BR112012030767A2 - procedimento de utilização, procedimento e dispositivo de prospecção sísmica em meio aquático - Google Patents

Abstract

  PROCEDIMENTO DE UTILIZAÇÃO, PROCEDIMENTO E DISPOSITIVO DE PROSPECÇÃO SÍSMICA EM MEIO AQUÁTICO. Propõe-se um procedimento de prospecção sísmica em meio aquático, com o auxílio de um dispositivo compreendendo pelo menos um cabo sísmico provido de sensores e de pelo menos uma fonte sísmica móvel. O procedimento compreende a evolução do cabo na água, reprimida por um valor de curvatura maximal de percurso na água e por um valor maximal de desvio em relação a uma rota desejada no referencial terrestre, com a rota submetida a um valor maximal de velocidade em relação ao referencial terrestre. O procedimento compreende, simultaneamente, o deslocamento da fonte sísmica em um referencial ligado ao cabo e a emissão de ondas pela fonte sísmica, com as ondas sendo refletidas pelo fundo aquático e captadas pelo cabo. Tal procedimento permite notadamente obter uma boa densidade sísmica acima de um campo em estudo, durante uma prospecção sísmica, com menos esforços de motorização e menos stress exercido sobre o cabo.

Description

ç xr 1/30 PROCEDIMENTO DE UTILIZAÇÃO, PROCEDIMENTO E DISPOSITIVO DE

PROSPECÇÃO SÍSMICA EM MEIO AQUÁTICO A presente invenção se refere à área da prospecção sísmica em meio aquático (marinho ou lacustre).

São conhecidos procedimentos que consistem em pôr em prática uma série de cabos sísmicos (ou linhas ou “streamer” em inglês) paralelos imersos, mantidos lateralmente por paravanes, em cada um dos quais são dispostos, em intervalos, sensores do tipo hidrofone e/ou geofone, com os cabos sendo rebocados por um ou vários barcos.

Um (ou mais) outro barco denominado “fonte”, provido de meios aptos a criar uma onda em um meio marinho, sob a forma geralmente de um canhão de ar, se desloca à distância dos cabos de sensores. As ondas assim formadas se propagam até o fundo marinho, depois sobre as diferentes camadas geológicas para serem refletidas por estas últimas e são, enfim, captadas e medidas pelos referidos sensores imersos. O barco-fonte pode ser o barco que reboca os cabos sísmicos.

O conjunto das informações é então processado para realizar uma imagem em três dimensões (3D) das diferentes camadas geológicas do subsolo marinho, geralmente utilizada para determinar a presença eventual de reservatórios petrolíferos.

Essa técnica é utiizada há muito anos e é submetida a exigências de implementação muito restritivas. Primeiramente, o ruído dinâmico devido ao reboque dos cabos perturba a medição das ondas que se busca captar. Além disso, o arrasto hidrodinâmico resultante do reboque dos cabos é muito alto, e é calculado em dezenas de toneladas, por exemplo, da ordem de 70 toneladas, o que leva a se empregar barcos de tração muito potentes. Isso se deve notadamente à velocidade na água requerida para o procedimento e à presença dos paravanes, que criam uma AV————

: v 2/30 resistência. Ademais, o peso e o arrasto hidrodinâmico induzido faz com que o cabo de reboque dos paravanes sofra um efeito de deformação dinâmica do tipo “corda de piano”, no momento do reboque. Isso leva a uma fadiga do cabo e pode ocasionar a sua ruptura. Podem resultar custos extremamente elevados de substituição, levando-se em conta a imobilização do conjunto do dispositivo. Além disso, nos métodos clássicos, os cabos devem estar pouco imersos, entre 5 e 10 m, o que acarreta um risco de acidente, em vista da circulação de embarcações na superfície com um forte deslocamento de água (petroleiros ou cargueiros) e de uma forte sensibilidade ao estado do mar.

Aliás, os dispositivos de prospecção sísmica conhecidos deixam zonas de sombra durante a medição. Na verdade, os cabos têm em geral um comprimento de cerca de 8 km e são espaçados em aproximadamente 100 m, o que leva, para uma dezena de cabos paralelos, a uma zona de medição 1x8 km. Ora, o ideal em termos de medição é utilizar um sistema isotrópico, isto é, uma superfície quadrada, por exemplo, 8x8 km. No entanto, essas dimensões são incompatíveis com os meios de reboque que seriam necessários em vista do peso, do arrasto e da logística necessária para se obter tal superfície de medição.

Portanto, tentamos remediar essa situação de duas maneiras de modo conhecido. A primeira tentativa (chamada em inglês “Wide Azimuth") consiste em remediar a anisotropia com a utilização de um (ou dois) barco(s) rebocando um conjunto de cabos formando uma zona de medição de 1 x 8 km, e utilizando 2 a 8 barcos-fonte. Esse dispositivo apresenta dois inconvenientes maiores. Primeiro, o custo proibitivo resultante do investimento em materiais, em manutenção e utilização (2 a 8 barcos- fonte, mais um (ou dois) barco(s) de reboque, mais o conjunto dos cabos). O outro inconveniente reside no fato de que os barcos-fonte “deslocam” (isto é, criam ondas)

NU

« 3/30 cada um na sua vez e, portanto, duas a oito vezes menos frequente, o que leva a uma densidade de deslocamento muito baixa.

A segunda tentativa proposta de maneira conhecida é mostrada pelo pedido de patente GB nº 2 435 931, em nome de Westem Geco, que descreve um procedimento e dispositivo consistindo esquematicamente em uma rede de sensores (geofones) fixados a uma estrutura de duas dimensões (sob a forma de uma malha ou rede) ou de três dimensões.

A estrutura apresenta uma periferia (perímetro ou envelope) mantida em forma por meios dinâmicos tais como drones ou pequenos barcos, de modo a manter em forma a malha que constitui a estrutura.

Esta última é rebocada continuamente e são previstas uma ou mais fontes sísmicas.

Apesar do atrativo aparente, no plano teórico, do dispositivo e procedimento assim propostos, é certo que esse dispositivo parece difícil de ser posto em prática de modo realista.

Na verdade, a estrutura assim constituída apresentaria um peso e um arrasto gigantescos e obrigaria a utilização de meios para mantê-la em forma, extraordinários e fora dos padrões ao mesmo tempo no plano técnico e no plano financeiro ou orçamentário.

Ademais, ela só oferece como construção uma única | geometria possível para a rede de sensores.

Segundo outro aspecto, de modo geral a prospecção sísmica marinha visa captar ou recuperar o máximo de sinais para realizar uma cartografia geológica mais exata e confiável possível das zonas subjacentes do fundo marinho.

Ora, os sinais de baixa frequência fornecem informações sobre reservatórios muito profundos e são, portanto, preciosos nesse sentido.

Porém, os sinais de baixa frequência são fortemente atenuados pelo fenômeno de reflexão de superfície, chamado “fantasma” e devido notadamente ao fato de que o cabo, conforme a técnica anterior, permanece imerso a alguns metros da superfície.

Procura-se, assim, eliminar esses P——=

« 4/30 “fantasmas” para se obter o que chamamos de “espectro plano”. Tentou-se remediar essa situação utilizando-se uma técnica conhecida sob a denominação “over-under”, que consiste em dispor dois cabos portadores de sensores hidrofones, um sob o outro verticalmente, a profundidades, por exemplo, respectivas de 20 me 26 m. À combinação processada dos dois sinais recebidos pelos dois cabos respectivos permite atenuar, e até mesmo eliminar as consequências dos “fantasmas”. No entanto, esse procedimento conhecido, além do processamento adicional que ele requer, apresenta o inconveniente maior de diminuir muito fortemente a produtividade e aumentar os custos, devido à duplicação dos cabos e sensores.

