BR112018069754B1 - Conjunto de fonte sísmica e método - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema de embarcação não tripulada que pode incluir um sistema de casco configurado para prover flutuabilidade, uma ou mais fontes sísmicas configuradas para gerar energia sísmica e um aparelho de instalação configurado para instalar as fontes sísmicas a partir do sistema de casco em uma massa de água ou coluna de água. Um sistema de controle pode ser configurado para operar o aparelho de instalação para instalar uma ou mais fontes sísmicas para que a energia sísmica possa se propagar pela coluna de água. Uma fonte de ar comprimido pode ser provida a bordo do sistema de embarcação não tripulada, com um cabo de fonte configurado para prover ar comprimido para as fontes sísmicas.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindida prioridade para Pedido de Patente Provisório U.S., número 62/319.598, depositado em 7 de abril de 2016, intitulado "EMBARCAÇÃO MARÍTIMA NÃO TRIPULADA PARAS FONTES SÍSMICAS", o qual está incorporado aqui por referência, em sua inteireza e para todos os propósitos.

[002] Este pedido de patente está relacionado com o Pedido de Patente Provisório U.S., número 62/280.659, depositado em 19 de janeiro de 2016, intitulado "EMBARCAÇÃO MARÍTIMA NÃO TRIPULADA PARA INSTALAÇÃO E REMOÇÃO DE NODO" e o Pedido de Patente U.S., número 15/410.038, depositado em 19 de janeiro de 2016, intitulado "EMBARCAÇÃO MARÍTIMA NÃO TRIPULADA PARA INSTALAÇÃO E REMOÇÃO DE NODO", cada qual estando incorporado aqui por referência, em sua inteireza e para todos os propósitos.

ANTECEDENTES

[003] A presente invenção refere-se a levantamentos sísmicos e fontes sísmicas, o que inclui instalação de fontes sísmicas no mar. Em termos gerais, a presente invenção engloba as tecnologias de instalação e recolhimento para sistemas marítimos de fonte sísmica, o que inclui, porém, não se limita a conjuntos de pistolas de ar rebocadas.

[004] Os levantamentos sísmicos tradicionais efetuados no mar tipicamente utilizam uma variedade de fontes sísmicas e sistemas receptores rebocados por uma embarcação de levantamento sísmico, por exemplo, na forma de um conjunto de pistolas de ar e um conjunto de cabos sísmicos rebocados. De maneira alternativa, a combinação de fontes sísmicas pode ser empregada com um ou mais cabos para o fundo oceânico ou sistemas de nodo autônomos, por exemplo, conforme descrito em um ou mais de Gagliardi et al., Patente U.S., número 8.593.905, "LEVANTAMENTO SÍSMICO NO MAR EM ÁGUAS CONGELADAS OU OBSTRUÍDAS", depositada em 26 de novembro de 2013; Lambert et al., Patente U.S., número 8.730.766, "SÍSMICO SISTEMA COM REMOÇÃO DE REFLEXÕES FANTASMA E DE MOÇÃO", depositada em 20 de maio de 2014; Rigsby et al., Patente U.S., número 9.121.969, "MODO DE ECONOMIA DE ENERGIA PARA SISTEMAS DE AQUISIÇÃO DE DADOS SÍSMICOS SOBRE O LEITO OCEÂNICO", depositada em primeiro de setembro de 2015; Roberts et al., Patente U.S., número 9.354.343, "COMPENSAÇÃO DE DECLÍNIO PARA LEVANTAMENTO SÍSMICO", depositada em 31 de maio de 2016; e Gagliardi, et al., Patente U.S., número 9.535.182, "LEVANTAMENTO SÍSMICO NO MAR COM COMPONENTES REBOCADOS ABAIXO DA SUPERFÍCIE DA ÁGUA", depositada em 3 de janeiro de 2017; cada qual estando incorporado aqui por referência, em sua inteireza e para todos os propósitos.

[005] As técnicas de exploração sísmica incluem o controle da emissão de energia sísmica na Terra com uma fonte sísmica (por exemplo, dinamite, pistolas de ar, vibradores etc.), e o monitoramento da resposta da Terra à energia sísmica com um ou mais nodos ou receptores configurados para detectar ondas sísmicas refletidas, de modo a criar uma imagem da subsuperfície. Durante o andamento de um típico levantamento sísmico, as pistolas de ar ou outras fontes são usadas para gerar energia sísmica na forma de ondas acústicas, a qual desce através da coluna de água, penetra no leito oceânico ou em outra superfície de fundo, e é refletida a partir das estruturas da subsuperfície subjacente. A energia refletida viaja de volta para cima até os cabos sísmicos, nodos ou outros receptores sísmicos, onde ela é detectada por hidrofones, geofones e dispositivos similares com sensores sísmicos configurados para gerar dados sísmicos responsivos às formas de ondas sísmicas. Os cientistas e engenheiros podem então conduzir levantamentos sísmicos com base nos dados obtidos do sensor, por exemplo, utilizando inversão sísmica e outras técnicas de exploração de onda, para identificar e mapear reservatórios de óleo e gás, formações salinas e rochosas, e outras estruturas de subsuperfície que sejam do interesse dos mesmos.

[006] Levantamentos sísmicos convencionais feitos no mar geralmente envolvem rebocar uma ou mais fontes sísmicas atrás de uma embarcação sísmica com um conjunto de receptores ou nodos sísmicos. Os nodos sísmicos podem ser instalados ao longo de um ou mais cabos de leito oceânico, na forma de nodos autônomos dispostos sobre o fundo do mar, ou podem ser instalados em uma profundidade e orientação particulares dentro da coluna de água. Cada receptor ou nodo pode incluir uma variedade de diferentes sensores de pressão e/ou moção de partícula em proximidade uns com os outros, por exemplo, usando-se um sistema de hidrofones que grava as medições de pressão escalar do campo de ondas sísmicas e um conjunto de geofones que grava as medições da velocidade de vetores tridimensionais da moção de partícula correspondente. Os dados referentes ao campo de onda podem ser então obtidos observando-se os sinais sísmicos refletidos, os quais podem ser processados para formar uma imagem indicativa da composição e estrutura de subsuperfície da Terra perto do local do levantamento, conforme descrito acima.

[007] A instalação, reboque e recolhimento das fontes sísmicas são tarefas complexas, o que limita o número de configurações convencionais de fone que podem ser usadas em uma dada área de levantamento. À medida que mais pistolas de ar ou outras fontes são adicionadas ao conjunto, as conexões pneumáticas de alta pressão e o cabeamento umbilical associados também se tornam mais longos e mais largos em diâmetro, aumentando os efeitos de arrasto, turbulência e vibração. O aumento de arrasto consome mais combustível e pode diminuir a velocidade da embarcação de reboque, elevando substancialmente os custos operacionais. Como um resultado disso, existe a necessidade de uma abordagem mais flexível para reboque de fontes e instalação do conjunto de fontes sísmicas, o que não está sujeito às mesmas limitações da técnica anterior.

SUMÁRIO

[008] Um sistema de embarcação marítima não tripulada compreende um casco com um ou mais componentes de casco configurados para prover flutuabilidade em uma coluna de água ou em outra massa de água, uma fonte sísmica configurada para gerar energia sísmica e um sistema de instalação ou aparelho configurado para instalar a fonte sísmica proveniente da embarcação não tripulada dentro da massa de água.

[009] A flutuabilidade pode ser negativa, positiva ou neutra. A energia sísmica pode se propagar através da massa de água e refletir a partir de estruturas de subsuperfície, permitindo que uma imagem sísmica das estruturas geológicas correspondentes seja gerada.

