BR112015026880A2 - método e sistema para determinação de posição altamente precisa - Google Patents

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Abstract

1 / 1 resumo “mã‰todo e sistema para determinaã‡ãƒo de posiã‡ãƒo altamente precisa ” mã©todo e sistema para determinaã§ã£o de posiã§ã£o altamente precisa de dispositivos de controle (20a,b) arranjados em conexã£o com cabos instrumentados rebocados atrã¡s de uma embarcaã§ã£o de vistoria por meio de pelo menos uma embarcaã§ã£o de superfã­cie autã´noma (40) provida com meios de comunicaã§ã£o acãºsticos (43), onde os dispositivos de controle (20a,b) sã£o providos com meios de comunicaã§ã£o acãºsticos (21), e onde os meios de comunicaã§ã£o acãºsticos (21, 43) sã£o usados para o posicionamento preciso da embarcaã§ã£o de superfã­cie (40) acima do dispositivo de controle (20a,b).

Description

“MÉTODO E SISTEMA PARA DETERMINAÇÃO DE POSIÇÃO ALTAMENTE PRECISA” [001] A presente invenção se refere a um método para o posicionamento preciso de dispositivos de controle para cabos instrumentados, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
[002] A presente invenção se refere ainda a um sistema para o posicionamento preciso de dispositivos de controle para cabos instrumentados, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 15.
Fundamentos [003] A posição de cabos instrumentados no mar é controlada por dispositivos de controle que podem controlar os cabos instrumentados horizontalmente e verticalmente com base em sinais de controle sendo enviados a partir de uma embarcação de vistoria por intermédio do cabo instrumentado para cada dispositivo de controle, também conhecido como satélite de comunicações (birds). Os cabos instrumentados são rebocados por uma embarcação de vistoria e têm um dispositivo de controle em cada 300 metros ao longo do cabo instrumentado, o qual pode ser de até 5-6 km de comprimento. Para obter suficiente base de dados para avaliar depósitos de petróleo no solo, usualmente 10-12 cabos instrumentados devem ser rebocados em paralelo em uma extensão. Devido a condições variáveis com relação às correntes e salinidade no mar, a posição dos cabos instrumentados pode se desviar relativamente muito a partir da linha reta atrás da embarcação de vistoria, que se deseja obter durante o reboque. Como a qualidade da base de dados, até uma grande extensão, são dependentes desta uma conhecida posição precisa do cabo instrumentado, é importante conhecer a posição do cabo instrumentado com uma precisão tão alta quanto possível. Uma maneira de determinar isto é por determinação da posição do dispositivo de controle de forma tão precisa quanto possível. A posição do cabo instrumentado é então usualmente aproximada como a linha reta entre os dispositivos de
2/16 controle.
[004] Soluções atuais conhecidas usam triangulação acústica entre emissores-receptores acústicos arranjados no cabo instrumentado e botes de trabalho ou navios de acompanhamento.
[005] A US 4.532.617 e US 4.669.067 descrevem, ambas, métodos de triangulação acústica, nos quais navios de acompanhamento (secundários) e emissores-receptores acústicos arranjados no cabo instrumentado são usados. A desvantagem com este método é que ele resulta em um alto número de emissores-receptores e pessoal operacional, e navios de acompanhamento que são necessários para realizar a operação.
[006] A US 2005/0180263 Al descreve um método com receptor de GPS ou navio de acompanhamento rebocado e dispositivos acústicos para comunicação com o emissor-receptor arranjado no cabo instrumentado. A desvantagem com este método é que o desvio de posição causado devido às correntes e alterações de onda, e que se precisa de uma unidade de GPS rebocada com o emissor-receptor para cada segmento do cabo instrumentado a ser posicionado. Um alto número de navios de acompanhamento irá tomar o lançamento e a recuperação do cabo instrumentado uma operação extensiva, cara e inconveniente.
[007] Outra desvantagem com as soluções mencionadas é que, como os emissores-receptores são arranjados no cabo instrumentado, eles são sujeitos a vazamento no cabo. Ainda, se um error deva aparecer, o segmento de cabo inteiro deve ser trocado.