Outra técnica conhecida que busca eliminar os “fantasmas”, proposta pela sociedade PGS, consiste em utilizar linhas ou cabos contendo, além dos hidrofones (que medem a pressão), geofones ou acelerômetros aptos a medir a velocidade ou a aceleração da onda. Como os coeficientes de reflexão para as medições respectivas de pressão (hidrofones) e de velocidade (geofones) são inversos (1 e +1), é possível assim, teoricamente, anular os “fantasmas”. Essa técnica conhecida apresenta os inconvenientes de necessitar de um investimento alto em sensores e ocasionar um ruído incômodo nos geofones ou acelerômetros, resultante da velocidade de tração (de aproximadamente 5 nós) geradora de vibrações parasitas. A invenção propõe remediar ao menos em parte os inconvenientes citados.

Para isso, a presente invenção propõe, segundo um primeiro aspecto, um procedimento de prospecção sísmica em meio aquático, com o auxílio de um dispositivo compreendendo pelo menos um cabo sísmico provido de sensores e pelo menos uma fonte sísmica móvel. O procedimento compreende as etapas que consistem em deslocar o cabo na água e, simultaneamente, deslocar a fonte sísmica em um referencial ligado ao cabo, emitir ondas pela fonte sísmica, e captar reflexões

NE das ondas pelo cabo.

O deslocamento do cabo minimiza o desvio do cabo em relação a uma rota desejada no referencial terrestre.

O deslocamento do cabo é, ainda, reprimido por um valor de curvatura maximal de percurso na água.

Em outras palavras, o deslocamento do cabo na água é definido por um programa de minimização do desvio do cabo em relação à rota desejada, tendo como restrição o valor de curvatura maximal de percurso na água.

Segundo outro aspecto, a invenção propõe um procedimento de utilização (isto é, deslocamento) em meio aquático de um dispositivo compreendendo pelo menos um cabo sísmico provido de sensores.

O procedimento compreende uma etapa consistindo em deslocar o cabo na água.

Como no procedimento de prospecção sísmica, o deslocamento do cabo minimiza o desvio do cabo em relação a uma rota desejada no referencial terrestre e é, ainda, reprimido por um valor de curvatura maximal de percurso na água.

A invenção propõe igualmente um dispositivo de prospecção sísmica, por exemplo, tal como este utilizado no procedimento de prospecção sísmica ou no procedimento de utilização.

O dispositivo compreende pelo menos um cabo provido de sensores, e uma unidade de cálculo para determinar o deslocamento do cabo na água.

À unidade de cálculo calcula o deslocamento do cabo que minimiza o desvio do cabo em relação a uma rota desejada no referencial terrestre, o deslocamento do cabo sendo, ainda, reprimido por um valor de curvatura maximal de percurso na água.

Em outras palavras, a unidade de cálculo pode resolver um programa de minimização do desvio do cabo em relação à rota desejada, tendo como restrição o valor de curvatura maximal de percurso na água.

O cabo pode, ainda, de maneira apropriada, ser provido de dois drones, cada um ligado a uma extremidade do cabo.

Nesse caso, os drones podem deixar o cabo sob P——

« 6/30 tensão e colocá-lo em deslocamento no meio aquático, exercendo uma força de tensão sobre o cabo.

É possível, então, empregar a expressão drone “motor” para designar o drone que exerce a força de tensão dominante.

Em outras palavras, o drone motor coloca o cabo em deslocamento ao “rebocá-lo”. Outras características e vantagens da invenção aparecerão na leitura da descrição que segue de um modo de realização preferido da invenção, fomecida a título de exemplo e em referência aos desenhos anexados que mostram: - A figura 1 representa um esquema de dispositivo de prospecção; - As figuras 2-4 representam trajetórias de percurso para uma rota fixa; - - A figura 5 representa o percurso teórico de um cabo submetido à corrente da figura 4 para uma rota fixa; - As figuras 6-7 representam o deslocamento de um cabo com uma rota desejada fixa; - As figuras 8-13 representam a evolução de um cabo com uma rota desejada fixa no caso em que se dispuser de previsões da corrente; - As figuras 14-17 representam o deslocamento de um cabo com uma rota desejada fixa em tempo real; - AA figura 18 representa uma vista de cima dos cabos do dispositivo da figura 1 e uma linha seguida por uma fonte sísmica; e - A figura 19 apresenta um exemplo de um circuito de regulagem do deslocamento do cabo.

Um procedimento de prospecção sísmica em meio aquático, por exemplo, marinho ou lacustre, pode ser realizado com o auxílio de um dispositivo compreendendo pelo menos um cabo sísmico provido de sensores e pelo menos uma fonte sísmica móvel, posicionados na água de maneira a permitir a prospecção de uma zona P—— nn determinada do subsolo. O procedimento compreende o deslocamento do cabo na água e, simultaneamente, a emissão de ondas pela fonte sísmica, preferencialmente imersa, o que permite diminuir os ruídos. As ondas, por exemplo, ondas acústicas, são refletidas no subsolo pelas interfaces entre as camadas geológicas da zona citada, bem como pelo fundo do meio aquático e captadas pelo cabo. A figura 1 mostra um exemplo de tal dispositivo de prospecção sísmica 100. A fonte sísmica móvel não está representada na figura. A fonte sísmica é apta a criar uma perturbação transmitida pelo meio aquático sob a forma de ondas. O dispositivo 100 compreende pelo menos um cabo 110, e de preferência vários, provido de uma pluralidade de sensores 106 sísmicos (por exemplo, hidrofones) aptos a captar as referidas ondas refletidas. Tal cabo pode ser chamado “cabo sísmico”, ou ainda “flauta sísmica”. O cabo 110 evolui em uma estação de medição adaptada à prospecção de uma parte da zona do subsolo citada. Tipicamente, para realizar o procedimento, é acionada a referida fonte sísmica. São captadas com o auxílio dos réferidos sensores 106 as referidas ondas refletidas. São deslocados até outra estação de medição adaptada à prospecção de outra parte da zona citada, de um lado o cabo 110 e, do outro lado, a fonte sísmica, e assim por diante. O cabo 110 evolui na água. De modo geral, ele pode ser imóvel, isto é, à deriva, ou ele pode se deslocar na água. A fonte sísmica se desloca, durante o procedimento de prospecção, em um referencial ligado ao cabo. Entende-se com isso que a fonte sísmica se desloca globalmente em relação ao cabo. Isso permite aumentar o número de medições em um tempo menor. Podemos tomar, por exemplo, um referencial cuja origem seja uma extremidade do cabo, ou o meio do cabo, e cujos eixos sejam ortogonais, um dos eixos estando na direção tangente ao cabo nessa origem. A fonte sísmica se encontra a uma distância do cabo permitindo a captura

NH por este último das ondas emitidas e depois refletidas pelas camadas geológicas do subsolo e pelo fundo do meio aquático.

A evolução (o termo “evolução” pode designar “deslocamento” em toda a sequência) do cabo 110 é reprimida por um valor de curvatura maximal de percurso na água e por um valor maximal de desvio em relação a uma rota desejada no referencial terrestre.

De modo apropriado, a rota é submetida a um valor maximal de velocidade em relação ao referencial terrestre.

Por “percurso” entende-se um conjunto de pares (u, t) onde u representa uma posição no referencial água e t um instante, as posições sucessivas seguindo uma curva contínua correspondente a um arco parametrado, cujo parâmetro é o tempo.

O conjunto pode ser discreto no tempo, um intervalo de tempo separando então duas posições sucessivas, ou contínuo no tempo (o percurso é então o arco parametrado supramencionado). O cabo 110 pode eventualmente se deslocar no referencial água.

Quando isso não é especificado, o percurso se refere a posições dadas no referencial água.

No presente caso, o percurso do cabo 110 é entendido em relação ao referencial água.

O percurso assim definido corresponde ao deslocamento de um ponto.

Entretanto, dizemos por extensão que o cabo 110 evolui na água seguindo o percurso, pois se uma de suas extremidades A ou B estiver em deslocamento, considera-se que o resto do cabo 110 é arrastado no rastro e segue então o mesmo percurso no referencial água.