[0010] A embarcação marítima não tripulada pode ser configurada para gerar ar comprimido para a fonte sísmica (por exemplo, um subconjunto de pistolas de ar), usando um compressor de ar de bordo. Um cabo de fonte pode prover o ar comprimido para a fonte sísmica, sem precisar de outras conexões pneumáticas externas com a embarcação não tripulada (por exemplo, sem contenção pneumática ou umbilical em um navio de reboque ou em outra fonte externa).

[0011] As modalidades adequadas de uma embarcação marítima não tripulada ou autônoma podem incluir um casco configurado para prover flutuabilidade, uma fonte sísmica configurada para gerar energia sísmica, um sistema de instalação configurado para instalar a fonte sísmica proveniente da embarcação não tripulada dentro da massa de água, e um compressor configurado para gerar ar comprimido. Um cabo de fonte provê o ar comprimido a partir do compressor para a fonte sísmica e a energia sísmica gerada pela fonte se propaga na massa de água.

[0012] Um conjunto de fontes sísmicas pode ser configurado para incluir uma ou mais dessas embarcações não tripuladas ou autônomas, cada uma provendo flutuabilidade na coluna de água circundante. A flutuabilidade pode ser positiva, negativa ou neutra.

[0013] Uma ou mais fontes sísmicas podem ser instaladas dentro da coluna de água a partir de cada uma das embarcações não tripuladas, por exemplo, com um cabo de fonte que provê ar comprimido para as respectivas fontes sísmicas. As fontes sísmicas podem ser configuradas para gerar energia sísmica a partir do ar comprimido. A energia sísmica pode se propagar através da coluna de água e por baixo do fundo do mar ou leito oceânico para gerar um campo de ondas refletidas. O campo de ondas refletidas pode ser amostrado por um conjunto de sísmico receptores ou nodos para a aquisição de dados sísmicos, os quais podem ser processados de modo a gerar imagens dos reservatórios de subsuperfície e de outras estruturas geológicas desejadas, dentro ou perto do local de levantamento sísmico.

[0014] As modalidades de sistema marítimo de levantamento sísmico podem incluir um navio de reboque ou outra embarcação marítima que tenha uma área traseira do convés, com uma estação de atracagem configurada para instalar uma pluralidade de embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas dentro da massa de água. Cada uma das embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas pode incluir um casco configurado para prover flutuabilidade, uma fonte sísmica configurada para gerar energia sísmica e um sistema de instalação configurado para instalar a fonte sísmica dentro de uma coluna de água adjacente.

[0015] Um cabo de fonte pode ser configurado para prover ar comprimido a partir da embarcação não tripulada para a(s) fonte(s) sísmica(s), de modo a gerar energia sísmica que se propaga pela coluna de água. De maneira alternativa, uma ou mais embarcações marítimas não tripuladas podem prover outro componente sísmico configurado para um levantamento sísmico, por exemplo, um cabo sísmico ou nodo, de forma independente ou em combinação com uma fonte sísmica. O sistema de instalação é configurado para instalar os componentes sísmicos dentro da coluna de água de modo a efetuar o levantamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] A Figura 1 é uma vista esquemática de um conjunto de fontes sísmicas rebocadas que utiliza uma ou mais embarcações de fonte não tripuladas (UMSVs).

[0017] A Figura 2 é uma vista alternativa do conjunto de fontes sísmicas, com uma configuração de fontes emparelhadas.

[0018] A Figura 3 é um diagrama de reboque para o conjunto de fontes sísmicas na Figura 2, que ilustra o espaçamento não uniforme da fonte lateral.

[0019] A Figura 4A é uma vista detalhada do conjunto de fontes sísmicas na Figura 2, que mostra a configuração do defletor, do cabo do trole e cabo de amarração.

[0020] A Figura 4B é outra vista detalhada do conjunto de fontes sísmicas na Figura 2, que mostra a configuração do convés traseiro da embarcação de reboque.

[0021] A Figura 4C é mais uma vista detalhada do conjunto de fontes sísmicas na Figura 2, que mostra a configuração do subconjunto de pistolas de ar emparelhadas.

[0022] A Figura 5 é uma vista isométrica de uma embarcação de fonte não tripulada ou autônoma.

[0023] A Figura 6A é uma vista da seção lateral da embarcação não tripulada da Figura 5, que mostra o perfil da linha central.

[0024] A Figura 6B é uma vista traseira da embarcação não tripulada da Figura 5, que mostra o sistema de instalação e o guincho.

[0025] A Figura 7 é uma vista isométrica de uma embarcação de fonte não tripulada ou autônoma com um sistema baseado em rampa para instalação e recolhimento de um subconjunto de pistolas de ar.

[0026] A Figura 8A é uma vista plana superior da embarcação não tripulada da Figura 7, que mostra a configuração da rampa e do rolete de carga.

[0027] A Figura 8B é uma vista da seção lateral da embarcação não tripulada da Figura 7, que mostra o perfil da linha central.

[0028] A Figura 8C é uma vista de elevação lateral da embarcação não tripulada da Figura 7, que mostra o perfil externo.

[0029] A Figura 9A é uma vista da seção de meia-nau da embarcação não tripulada da Figura 7, que mostra a configuração da rampa.

[0030] A Figura 9B é uma vista da seção de popa da embarcação não tripulada da Figura 7, que mostra a configuração do rolete de carga.

[0031] A Figura 9C é uma vista secional de um rolete de carga da popa para a embarcação não tripulada na Figura 7.

[0032] A Figura 10A é uma vista plana superior de uma embarcação de fonte não tripulada ou autônoma com uma configuração de casco duplo.

[0033] A Figura 10B é uma vista em perspectiva de uma configuração alternativa de casco duplo para a embarcação não tripulada na Figura 10A.

[0034] A Figura 11A é uma vista terminal de uma estação de atracagem para instalar e recolher embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas.

[0035] A Figura 11B é uma vista plana superior da estação de atracagem, que mostra os cais de atracagem individuais.

[0036] A Figura 11C é uma vista em perspectiva da estação de atracagem nas Figuras 11A e 11B.

[0037] A Figura 11D é uma vista de elevação lateral da estação de atracagem, que ilustra a operação do guindaste de pórtico.

[0038] A Figura 12 é um diagrama em bloco de um sistema de controle configurado para a operação de uma embarcação marítima não tripulada ou autônoma.

[0039] A Figura 13 é um diagrama em bloco de um método para operar uma ou mais embarcações de fonte não tripuladas ou autônomas e efetuar um levantamento sísmico no mar.

[0040] A Figura 14A é uma vista isométrica de um aparelho de atracagem com uma rampa articulada e um sistema de rampa para embarcações de fonte não tripuladas ou autônomas.

[0041] A Figura 14B é uma vista de perfil da rampa e do sistema de rampa, em uma configuração instalada.

[0042] A Figura 15A é uma vista plana da rampa e do sistema de rampa instalados.

[0043] A Figura 15B é uma vista da popa da rampa e do sistema de rampa instalados.

[0044] A Figura 16A é uma vista isométrica da rampa e do sistema de rampa, em uma posição elevada ou guardada.

[0045] A Figura 16B é uma vista de perfil da rampa e do sistema de rampa guardada.

[0046] A Figura 17A é uma vista plana da rampa e do sistema de rampa, na posição elevada ou guardada.

[0047] A Figura 17B é uma vista da popa da rampa e do sistema de rampa guardada, que mostra um arranjo representativo do guindaste de pórtico.

[0048] A Figura 17C é uma vista detalhada do guindaste de pórtico.

[0049] A Figura 18A é uma vista isométrica que ilustra a instalação da embarcação de fonte não tripulada ou autônoma sobre uma rampa e um sistema de rampa.

[0050] A Figura 18B é uma vista da popa que ilustra o procedimento de instalação da embarcação de fonte.

[0051] A Figura 18C é uma vista secional que ilustra a embarcação de fonte durante sua instalação.

[0052] A Figura 19A é uma vista elevacional que ilustra a recolhimento da embarcação de fonte sobre uma rampa e um sistema de rampa.

