma primeira ferramenta de limpeza é acoplada a uma primeira extremidade do corpo e uma segunda ferramenta de limpeza pode ser acoplada a uma segunda extremidade do corpo. As duas ferramentas de limpeza podem ser idênticas ou diferentes. Um mecanismo de comutação e travamento 414 é acoplado ao corpo 410 e determina, ao contatar um batente 404 ou 406, uma mudança nas orientações das asas (por exemplo, ângulo 413). Pela mudança de orientação das asas, como ilustrado pela seta 416 na figura 5, o dispositivo de limpeza 400 pode girar, como um parafuso, em torno do cabo flutuante 402, ao longo de uma das duas direções 418 e 419. Em outras palavras, as asas 412 transmitem, quando interagindo com o fluxo de ar 430, um movimento rotacional ao dispositivo de limpeza 40. Dependendo da orientação das asas 412, o dispositivo de limpeza pode girar no sentido horário ou sentido anti-horário em torno do cabo flutuante 402. Este movimento rotacional é obtido pelo simples reboque do cabo flutuante com certa velocidade na água. Desse modo, nenhum motor ou fonte de energia é necessário para girar o dispositivo de limpeza.

[0035] Entretanto, este movimento rotativo precisa ser (parcialmente) transformado em movimento de translação, ou seja, ele precisa fazer com que o dispositivo de limpeza se mova, para trás e para frente, ao longo de um eixo longitudinal 432, que é paralelo ao cabo flutuante. De acordo com um modo de realização ilustrado na figura 6, que mostra apenas uma parte do corpo 410A, que pode ser metade do corpo 410, uma ou mais rodas 440 são localizadas no interior do dispositivo de limpeza 400. As rodas 440 têm um ou mais eixos 442 que fazem um ângulo α com um eixo longitudinal 450 do dispositivo de limpeza. O ângulo α pode ter cerca de 5 graus. Entretanto, outros valores podem ser usados. Uma vez que um valor tenha sido selecionado para o ângulo α, este valor fica imutável a despeito de se o dispositivo de limpeza se mover para cima ou para baixo ao longo do cabo flutuante. Em outras palavras, diferente de dispositivos existentes, a orientação das rodas é fixa em relação ao corpo do dispositivo de limpeza. O número de rodas e também o número de eixos pode variar, dependendo do tamanho do cabo flutuante, o tamanho do dispositivo de limpeza, a velocidade de reboque etc.

[0036] Esta configuração de rodas, ou seja, seus eixos fazendo um ângulo fixo com o eixo longitudinal 450 do dispositivo de limpeza e o eixo longitudinal do cabo flutuante, combinada com o fato das asas transmitirem um movimento rotacional ao dispositivo de limpeza, resulta em uma movimentação translacional do dispositivo de limpeza, similar a um parafuso tendo um determinado passo de rosca. Desse modo, em operação, quando as asas fazem a o dispositivo de limpeza girar ao longo da direção 418, o dispositivo de limpeza se move ao longo do cabo flutuante na mesma direção que a do fluxo de ar 430. Entretanto, quando as asas mudam sua orientação, o dispositivo de limpeza gira ao longo da direção 419 e, depois, avança ao longo do cabo flutuante, ao longo de uma direção oposta à do fluxo de ar 430, uma vez que a orientação das rodas não muda.

[0037] O mecanismo de comutação e travamento 414 pode ser responsável por mudar a direção das asas e por travar sua orientação quando o dispositivo de limpeza se mover entre os dois batentes. O mecanismo de comutação e travamento 414 é agora explicado em relação às figuras 5-8. No modo de realização da figura 6, um semianel 444A tendo uma ranhura 446 é provido no interior do corpo 410. O semianel 444A é configurado para se mover ao longo de um eixo longitudinal 450. A outra metade do corpo tem um semianel 444b correspondente. Cada asa tem um eixo 460 em torno do que ela gira. A figura 5 mostra asa 412 tendo eixo de rotação 460 e também um eixo giratório 412A conectado a uma parte de conexão 412B. A parte de conexão 412B tem, em uma extremidade, um pino 412C que se encaixa na ranhura 445. Desse modo, uma movimentação translacional do semianel 444A determina uma rotação do eixo girável 412A, ou seja, uma rotação da asa 412. Dependendo de qual direção o semianel 444A se move, as asas conectadas ao mesmo assume uma das duas orientações que geram uma movimentação rotacional de todo o dispositivo de limpeza.