O cabo 110 é, então, deslocado conforme o seu eixo.

Se o cabo estiver, ao contrário, à deriva, pode-se falar de percurso nulo, pois o percurso é reduzido a um ponto fixo no referencial água.

A curvatura do percurso é a curvatura do arco parametrado supramencionado correspondente ao percurso, assumindo a definição clássica da curvatura de um arco parametrado. "——

Por “restrição” entende-se que o procedimento assegura que o cabo não pode seguir um percurso apresentando uma curvatura superior ao valor de curvatura maximal, e que o cabo não se desvie da rota desejada além do valor maximal de desvio.

Eventualmente, o procedimento pode, então, compreender uma etapa de verificação garantindo que essas restrições sejam respeitadas e uma etapa de correção, caso necessário.

Restringir a evolução do cabo 110 por um valor maximal de curvatura permite diminuir as despesas de energia e os stress mecânicos sofridos pelo cabo.

Aliás, a corrente aquática (por exemplo, a corrente marinha se estivermos em meio marinho) pode ser considerada como homogênea no comprimento do cabo 110, em um dado momento da evolução.

Restringir o percurso por um valor maximal de curvatura permite, então, impor um raio mínimo ao cabo 110. Isso permite evitar perturbar muito a geometria do cabo 110 e conservar um comprimento de utilização eficaz do cabo 110 durante as medições e obter assim uma melhor densidade sísmica (isto é, repartição dos pontos de reflexão das ondas sobre o cabo 110). A evolução do cabo 110 é, ainda, restringida por um valor maximal de desvio em relação a uma rota desejada no referencial terrestre.

Uma rota é um conjunto de posições nas quais se visa posicionar o cabo em relação ao referencial terrestre.

Por exemplo, se o cabo 110 for discretizado em N pontos P;... Pr, a rota pode ser dada por N arcos parametrados (P, t) correspondendo cada um à posição de um ponto P; do cabo 110, no referencial terrestre, em função do tempo.

É possível igualmente, por aproximação, representar uma rota por um só arco parametrado, correspondendo então às posições no referencial terrestre de um ponto do cabo em função do tempo, por exemplo, o meio do cabo.

De maneira geral, existe uma rota da qual o cabo não se afasta durante a sua evolução na água.

De modo apropriado, ——

a rota é submetida a um valor maximal de velocidade em relação ao referencial terrestre. Assim, há uma referência de baixa velocidade no referencial terrestre da qual o cabo nunca se afasta além do valor maximal de desvio. A restrição de valor maximal de desvio combinada ao fato de que a rota é submetida a uma velocidade maximal permite controlar o posicionamento do dispositivo em relação à parte da zona do subsolo a ser prospectada, e assim obter uma melhor densidade sísmica. Dizemos rota “desejada”, pois se trata de uma rota que o cabo deveria idealmente seguir, mas em relação à qual são permitidos desvios (nos limites autorizados pelo valor maximal de desvio), o que permite diminuir os stress mecânicos sofridos pelo cabo e o consumo de combustível. O procedimento será agora descrito segundo um primeiro exemplo de implementação. Nesse primeiro exemplo, o cabo evolui em meio marinho. A rota desejada compreende uma posição do referencial terrestre fixa durante um período de tempo. Em outras palavras, nesse período de tempo, a rota se confunde com um ponto que não se desloca em relação ao referencial terrestre. Dizemos, então, que o cabo é mantido durante o período de tempo em posição quase estacionária, e até mesmo estacionária (“sensivelmente estacionária”), pois o cabo não se desvia nunca além do valor maximal de desvio da posição fixa em questão. Na verdade, um cabo evoluindo em um meio aquático é dito “mantido em posição quase estacionária” (respectivamente “estacionária") se ele evoluir na água (por exemplo, segundo um “percurso” conforme definido mais acima) de maneira a permanecer quase estacionário (respectivamente perfeitamente estacionário) no referencial terrestre (isto é, o referencial “absoluto”). Em outras palavras, a projeção do cabo sobre o fundo marinho não se desvia nunca além de um valor predeterminado (isto é, valor maximal de desvio) de uma posição do referencial

NEN terrestre fixa durante o período de tempo determinado. O valor maximal de desvio pode estar ligado às dimensões do cabo. Em um exemplo, o desvio do cabo em relação ao ponto fixo é calculado como a distância entre o meio do cabo (ou qualquer outro ponto do cabo) e o ponto fixo. A quase estacionária é então traduzida por um desvio de preferência inferior a dez vezes o comprimento do cabo, ainda de preferência inferior a duas vezes o comprimento do cabo, e ainda mais preferencialmente inferior ao comprimento do cabo, até mesmo ao meio- comprimento do cabo (esses valores são igualmente aplicáveis aos outros exemplos do procedimento). De maneira geral, quanto mais o desvio for restringido por um valor maximal baixo, mais a densidade de arrastos realizada na estação de medição será repartida de modo homogêneo no campo. Isso permite captar os dados permitindo uma boa análise da parte da zona do subsolo a ser prospectada abaixo da estação de medição, em um tempo menor, o caso extremo sendo aquele da perfeita estacionaridade.

Com o cabo 110 (ou os cabos) sendo mantido(s) em posição quase estacionária, seu tempo de vida é aumentado, pois ele sofre menos stress que um cabo que é rebocado sem parar a uma velocidade relevante. Ademais, o cabo 110, se for dotado de hidrofones e de geofones, ou de pares verticais de hidrofones, pode ser imerso mais profundamente que os cabos rebocados, o que o assegura dos riscos de acidente com outros navios e o que limita a geração de ruídos, principalmente pelas vagas. Assim, o cabo é mais protegido quanto mais for imerso a uma profundidade 108 (isto é, a distância em relação à superfície 112 da água) mais relevante. Além disso, o dispositivo permite proceder a uma prospecção sísmica mais eficaz e rápida, pois as medições podem ser corrigidas do efeito nefasto dos fantasmas. O cabo é de preferência imerso, entre duas águas (isto é, o cabo não fica nem na superfície 112 nem jazendo no fundo do mar - onde o solo pode ser acidentado, o que gera ruído no recebimento do sinal) a uma profundidade que pode se situar entre 5 e 1000 metros, de preferência entre 5 e 500 metros, de preferência entre 10 e 300 metros, de preferência entre 20 e 200 metros, e ainda mais preferencialmente entre 50 e 100 m. O cabo 110 é de modo apropriado provido de elementos formando lastros 104 destinados a manter o cabo imerso. Os lastros permitem ao cabo manter a sua profundidade sensivelmente constante e fazê-la variar de maneira controlada. O cabo 110 é de maneira apropriada provido de meios de tração (isto é, exercendo uma força de tensão) simétricos em suas duas extremidades, por exemplo, drones 102 como no exemplo da figura 1. Os drones 102 são do tipo conhecido em si, por exemplo, flutuante, ou semissubmersível à propulsão Diesel ou do tipo elétrico alimentado por um cabo ligado a uma fonte de energia em um barco principal. Os drones 102 podem conter meios de propulsão (hélice) de maneira a rebocar e a manter sob tensão o cabo 110, e mais precisamente de modo que a parte central portadora dos sensores 106, fique sensivelmente horizontal, como é o caso na figura 1, e disposta a uma profundidade 108 constante supramencionada. O dispositivo 100 pode ser concebido para ter uma flutuabilidade nula ou levemente positiva. De maneira apropriada, os drones comportam ainda meios de ligação elétrica com os cabos respectivos para as comunicações de dados e a alimentação, e meios de gravação de dados sísmicos. A manutenção na posição quase estacionária necessita de menos energia que o reboque, quanto mais o número de cabos 106, seu tamanho e sua massa forem relevantes. De maneira preferencial, o dispositivo 100 compreende entre 10 e 50 cabos 110, ou entre 15 e 30 cabos 106, ou ainda 20 cabos 106. Os cabos têm um