[0053] A Figura 19B é uma vista plana que ilustra o procedimento de recolhimento da embarcação de fonte.

[0054] A Figura 19C é uma vista isométrica de um aparelho de transporte para instalar e recolher uma embarcação de fonte não tripulada ou autônoma.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0055] A Figura 1 é uma vista esquemática de um conjunto exemplar de fontes sísmicas rebocadas 10, que utiliza uma ou mais embarcações de fonte não tripuladas (UMSVs) 12. As embarcações de fonte não tripuladas 12 são instaladas atrás de uma embarcação de reboque ou de outro navio sísmico 14. Os subconjuntos de pistolas de ar 16 (ou outros componentes das fontes sísmicas) são instalados a partir das embarcações de fonte não tripuladas 12 e conectados por meio de cabos de fonte 18.

[0056] Conforme mostrado na Figura 1, paravanas, defletores, ou sistemas similares de desviadores ou portas 20 são instalados para dispersar as embarcações de fonte não tripuladas 12 atrás do navio sísmico 14. Uma combinação de cordas defletoras largas 22, cordas do trole 24 e cordas de reboque individuais 26 pode ser usada para prover a largura total desejada da fonte W. Cordas de trole adicionais ou outros elementos transversais 24 podem ser providos para manter o espaçamento L desejado entre embarcações de fonte não tripuladas individuais 12, e os subconjuntos de pistolas de ar ou as fontes sísmicas associadas 16.

[0057] Em um exemplo particular, aglomerados de pistolas de ar com entrada anular ou componentes de fonte similares 16 podem ser distribuídos coaxialmente ao longo do cabo de fonte, porém, isso é meramente um exemplo e outras configurações também são adequadas. Conforme mostrado na Figura 1, as fontes 16 são suspensas a partir de um flutuador tubular ou um elemento de flutuabilidade similar, com o cabo de fonte 18 se estendendo ao longo dos aglomerados de pistolas de ar individuais (ou outras fontes sísmicas) dentro de um feixe ou alojamento de cabos 19. De maneira alternativa, um sistema tradicional de placas de reboque pode ser usado, com os aglomerados de pistolas de ar suspensos a partir da placa de reoboque.

[0058] A Figura 2 é uma vista alternativa do conjunto de fontes sísmicas 10, com uma configuração de fontes emparelhadas. Conforme mostrado na Figura 2, as embarcações de fonte não tripuladas 12 são instaladas em séries de dois. Cada par de embarcações de fonte 12 instala um par correspondente de subconjuntos de pistolas de ar ou outras fontes sísmicas 16, com os cabos de fonte 18 acoplando subconjuntos individuais 16 a cada embarcação não tripulada 12 do par.

[0059] Ao contrário das tecnologias existentes de instalação de fonte, as conexões pneumáticas ou umbilicais mais espessas e mais pesadas dos cabos de fonte 18 só precisam ser providas entre os subconjuntos de pistolas de ar 16 e o compressor local a bordo de cada embarcação marítima (de fonte) não tripulada 12. Desse modo, os cabos de fonte 18 são substancialmente mais curtos do que os cabos pneumáticos ou umbilicais tradicionais, pois elas não precisam se estender por todo o caminho que vai da fonte ou subconjunto 16 até o navio sísmico 14.

[0060] Os cabos de fonte 18 também são orientados de modo substancialmente paralelo em relação à moção do navio sísmico 14 através da coluna de água 28, conforme determinado entre as embarcações de fonte não tripuladas 12 e as fontes sísmicas 16, o que reduz substancialmente arrasto e as tensões do reboque associadas se comparado com os modelos nos quais o cabeamento umbilical precisa se estender ao longo de todo o caminho dos cabos de trole 24 (ou arranjo de cabeamento transversal similar) para obtenção da largura desejada do conjunto de fontes W.

[0061] Por exemplo, o cabeamento pneumático e umbilical padrão pode variar de cerca de 30 mm até 75-85 mm ou mais em diâmetro (ou seja, de 2 a 3+ polegadas ou mais), o que pode criar arrasto e tensões do reboque substanciais quando longas seções forem arrastadas em um ângulo ao longo da coluna de água 28. No modelo presente, as conexões pneumáticas são muito mais curtas e se alinham substancialmente ao longo da direção de reboque. Desse modo, apenas as cordas menores precisam ser rebocadas em um ângulo substancial.

[0062] Os menores diâmetros de corda tipicamente variam de 40 mm ou menos para as cordas de reboque largas e 25 mm ou menos para as cordas do trole e outros cabos de reboque padrão (ou seja, de 1,5 polegada a uma polegada ou menos), o que reduz substancialmente arrasto e tensões do reboque, conforme descrito acima. O sinal e o cabeamento de energia também podem ser providos nas mesmas faixas de diâmetro, sem o cabeamento mais pesado e de maior diâmetro requerido para conexões pneumáticas de alta pressão da embarcação de reboque. Como um resultado disso, a largura total ou "paint brush" do conjunto de fontes sísmicas é menos limitada por arrasto e tensões do reboque, se comparada com as configurações de reboque da técnica anterior.

[0063] A Figura 3 é um diagrama de reboque para o conjunto de fontes sísmicas 10 da Figura 2, que ilustra o espaçamento lateral não uniforme entre fontes individuais ou subconjuntos 16. Conforme mostrado na Figura 3, seis embarcações de fonte não tripuladas 12 são instaladas em três séries de dois, com espaçamento relativamente menor L1 entre as embarcações de fonte adjacentes 12 em cada par e espaçamento relativamente maior L2 entre os pares adjacentes (ou seja, entre as embarcações de fonte mais próximas 12 ao longo da lacuna presente entre pares adjacentes). Em algumas modalidades, o espaçamento L2 pode ser de 400 metros ou mais.

[0064] Uma fonte sísmica ou subconjunto 16 é instalado atrás de cada embarcação de fonte não tripulada 12, com o cabo de fonte 18 provendo comunicações pneumáticas e de sinais entre as pistolas de ar (ou outros componentes da fonte), o compressor e a aparelhagem do controlador local loalizado sobre cada embarcação de fonte não tripulada 12. A largura total W do conjunto de fontes 10 é determinada pelas fontes mais externas 16 e é mantida acoplando-se paravanas ou defletores 20 às embarcações de fonte não tripuladas e externas 12. Por exemplo, os defletores 20 podem ser acoplados às cordas defletoras largas de reboque 22 por meio de correias defletoras 21, com cordas do trole 24 ou elementos similares de cabeamento transversal fixados às embarcações de fonte não tripuladas individuais 12 usando- se uma acoplagem 25 adequada a um cabo de amarração e/ou cabo de reboque (por exemplo, um puxador ou soquete de cabo). Conforme mostrado na Figura 3, seis fontes sísmicas 16 são instaladas em três séries de dois, com espaçamento relativamente menor L1 entre as fontes sísmicas adjacentes 16 em cada par e espaçamento relativamente maior L2 entre os pares adjacentes (ou seja, entre as fontes sísmicas mais próximas 16 ao longo da lacuna entre pares adjacentes). Cada par de fontes sísmicas 16 pode formar uma fonte individual (ou seja, cada par de fontes sísmicas 16 pode funcionar independentemente como uma fonte unitária). Nessas modalidades, a Figura 3 ilustra uma modalidade de fonte tripla. Um conjunto de fontes sísmicas 10 pode incluir mais de três pares de fontes sísmicas 16 e cada par de fontes sísmicas 16 pode ser formado por um ou mais conjuntos de pistolas.