[008] Outros métodos para o posicionamento são por uso de bússola no dispositivo de controle e cabo instrumentado, e o uso de acelerômetro e medidores de velocidade para estimativa da posição do cabo instrumentado. Em adição, flutuadores ou bóia de pontas são usados na extremidade do cabo instrumentado, onde se pode utilizar o posicionamento por GPS. A posição da bóia de ponta pode então ser estimada com alta precisão, mas não se pode
3/16 usar necessariamente isto para estimar a posição do cabo instrumentado para uma distância entre o navio e a bóia de ponta devido às condições correntes no mar. Este método proverá, no melhor caso, suficiente precisão para a posição do cabo instrumentado perto da bóia de ponta.
[009] Os métodos mencionados têm várias desvantagens em uma operação sísmica prática. Acelerômetro e bússola provêm precisão relativamente baixa e podem somente ser usados para a estimativa aproximada de posição.
[0010] O posicionamento acústico requer o uso extensivo de equipamento e mão de obra na forma de navios de acompanhamento e tem limitações com relação à faixa dos sinais acústicos.
[0011] Outro método conhecido é por uso de uma embarcação de superfície rebocado com posicionamento de GPS. A embarcação de superfície é então conectado com o dispositivo de controle por meio de linha de reboque e a posição do dispositivo de controle é assumida ser a mesma que a posição da embarcação de superfície. Quando o dispositivo de controle está posicionado até 50 metros abaixo da superfície, podería existir, todavia, um desvio considerável na posição entre o dispositivo de controle e a embarcação de superfície devido à condição de corrente e ao arraste na linha. A embarcação de superfície irá, neste caso, somente excepcionalmente, ser posicionado retilineamente acima do dispositivo de controle devido às correntes e ao arraste na linha.
[0012] Outra desvantagem com este método é que ele, na prática, somente pode ser utilizado para uma pequena quantidade de dispositivos de controle no tempo devido ao fato de que cada dispositivo de controle deve ser fisicamente conectado com uma embarcação de superfície por intermédio de uma linha. Isto aumenta tanto a complexidade na operação de dispositivos de controle de lançamento e a recuperação e introduz ruído a partir do reboque, o que pode aumentar ainda o nível de ruído das medições acústica.
4/16 [0013] Existe, consequentemente, uma necessidade de um método e de um sistema para o posicionamento preciso de dispositivos de controle para cabos instrumentados, que solucionem as debilidades/desvantagens da técnica anterior, e que simplifiquem a tarefa de posicionamento preciso dos dispositivos de controle.
Objetivo [0014] O objetivo principal da presente invenção é o de prover um método e sistema para o posicionamento preciso de dispositivos de controle para cabos instrumentados, que solucionem os problemas acima mencionados com a técnica anterior.
[0015] É outro objetivo da presente invenção o de prover um método e sistema, que provejam o posicionamento de dispositivos de controle para cabos instrumentados tendo uma precisão consideravelmente mais alta do que aquela que pode ser atingida pela técnica anterior.
[0016] É outro objetivo da presente invenção o de prover um método e sistema que sejam capazes de determinar a posição precisa para todos os dispositivos de controle em uma propagação sísmica exclusivamente pelo uso de uma embarcação de superfície que pode se mover autonomamente desde um dispositivo de controle para outro.
[0017] É outro objetivo da presente invenção o de prover meios de comunicação redundantes que assegurem que dados de posicionamento possam ser transferidos para a embarcação de superfície.
[0018] É ainda um objetivo da presente invenção que o sistema inclua uma embarcação de superfície provido com comunicação por rádio e sinalização óptica de forma que se possa facilmente se comunicar com a embarcação de superfície e identificar a posição por meio de sinais de luz, algo que consideravelmente pode contribuir para a simplificação e melhoria da eficiência de trabalho de serviço e manutenção nos dispositivos de controle, no mar.
5/16 [0019] Outros objetivos da presente invenção aparecerão a partir da seguinte descrição e reivindicações.
A invenção [0020] Um método para o posicionamento preciso de dispositivos de controle em cabos instrumentados é descrito na reivindicação 1. Características preferíveis do método são descritas nas reivindicações 2 a 14.
[0021] Um sistema para o posicionamento preciso de um dispositivo de controle para cabos instrumentados é descrito na reivindicação 15. Características preferíveis do sistema são descritas nas reivindicações 16-28.