ND comprimento compreendido entre 1 e 20 km, de preferência entre 2 e 6 km (de preferência cerca de 4 km) ou entre 6 e 14 km (de preferência cerca de 8 km). De modo geral, a configuração que permite um bom estudo da zona do subsolo a ser prospectada com o menor número de meios possíveis, portanto, os custos mais baixos, é uma configuração compreendendo entre 15 e 25 cabos, de preferência entre 18 e 22 cabos, ainda preferencialmente 20 cabos, com os cabos possuindo um comprimento L de modo que L=k*d onde d é a profundidade do objetivo, isto é, da região do subsolo mais interessante para a prospecção, e k é um fator de preferência compreendido entre 0.8 e 1.5 e ainda mais preferencialmente sensivelmente igual a 1. Tipicamente, em uma estação de medição, o dispositivo 100 é formado por vários cabos 110 que evoluem na água de maneira a serem mantidos na posição quase estacionária sensivelmente paralelos uns em relação aos outros, de modo a formar uma grade acima do campo a ser explorado. Os cabos 110 podem, então, ser dispostos no dispositivo 100 de modo que, se eles estiverem retilíneos, eles formarão sensivelmente um quadrado. A fonte móvel se desloca acima do referido campo e emite ondas de forma intermitente. As ondas refletidas permitem captar dados utilizáveis pelos geólogos. Essas operações em uma só estação de medição duram tipicamente vários dias, por exemplo, uma semana.

Em um primeiro caso de figura, o deslocamento da fonte sísmica compreende o acompanhamento de várias linhas sensivelmente perpendiculares ao cabo, o período de tempo durante o qual o cabo evolui de maneira quase estacionária (até mesmo estacionária nos casos particulares) sendo sensivelmente igual à duração do acompanhamento das linhas. Em outras palavras, enquanto o cabo for mantido em uma posição sensivelmente fixa em relação ao referencial terrestre, a fonte criará —— UP]

ondas ao longo de linhas perpendiculares ao cabo. Os pontos a partir dos quais a fonte emite uma onda constituem assim uma grade de pontos acima da parte da zona a ser prospectada. Isso permite uma cobertura otimizada da parte em questão. Em outro caso de figura, o deslocamento da fonte sísmica compreende o acompanhamento de uma linha sensivelmente perpendicular ao cabo e passando de preferência sensivelmente pelo meio do cabo, o período de tempo sendo sensivelmente igual à duração do acompanhamento da linha. Nesse caso de figura, durante o período em que o cabo for mantido quase estacionário, uma só linha será, então, acompanhada.

A rota pode, então, compreender outras posições do referencial terrestre correspondendo a outras partes da zona a ser prospectada, cada outra posição sendo fixa durante um período de tempo respectivo e o deslocamento da fonte sísmica pode compreender o acompanhamento da linha durante o período de tempo respectivo, cada período de tempo respectivo sendo sensivelmente igual à duração do acompanhamento da linha. Em outras palavras, o cabo é mantido em uma primeira posição quase estacionária. Durante o período de manutenção nessa primeira posição, uma primeira linha de arrasto é acompanhada pela fonte. O cabo é, em seguida, levado a uma segunda posição quase estacionária onde é mantido durante um segundo período de tempo. Durante esse segundo período de tempo, uma segunda linha de arrasto é acompanhada pela fonte. E isso é repetido, de modo que obtenhamos assim como para o primeiro caso de figura, uma grade de pontos acima do campo em estudo com as mesmas vantagens. Deve-se notar que a linha é a cada vez aquela que é perpendicular ao cabo e passando de preferência por seu meio. Assim, o movimento da fonte no referencial ligado ao cabo, fora dos períodos em que o cabo não é mantido na posição quase estacionária, consiste em N——

idas e vindas ao longo dessa linha. A rota pode compreender, ainda, deslocamentos longitudinais do cabo entre as posições fixas do referencial terrestre. Esses deslocamentos permitem deslocar o cabo de uma posição quase estacionária a outra de menor esforço.

Para manter na posição estacionária em relação ao fundo do mar, um objeto clássico como um barco ou uma plataforma petroleira, apesar das correntes, é possível modelizar sua posição por um ponto e controlá-la em relação a uma posição de referência (isto é, posição absoluta). Todo desvio em relação à posição absoluta desejada, fornecido, por exemplo, por sensores GPS, inicia uma reação dos propulsores do objeto para retorná-lo à sua posição desejada, o que as dimensões do objeto permitem fazer sem esforços enormes.

Podemos considerar dois referenciais: o referencial “água” (ou marinho) no qual navega o objeto, e o referencial “absoluto”, ligado ao fundo do mar ou ao referencial terrestre. Na presença de uma corrente marinha que é a superposição de uma corrente constante Vc e de uma corrente circular de maré Vm, o referencial água se desloca em relação ao referencial absoluto tendo como vetor velocidade: Vea = Vc + Vm *cos(wt), w designando a pulsação característica da corrente de maré et o tempo.

Se notarmos Voe como o vetor velocidade com o qual o objeto se desloca em relação ao referencial água, o objeto se desloca no referencial absoluto com o vetor velocidade que é a soma dos dois vetores de velocidade precedentes, a saber: Voa= Voe + Vea=Voe+ Vc+ Vm*cos(wt).

Para que o objeto seja perfeitamente estacionário no referencial terrestre, é preciso que sua velocidade absoluta seja nula, isto é, = O. Isso implica: Voe =- Vea =- Vc — Vm *cos(wt)

NE

Em outras palavras, o objeto deve se deslocar na água a uma velocidade inversa da velocidade da corrente marinha, no instante t considerado. Mas desse modo, seu percurso no referencial água é fornecido pela integral de Voe e a trajetória do percurso é uma curva complexa ilustrada nas figuras 2-4. Se Vc > Vm, a curva terá a forma representada pela figura 2. Se Vc = Vm , a curva terá a forma representada pela figura 3. Se Vc < Vm , a curva terá a forma representada pela figura 4. Vemos nessas figuras que, conforme a corrente, o percurso do objeto na água pode apresentar círculos e mesmo pontos de inflexão.

No âmbito do procedimento, para manter na posição quase estacionária em relação ao referencial terrestre o cabo 110 ou qualquer outro cabo sísmico, fazemos evoluir o cabo 110 na água, segundo um percurso quase estacionário (isto é, fazemos evoluir o cabo 110 com uma restrição de desvio maximal em relação a uma rota desejada que é um ponto fixo do referencial terrestre), o percurso quase estacionário sendo restringido por um valor maximal de curvatura.

O comprimento do cabo 110 pode ser pelo menos cem vezes superior às suas dimensões transversais. O arrasto transversal do cabo 110 é, então, consideravelmente mais importante que seu arrasto longitudinal. Deslocar o cabo 110 na água conforme seu eixo é relativamente fácil. Ao contrário, fazê-lo navegar na água perpendicularmente ao seu eixo é extremamente difícil. Tipicamente, neste último caso para um cabo de alguns quilômetros de comprimento e 10 cm de diâmetro, o arrasto seria de várias dezenas de toneladas, a uma velocidade na água de 1 nó, o que é muito alto. Além disso, os esforços resultantes no cabo 110 produziriam stress levando-o à ruptura.