[0038] A este respeito, a figura 7 ilustra o semianel 444A deslocado à frente do semianel 444B ao longo do eixo longitudinal 450, enquanto a figura 8 mostra a situação oposta. A figura 8 ilustra ainda vários componentes do mecanismo de comutação e travamento 414 de acordo com este modo de realização. O mecanismo de comutação e travamento 414 pode incluir elementos de batente semicirculares frontal e traseiro 461 e 462, que são conectados um ao outro por uma ou mais hastes 464 e 466. As hastes 464 e 466 se conectam fixamente ao semianel 444B. Um dispositivo de travamento 468 assegura que uma orientação das asas não muda enquanto o dispositivo de limpeza avança ao longo do cabo flutuante. Este mecanismo está descrito com mais detalhe nos modos de realização a seguir.

[0039] Ainda em relação à figura 8, quando o dispositivo de limpeza contata o bird ou um batente, o elemento de batente de uma das metades do corpo, que mais se projeta, é empurrado de volta e o outro elemento de batente da outra metade do corpo assume a posição mais projetada. Esta troca de posições faz com que os dois semianéis 444A e 444B se movam em direções opostas ao longo do eixo longitudinal 450, comutando, desse modo, as orientações das asas. A comutação faz com que o dispositivo de limpeza mude sua rotação ao longo do cabo flutuante e inicie novamente a limpeza do cabo flutuante, mas na direção oposta.

[0040] De acordo com outro modo de realização ilustrado na figura 9, há porções do cabo flutuante que têm um diâmetro maior do que outras. Tal porção 903 está mostrada na figura 9 ao longo do cabo flutuante 902. A figura 9 também mostra o corpo 410 sendo formado de duas partes de corpo 910A e 910B. Estas duas partes 910A e 910B são fixamente conectadas uma à outra com partes de conexão 970 (por exemplo, uma articulação), em um lado, e com membros deformáveis 972 no lado oposto. Desse modo, quando as rodas 940 encontram a porção aumentada 903, as duas partes de corpo 910A e 910B se movem ligeiramente para longe uma da outra, para permitir que a porção aumentada 903 entre no meio enquanto o contato entre rodas 940 e cabo flutuante é mantido por todo o tempo. Este diagrama esquemático mostra um modo de realização possível para superar obstáculos encontrados ao longo do cabo flutuante. Entretanto, como explicado a seguir, outros modos de realização têm diferentes abordagens para tratar com estas porções aumentadas.

[0041] De acordo com outro modo de realização, a figura 10 mostra um dispositivo de limpeza 1000 que tem também várias asas 1012 que mudam sua orientação após contatar batentes 1004 e 1006. A figura 10 mostra rodas internas 1040, por exemplo, duas rodas por asa, mecanismo de comutação e travamento 1014 e anel 1044 que asseguram que a orientação das asas seja mudada ao contatar batentes 1004 e imutada ao avançar ao longo do cabo flutuante. O mecanismo de comutação e travamento 1014 usa, neste modo de realização, um movimento rotacional para mudar a orientação das asas, como agora explicado. Isto é oposto ao modo de realização explicado nas figuras 7 e 8, nas quais um movimento translacional do mecanismo de comutação e travamento 414 determinava uma mudança na orientação das asas.