[0065] Conforme mostrado na Figura 3, a diminuição do comprimento dos cabos de fonte 18 e sua orientação de modo substancialmente paralelo ao fluxo de água reduz tanto o arrasto quanto as tensões do reboque no conjunto de fontes 10, permitindo o aumento da largura do conjunto de fontes W. Em modelos da técnica anterior, por exemplo, as típicas separações entre as fontes estão na ordem de dezenas de metros a cerca de uma centena metro, o que é limitado pelo menos em parte pelos efeitos do arrasto sobre cabos pneumáticos ou umbilicais de comprimento longo que se estendem a partir da embarcação de reboque até os subconjuntos de fontes sísmicas, vários deles sendo orientados em um ângulo substancialmente transversal ou cruzado ao fluxo de água relativo.

[0066] Na configuração da embarcação de fonte não tripulada da Figura 3, as considerações sobre o arrasto são substancialmente reduzidas e mais similar ao que é ocorre em um conjunto do tipo cabo sísmico. A configuração com duas cordas, por exemplo, é substancialmente similar à configuração de uma instalação de cabo sísmico, pois conexões pneumáticas e umbilicais maiores não são necessárias para o navio sísmico 14. Além disso, os cabos de fonte 18 curtos se estendem substancialmente paralelas à velocidade de reboque, conforme definido pelo fluxo de água relativo entre os subconjuntos de pistolas de ar 16 e as embarcações de fonte não tripuladas 12.

[0067] Embora os cabos de fonte 18 possam ser um pouco mais grossos do que os cabos sísmicos padrão, eles também são substancialmente mais curtos. Como um resultado disso, o arrasto total sofrido pelo conjunto de fontes 10 pode ser reduzido à mesma ordem de arrasto que ocorre em um arranjo de cabos sísmicos padrão. Desse modo, larguras totais W similares também podem ser obtidas para o conjunto de fontes 10, na ordem de centenas de metros, por exemplo, até 500 metros ou até mesmo um quilômetro ou mais.

[0068] A Figura 4A é uma vista detalhada do conjunto de fontes sísmicas 10 da Figura 2, que mostra o defletor 20, a corda do trole 24 e cabo de amarração 27. Conforme mostrado no detalhe A, o defletor 20 é fixado à corda de reboque larga (defletora) 22 por meio das correias defletoras 21. A corda do trole 24 se estende a partir do cabo de reboque larga 22 (por exemplo, ao ser acoplada às correias defletoras 21) por meio de um puxador ou acoplagem similar 25 na extremidade frontal do cabo de reboque (unitária) 29. O cabo de reboque 29 é fixado à embarcação de fonte não tripulada 12 por meio de cabo de amarração 27 e à corda do trole 24 na acoplagem 25.

[0069] O defletor 20 mantém a posição lateral da embarcação de fonte não tripulada 12 por meio da corda do trole 24, da acoplagem 25, do cabo de reboque (unitário) 29 e do cabo de amarração 27 ao ser rebocado pelo cabo de reboque larga 22 e pelas correias defletoras 21. A embarcação de fonte não tripulada 12 é rebocada com o defletor 20, por meio da acoplagem ao cabo de amarração 27 e ao cabo de reboque (unitária) 29, a qual por sua vez é acoplada à corda do trole 24 na acoplagem 25.

[0070] A Figura 4B é outra vista detalhada do conjunto de fontes sísmicas 10 conforme mostrado na Figura 2, que ilustra a configuração do convés traseiro de navio sísmico 14. Conforme mostrado no detalhe B, a área traseira do convés do navio sísmico 14 é configurada com roldanas 17 para rebocar as paravanas ou desviadores por meio das cordas de reboque largas 22, conforme descrito acima. Componentes adicionais de controle de cabos são providos para rebocar as embarcações de fonte não tripuladas, por exemplo, por meio de uma combinação de cordas do trole 24 e/ou de cordas de reboque individuais 26.

[0071] Para armazenamento e recolhimento dos navios de fonte não tripulados (ou autônomos), um sistema de Turco pode ser usado. Por exemplo, um Turco ou guindaste pode ser montado a bombordo e a estibordo do navio sísmico 14, na região do convés traseiro, e configurado para abaixar o casco da embarcação não tripulada até a superfície da massa de água circundante. Para recolhimento, o Turco suspende o casco a partir da superfície e o deposita sobre a área traseira do convés, em um local de armazenamento designado ou em outro lugar. De maneira alternativa, rampas individuais podem ser providas na popa do navio sísmico 14 ou a área traseira do convés pode ser parcialmente submergida para instalação e recolhimento. Nessas modalidades, as embarcações não tripuladas podem ser simplesmente rebocadas ou navegadas em um local desejado e depois armazenadas no lugar quando a área traseira do convés for esvaziada.

[0072] A Figura 4C é mais uma vista detalhada do conjunto de fontes sísmicas 10 conforme mostrado na Figura 2, que ilustra a configuração emparelhada das embarcações de fonte não tripuladas 12 e as fontes sísmicas 16 (por exemplo, subconjuntos de pistolas de ar). Conforme mostrado no detalhe C, cada embarcação de fonte não tripulada 12 é configurada para instalar o par correspondente de subconjuntos de pistolas de ar 16 usando os cabos de fonte 18 para prover comunicações pneumáticas, de energia e de controle para as embarcações de fonte não tripuladas 12.

[0073] Em um exemplo particular, as embarcações de fonte não tripuladas 12 são instaladas atrás de uma embarcação de reboque usando-se uma combinação de cordas do trole 24 com acoplagens 25 nos cabos de amarração 27 e nos cabos de reboque (unitários) 29, conforme descrito acima. Os defletores ou desviadores 20 são fixados às cordas de reboque largas 22 por meio das correias desviadoras 21 de modo a manter o espaçamento lateral entre as embarcações de fonte não tripuladas 12 e as fontes 16. De maneira alternativa, cordas de reboque e cabeamentos transversais com configurações diferentes também podem ser usados, como é conhecido na técnica. As embarcações de fonte autônomas e não tripuladas 12 também podem ser providos, conforme descrito abaixo, sem cabeamento direto, cordas de reboque ou outras conexões com os defletores 20 ou com a embarcação de reboque.

[0074] A Figura 5 é uma vista isométrica de uma embarcação de fonte não tripulada ou autônoma representativa 12, com o sistema de instalação 30 configurado para instalar uma fonte sísmica na forma de subconjunto de pistolas de ar 16. Nesta configuração particular, a embarcação de fonte não tripulada 12 inclui uma estrutura de casco 31 com guincho 32, gerador 33, tanque de combustível 34, conjunto de baterias 35 e compressor 36. O casco 31 da embarcação não tripulada 12 também provê um sistema de GPS com antena 37, um equipamento de amarração ou encaixe 38, transdutores de profundidade e velocidade 39(D) e 39(S) para o sistema de controle de embarcação 40 e argolas de reboque 41.

[0075] A estrutura do casco 31 é configurada para prover flutuabilidade para a embarcação não tripulada 12 na massa de água circundante. De maneira típica, o casco 31 provê flutuabilidade positiva, porém, a flutuabilidade também pode ser neutra ou até mesmo negativa, se operações submersas ou parcialmente submersas forem desejadas. O casco 31 também pode ser provido com aletas ou outros elementos de controle de profundidade para que a profundidade possa ser determinada como uma função de velocidade através da água.

[0076] Argolas de reboque 41 podem ser usadas para rebocar a embarcação não tripulada 12, por exemplo, usando-se um cabo de amarração duplo acoplado ao cabo de reboque unitário. O cabo de reboque pode ser então acoplado diretamente a uma embarcação de reboque, ou acoplado a um dentre um par de desviadores usando-se cabos de trole, espaçadores ou outro cabeamento transversal, conforme descrito acima. Os cabos de reboque podem incluir energia elétrica e comunicação ou conexões de dados, ou eles podem ser providos como uma simples corda ou cabo.