Manter o cabo 110 na posição perfeitamente estacionária com os procedimentos conhecidos imporia uma motorização e stress exercidos no cabo 110 muito relevantes para determinados tipos de corrente marinha. Por exemplo, se considerarmos que a corrente é como aquela à qual a figura 4 faz referência, seria preciso que cada um dos pontos do cabo seguisse um percurso na água como o da figura 4. Em particular e conforme representado pelas flechas na figura 5, as extremidades A e B (e, portanto, igualmente todos os demais pontos) do cabo 110 seguiriam por momentos no referencial água, um percurso de forte componente transversal (isto é, perpendicular ao eixo do cabo 110). Isso ocasionaria os inconvenientes citados. O procedimento de manutenção na posição quase estacionária proposto permite, portanto, obter as vantagens da manutenção na posição quase estacionária, a saber, a diminuição dos ruídos, a diminuição dos custos energéticos em relação ao reboque, a autorização para imergir o cabo mais profundamente do que quando ele é rebocado, diminuindo as despesas de energia e os stress mecânicos exercidos no cabo 110. Explicamos agora mais detalhadamente como um cabo pode ser mantido na posição quase estacionária durante um período de tempo determinado. Por exemplo, como ilustrado na figura 6, no caso de uma corrente Vc variável em intensidade mas constante na direção, o cabo 110 se encontra na direção da corrente e é deslocado face à corrente, conforme a flecha 160, com uma velocidade oposta, a qualquer instante, àquela da corrente. Nesse caso, o cabo 110 é perfeitamente estacionário no referencial absoluto. Com o cabo 110 evoluindo na água ao longo de seu eixo, ele não sofre nem arrasto nem stress muito importantes. Se a corrente se inverter guardando a mesma direção, conforme representado na figura 7, o cabo 110 permanece na mesma direção, mas se desloca no sentido inverso representado pela flecha 170.

NEED

A curvatura maximal pode depender do comprimento L do cabo 110. Assim, a curvatura maximal pode ser uma função decrescente do comprimento do cabo 110. Por exemplo, pode-se ter uma curvatura maximal igual à q/L com q tipicamente entre 1/4 e 1. Tal dependência permite uma melhor densidade sísmica.

O cabo 110 é, de modo apropriado, colocado em deslocamento por um ou outro de dois drones, tais como os drones 102 da figura 1, dispostos cada um em uma extremidade A ou B do cabo 110. Isso permite uma inversão rápida e simples do sentido de deslocamento do cabo 110. Em um momento do deslocamento, por exemplo, um dos dois drones reboca, dirigindo na frente, o cabo 110, enquanto que o outro drone ajuda a manter uma tensão mínima no cabo 110. Em particular, o drone na frente do sentido de deslocamento dirige o cabo 110, orientando-se e exerce uma tração/tensão mais importante que o drone traseiro. Isso evita que o cabo 110 saia do percurso seguido pela extremidade dianteira do cabo 110, por deslocamentos laterais. O drone traseiro arrasta no sentido oposto ao eixo do cabo 110, de maneira a exercer uma tensão mínima tipicamente superior a 50 kg e inferior a 500 kg, o que evita as compressões do cabo 110. Os dois drones podem rebocar em alternância. Tipicamente, a passagem da tração de um drone para outro pode ser condicionada à tensão do cabo. Ela se produz, por exemplo, assim que a tensão medida for inferior a um valor predefinido. Os drones podem ser direcionáveis em limites estreitos.

De uma maneira apropriada, o procedimento compreende, antes da etapa de evolução do cabo, as etapas de: fornecimento de valores de previsão da corrente marinha; de determinação de um percurso teórico do cabo na água correspondente exatamente à rota desejada, em função dos valores de previsão da corrente marinha (determina-se um percurso na água garantindo o acompanhamento exato da rota —

desejada); de determinação de um percurso real do cabo na água por aproximação do percurso teórico, minimizando um desvio entre o percurso real e o percurso teórico, a minimização sendo reprimida pela curvatura maximal; da evolução do cabo compreendendo o deslocamento do cabo na água conforme o percurso real.

Isso permite uma gestão do consumo energético e uma gestão dos stress mecânicos sobre o cabo, que são otimizados.

Em uma aplicação no primeiro exemplo, que pode ser generalizada a todos os exemplos descritos do procedimento, o procedimento de manutenção na posição quase estacionária do cabo 110 compreende uma etapa de fornecimento de valores de previsão da corrente marinha.

Esses valores podem ser fornecidos, por exemplo, por institutos especializados, ou obtidos em tempo real por meios de medição da corrente.

Nesse exemplo, o procedimento compreende igualmente a determinação de um percurso estacionário em relação ao referencial terrestre no meio marinho, em função dos valores de previsão da corrente marinha.

Para isso, a corrente prevista pode ser integrada no tempo para fornecer o percurso estacionário de uma referência pontual.

O procedimento compreende, em seguida, uma etapa de determinação do percurso quase estacionário por aproximação do percurso estacionário, minimizando um desvio entre o percurso quase estacionário e o percurso estacionário.

A minimização é reprimida pelo valor maxima! de curvatura.

Isso pode ser feito filtrando-se (isto é, aplanando-se) o percurso estacionário, tendo como restrição que o percurso filtrado (isto é, aplanado), ou seja, o percurso quase estacionário, deve ter a cada instante uma curvatura inferior ao valor maximal de curvatura.

Esse aplanamento pode compreender uma interpolação, por exemplo, polinomial, do percurso estacionário, ou ainda uma regressão do percurso estacionário.

O cabo é, em seguida, deslocado no meio marinho conforme o — ))n percurso quase estacionário assim determinado. Esse exemplo pode ser posto em prática por instruções em tempo real, podendo as referidas instruções ser deduzidas das correntes e transmitidas aos drones. À direção dos drones é fornecida pelo percurso quase estacionário.

Como já foi explicado, podemos por integração calcular o percurso na água de um objeto pontual virtual (chamado, na sequência, a referência (ou alvo) R) e que seria mantido na posição absoluta estacionária, por exemplo, por meios convencionais. Não podemos fazer acompanhar o percurso estacionário correspondente a todos os pontos do cabo 110, se ele for muito complexo, pelos motivos evocados anteriormente. Mas o cabo 110 pode seguir, sem restrições importantes, um percurso aplanado, que notadamente evita os círculos e os pontos de inflexão. O aplanamento pode ser feito em um comprimento compreendido entre 0.5 vez e 3 vezes o comprimento do cabo 110. O resultado de tal aplanamento é apresentado na figura 8, onde o traço cheio indica a trajetória (isto é, o conjunto das posições P) do percurso estacionário de R, e o traço misto indica a trajetória do percurso quase estacionário determinado por aproximação do percurso estacionário.

O cabo 110 nas extremidades A e B segue, portanto, o percurso quase estacionário, e o vemos em duas posições ul e u2 diferentes na figura 8. Como é o caso na figura 8, no decorrer do tempo, a orientação do cabo 110 pode mudar, pois a trajetória do percurso quase estacionário pode, ela própria, ser curva ao longo prazo. Para deixar ao cabo 110 a possibilidade de girar sobre si próprio nesse longo prazo, podemos modelizar o desvio entre o percurso quase estacionário e o percurso estacionário, pelo desvio entre um ponto M do cabo e a sua posição de referência RM (a posição que ele teria tido se tivesse acompanhado um percurso perfeitamente estacionário).

Esse ponto M pode ser qualquer ponto do cabo 110, por exemplo, seu meio. À

ND escolha do meio é a que proporciona a melhor densidade sísmica.

A minimização do desvio entre o percurso quase estacionário e o percurso estacionário pode, então, consistir em integrar, para o deslocamento global, a distância entre M e RM.

Na configuração da figura 9, que apresenta a trajetória do percurso quase estacionário em misto e a trajetória do percurso estacionário em traço cheio, de maneira espaçada por preocupação de clareza, o ponto de referência RM avança na água à velocidade VRMe (inverso da corrente real). O drone da extremidade B arrasta o cabo 110 com a velocidade na água VBe que é a projeção do vetor VRMe no percurso filtrado.

O drone é, portanto, condicionado em velocidade de maneira que M permanece o mais perto de RM.

O drone é igualmente condicionado em direção pela definição do percurso filtrado.

O propulsor em A pode ser inativo ou garantir uma tensão mínima, conforme indicado mais acima.

Assim, o ponto M permanece sempre à distância mínima de RM.

No referencial absoluto, essa distância é a mesma, pois os dois pontos RM e M sofrem a mesma corrente.