[0022] A presente invenção atinge os objetivos acima mencionados pelo fato de que o sistema inclui uma embarcação de superfície autônoma, provido com um sistema de posicionamento global (GPS) para o autoposicionamento preciso e é ainda provido com meios de comunicação acústicos para comunicação com dispositivos de controle providos com meios de comunicação acústicos, e possivelmente outros elementos rebocados providos, com meios de comunicação acústicos. A embarcação de superfície é arranjado para manter a posição precisa retilínea acima do dispositivo de controle por meio dos meios de comunicação acústicos. Por meio disto é alcançada a precisão aproximadamente de GPS no posicionamento do dispositivo de controle. Em princípio, se pode desta maneira obter a mesma precisão que pelo uso de GPS diferencial, isto é, a precisão na ordem de cm até metro.
[0023] A embarcação de superfície autônomo é arranjado para encontrar sua própria posição por meio de posicionamento de GPS e possivelmente de sinais de posicionamento diferenciais que são enviados a partir da embarcação de vistoria sísmica ou a partir de sinais de correção externos a partir de sistemas baseados em satélite. A embarcação de superfície autônomo é provido ainda com fornecimento de energia, unidade de controle, e meios de propulsão, tais como hélices ou propulsores, para a propulsão nas
6/16 direções X e Y.
[0024] A embarcação de superfície autônomo é provido ainda com meios de comunicação por rádio para a comunicação com a embarcação de superfície sísmico e possivelmente botes de trabalho e outros navios de superfície.
[0025] A unidade de controle da embarcação de superfície é provida com uma unidade de controle incluindo as necessárias memória e interface para a orientação e o controle da embarcação de superfície com base em sinais a partir da embarcação de vistoria sísmica, botes de trabalho e/ou outras unidades.
[0026] A embarcação de superfície é provido ainda com meios de comunicação ópticos para a sinalização para outras unidades de superfície. Com a sinalização óptica a partir da embarcação de superfície, a tripulação de operação em botes de trabalho rapidamente pode identificar a posição do dispositivo de controle e levar esta para a superfície para possíveis ajustes ou reparos.
[0027] O dispositivo de comunicação acústico no dispositivo de controle é arranjado nas asas do dispositivo de controle.
[0028] Um método para a determinação de posição, altamente precisa, de dispositivos de controle arranjados em conexão com cabos instrumentados, rebocados atrás de uma embarcação de vistoria, inclui:
- por meio de comandos de controle a partir da embarcação de vistoria, posicionar pelo menos uma embarcação de vistoria na proximidade de um dispositivo de controle escolhido, arranjado em conexão com um cabo instrumentado,
- por meio dos meios de comunicação acústicos do dispositivo de controle e da embarcação de superfície, respectivamente, posicionar a embarcação de superfície precisamente acima do dispositivo de controle escolhido.
7/16 [0029] O método inclui ainda enviar sinais acústicos modulados diretivos a partir dos meios de comunicação acústicos do dispositivo de controle ou a partir dos meios de comunicação acústicos da embarcação de superfície.
[0030] O método inclui ainda transmitir dois sinais acústicos modulados diretivos com duas frequências diferentes em duas direções diferentes.
[0031] O método pode incluir ainda transmitir um terceiro sinal acústico modulado com uma terceira frequência, em que o terceiro sinal acústico é arranjado perpendicularmente aos dois sinais acústicos mencionados.
[0032] O método inclui ainda medir a intensidade relativa mútua entre os sinais acústicos modulados diretivos com frequências diferentes e utilizar esta para posicionar o um ou mais dos navios de superfície autônomos em uma posição precisa acima de um dispositivo de controle de interesse. Posicionar os navios de superfície inclui estimar o desvio de posição entre o dispositivo de controle e a embarcação de superfície com base na intensidade relativa entre os sinais acústicos modulados diretivos medidos e utilizar este como sinais de controle para meios de propulsão para a embarcação de superfície para minimizar o desvio de posição.
[0033] O método inclui ainda determinar a posição precisa para a embarcação de superfície por meio de um sistema de posicionamento global arranjado na embarcação de superfície. Por usar métodos diferenciais para corrigir o sinal a partir do sistema de posicionamento global, se pode obter precisão aumentada na determinação de posição. Pode-se ainda usar também sinais de correção externos a partir de sistemas baseados em satélite para precisão aumentada.
[0034] O método inclui ainda distribuir a posição precisa para o navio de prospecção, botes de trabalho e outros usuários de tal informação. A
8/16 distribuição pode ser realizada através de um ou mais canais de comunicação redundantes, tais como comunicação por rádio, comunicação acústica, cabo instrumentado e/ou comunicação óptica.