[0077] De maneira alternativa, uma embarcação de fonte autônoma (ASV) e autoalimentada 12 pode ser provida, sem conexões de cabeamento diretas com a embarcação de reboque. Nessas modalidades, um motor e um sistema de direção são incluídos a bordo da embarcação de fonte não tripulada 12 e configurados para navegação autônoma por meio do sistema de controle de embarcação 40 em comunicação com o sistema de GPS 37.

[0078] O sistema de instalação 30, o guincho 32, o compressor 36, o sistema de GPS 37 e o sistema de controle de embarcação 40 podem ser energizados pelo gerador 33, por exemplo, usando-se um gerador de tomada de força movido a diesel ou uma unidade de energia híbrida em combinação com um sistema de bateriais recarregáveis 35. O compressor e/ou compartimento(s) do gerador também podem ser providos com um sistema de ventilação de ar à prova de intempéries 46 para operação em mares revoltos ou em condições parcialmente submersas.

[0079] A operação do sistema de instalação 30 para instalação e recolhimento do subconjunto de pistolas de ar 16 é efetuada em resposta aos comandos provenientes do sistema de bordo de controle da embarcação 40 e/ou de um sistema de controle navegacional externo. De maneira típica, o protocolo de comando baseia-se nas informações oriundas do sistema de GPS 37, bem como na profundidade, na velocidade e em outras informações originárias dos transdutores de bordo ou sensores 39. Essas informações podem ser usadas em combinação com as comunicações com fio ou sem fio estabelecidas com um sistema de controle navegacional, a bordo da embarcação de reboque ou em outra embarcação de fonte sísmica tripulada. Um sistema de controle navegacional baseado em nuvem também poderia ser acessado, por exemplo, por meio de um ou mais locais remotos interligados, em qualquer lugar no planeta, sem precisar necessariamente de uma embarcação de superfície, bóia de comunicação, a estação de retransmissão ou outro equipamento de controle/comunicação dentro de qualquer distância particular em relação à embarcação de fonte não tripulada.

[0080] O controle de instalação e recolhimento também pode ser provido diretamente pela embarcação de reboque ou pela operação autônoma ou semiautônoma (automática) do sistema de bordo de controle de embarcação 40 em tempo real. Nessas modalidades, os comandos operacionais podem basear-se em uma combinação de informações de posição e velocidade obtidas a partir do sistema de GPS 37, dos transdutores de profundidade e velocidade 39(D) e 39(S) e de outros sistemas de bordo locais, com ou sem comandos externos atuais.

[0081] Por exemplo, um transdutor de bordo 39 pode ser configurado como um sensor de profundidade (D) para prover um sinal de profundidade a partir do qual a profundidade da fonte sísmica 16 é determinada em relação à coluna de água circundante, ao se acoplar diretamente à fonte sísmica 16 ou por meio de uma amostragem da profundidade em um ponto particular sobre o casco 31 e determinando a profundidade da fonte com base no estado do sistema de instalação 30. Nessas modalidades, as fontes sísmicas 16 podem ser configuradas para lançar um ou mais componentes da pistola de ar e gerar energia sísmica, baseando-se pelo menos em parte no sinal de profundidade.

[0082] De maneira similar, outro transdutor de bordo 39 pode ser configurado como um sensor de rapidez ou velocidade (S) configurado para prover um sinal a partir do qual a velocidade da embarcação não tripulada 12 através da coluna de água circundante pode ser determinada. Nessas modalidades, o sistema de instalação 30 pode ser configurado para instalar ou recolher a fonte sísmica 16 com base pelo menos na velocidade, por exemplo, para recolher de forma automática ou autônoma a fonte sísmica 16 em resposta a um alerta de velocidade excessivamente alta ou baixa, ou para instalar a fonte sísmica quando a velocidade estiver em uma faixa operacional aceitável.

[0083] Comandos automáticos de instalação, disparo e recolhimento de fonte também podem ser gerados com base nas informações de posição e velocidade provenientes do sistema de GPS 37, por exemplo, em resposta à entrada ou saída da embarcação não tripulada 12 de uma área de levantamento designada, ou com base em um perigo navegacional. Esses comandos podem ser gerados de forma autônoma pelo sistema de bordo de controle de embarcação 40, sem a necessidade de um registro de comando externo atual, ou eles podem ser automaticamente gerados usando-se um link de controle direto proveniente do sistema de GPS 37 e/ou um ou mais transdutores de bordo 39.

[0084] Conforme mostrado na Figura 5, o subconjunto de pistolas de ar 16 inclui uma variedade de aglomerados de pistolas de ar individuais ou componentes similares de fonte sísmica 42, os quais são suspensos abaixo de um flutuador tubular ("salsicha") 44 sobre um ou mais cabos de suporte 43. Neste exemplo particular, os aglomerados de pistolas de ar 42 estão distribuídos ao longo do cabo de fonte 18, o qual substitui um cabo umbilical tradicional e provê tanto conexões pneumáticas quanto controle para o compressor de bordo 36 e o sistema de controle de embarcação 40, respectivamente. De maneira alternativa, uma placa de reboque convencional e um sistema de arreio podem ser usados. Um cabo separado de reboque de flutuador 45 também pode ser provido fixado à extremidade frontal do flutuador tubular 44.

[0085] A Figura 6A é uma vista da seção lateral da embarcação de fonte não tripulada ou autônoma 12, que ilustra o perfil da linha central e da linha d’água designada DWL. A Figura 6B é uma vista traseira da embarcação não tripulada 12, que mostra um sistema de instalação 30 e um guincho ou outro aparelho de armazenamento de cabo 32. O espaço para o guincho pode ser provido com um sistema de braçola e cobertura 48 de modo a reduzir ou impedir o ingresso de água.

[0086] Conforme ilustrado nas Figuras 6A e 6B, o sistema de instalação 30 é provido na forma de um aparelho do tipo viga, por exemplo, com uma viga em forma de I ou um componente similar que se estende ao longo do comprimento da estrutura do casco 31. A viga é configurada para suspender o subconjunto de pistolas de ar 16 sobre ou acima do convés da embarcação não tripulada 12, antes da instalação ou depois do recolhimento.

[0087] Durante sua instalação, um guincho 32 ou aparelho similar de armazenamento de cabo libera o cabo de fonte 18 para instalar o subconjunto de pistolas de ar 16 na parte traseira da embarcação não tripulada 12. Dependendo de sua configuração, os cabos de suporte 43 podem ser ajustados para a profundidade desejada antes ou depois de serem instalados dentro da coluna de água, ou eles podem ter um comprimento fixo. O aparelho do tipo guincho 32 também pode liberar um cabo separado de reboque de flutuador 45, acoplado à extremidade frontal do flutuador tubular 44.

[0088] Durante seu recolhimento, o aparelho do tipo guincho 32 opera em sentido inverso para recolher o cabo de fonte 18 e o cabo de reboque de flutuador 45. Os cabos de suporte 43 também podem ser ajustados para o comprimento desejado durante seu recolhimento, para que pistolas de ar ou aglomerados individuais 42 sejam suspensos a partir do sistema de suporte e viga 30 acima do convés e abaixo do flutuador tubular 44.

[0089] De maneira alternativa, um sistema de corda de suspensão com comprimento fixo pode ser empregado, e o sistema de instalação 30 pode ser provido na forma de uma rampa, conforme descrito abaixo. Em modalidades adicionais, a embarcação não tripulada 12 pode ter uma configuração de casco duplo, permitindo que o subconjunto de pistolas de ar 16 seja instalado simplesmente abaixando-se os componentes da pistola de ar 42 dentro da coluna de água, entre as porções de casco separadas, sem a necessidade de um flutuador tubular 44 ou outros componentes adicionais de flutuabilidade.