Desse modo, conforme esse princípio, o ponto escolhido M do cabo 110 permanece à distância mínima da posição absoluta visada.

Aliás, o propulsor B, navegando em um percurso aplanado, não impõe stress importantes ao cabo 110. O drone em B pode parar de rebocar.

Os drones A e B podem trocar suas funções, o drone em A assegurando desde então o comando com o mesmo princípio de condicionamento em velocidade e B estando inativo ou assegurando uma tensão mínima.

Isso permite, se a projeção de VRMe no percurso quase estacionário se anular e trocar de sinal, inverter o sentido de tração, conforme representado nas figuras 10 e 11. Com tal procedimento, o vetor velocidade das extremidades A ou B tem sempre uma direção aplanada: não há mudanças de direção importantes tendo como TEE—— .

consequência a ausência de stress sobre o cabo 110 assim deslocado. O módulo da velocidade é fornecido pela projeção da velocidade da referência (inverso da corrente verdadeira) sobre a trajetória do percurso filtrado: o cabo 110 permanece, então, à distância mínima dessa referência.

Como ilustrado pelas figuras 12 e 13, isso é igualmente verdadeiro no referencial absoluto (terrestre). A figura 12 apresenta no referencial água três posições sucessivas (ui, u2, u3) do cabo no momento do deslocamento. A figura 13 apresenta essas três posições sucessivas (u1, u2, u3) no referencial absoluto. O ponto M escolhido (por exemplo, o meio) permanece à distância mínima do ponto fixo RM. A posição absoluta de M dada pelo vetor M-RM pode flutuar, mas somente segundo o componente de alta frequência da corrente (componente de maré, por exemplo). Ela descreve, portanto, com o tempo, uma pequena curva fechada. A orientação do cabo 110 muda, por sua vez, conforme o componente de frequência muito baixa (não filtrada) da corrente.

Em referência às figuras 14 a 17, o procedimento pode alternativamente, por exemplo, na ausência de previsão das correntes, compreender uma etapa de fornecimento em tempo real de uma posição alvo (a posição alvo sendo a posição de estacionadora que corresponde à posição fixa da rota no presente caso, e uma posição alvo desejada deduzida a partir da rota desejada, conforme o instante t no caso geral de todos os exemplos descritos) e uma etapa de deslocamento em direção da posição alvo, o deslocamento sendo reprimido pelo valor maximal de curvatura. As duas etapas de fornecimento e de deslocamento são, então, repetidas. Isso permite manter na posição de quase estacionaridade o cabo 110, apesar da ausência de previsões. Tipicamente, as repetições ocorrem em intervalos regulares.

Alternativamente, os intervalos podem ser variáveis e depender da corrente. A cada

RE intervalo, observamos o desvio em relação à posição de estacionadora, e o reduzimos levando em conta o valor maximal de curvatura, o que permite evitar uma motorização ou stress exercidos muito relevantes.

O intervalo entre dois passos dura tipicamente de alguns segundos a algumas dezenas de minutos, de preferência entre 1 e 10 minutos.

As extremidades A e B do cabo 110 podem ser equipadas com um posicionamento absoluto (GPS, por exemplo), bem como com sensores clássicos de velocidade relativa à água, de direção, de tensão sobre o objeto.

O ponto M do cabo pode ser também equipado com uma medição de velocidade relativa à água e de direção (bússola magnética flux gate, por exemplo). Aliás, o conjunto é posicionado por meios relativos conhecidos (acústico, bússolas magnéticas) eventualmente calibrados na posição GPS dos propulsores (métodos conhecidos em si). A posição alvo de estacionadora pode ser a posição no referencial absoluto da referência RM de M.

Para um ponto M do cabo 110 qualquer, por exemplo, o meio, é, portanto, a posição no referencial água que ele deve ter para ser estacionário.

Como ilustrado na figura 14, o deslocamento em direção da posição alvo RM pode compreender uma etapa de projeção da posição alvo RM no cabo 110, em um ponto P e uma etapa de cálculo de uma direção maximal reprimida pelo valor maximal de curvatura e a velocidade do cabo na água.

A etapa de projeção pode compreender a determinação de uma reta 130 perpendicular ao cabo 110 passando por RM.

Essa perpendicular é chamada linha de referência e corta o cabo 110 no ponto P.

A linha de referência 130 serve ao condicionamento da velocidade que pode compreender o procedimento.

Por exemplo, como é o caso na figura 14, se M estiver em atraso em relação à linha de referência 130 e o ponto P, o drone disposto em B acelera para levar M a P nos instantes seguintes.

O circuito de regulagem ———

recorre a técnicas clássicas conhecidas em si.

Sucintamente, o circuito de regulagem pode levar em conta o desvio observado entre dois intervalos e adaptar a velocidade em função disso.

O procedimento pode igualmente compreender o condicionamento da direção do drone disposto em B.

Esse condicionamento pode só fazer intervir a posição alvo RM.

O vetor representa a direção de tração pelo drone B do cabo.

Para se aproximar do ponto alvo RM no caso das figuras 14 e 15, o drone B pode virar à esquerda.

Como as mudanças de direção por unidade de tempo são reprimidas pela curvatura maximal, não são impostos arrasto ou stress muito fortes ao cabo 110. O valor maximal dessa mudança de direção durante um intervalo de tempo determinado permitindo, por exemplo, limitar a curvatura da trajetória pode ser deduzido da fórmula conhecida a seguir: da<Ve, dt Rmin onde Ve é a velocidade na água do cabo, Rmin o raio de curvatura mínimo (inverso da curvatura maximal) e dt o intervalo de tempo considerado.

A velocidade na água do cabo pode ser conhecida pelos meios já descritos, por exemplo, um /och ou um sonar doppler dispostos em cada drone e em um certo número de outros pontos do cabo, sendo o ponto M escolhido.

É possível também utilizar a medição da força de tração, ou da velocidade de rotação e o passo da hélice do drone, se for o caso, através de um modelo hidrodinâmico de todo o sistema.

Os incrementos de velocidade e de direção do propulsor podem ser dados por um circuito de regulagem onde o objetivo é aproximar o ponto M da linha de referência em prioridade (para a velocidade) e do ponto fixo RM, respeitando as restrições citadas de mudanças de direção.

A figura 15 mostra a antiga velocidade Vei e a nova velocidade incrementada Ve2, respeitando essas condições.

Para um estado onde o ponto M ultrapassou a linha de referência conforme representado na figura 16, o drone em B diminui a velocidade, virando à esquerda em direção à posição alvo com as mesmas restrições que anteriormente.

Diminuindo sua velocidade na água, ele pode se encontrar um momento onde a velocidade se torna nula (mais nenhum esforço de tração) e só podemos admitir que ela se torne negativa, isto é, que o propulsor B se ponha a impulsionar para trás o cabo.

Nesse momento, a ordem é dada aos propulsores A e B para mudarem suas funções, B se tornando então inativo e A assegurando uma tração de sentido oposto com uma liberdade de manobra em direção, conforme as mesmas restrições.

No caso em que o drone assegure uma tensão mínima, a transferência das funções ocorre mais cedo, assim que o esforço de tração de B se torna inferior à tensão mínima exigida no objeto.

A manutenção na posição quase estacionária do cabo 110 pode compreender uma primeira fase de manutenção do cabo, conforme o procedimento do exemplo onde dispomos de uma boa previsão da corrente, e uma segunda fase de manutenção do cabo, segundo o procedimento em tempo real, onde não dispomos de uma boa previsão da corrente.

Tal procedimento permite adaptar a manutenção aos dados de previsão.

Notadamente, durante a segunda fase, dados de corrente podem ser registrados e servir de base à previsão da corrente.

Podemos, então, entrar na primeira fase.

Além disso, quando da primeira fase, podemos controlar, por exemplo, por GPS, o desvio em relação à posição de estacionadora teórica (com a corrente marinha real). Na verdade, as previsões da corrente não são necessariamente perfeitamente exatas, e pode haver um desvio a longo prazo entre o percurso estacionário V————

determinado e o percurso estacionário teórico.