[0035] O método pode também incluir controlar o(s) navio(s) de superfície autônomo(s) depois de uma rota pré-programada ou para uma dada posição para posicionar inúmeros dispositivos de controle.
[0036] Outras características preferíveis e detalhes vantajosos da presente invenção aparecerão da seguinte descrição de exemplo.
Exemplo [0037] A presente invenção será descrita abaixo em mais detalhe com referências aos desenhos anexos, nos quais:
[0038] A figura 1 mostra o desvio de uma embarcação de superfície rebocado devido à corrente submarina e ondas de superfície, que resultam em erro de posição relativa nas direções X e Y, [0039] A figura 2a-b mostram dispositivos de controle para cabos instrumentados, providos com meios de comunicação acústicos de acordo com a presente invenção, [0040] A figura 3 é um desenho de princípio de uma embarcação de superfície autônoma de acordo com a presente invenção, e [0041] A figura 4 é um desenho de princípio de uso da presente invenção.
[0042] Referência é agora feita à figura 1, que mostra uma considerável debilidade das soluções existentes, nas quais os navios de superfície 10 providos com um sistema de posicionamento global são arranjados para controlar dispositivos 20 para cabos instrumentados (não mostrados) por meio de um fio metálico, cabo ou similar 12, em que a direção de reboque é na direção Z (indicada por um círculo com cruz para dentro) e que se estende em uma direção que é perpendicular a um plano formado pelas Direções X e Y, isto é, para dentro da página. Esta solução resultará em um
9/16 considerável desvio de posição, em ambas as direções X e Y, entre a embarcação de superfície 10 e o dispositivo de controle 20 como uma consequência de condições de corrente e arraste no fio metálico, cabo ou similar 12 sendo usado. A figura ilustra o desvio de posição em dx como uma consequência disto.
[0043] Referência é agora feita às figuras 2a-b que mostram desenhos de princípio de dispositivos de controle 20a-b para cabos instrumentados, providos com meios de comunicação acústicos 21, conhecidos a partir da NO 332115 no nome da depositante, cuja publicação inteira é incorporada para aqui.
[0044] Dispositivos de controle 20a-b são arranjados para conexão em série entre seções de cabo instrumentados em ligação de um cabo multiseção, para controlar o cabo instrumentado.
[0045] A figura 2a mostra uma primeira modalidade, em que o dispositivo de controle 20a é formado por um corpo principal 22 e três asas similares 23, assim chamadas asas inteligentes, que são uniformemente distribuídas em torno do corpo principal 22, e é um assim chamado satélite de comunicações de três eixos. O corpo principal 22 é principalmente um alojamento tubular aerodinâmico alongado, o qual, em suas extremidades, inclui dispositivos de conexão 24a e 24b, adaptados para a conexão mecânica e elétrica em série em um cabo instrumentado sísmico multiseção, do tipo sendo rebocado atrás de uma embarcação de vistoria. Os dispositivos de conexão 24a-b são, para isto, adaptados em correspondência a pontos de conexão (não mostrados) em cada extremidade de uma seção de cabo, pontos de conexão estes que usualmente são usados para conectar duas seções de cabo de união. As asas 23 são ainda destacavelmente arranjadas no corpo principal 22.
[0046] O corpo principal 22 é provido ainda com uma unidade de processador, acelerômetros, possivelmente girômetro proporcional e bússola
10/16 magnética, sensor de pressão, e três conexões indutivas para comunicação sem fio e transferência de energia para as asas ou três conexões mecânicas para comunicação e transferência de energia.
[0047] As asas 23 são providas com uma unidade de processador, conexão indutiva ou conexão mecânica para a conexão ao corpo principal 22 para a comunicação e transferência de energia, sensor de efeito Hall, baterias intermediárias carregáveis, componentes eletrônicos de carregamento inteligentes, e motor com sensor de momento.
[0048] Cada asa 23 é provida ainda com meios de comunicação acústicos 21 na forma de um elemento emissor/receptor, na forma de um transdutor, e pode ser provida com componentes eletrônicos para medição de faixa acústica.