[0090] A Figura 7 é uma vista isométrica de uma embarcação de fonte não tripulada ou autônoma 12 com um sistema baseado em rampa 30 para instalação e recolhimento do subconjunto de pistolas de ar 16. Conforme mostrado na Figura 7, o subconjunto de pistolas de ar 16 é instalado a partir de uma corrediça ou rampa 52, a qual é disposta geralmente ao longo da linha central da estrutura do casco 31, entre o aparelho do tipo guincho dianteiro 32 e o rolete de carga da popa 54.

[0091] A Figura 8A é uma vista plana superior da embarcação de fonte não tripulada ou autônoma 12 conforme mostrada na Figura 7, que ilustra a configuração da rampa 52 e do rolete de carga da popa 54. As Figuras 8B e 8C são vistas de seção lateral e de elevação lateral, respectivamente, que mostram a linha central e os perfis externos.

[0092] Conforme mostrado nas Figuras 8A-8C, a rampa 52 é provida na forma de uma calha ou bandeja convexa, a qual é configurada para instalar e recolher as fontes sísmicas 16 em cooperação com o rolete de carga da popa 54 e guincho dianteiro 32. Em algumas modalidades, a força da gravidade e do arrasto é suficiente para efetuar a instalação, e o guincho 32 é usado para a recolhimento. De maneira alternativa, um sistema de esteira também pode ser usado.

[0093] A Figura 9A é uma vista da seção da meia-nau da embarcação de fonte não tripulada ou autônoma 12 conforme mostrada na Figura 7, que ilustra a configuração da rampa 52. A Figura 9B é uma vista da seção de popa da rampa 52 e a Figura 9C é uma vista secional do rolete de carga da popa 54.

[0094] As Figuras 9A-9C ilustram a posição do flutuador tubular 44 e dos componentes da pistola de ar 42 quando eles são recolhidos para dentro da rampa 52 pelo guincho 32. Os componentes 42 são providos na forma de aglomerados de pistolas de ar e a profundidade de suspensão pode ser ajustada depois da instalação e antes do recolhimento, conforme descrito acima.

[0095] A Figura 10A é uma vista plana superior de uma embarcação de fonte não tripulada ou autônoma 12, em uma configuração de casco duplo. Conforme mostrado na Figura 10A, a área do convés principal da estrutura do casco 31 é dividida entre as seções de bombordo (esquerda) e estibordo (direita) 31A e 31B, respectivamente.

[0096] O subconjunto de pistolas de ar 16 é suportado sobre o sistema de instalação 30, por exemplo, usando-se um ou mais cabos de suporte 43 e é disposto entre a seção ou componente de casco a bombordo 31A e a seção ou componente de casco a estibordo 31B. Neste exemplo particular, o subconjunto 16 é novamente composto por uma pluralidade de aglomerados de pistolas de ar 42, por exemplo, em um modelo de entrada anular ou em uma configuração com placa de reboque, distribuídas ou suspensas a partir de uma corrente ou cabo anular /feixe de mangueiras 19.

[0097] Nesta modalidade, os cabos umbilicais separados e os sistemas de flutuabilidade não são de fato necessários. Em vez disso, o cabo de fonte 18 é conectado ao alojamento em formato de sino 47 para prover conexões pneumáticas dentro do feixe de cabos (ou alojamento) 19. O comprimento apropriado do cabo de fonte 18 pode ser então liberado ou recolhido para frente do alojamento em formato de sino 47, visto que o subconjunto de pistolas de ar 16 é instalado e recolhido em uma direção substancialmente vertical.

[0098] O sistema de instalação 30 pode ser configurado para controlar a profundidade de cada aglomerado individual de pistolas de ar 42 usando-se cabos de suporte individuais 43 acoplados diretamente ao sistema de instalação 30. De maneira alternativa, um ou mais cabos de suporte 43 podem ser omitidos, com o subconjunto de pistolas de ar 16 sendo suportado pela sua coneção com o cabo de fonte 18 no alojamento em formato de sino 47. Nesses exemplos, os aglomerados de pistolas de ar individuais 42 podem pender de modo substancialmente vertical dentro da coluna de água, ou eles podem ser instalados em um ângulo determinado pela velocidade da embarcação não tripulada 12 e pelo arrasto dos aglomerados de pistolas de ar 42 e do feixe ou alojamento de cabos 19.

[0099] A Figura 10B é uma vista em perspectiva de uma configuração alternativa de casco duplo para embarcação não tripulada ou autônoma 12. Neste catamaran ou configuração do tipo pontão, as seções de casco a bombordo e a estibordo 31A e 31B são formadas por porções ou elementos flutuantes separados, e talvez não haja nenhuma superfície de convés tradicional. O subconjunto de pistolas de ar 16 é instalado verticalmente e suportado entre as seções de casco 31A e 31B, sem um elemento tubular flutuador ou outro componente independente de flutação, conforme descrito acima. Neste exemplo particular, os aglomerados de pistolas de ar 42 são suspensos abaixo de um aparelho tradicional de placa de reboque 49.

[00100] A Figura 11A é uma vista terminal de uma estação de atracagem 60 para embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas, na extremidade de popa de uma embarcação de reboque ou navio sísmico 14. Por exemplo, a estação ou aparelho de atracagem 60 pode ser configurado com uma variedade de cais 62 para instalação e recolhimento de embarcações individuais de fonte não tripuladas ou autônomas 12, conforme descrito aqui.

[00101] Conforme mostrado na Figura 11A, a estação de atracagem 60 provê cinco cais 62, dispostos lado a lado ao longo da popa do navio sísmico 14. Uma quantidade maior ou menor de cais 62 pode ser provida e a localização pode variar, por exemplo, a bombordo ou a estibordo do navio sísmico 14, ou na de área de proa.

[00102] Cada cais de atracagem 62 é adaptado para acomodar uma embarcação não tripulada ou autônoma 12. Os mecanismos de suspensão 63 são configurados para instalar embarcações não tripuladas individuais 12 abaixando o casco da embarcação dentro da água, na porção inferior do cais de atracagem 62, e para recolher a embarcação suspendendo o casco para fora da água, de volta para dentro da porção superior do cais 62.

[00103] Um guindaste de pórtico 64 é configurado para acessar cada cais 62 para gerenciamento e prestação de serviços nas embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas 12. O guindaste de pórtico 64 também pode ser usado para transportar embarcações não tripuladas 12 para armazenamento e manutenção dentro da área traseira do convés da embarcação de reboque ou do navio sísmico 14, por exemplo, por meio de uma porta de acesso ou escotilha 65.

[00104] A Figura 11B é uma vista plana superior da estação de atracagem 60, que mostra os cais de atracagem individuais 62 para embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas 12. Conforme mostrado na Figura 11B, a estação de atracagem 60 pode ser acoplada à popa do navio de reboque ou embarcação sísmica usando-se, por exemplo, um ou mais acessórios de acoplagem articulados 66. Os pontos de acoplagem ou instalações 66 podem ser configuradas para sincronização com a ação do mar, permitindo a moção relativa do sistema de atracagem 60 em relação à a popa do navio sísmico 14. De maneira alternativa, a estação de atracagem 60 pode ser mais ou menos permanentemente fixada à extremidade à popa do navio sísmico, ou os componentes de atracagem podem ser montados diretamente na área traseira do convés.

[00105] A Figura 11C é uma vista em perspectiva da estação de atracagem 60, conforme mostrada nas Figuras 11A e 11B. A Figura 11D é uma vista de elevação lateral, que ilustra a operação do guindaste de pórtico 64.

[00106] Dependendo da aplicação, a estação de atracagem 60 pode ser provida com acessórios de acoplagem articulados 66 para algumas operações, e em seguida fixada ou presa no lugar com elementos de acoplagem adicionais durante o uso do guindaste de pórtico. Essa opção reduz a moção relativa em relação ao navio sísmico durante as operações de instalação, recolhimento ou prestação de serviços nas embarcações não tripuladas ou autônomas 12. Além disso, o navio sísmico também poderia ser configurado para navegar com a estação de atracagem 60 acoplada durante operações de levantamento e com a estação de atracagem 60 removida para trânsito.