Assim que um limite mínimo de desvio é alcançado, é possível, então, entrar na primeira fase.

Assim, de maneira geral, podemos comutar entre a primeira fase e a segunda fase em função dos valores de previsão à disposição e/ou de um desvio em relação à posição de estacionadora.

Mais uma vez, todos os dados necessários aos diversos condicionamentos podem provir, para A e B (e mesmo os pontos intermediários) das posições de GPS, da tensão aplicada pelos propulsores, dos /ochs ou sonar-dopplers, dos ângulos da direção, etc.

Esses dados alimentam um programa informático que em função do ponto alvo dado vai comunicar aos propulsores as ordens de velocidade e de direção necessárias.

O procedimento pode igualmente ser posto em prática conforme um segundo exemplo ao qual os ensinamentos do primeiro exemplo se aplicam.

Esse segundo exemplo difere do primeiro exemplo pelo fato de que a rota desejada é uma reta contínua.

Assim, desejamos que o cabo se desloque seguindo uma reta em relação ao referencial terrestre.

O procedimento do segundo exemplo permite a varredura longitudinal de uma zona do subsolo a ser prospectada.

Nesse exemplo, o deslocamento da fonte sísmica pode compreender várias porções seguindo uma linha sensivelmente perpendicular ao cabo e passando de preferência sensivelmente pelo meio do cabo.

No referencial ligado ao cabo, a fonte sísmica faz assim movimentos de vai-e-vem seguindo essa linha.

É estabelecida desse modo uma grade de pontos de emissão de ondas que se estende conforme o comprimento do cabo.

O procedimento pode igualmente ser posto em prática segundo um terceiro exemplo ao qual os ensinamentos do primeiro exemplo se aplicam.

Esse terceiro exemplo ——

difere do primeiro exemplo pelo fato de que a rota desejada compreende o deslocamento lateral do cabo em relação ao referencial terrestre.

Nesse exemplo, o deslocamento da fonte sísmica pode compreender o percurso de linhas sensivelmente paralelas ao cabo, com as linhas estando entre dois cabos centrais do dispositivo.

Estabelece-se assim uma grade de pontos de emissão de ondas que se estende seguindo uma direção transversal ao comprimento do cabo.

Esse caso pode corresponder a uma situação de deriva do cabo conforme o componente constante da corrente.

Os segundo e terceiro exemplos do procedimento apresentam vantagens similares ao primeiro exemplo.

Como a rota desejada é submetida a um valor maximal de velocidade em relação ao referencial terrestre, a fonte sísmica tem o tempo de varrer a zona para produzir as ondas e a densidade sísmica é, portanto, apenas pouco afetada.

O valor maximal de velocidade é inferior a 1 nó, de preferência inferior a 0,5 nó, de preferência inferior a 0,2 nó.

Por outro lado, uma zona maior pode ser varrida e evita-se a descontinuidade de medições pontuais, ao mesmo tempo em que se beneficia do componente constante da corrente para 1 que os cabos se deslocam em relação ao referencial terrestre, por pouco que a rota tenha a direção desse componente.

O procedimento pode, de maneira geral, compreender uma etapa de medição da velocidade na água.

Essa medição pode servir de base a outras etapas do procedimento.

Por exemplo, a velocidade medida pode reprimir a curvatura maximal e/ou as mudanças de direção.

A velocidade medida pode ser obtida com o auxílio de meios de medição.

Pode se tratar da velocidade quanto aos drones, ou de preferência nas extremidades do cabo imerso, ou ao longo do cabo ou no seu meio.

As correntes de superfície podem ser diferentes das correntes a 100m de profundidade, por exemplo.

Assim, no caso em que se dispuser de uma previsão das correntes de superfície, mas que o cabo estiver imerso, a velocidade medida pode servir para adaptar as previsões à profundidade na qual o cabo se encontra.

Assim, um programa de computador pode conter instruções para a colocação em prática do procedimento descrito acima.

Esse programa de computador pode ser inscrito em um suporte clássico, como um CD-rom, disco rígido ou outros tipos de memória, eventualmente fracionada.

O dispositivo de prospecção sísmica pode compreender um ou mais cabos providos de sensores, tal como o cabo 110 e uma unidade de cálculo para a evolução do cabo 110 na água, reprimida por um valor de curvatura maximal de percurso na água e por um valor maximal de desvio em relação a uma rota desejada no referencial terrestre, a rota estando de maneira apropriada submetida a um valor maximal de velocidade em relação ao referencial terrestre.

Em particular, o dispositivo é especialmente adaptado à implementação do procedimento descrito anteriormente.

Tal dispositivo apresenta um tempo de vida mais longo que os sistemas de prospecção sísmica da técnica anterior, visto que menos estresses são infligidos ao cabo.

Ademais, o dispositivo consome menos energia.

O cabo pode, ainda, ser provido de dois drones, cada um ligado a uma extremidade do cabo.

O cabo pode também ser provido de lastros.

O dispositivo pode compreender vários cabos adaptados para serem mantidos na posição quase estacionária de maneira sensivelmente paralela uns aos outros, cada um do modo descrito mais acima.

Os cabos são, no entanto, de preferência aptos a evoluir uns livremente em relação aos outros, de modo que nenhum meio de conexão tal como paravanes, atrapalhe o deslocamento longitudinal do dispositivo.

f 29/30 A figura 18 mostra uma vista de cima do dispositivo 100 comportando uma pluralidade de cabos 110, que são sensivelmente paralelos.

Igualmente, a figura 18 mostra o acompanhamento por uma fonte sísmica 212 de uma linha 200 sensivelmente perpendicular aos cabos 110 e passando de preferência sensivelmente no meio M dos cabos.

A linha 200 comporta pontos 210 a partir dos quais a fonte sísmica 212 efetua arrastos durante o acompanhamento da linha 200. Os pontos 215 representam (no referencial terrestre) arrastos precedentes quando do acompanhamento da linha 200, com o sentido do deslocamento dos cabos sendo de acordo com a flecha 216 no referencial terrestre.

A figura 19 apresenta um exemplo de um circuito de regulagem do deslocamento do cabo.

Nesse exemplo, o cabo é submetido a uma corrente marinha e o deslocamento do cabo na água compensa a corrente.

Segundo o exemplo, o deslocamento do cabo é condicionado à corrente.

No exemplo, o cabo é, ainda, provido de dois drones, cada um ligado a uma extremidade do cabo, marcados “drone 1" e “drone 2" na figura 19. O deslocamento do cabo segue um circuito de regulagem compreendendo um algoritmo 199 assumindo como entradas os parâmetros a seguir: e a posição (190 e 191) de cada drone, obtidas por GPS, à a posição alvo desejada 192, obtida a partir da rota desejada, ” uma posição calculada 193 do meio do cabo M, obtida por GPS, acústica, sensores de profundidade e bússolas, > uma velocidade na água 194 do cabo, medida por sonda Doppler, * uma previsão 195 da corrente marinha, * uma direção atual 196 de cada drone, e . uma tensão atual 197 exercida por cada drone sobre o cabo.

O algoritmo 199 fornece como saídas 200, uma nova direção de cada drone e uma nova tensão a exercer por cada drone sobre o cabo. O algoritmo pode ser escolhido entre os algoritmos conhecidos pela pessoa do ramo.