[0049] A figura 2b mostra um segundo dispositivo de controle 20b formado por um corpo principal 22 provido com alojamentos de motor e engrenagem de acionamento destacáveis 25, que novamente é provido com asas 23. Os alojamentos de motor e engrenagem de acionamento 25 são arranjados para a conexão à linha de energia e linha de corrente do cabo instrumentado por conexões no corpo principal 22. Em lugar de fornecimento de energia (baterias intermediárias), unidade de processador, motor com sensor de momento, componentes eletrônicos de carregamento inteligentes, e sensor de efeito Hall são arranjados na asa 23, como acima, esses são integrados nos alojamentos de motor e engrenagem de acionamento 25. Também nesta modalidade, pelo menos uma das asas 23 é provida com meios de comunicação acústicos 21 na forma de um elemento emissor/receptor, na forma de um transdutor, e pode ser provida com componentes eletrônicos para medição de faixa acústica.
[0050] A presente invenção é consequentemente baseada em dispositivos de controle 20a,b sendo providos com meios de comunicação acústicos 21 em pelo menos uma das asas 23.
/16 [0051] Referência é agora feita à figura 3, que mostra um desenho de princípio de uma embarcação de superfície autônoma 40 de acordo com a presente invenção. A embarcação de superfície autônomo 40 inclui fornecimento de energia 41, motores 42 para energizar os meios de propulsão, tais como impulsores ou propulsores (não mostrados), para a propulsão nas direções X e Y, meios de comunicação acústicos 43 para a comunicação com os dispositivos de controle 20a-b providos com meios de comunicação acústicos 21, unidade de controle 44 com memória e interface para a orientação e o controle da embarcação de superfície autônomo 40, meios de comunicação por rádio 45 para a comunicação com o navio de prospecção, botes de trabalho ou outras unidades de superfície, e meios de comunicação ópticos 46 para a comunicação com outras unidades de superfície.
[0052] A embarcação de superfície autônomo 40 é provido ainda com um sistema de posicionamento global 47 para o auto-posicionamento.
[0053] Referência é agora feita à figura 4, que mostra como a embarcação de superfície 40 e o dispositivo de controle 20a,b podem se comunicar e posicionar de acordo com a presente invenção, e como a posição precisa para o dispositivo de controle 20a,b pode ser determinada.
[0054] Na presente invenção, a embarcação de superfície 40 navega para a posição aproximada acima do dispositivo de controle 20a,b com base em comandos de controle a partir da embarcação de vistoria. Quando a embarcação de superfície 40 está posicionado na proximidade do dispositivo de controle 20a,b os meios de comunicação acústicos 21 no dispositivo de controle 20a,b e os meios de comunicação 43 da embarcação de superfície 40 são usados para posicionar a embarcação de superfície 40 na posição precisa acima do dispositivo de controle 20a,b de forma que o desvio nas direções X e Y toma-se aproximadamente zero. Isto é alcançado pelo fato de que o dispositivo de controle 20a,b é provido com dois ou mais meios de comunicação acústicos 21 que são orientados em diferente direção de forma
12/16 que o lóbulo de transmissor dos dois ou mais meios de comunicação acústicos 21 forma conhecidos ângulos uns com os outros. A figura 4 mostra como dois meios de comunicação acústicos 21 no dispositivo de controle 20a,b transmitem em cada uma de sua direção para a superfície, em que a embarcação de superfície 40 está posicionado. Os meios de comunicação acústicos 43 da embarcação de superfície 40 são arranjados para receber e decodificar os sinais a partir do dispositivo de controle 20a,b de forma que informação oriunda de pelo menos dois meios de comunicação acústicos 21 pode ser usada para o posicionamento preciso diretamente acima do dispositivo de controle 20a,b.
[0055] Por modulação dos sinais dos meios de comunicação acústicos 21 com diferentes frequências de modulação fl e f2, respectivamente, a embarcação de superfície 40 pode detectar a intensidade relativa mútua entre as duas frequências de modulação fl e f2 e utilizar esta para determinar a posição precisa retilineamente acima do dispositivo de controle 20a,b. A embarcação de superfície 40 irá consequentemente detectar um sinal mais potente na frequência fl, se for deslocado para a esquerda da linha central AA através do dispositivo de controle 20a,b, e sinal demasiadamente potente na frequência f2, se for posicionado à direita da linha central A-A. Se os sinais em ambas as frequências forem igualmente potentes, a embarcação de superfície 40 é posicionado precisamente sobre a linha central A-A e assim diretamente acima do dispositivo de controle 20a,b.