[00107] Desse modo, a estação de atracagem 60 pode ser fabricada em um local e depois montada e instalada ou removida em qualquer variedade de outras unidades portuárias adequadas. Isso provê flexibilidade adicional na escolha dos materiais e métodos de construção de modo a reduzir o peso e os custos.

[00108] Embora a estação de atracagem 60 possa impactar a capacidade de manobra da embarcação, as operações também podem ser efetuadas em velocidades baixas ou em outras condições nas quais os impactos operacionais podem ser compensados e reduzidos ou pelo menos minimizados. Além disso, os pontos de fixação da embarcação podem ser submetidos a considerações reguladoras (por exemplo, aprovação de classe), no entanto, a própria plataforma e/ou estação de atracagem podem não ter as mesmas exigências.

[00109] A Figura 12 ilustra um sistema exemplar de controle de embarcação 40, adequado para a operação de uma embarcação marítima não tripulada ou autônoma, conforme descrito aqui. Conforme ilustrado na Figura 12, o sistema de controle de embarcação 40 inclui um processador de computador ou unidade de processamento central (CPU) 81, uma memória 83, um armazenamento de dados 85, um ou mais dispositivos de entrada/saída (I/O) 86 e uma ou mais interfaces de rede com fio ou sem fio 87. Embora um único processador 81 seja mostrado, uma pluralidade de processadores 81 e outros componentes de computador 83, 85 e 86 podem ser implementados, e múltiplos sistemas de computadores podem ser combinados em um determinado sistema de controle de embarcação 40.

[00110] Os dispositivos de entrada/saída 86 tipicamente incluem um monitor e um teclado localmente acessível ou outro dispositivo de entrada, o qual pode ser usado durante a configuração e manutenção do sistema, porém, eles não são tipicamente necessários durante as operações não tripulada e autônomas. Os dispositivos de interface de rede 87 incorporam tanto hardware com fio quanto sem fio para comunicações externas, por exemplo, com um sistema de controle e navegação a bordo da embarcação de reboque ou do navio 14, e/ou com uma rede sem fio ou armazenamento de dados e sistema de processamento baseados em nuvem.

[00111] Uma memória de bordo 83 e uma mídia de armazenamento de dados adequadas 85 incluem, porém, não se limitam a: memória de acesso aleatório, memória apenas de leitura, unidades de disco, dispositivos de memória portáteis, bem como dispositivos de armazenamento com acesso direto e indireto. A memória 83 e a mídia de armazenamento de dados 85 também podem compartilhar espaço de endereço e descritores lógicos, abarcando múltiplos dispositivos de armazenamento físicos e formatos de mídia.

[00112] A memória 83 é configurada para acessar o código de programa armazenado em um ou mais componentes de armazenamento não transitório ou mídias legíveis por computador 85 a ser executado pelo processador 81 na forma de um sistema operacional (OS) 89 e um ou mais dentre um programa de localização ou navegação 91, um programa de instalação operacional 93 e uma programa de lançamento de fonte sísmica 95.

[00113] O programa navegacional 91 é configurado para processar as informações do sistema de GPS 37, com as informações de profundidade, velocidade e outras provenientes dos sensores 39. Outros sistemas de bordo, tais como sistemas óticos, sistemas de localização baseados em sonar e radar, também podem ser usados para determinar a localização geográfica absoluta e a velocidade da embarcação não tripulada, bem como a posição e velocidade relativas em relação ao navio de reboque e outras embarcações não tripuladas em um conjunto de fontes.

[00114] Em uma operação autônoma, o sistema de controle de embarcação 40 é configurado para operar o programa navegacional 91 de modo a manter o curso, a profundidade e a posição do subconjunto de pistolas de ar 16 dentro ou em relação a uma área de levantamento desejada e em relação a quaisquer perigos navegacionais ou outras referências de localização que possam existir. O programa navegacional 91 também pode ser configurado para que o sistema de controle de embarcação 40 mantenha o espaçamento desejado entre as fontes em relação aos outros componentes de fonte do conjunto, bem como a largura total ou "paintbrush", conforme descrito acima.

[00115] O programa de instalação 93 é configurado para a operação do sistema de instalação 30 usado para instalar e recolher o subconjunto de pistolas de ar ou outra fonte sísmica 16. De maneira típica, os sinais de instalação e recolhimento são determinados em cooperação com o programa navegacional 91, por exemplo, com base na entrada ou saída de uma área designada de levantamento sísmico. De maneira similar, o programa de fonte sísmica 95 pode ser configurado para lançar fontes sísmicas 16 em profundidades desejadas e em locais selecionados dentro da área de levantamento, conforme determinado pelo programa navegacional 91.

[00116] O sistema de controle de embarcação 40 pode ser configurado para operar em modo autônomo ou semiautônomo, usando o hardware de interface 87 para a comunicação com fio com um sistema navegacional a bordo de um navio sísmico, ou com um sistema de controle navegacional baseado em nuvem 97 (por exemplo, usando um retransmissor de rádio ou satélite de longo alcance para acessar um sistema de controle navegacional em um ou mais locais de rede remota). Nessas modalidades, a operação do sistema de instalação 30 e das fontes sísmicas 16 pode ser efetuada com base em uma combinação de registro de comandos externos e informações provenientes do programa navegacional local 91. De maneira típica, o sistema de controle de embarcação 40 manterá pelo menos algum nível de autonomia mesmo sem nenhum registro de comando externo atual, por exemplo, a habilidade de fazer correções de curso com base nos dados de bordo que indicam um perigo navegacional, ou sobrepor sinais externos de instalação e/ou recolher a fonte sísmica 16 com base nas informações de velocidade, posição ou profundidade, conforme descrito acima.

[00117] A Figura 13 é um diagrama em bloco de um método 120 para operar uma ou mais embarcações de fonte não tripuladas ou autônomas para efetuar um levantamento sísmico no mar, conforme descrito aqui. Conforme mostrado na Figura 13, o método 120 pode incluir uma ou mais etapas de instalação de embarcação não tripulada ou autônoma (UMV) (etapa 121), instalação dos conjuntos sísmicos (etapa 122), operação dos conjuntos sísmicos (etapa 123), aquisição de dados sísmicos (etapa 124), recolhimento dos conjuntos sísmicos (etapa 125) e recolhimento da embarcação (etapa 126). As etapas podem ser executadas em qualquer ordem ou combinação, bem como repetidas quando desejado para prover dados sísmicos adequados para recuperação (etapa 127) e geração de imagens das estruturas de subsuperfície de interesse em uma determinada área de levantamento.

[00118] A instalação da embarcação (etapa 121) pode englobar a operação de uma ou mais embarcações de fonte não tripuladas ou autônomas em uma área desejada de levantamento sísmico. Dependendo da aplicação, as embarcações podem ser instaladas a partir de uma embarcação do tipo tender ou outro navio, por exemplo, usando-se um guindaste de pórtico e um aparelho de atracagem baseado em deslizamento no convés traseiro, conforme descrito aqui. De maneira alternativa, a área traseira do convés pode ser parcialmente submersa ou alagada, e as embarcações de fonte não tripuladas podem ser individualmente posicionadas na área alagada ou submersa quando desejado.

[00119] Em algumas modalidades, as embarcações são rebocadas atrás de um barco de fonte ou navio sísmico, por exemplo, usando-se um sistema de paravanas ou desviadores com cabos de reboque adequados, cabos de trole e outros componentes para manter o espaçamento desejado. De maneira alternativa, uma ou mais das embarcações podem ser rebocadas atrás por uma embarcação de busca ou outra embarcação de superfície oportuna, ou podem ser providas em uma forma de navegação autônoma ou autopropulsada.