[0042] A figura 11A mostra o dispositivo de limpeza 1000 se movendo em direção ao batente 1004 enquanto gira ao longo da direção A em torno do cabo flutuante 1002. Conforme mostrado na figura 11A, o anel 1044 é configurado para deslizar ao longo do eixo longitudinal 1050 quando ativado pelo mecanismo de comutação e travamento 1014. Este movimento translacional do mecanismo de comutação e travamento 1014 determina a mudança de orientação das asas. As rodas 1040, como nos modos de realização precedentes, têm eixos fazendo um ângulo com o eixo longitudinal 1050, mas o ângulo sendo fixo durante a movimentação para cima e para baixo do dispositivo de limpeza ao longo do cabo flutuante.

[0043] O mecanismo de comutação e travamento 1014 inclui pelo menos um pino 1100 se projetando de uma extremidade do dispositivo de limpeza 1000 e outro pino se projetando da outra extremidade do dispositivo de limpeza. Cada um destes dois pinos 1100 e 1102 é configurado para encaixar com batentes correspondentes 1004 e 1006 (não mostrados) para modificar a orientação das asas. O pino 1100 é fixamente encaixado com uma parte de cunha 1104 e configurado para girar em relação às partes de corpo 1010A e 1010B. Em outras palavras, quando o dispositivo de limpeza 1000 está em contato com o batente 1004, como ilustrado na figura 11B, as partes de corpo 1010A 1010B continuam a girar em torno da direção A, o que faz com que o pino 1100 e a parte de cunha 1104 girem em relação à parte de corpo 1010A.

[0044] As figuras 11A e 11B mostram que o pino 1100 é livre para se mover entre pontos de referência 1110 e 1112. A figura 11A mostra o pino 1100 no ponto de referência 1110, enquanto a figura 11B mostra o pino 1100 próximo ao ponto de referência 1112. Etapa de sequência exemplificativa movimento rotacional relativo da parte de corpo 1010A e pino 1100 determina que a parte de cunha 1104 empurre a haste 1106, que é fixamente conectada ao anel 1044, ao longo do eixo longitudinal 1050. Desse modo, enquanto a parte de corpo 1010A gira e o pino 1100 está encaixado com o batente 1004, a orientação das asas é mudada, devido ao anel 1044 deslizar ao longo do eixo longitudinal 1050. Enquanto desliza ao longo do eixo longitudinal 1050, a haste 1106 comprime uma mola 1108, que está ilustrada em mais detalhe na figura 11C. Esta compressão continua até que o pino atinge o ponto de referência 1112, em cujo instante, o pino de travamento 1120 é encaixado pela alavanca 1122 fixando, desse modo, a nova orientação das asas. O pino de travamento 1120 é fixamente conectado à haste 1106 e a mola 1108 é enrolada em torno da haste 1106. A alavanca 1122 é conectada ao pino 1102 de modo que uma rotação do pino 1102 em torno do cabo flutuante, ao contatar o outro batente 1006, libere o pino de travamento 1120.

[0045] Desse modo, quando em operação, o dispositivo de limpeza 1000 executa as etapas a seguir. Começando pela figura 11A, o dispositivo de limpeza 1000 se move para o batente 1004 e, desse modo, opostamente ao eixo longitudinal 1050, enquanto gira ao longo da direção A. A alavanca 1122 não está encaixada com o pino de travamento 1120. A mola 1108 pressiona o anel 1044 para o batente 1004, de modo que as asas tenham uma primeira orientação. Quando o pino 1100 contata o batente 1004, como ilustrado na figura 11B, a rotação da parte do corpo 1010A determina que o pino 1100 se mova da posição de referência 1110 para a posição 1112, que resulta na cunha 1104 empurra a haste 1106 ao longo da direção longitudinal 1050. Esta movimentação da haste 1106 faz com que o anel 1044 se mova ao longo do eixo longitudinal 1050, mudando, assim, a orientação das asas da primeira orientação para uma segunda orientação.