[0056] Uma modificação desta modalidade é pelo fato de que o dispositivo de controle 20a,b é provido com um terceiro dispositivo de comunicação acústico (não mostrado) com a frequência de modulação β em uma direção sendo perpendicular a f 1 e f2, então o mesmo método pode ser usado em ambas as direções X e Y e assim posiciona a embarcação de superfície 40 diretamente acima do dispositivo de controle 20a,b, e a posição pode assim ser determinada por meio do sistema de posicionamento global da
13/16 embarcação de superfície 40.
[0057] Se a embarcação de superfície 40 detectar uma diferença na intensidade de sinal nas três frequências fl, f2 e β, uma estimativa para o desvio de posição pode ser calculada e um sinal de controle ser gerado, o qual controla os meios de propulsão da embarcação de superfície 40 de forma que a embarcação de superfície 40 se mova na direção X e/ou na direção Y, de forma que o desvio é minimizado. Um desvio em posição devido às condições de corrente alteradas, será agora momentaneamente compensado pela embarcação de superfície 40 pelo fato de que o dispositivo de propulsão controla a embarcação de superfície 40 depois dos movimentos do dispositivo de controle 20a,b.
[0058] As posições do dispositivo de controle 20a,b e da embarcação de superfície 40 podem ser reportadas diretamente para o navio de prospecção por intermédio dos meios de comunicação por rádio 45 da embarcação de superfície. Outro método é por enviar informação de posição a partir da embarcação de superfície 40 por intermédio dos meios de comunicação acústicos 43 para os meios de comunicação acústicos 21 no dispositivo de controle 20a,b e então por intermédio da linha de dados no cabo instrumentado. A redundância introduzida por esta uma comunicação de dado por intermédio de cabo instrumentado e rádio aumenta consideravelmente a segurança e confiabilidade da operação sísmica.
[0059] Para obter a precisão máxima no posicionamento, métodos diferenciais podem ser usados para corrigir o sinal de GPS. Com base no receptor de navegação de GPS, altamente preciso, da embarcação de vistoria sísmica e relatórios a partir da embarcação de superfície 40, sinais de correção diferenciais podem ser derivados, os quais podem ser usados no outro processamento dos sinais de navegação. Sinais de correção externos a partir de sistema baseado em satélite podem ser correspondentemente introduzidos para aumentar ainda mais a precisão.
14/16 [0060] Em uma modalidade alternativa, a embarcação de superfície 40 é provido com vários meios de comunicação acústicos 43 de forma que os sinais acústicos modulados são gerados a partir da embarcação de superfície 40 e recebidos por correspondentes meios de comunicação acústicos 21 do dispositivo de controle 20a,b, e a transferência de informação de controle para a embarcação de superfície 40 pode ser enviada por intermédio da ligação acústica entre a embarcação de superfície 40 e o dispositivo de controle 20a,b ou enviada para o navio de prospecção por intermédio de uma linha de dado no cabo instrumentado e então para a embarcação de superfície 40 por intermédio dos meios de comunicação por rádio.
[0061] A embarcação de superfície 40 pode vantajosamente ser provido com meios de comunicação ópticos 46 na forma de fontes de luz que podem ser controladas a partir da unidade de controle 44. Essas podem operar de acordo com instruções a partir da unidade de controle 44, controladas por intermédio dos canais de comunicação mencionados ou autonomamente em relação à iluminação nos ambientes. A embarcação de superfície 40 pode ainda ser provido com receptores sensíveis a fotografias, de forma que um canal de comunicação óptico pode ser estabelecido em adição aos outros canais de comunicação. Isto irá ainda mais aumentar a confiabilidade e segurança para a comunicação isenta de erro.
[0062] Em conexão com a operação e a manutenção do espalhamento de cabo instrumentado sísmico, são frequentemente usados botes de trabalho com pessoal que recupera dispositivos de controle separados 20a,b, enquanto o espalhamento está em operação. O pessoal de manutenção pode, por meio da embarcação de superfície 40, rapidamente identificar a posição do dispositivo de controle 20a,b, subjacente, e comandar este para superfície para a realização de serviço e reparo, enquanto o espalhamento está em operação. A comunicação pode ser realizada diretamente por intermédio de meios de comunicação acústicos 21, 43 ou a comunicação por intermédio da
15/16 embarcação de vistoria e o cabo instrumentado.