NÓ

Claims (34)

1. U7

   REIVINDICAÇÕES 1L Procedimento de prospecção sísmica em meio aquático com o auxílio de um dispositivo compreendendo pelo menos um cabo (110) sísmico provido de sensores (106) e de pelo menos uma fonte sísmica móvel, caracterizado pelo fato de compreender as etapas que consistem em: - deslocar o cabo na água por meio de dois drones (102) dispostos cada um em uma extremidade do cabo e que mantém o cabo sob tensão, o deslocamento do cabo minimizando o desvio do cabo em relação a uma rota desejada no referencial terrestre, o deslocamento do cabo sendo, ainda, reprimido por um valor de curvatura maximal de percurso na água et, simultaneamente, - deslocar a fonte sísmica em um referencial ligado ao cabo, emitir ondas pela fonte sísmica, e captar as reflexões das ondas pelo cabo.
2. 2. Procedimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cabo é submetido a uma corrente marinha e o deslocamento do cabo na água compensa a corrente.
3. 3. Procedimento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a rota é submetida a um valor maximal de velocidade em relação ao referencial terrestre, e o valor maximal de velocidade é inferior a 1 nó, de preferência inferior a 0,5 nó, de preferência inferior a 0,2 nó.
4. 4. Procedimento, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende vários cabos sensivelmente paralelos, uns aos outros, no decorrer do procedimento.
5. 5. Procedimento, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende entre 15 e 25 cabos, de preferência 20 cabos, os cabos tendo um comprimento de preferência entre 1 e 20 km, de preferência entre 2 e 6 km, de preferência cerca de 4 km, ou entre 6 e 14 km, de preferência cerca de 8 km, os cabos sendo separados um do outro por uma distância compreendida entre 100 e 1000 m, de preferência entre 200 e 800 m, de preferência entre 350 e 450 m.
6. 6. Procedimento, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a rota desejada compreende uma posição do referencial terrestre fixa durante um período de tempo.
7. 7. Procedimento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o deslocamento da fonte sísmica compreende o acompanhamento de uma linha sensivelmente perpendicular ao cabo e passando, de preferência, sensivelmente no meio do cabo, o período de tempo sendo sensivelmente igual à duração do acompanhamento da linha.
8. 8. Procedimento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a rota compreende outras posições do referencial terrestre, cada outra posição sendo fixa durante um período de tempo respectivo e o deslocamento da fonte sísmica compreende o acompanhamento da linha durante o período de tempo respectivo, cada período de tempo respectivo sendo sensivelmente igual à duração do acompanhamento da linha.
9. 9 Procedimento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a rota compreende ainda deslocamentos longitudinais do cabo entre as posições fixas do referencial terrestre.
10. 10. Procedimento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o deslocamento da fonte sísmica compreende o acompanhamento de várias linhas sensivelmente perpendiculares ao cabo, o período de tempo sendo sensivelmente igual à duração do acompanhamento das linhas.
11. 1. — Procedimento, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a rota desejada é uma reta.
12. 2. Procedimento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o deslocamento da fonte sísmica compreende vários acompanhamentos de uma linha sensivelmente perpendicular ao cabo e passando, de preferência, sensivelmente no meio do cabo.
13. 137 — Procedimento, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a rota compreende o deslocamento lateral do cabo em relação ao referencial terrestre.
14. 44. Procedimento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o deslocamento da fonte sísmica compreende o percurso de linhas sensivelmente paralelas ao cabo, as linhas estando entre dois cabos centrais do dispositivo.
15. 155º — Procedimento, de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a curvatura maximal depende do comprimento do cabo e da velocidade na água.
16. 166 — Procedimento, de acordo com uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que compreende a medição da velocidade na água.
17. 17, Procedimento, de acordo com uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que em um instante da evolução, um dos dois drones põe o cabo em deslocamento, dirigindo na frente, enquanto que o outro drone mantém uma tensão mínima no cabo.
18. 18. — Procedimento segundo uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que os dois drones põem o cabo em deslocamento, em alternância.
19. 19. — Procedimento, de acordo com uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que compreende antes da etapa de deslocamento do cabo, as etapas de: - fornecimento de valores de previsão da corrente marinha; - determinação de um percurso teórico do cabo na água, correspondendo exatamente à rota desejada, em função dos valores de previsão da corrente marinha; - determinação de um percurso real do cabo na água, por aproximação do percurso teórico, minimizando um desvio entre o percurso real e o percurso teórico, a minimização sendo reprimida pela curvatura maximal; o deslocamento do cabo na água sendo conforme o percurso real.
20. 20. “Procedimento, de acordo uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que a etapa de deslocamento do cabo na água compreende as subetapas de: - fornecimento em tempo real de uma posição alvo desejada, a partir da rota desejada; - deslocamento em direção da posição alvo, o deslocamento sendo reprimido pela curvatura maximal; as duas subetapas de fornecimento e de deslocamento sendo repetidas.
21. 21. — Procedimento, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o deslocamento em direção da posição alvo compreende uma etapa de projeção da posição alvo no cabo e uma etapa de cálculo de uma direção maximal reprimida pelo valor de curvatura maximal e a velocidade do cabo na água.
22. 22. — Procedimento, de acordo com uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de que compreende: - uma primeira fase de prospecção sísmica segundo a reivindicação 19, e - uma segunda fase de prospecção sísmica segundo a reivindicação 20 ou 21.
23. 233. Procedimento, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende uma comutação entre a primeira fase e a segunda fase, em função dos valores de previsão à disposição e/ou de um desvio em relação à posição alvo.
24. 24. Dispositivo de prospecção sísmica caracterizado pelo fato de que compreende: ' - pelo menos um cabo (110) provido de sensores (106) e dois drones (102) dispostos cada um em uma extremidade do cabo para colocar o cabo em deslocamento e mantê-lo sob tensão; - uma unidade de cálculo para determinar o deslocamento do cabo na água, o deslocamento do cabo minimizando o desvio do cabo em relação a uma rota desejada no referencial terrestre, o deslocamento do cabo sendo, ainda, reprimido por um valor de curvatura maximal de percurso na água.
25. 25. — Dispositivo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o cabo é, ainda, provido de lastros (104).
26. 26. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que em um momento do deslocamento, um dos dois drones põe o cabo em deslocamento, dirigindo na frente, enquanto que o outro drone mantém uma tensão mínima no cabo, os dois drones sendo aptos a colocar o cabo em deslocamento, em alternância.
27. 27. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 24 a 26, caracterizado pelo fato de que compreende ainda meios de medição da velocidade na água do cabo.
28. 28. — Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 24 a 27, caracterizado pelo fato de que o cabo tem um comprimento de preferência entre 1 e 20 km, de preferência entre 2 e 6 km, de preferência cerca de 4 km, ou entre 6 e 14 km, de preferência cerca de 8 km.
29. 29. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 24 a 28, caracterizado pelo fato de que compreende vários cabos aptos a serem colocados em deslocamento, uns livremente em relação aos outros.
30. 30. Procedimento de utilizçção em meio aquático de um dispositivo, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um cabo (110) sísmico provido de sensores (106) , compreendendo uma etapa consistindo em deslocar o cabo na água por meio de dois drones (102) dispostos cada um em uma extremidade do cabo e que mantêm o cabo sob tensão, o deslocamento do cabo minimizando o desvio do cabo em relação a uma rota desejada no referencial terrestre, o deslocamento do cabo sendo, ainda, reprimido por um valor de curvatura maximal de percurso na água.
31. 31. — Procedimento, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a rota desejada compreende uma posição do referencial terrestre fixa durante um período de tempo.
32. 32. Procedimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 ou 31, caracterizado pelo fato de que o cabo é submetido a uma corrente marinha e o deslocamento do cabo na água compensa a corrente.
33. 33. — Procedimento, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que o deslocamento do cabo é condicionado à corrente.
34. 34. Procedimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23 ou 30 a 33, caracterizado pelo fato de que o deslocamento do cabo segue um circuito de regulagem compreendendo um algoritmo assumindo como entradas, uma posição de cada drone, uma posição alvo desejada a partir da rota desejada, uma posição calculada do meio do cabo, uma velocidade na água medida do cabo, uma previsão

    ' a x 77 da corrente marinha, uma direção atual de cada drone e/ou uma tensão atual exercida por cada drone sobre o cabo, e o algoritmo fornecendo como saída uma nova direção de cada drone e/ou uma nova tensão a ser exercida por cada drone sobre o cabo.

    NEE——— “