[0046] A segunda orientação é travada no lugar pela alavanca 1122 encaixar o pino de travamento 1120. Ao mesmo tempo, a mola 1108 é comprimida e também travada no lugar pela combinação da alavanca 1122 e pino de travamento 1120.

[0047] Devido à segunda orientação das asas, o dispositivo de limpeza começa a girar em torno do cabo flutuante 1002 ao longo da direção B, como ilustrado na figura 11D. Pelo fato das rodas 1040 não mudarem sua orientação, o dispositivo de limpeza avança agora ao longo do eixo longitudinal 1050. Durante este movimento de translação e rotação, ferramentas de limpeza 1020 limpam o cabo flutuante 1002. Quando o pino 1102 contata o batente 1006, o movimento translacional é interrompido, mas o movimento rotacional do dispositivo de limpeza continua. Devido ao movimento rotacional, o pino 1102 se move, caminho óptico ilustrado nas figuras 11D e 11E, de uma posição de referência 1130 para uma posição de referência 1132. A rotação do pino 1102 faz a alavanca 1122 girar e liberar o pino de travamento 1120. Desse modo, a mola comprimida 1108 move a haste 1106 opostamente ao eixo longitudinal 1050, fazendo com que o anel 1044 se mova junto com a haste 1106. Esta movimentação do anel 1044 faz com que a orientação das asas mude da segunda orientação para a primeira orientação. Desse modo, o dispositivo de limpeza novamente começa a se over para o batente 1002, limpando novamente o cabo flutuante. Este movimento para trás e para frente do dispositivo de limpeza pode continuar enquanto houver fluxo de ar. Em uma aplicação, há um único anel 1044 que encaixa todas as asas e, assim, as asas são comutadas entre a primeira e segunda orientações ao mesmo tempo.

[0048] O modo de realização ilustrado nas figuras 11A-E tem também um mecanismo para permitir que o dispositivo de limpeza se mova além das porções do cabo flutuante tendo um diâmetro mais largo do que o normal. A figura 11C mostra que uma extremidade de um eixo 1040A de uma roda 1040 é colocada em um entalhe 1150, de modo que a extremidade possa se mover para cima e para baixo do entalhe. Esta extremidade pode ser pressionada por uma mola 1152. Desse modo, quando uma porção de cabo flutuante com um diâmetro maior do que o normal é encontrada, uma extremidade do eixo 1040A se move para longe do cabo flutuante para permitir que a roda 1040 acomode o diâmetro maior.

[0049] De acordo com um modo de realização ilustrado na figura 12, há um método para limpar um cabo flutuante enquanto rebocado sob a água. O método inclui uma etapa 1200 de fixar primeiro e segundo batentes ao cabo flutuante, uma etapa 1202 de montar um dispositivo de limpeza sobre o cabo flutuante, entre os primeiro e segundo batentes, uma etapa 1204 e mudar orientações de asas do dispositivo de limpeza para fazer com que ele se mova entre os primeiro e segundo batentes, e uma etapa 1206 de limpar o cabo flutuante enquanto se movendo entre os primeiro e segundo batentes.

[0050] Os modos de realização exemplificativos mostrados proveem um dispositivo de limpeza para limpar porções de um cabo flutuante. Deve ser entendido que esta descrição não pretende limitar a invenção. Aio contrário, os modos de realização exemplificativos se destinam a cobrir alternativas, modificações e equivalentes que estejam abrangidos pelo espírito e escopo da invenção conforme definidos pelas reivindicações anexas. Além disso, na descrição detalhada dos modos de realização exemplificativos, numerosos detalhes específicos são apresentados para prover uma compreensão abrangente da invenção reivindicada. Entretanto, alguém experiente na técnica entenderá que vários modos de realização podem ser praticados sem estes detalhes específicos.