[0063] A presente invenção pode, em princípio, ser usado para posicionar todos os dispositivos de controle 20a,b ao longo do espalhamento ou extensão por esses comandos de botes de trabalho ou navio de prospecção da embarcação de superfície para mover o próximo dispositivo de controle 20a,b depois de a posição precisa ser determinada para o dispositivo de controle 20a,b de interesse. Uma operação típica pode então ser aquela em que a embarcação de superfície 40 se move a partir do último dispositivo de controle sobre um cabo instrumentado e para frente no cabo instrumentado até ele encontrar o próximo dispositivo de controle 20a,b. Pelo fato de que a posição de cada dispositivo de controle separado 20a,b é conhecida com precisão aproximada no navio de prospecção, a embarcação de superfície 40 pode ser comandado para ir para a dada posição aproximada e começar a pesquisar o dispositivo de controle 20a,b de interesse por medir os sinais modulados a partir disto, ou , como mencionado acima, pelo fato de que a embarcação de superfície 40 envia sinais modulados que o dispositivo de controle 20a,b mede.
[0064] Em uma modalidade alternativa, cada dispositivo de controle separado 20a,b é provido com suas próprias frequências de modulação de forma que a embarcação de superfície 40 também facilmente pode identificar com qual dispositivo de controle 20a,b ele está em contato.
[0065] Uma vantagem da presente invenção é que, quando os meios de comunicação são arranjados em asas destacáveis do dispositivo de controle, isto toma fácil trocar os mesmos se aparecer um erro.
Modificações [0066] Mesmo se na descrição acima for usado somente uma embarcação de superfície autônoma, é óbvio que a presente invenção pode incluir o uso de vários navios autônomos.
[0067] Por meio do uso de vários navios de superfície será necessário
16/16 arranjar dispositivos anti-colisão. Por meio do uso de vários navios de superfície autônomos, esses podem ser de formação controlada para cobrir diferentes partes do espalhamento.
[0068] Por meio do uso de vários navios de superfície, esses podem também ser de formação controlada sobre o espalhamento para cobrir diferentes partes do espalhamento mais efetivamente.
[0069] O método pode incluir ainda controlar a embarcação de superfície autônomo depois de uma rota pré-programada ou para uma dada posição para posicionar inúmeros dispositivos de controle.

Claims (28)

1. Método para determinação de posição altamente precisa de dispositivo de controle (20a,b) em conexão com cabos instrumentados sendo rebocados atrás de uma embarcação de vistoria por meio de pelo menos uma embarcação de superfície (40) provida com meios de comunicação acústicos (43), onde os dispositivos de controle (20a,b) são providos com meios de comunicação acústicos (21), caracterizado pelo fato de que o método inclui:
- por meio de comandos de controle a partir da embarcação de vistoria, posicionar pelo menos uma embarcação de superfície (40) na proximidade de um dispositivo de controle escolhido (20a,b) arranjado em conexão com um cabo instrumentado,
- por meio dos meios de comunicação acústicos (21, 43) no dispositivo de controle (20a,b) e embarcação de superfície (40), respectivamente, posicionar a embarcação de superfície (40) precisamente acima do dispositivo de controle escolhido (20a,b).
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método inclui transmitir sinais acústicos modulados diretivos a partir dos meios de comunicação (21) no dispositivo de controle (20a,b).
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método inclui transmitir sinais modulados diretivos a partir dos meios de comunicação acústicos (43) da(s) embarcação(ões) de superfície (40).
4. Método de acordo com reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que transmite sinais acústicos modulados diretivos com pelo menos duas frequências diferentes (fl, f2) em duas direções diferentes.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que transmite um terceiro sinal acústico modulado com uma terceira frequência (f3), em que o terceiro sinal acústico modulado é arranjado perpendicular aos sinais acústicos (fl) e (f2).
2/5
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 5, caracterizado pelo fato de que mede a intensidade relativa mútua entre os sinais acústicos modulados diretivos com frequências diferentes (fl, f2, β).
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que posiciona o um ou mais embarcações de superfície autônomas (40) na posição precisa acima de um dispositivo de controle (20a,b) de interesse com base na intensidade relativa entre os sinais modulados diretivos medidos.
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que estima o desvio de posição entre o dispositivo de controle (20a,b) e embarcação de superfície (40) com base na intensidade relativa entre os sinais acústicos modulados diretivos medidos (fl, f2, β) e usa o desvio de posição estimado como sinais de controle para os meios de propulsão da embarcação de superfície (40) para minimizar o desvio de posição.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que determina a posição precisa para a embarcação de superfície (40) por meio de um sistema de posicionamento global arranjado na embarcação de superfície (40).