[0051] Embora as feições e elementos dos presentes modos de realização exemplificativos estejam descritos nos modos de realização em combinações particulares, cada feição ou elemento pode ser usado independentemente, sem as outras feições e elementos dos modos de realização ou em várias combinações com ou sem outras feições e elementos aqui revelados.

[0052] A descrição apresentada usa exemplos da invenção revelados para possibilitar que alguém experiente na técnica pratique a mesma, incluindo fazer e usar qualquer dispositivo ou sistema e efetuar qualquer método incorporado. O escopo patenteável da invenção está definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram a alguém experiente na técnica. Esses outros exemplos são pretendidos estar dentro do escopo das reivindicações.

Claims

1. Dispositivo de limpeza (400) para limpar um elemento marinho (402) que é rebocado na água, o dispositivo de limpeza (400) caracterizado pelo fato de compreender: um corpo (410) configurado para envolver o elemento marinho (402); pelo menos uma asa (412) acoplada ao corpo (410) e configurada para transmitir movimento translacional e rotacional ao corpo (410) quando interagindo com a água; um mecanismo de comutação e travamento (414) configurado para mudar uma orientação da pelo menos uma asa entre uma primeira orientação e uma segunda orientação ao contatar um batente (404, 406), e também para travar a orientação selecionada; meios giratórios (440) acoplados a uma superfície interna do corpo (410) e configurados para contatar o elemento marinho (402), os meios giratórios (440) tendo eixos (442) que formam um ângulo fixo com um eixo longitudinal do corpo (410); e uma ferramenta de limpeza (420) acoplada ao corpo (410) e configurada para limpar o elemento marinho, em que a primeira orientação da pelo menos uma asa (412) faz o corpo girar ao longo de uma primeira direção em torno do elemento marinho e a segunda orientação da pelo menos uma asa (412) faz o corpo girar ao longo de uma segunda direção em torno do elemento marinho.

2. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do ângulo fixo ser de cerca de 5 graus.

3. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do mecanismo de comutação e travamento (414) compreender: primeiro e segundo semianéis (444A, 444B) localizados no interior do corpo (410) e configurados para se mover ao longo do eixo longitudinal (432) um em relação ao outro.

4. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de cada um dos primeiro e segundo semianéis incluir uma ranhura (446) que acomoda um pino (412C) associado a um eixo giratório (412A) da pelo menos uma asa (412).

5. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de um movimento do primeiro semianel ao longo do eixo longitudinal fazer as asas associadas ao primeiro semianel girarem em relação ao eixo giratório, mudando sua orientação.

6. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do mecanismo de comutação e travamento (414) compreender adicionalmente: um dispositivo de travamento (468) configurado para travar a orientação selecionada das asas até que o mecanismo de comutação e travamento contate um batente.

7. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do corpo envolver primeira e segunda partes de corpo (910A, 910B) conectadas fixamente a um lado e conectadas por um membro de mola (972) em um lado oposto, de modo que, quando atravessando uma porção do elemento marinho com um diâmetro maior do que outra porção, o membro de mola (972) acomodar a porção de diâmetro maior.

8. Dispositivo de limpeza (1000) para limpar um elemento marinho (1002) que é rebocado na água, o dispositivo de limpeza (1000) caracterizado pelo fato de compreender: um corpo (1010A, 1010B), configurado para envolver o elemento marinho (1002); pelo menos uma asa (1012) acoplada ao corpo (1010A, 1010B) e configurada para transmitir movimento translacional e rotacional ao corpo quando interagindo com a água; um anel (1044) configurado para mudar uma orientação da pelo menos uma asa entre uma primeira orientação e uma segunda orientação ao contatar batentes (1004, 1006) ao deslizar ao longo de um eixo longitudinal (1050) do corpo; um mecanismo de comutação e travamento (1014) configurado para atuar o anel (1044) e travar no lugar a orientação selecionada da pelo menos uma asa (1012); meios giratórios (1040) acoplados a uma superfície interna do corpo (1010A, 1010B) e configurados para contatar o elemento marinho (1002), os meios giratórios (1040) tendo eixos (1040A) que formam um ângulo fixo com o eixo longitudinal (1050) do corpo (1010A, 1010B); e uma ferramenta de limpeza (1020) acoplada ao corpo (1010A, 1010B) e configurada para limpar o elemento marinho, em que a primeira orientação da pelo menos uma asa (1012) faz com que o corpo gire ao longo de uma primeira direção em torno do elemento marinho e a segunda orientação da pelo menos uma asa (1012) faz com que o corpo gire ao longo de uma segunda direção em torno do elemento marinho.

9. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato do mecanismo de comutação e travamento compreender: primeiro e segundo pinos localizados em extremidades opostas do corpo e configurados para encaixar com batentes correspondentes, em que o primeiro pino é configurado para deslizar em relação ao corpo a partir de uma primeira posição de referência para uma segunda posição de referência; uma parte de cunha conectada ao primeiro pino; e uma haste tendo uma extremidade em contato com a parte de cunha e uma parte acoplada fixamente ao anel, em que um movimento circular da parte de cunha em relação ao corpo translada a haste ao longo do eixo longitudinal e desliza o anel ao longo do eixo longitudinal, obtendo uma dentre as primeira e segunda orientações da pelo menos uma asa.

10. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato do mecanismo de comutação e travamento compreender adicionalmente: uma mola acoplada à haste; e um pino de travamento conectado fixamente à haste.

11. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato do mecanismo de comutação e travamento compreender adicionalmente: uma alavanca conectada ao segundo pino e configurada para girar quando o segundo pino se encaixa ao batente de modo que a alavanca desencaixa o pino de travamento e o destrava, obtendo a outra dentre as primeira e segunda orientações da pelo menos uma asa.

12. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que uma extremidade de um eixo dos meios giratórios é configurada para deslizar no interior de um entalhe, ao longo de uma direção radial do elemento marinho, e a extremidade é pressionada por um membro de mola de modo que os meios giratórios represente um diâmetro maior do elemento marinho.

13. Sistema sísmico marinho caracterizado pelo fato e compreender: um cabo flutuante (1002); primeiro e segundo batentes (1004, 1006) montados sobre o cabo flutuante; e um dispositivo de limpeza (1000) montado sobre o cabo flutuante e configurado para se deslocar ao longo do cabo flutuante, entre os primeiro e segundo batentes e limpar o cabo flutuante, em que o dispositivo de limpeza (1000) compreende: um corpo (1010A, 1010B) configurado para envolver o cabo flutuante (1002); uma pluralidade de asas (1012) acoplada ao corpo (1010A, 1010B) e configurada para transmitir movimento translacional e rotacional ao corpo quando interagindo com a água; um anel (1044) configurado para mudar uma orientação das asas entre uma primeira orientação e uma segunda orientação ao contatar os primeiro e segundo batentes (1004, 1006) ao deslizar ao longo de um eixo longitudinal (1050) do corpo; um mecanismo de comutação e travamento (1014) configurado para atuar o anel (1044) e travar no lugar a orientação selecionada das asas (1012), rodas (1040) acopladas a uma superfície interna do corpo (1010A, 1010B) e em contato com o cabo flutuante (1002), as rodas (1040) tendo eixos (1040A) que formam um ângulo fixo com o eixo longitudinal (1050) do corpo (1010A, 1010B), e uma ferramenta de limpeza (1020) acoplada ao corpo (1010A, 1010B) e configurada para limpar o cabo flutuante, em que a primeira orientação da pluralidade de asas (1012) faz com que o corpo gire ao longo de uma primeira direção em torno do cabo flutuante e a segunda orientação da pluralidade de asas (1012) faz com que o corpo gire ao longo de uma segunda direção em torno do cabo flutuante.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o ângulo é constante durante o movimento para trás e para frente do dispositivo de limpeza.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do mecanismo de comutação e travamento compreender: primeiro e segundo pinos localizados em extremidades opostas do corpo e configurados para encaixar com batentes correspondentes, em que o primeiro pino é configurado para deslizar em relação ao corpo a partir de uma primeira posição de referência para uma segunda posição de referência; uma parte de cunha conectada ao primeiro pino; e uma haste tendo uma primeira extremidade em contato com a parte de cunha e uma parte acoplada fixamente ao anel, em que um movimento circular da parte de cunha em relação ao corpo translada a haste ao longo do eixo longitudinal e desliza o anel ao longo do eixo longitudinal, obtendo uma dentre as primeira e segunda orientações das asas; uma mola acoplada à haste; um pino de travamento conectado fixamente à haste; e uma alavanca conectada ao segundo pino e configurada para girar quando o segundo pino se encaixa ao batente de modo que a alavanca desencaixa o pino de travamento e o destrava, obtendo a outra dentre as primeira e segunda orientação da pelo menos uma asa.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato uma extremidade de um eixo de uma roda é configurada para deslizar no interior de um entalhe e a extremidade é pressionada por um membro de mola de modo que roda represente um diâmetro maior elemento marinho.