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que usa métodos diferenciais para corrigir o sinal a partir do sistema de posicionamento global.
11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por usar sinais de correção externos a partir de sistema baseado em satélite para precisão aumentada na determinação de posição da embarcação de superfície (40).
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por distribuir a posição precisa para o navio de prospecção, botes de trabalho e outros usuários de tal informação.
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado
3/5 por distribuir a posição precisa por intermédio de um ou mais dos seguintes canais de comunicação redundantes:
comunicação por rádio, comunicação acústica, cabo instrumentado, comunicação óptica.
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por controlar a embarcação de superfície autônomo (40) depois de uma rota pré-programada ou para uma dada posição para posicionar inúmeros dispositivos de controle (20a,b).
15. Sistema para determinação de posição altamente precisa de dispositivos de controle (20a,b) arranjados em conexão com cabos instrumentados rebocados atrás de uma embarcação de vistoria por meio de pelo menos uma embarcação de superfície autônoma (40) provido com meios de comunicação acústicos (43), em que os dispositivos de controle (20a,b) são providos com meios de comunicação acústicos (21), caracterizado pelo fato de que os meios de comunicação acústicos (43) da embarcação de superfície (40) e os meios de comunicação acústicos (21) dos dispositivos de controle (20a,b) são arranjados para comunicação direta uns com os outros para posicionar a embarcação de superfície (40) na posição precisa sobre um dispositivo de controle escolhido.
16. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os meios de comunicação acústicos (21) do dispositivo de controle (20a,b) são arranjados em pelo menos uma asa (23) do dispositivo de controle.
17. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os meios de comunicação acústicos (21) do dispositivo de controle (20a,b) são arranjados em pelo menos duas asas (23) do dispositivo de controle.
4/5
18. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os meios de comunicação acústicos (21) do dispositivo de controle (20a,b) são arranjados em pelo menos três asas (23) do dispositivo de controle.
19. Sistema de acordo com reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que os meios de comunicação acústicos (21) são arranjados para transmitir sinais modulados diretivos com frequências diferentes (fl, f2, β) em direções diferentes.
20. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a embarcação de superfície (40) é provido com meios de comunicação acústicos (43) arranjados para transmitir sinais modulados diretivos com frequências diferentes (fl, f2, β) em direções diferentes.
21. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 20, caracterizado pelo fato de que a embarcação de superfície (40) é provido com uma unidade de controle (44) arranjada para medir intensidade relativa entre os sinais modulados diretivos com frequências diferentes (fl, f2, β).
22. Sistema de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (44) é arranjada para posicionar a embarcação de superfície autônomo (40) na posição precisa acima de um dispositivo de controle (20a,b) de interesse com base na intensidade relativa entre os sinais modulados acústicos diretivos, medidos.
23. Sistema de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (44) é arranjada para estimar o desvio de posição entre o dispositivo de controle (20a,b) e a embarcação de superfície (40) com base na intensidade relativa entre os sinais acústicos modulados diretivos medidos (fl, 12, β) e utilizar o desvio de posição estimado como sinais de controle para os meios de propulsão da embarcação de superfície (40) para minimizar o desvio de posição.
5/5
24. Sistema de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que uma unidade de controle no dispositivo de controle (20a,b) é arranjada para estimar o desvio de posição entre o dispositivo de controle (20a,b) e a embarcação de superfície (40) com base na intensidade relativa entre os sinais acústicos modulados diretivos medidos (fl, f2, β) e que a unidade de controle (44) é arranjada para utilizar o desvio de posição estimado como sinais de controle para os meios de propulsão da embarcação de superfície (40) para minimizar o desvio de posição.
25. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a embarcação de superfície (40) é provido com um sistema de posicionamento global para o posicionamento preciso da embarcação de superfície (40).
26. Sistema de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (44) é arranjada para utilizar métodos diferenciais para corrigir o sinal a partir do sistema de posicionamento global (47)·
27. Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (44) é arranjada para utilizar sinais de correção externos a partir de sistema baseado em satélite para precisão aumentada na determinação de posição da embarcação de superfície (40).
28. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 27, caracterizado pelo fato de que a embarcação de superfície (40) é provido com meios de comunicação por rádio (46) para comunicação com o navio de prospecção, botes de trabalho ou outras unidades de superfície.
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