17. Método para limpar um elemento sísmico (1008) enquanto sendo rebocado na água, o método caracterizadopelo fato de compreender: acoplar primeiro e segundo batentes (1004, 1006) ao elemento sísmico (1008); montar um dispositivo de limpeza (1000) sobre o elemento sísmico (1008), entre os primeiro e segundo batentes (1004, 1006); mudar uma orientação de asa do dispositivo de limpeza (1000) para fazer com que se mova para trás e para frente entre os primeiro e segundo batentes (1004, 1006); e limpar o elemento sísmico enquanto se move entre os primeiro e segundo batentes, em que o dispositivo de limpeza inclui um corpo configurado para envolver o elemento sísmico, uma pluralidade de asas acoplada ao corpo e configurada para transmitir movimento translacional e rotacional ao corpo quando interagindo com a água; um anel configurado para mudar uma orientação das asas entre uma primeira orientação e uma segunda orientação ao contatar os primeiro e segundo batentes ao deslizar ao longo de um eixo longitudinal do corpo, um mecanismo de comutação e travamento configurado para atuar o anel e travar no lugar a orientação selecionada das asas, meios giratórios acoplados a uma superfície interna do corpo e configurados para contatar o elemento sísmico, os meios giratórios tendo eixos que formam um ângulo fixo com o eixo longitudinal do corpo; e uma ferramenta de limpeza acoplada ao corpo e configurada para limpar o elemento sísmico.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de que a primeira orientação da pluralidade de asas faz com que o corpo gire ao longo de uma primeira direção em torno do elemento sísmico e a segunda orientação da pluralidade de asas faz com que o corpo gire ao longo de uma segunda direção em torno do elemento sísmico.

19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato do mecanismo de comutação e travamento compreender: primeiro e segundo pinos localizados em extremidades opostas do corpo e configurados para encaixar com batentes correspondentes, em que o primeiro pino é configurado para deslizar em relação ao corpo a partir de uma primeira posição de referência para uma segunda posição de referência; uma parte de cunha conectada ao primeiro pino; uma haste tendo uma primeira extremidade em contato com a parte de cunha e uma segunda extremidade conectada fixamente ao anel, em que um movimento circular da parte de cunha em relação ao corpo translada a haste ao longo do eixo longitudinal e desliza o anel ao longo do eixo longitudinal, obtendo uma dentre as primeira e segunda orientações das asas; uma mola acoplada à haste; um pino de travamento conectado fixamente à haste; e uma alavanca conectada ao segundo pino e configurada para girar quando o segundo pino se encaixa ao batente de modo que a alavanca desencaixa o pino de travamento e o destrava, obtendo a outra primeira e segunda orientação da pelo menos uma asa.