[00120] A instalação dos conjuntos sísmicos (etapa 122) pode englobar a instalação de uma série de fontes sísmicas provenientes de cada uma das embarcações de fonte não tripuladas. Por exemplo, as embarcações podem ser configuradas com um aparelho de armazenamento do tipo paiol baseado em porta paletes ou um sistema de carrossel, usando-se uma empilhadora/desempilhadora ou mecanismo de carga similar para selecionar as fontes individuais a serem instaladas. As fontes podem ser acopladas a um cabo de fonte por meio de um mecanismo de fixação ou elemento do tipo tirante, e instaladas dentro da coluna de água circundante usando-se um mecanismo do tipo guincho em combinação com um mecanismo do tipo roldana na extremidade posterior da embarcação. De maneira alternativa, as fontes sísmicas podem ser instaladas ao longo de um cabo ou corda de leito oceânico, ou um braço articulado ou mecanismo empurrador pode ser usado para instalar fontes autônomas em qualquer profundidade e orientação desejadas, sem necessariamente precisar de uma conexão via cabo.

[00121] A operação dos conjuntos sísmicos (etapa 123) pode englobar a provisão de energia para as fontes instaladas e o lançamento das fontes sísmicas para gerar energia sísmica na forma de ondas acústicas, as quais se propagam pela coluna de água para criar o campo de ondas sísmicas. Por exemplo, ar comprimido pode ser provido para as fontes instaladas por meio dos cabos de fonte acoplados com um compressor localizado em uma embarcação não tripulada ou autônoma. Comandos adequados de controle operacional também podem ser providos em tempo real, por exemplo, comandos para iniciar, interromper e pausar o lançamento de fonte, com informações de tempo precisas provenientes dos relógios locais presentes nas fontes individuais para manter a sincronização ao longo do conjunto sísmico. A operação dos conjuntos sísmicos também pode englobar a provisão de comandos para o posicionamento das fontes durante seu lançamento, por exemplo, por meio do controle dos dispositivos de direção dispostos ao longo das cordas ou cabos instalados para manter a profundidade e o espaçamento desejados em relação às outras fontes do conjunto sísmico, ou para modificar a profundidade de instalação de modo a mudar a geometria do conjunto de fontes ou evitar um perigo navegacional.

[00122] A aquisição de dados sísmicos (etapa 124) pode englobar a obtenção de dados sísmicos com o conjunto instalado, por exemplo, usando-se uma variedade de hidrofones, geofones e outros sensores sísmicos dispostos sobre as fontes de modo a testar energia sísmica gerada pelas fontes. Os dados sísmicos podem ser datados usando-se um relógio local situado na fonte, e armazenados com as informações de timing associadas. Em algumas modalidades, a aquisição de dados sísmicos inclui a provisão de comandos para alterar a operação dos conjuntos sísmicos de modo a manter sua sincronização ao longo do conjunto sísmico.

[00123] A recolhimento dos conjuntos sísmicos (etapa 125) pode englobar o recolhimento das fontes instaladas, por exemplo, usando-se um mecanismo com guincho e roldana para retirar um cabo de fonte da coluna de água. Em algumas modalidades, as fontes podem ser desacopladas do cabo de fonte para armazenamento, por exemplo, usando-se um arranjo de prateleiras ou de carrossel baseado em paiol. De maneira alternativa, um braço articulado ou um mecanismo empurrador pode ser usado para recuperar as fontes sísmicas autônomas instaladas individualmente no fundo do oceano, ou em qualquer profundidade e orientação na coluna de água.

[00124] A recolhimento da embarcação (etapa 126) pode englobar o recolhimento das embarcações de fonte não tripuladas em um navio do tipo tender ou em outra embarcação, por exemplo, usando-se um aparelho de atracagem ou uma área traseira do convés submersível conforme descrito acima. Em algumas modalidades, as embarcações não tripuladas são rebocadas para instalação, operação e recuperação, e em outras modalidades, uma ou mais das embarcações podem ser autopropulsadas e configuradas para navegação automática ou autônoma durante sua instalação e recuperação.

[00125] A recuperação dos dados sísmicos (etapa 127) pode englobar a comunicação dos dados sísmicos obtidos em tempo real por parte das embarcações de fonte não tripuladas durante a operação no conjunto, depois do recolhimento das fontes sísmicas pelas embarcações não tripuladas individuais ou durante o recolhimento das embarcações não tripuladas por um barco de fonte, a embarcação de busca, tender ou por outra embarcação de superfície. Os dados sísmicos podem ser usados com os dados sísmicos recebidos a partir das fontes sísmicas, receptores e nodos para gerar imagens das estruturas de subsuperfície na área de levantamento, por exemplo, usando-se técnicas de inversão de formato de onda.

RAMPA E SISTEMA DE INSTALAÇÃO DE RAMPA

[00126] A Figura 14A é uma vista isométrica de um aparelho alternativo de atracagem 15 montado sobre a área traseira do convés de um navio sísmico 14, com uma rampa articulada e um sistema de rampa 80 usado para embarcações de fonte autônomas 12. Conforme mostrado na Figura 14A, um ou mais dentre um guincho de reboque 72, uma estação ou plataforma 74 de atracagem e o carro 76 disposto sobre pistas ou trilhos 78 pode ser provido para cada embarcação de fonte 12 e configurado para operações de instalação e recolhimento sobre a rampa articulada 82 e a rampa articulada 84.

[00127] O aparelho de atracagem 15 também pode incluir um guindaste de pórtico 64, por exemplo, montado sobre pistas ou trilhos 67 para atender as embarcações de fonte 12 antes, durante e depois das operações de instalação e recolhimento. Em algumas modalidades, o guindaste de pórtico 64 pode ser configurado para carregar módulos ou unidades 90 portáteis de armazenamento e empilhamento de fonte nas embarcações de fonte 12. Nessas modalidades, as fontes podem ser previamente carregadas dentro dos módulos 90 configurados para serem montados de forma removível na estrutura de cascos das embarcações de fonte selecionadas 12, por exemplo, usando-se uma configuração de armazenamento do tipo paiol baseado em prateleiras com uma empilhadora/desempilhadora ou mecanismo similar de carregamento, conforme descrito aqui.

[00128] A Figura 14B é uma vista de perfil da rampa e do sistema de rampa 80, em uma configuração instalada. Conforme mostrado na Figura 14B, a(s) rampa(s) articulada(s) 82 e a(s) rampa(s) 84 foram removidas da área traseira do convés do navio sísmico 14, por exemplo, com cada rampa articulada 82 descendo através da linha d’água designada (DWL) por uma rampa 84 configurada para instalação e recolhimento de embarcações de fonte 12 na massa de água circundante (ou coluna de água) 88.

[00129] A Figura 15A é uma vista plana da rampa e do sistema de rampa 80 instalada a partir do convés traseiro de um navio sísmico 14. A Figura 15B é uma vista da popa da rampa e do sistema de rampa instalados 80.

[00130] Conforme mostrado nas Figuras 15A e 15B, a rampa dobrável 82 e os conjuntos de rampas 84 são providos em uma configuração articulada, com os componentes da rampa 82 tendo uma acoplagem articulada com o convés traseiro de navio sísmico 14 em uma extremidade (por exemplo, a extremidade proximal ou a extremidade dianteira) 82A, e outra acoplagem articulada com as rampas 84 na extremidade oposta (por exemplo, a extremidade distal ou de popa) 82B. De maneira similar, as rampas 84 possuem uma acoplagem articulada na extremidade (dianteira) 84A, a qual se acopla à extremidade distal 82B dos elementos da rampa (ou conjunto de rampas) 82. A extremidade oposta (distal ou de popa) 84B é disposta na coluna de água, conforme descrito acima.

[00131] O guindaste de pórtico 64 pode ser montado no convés traseiro de um navio sísmico adequado 14 para a largura de viga B, por exemplo, a largura de viga do guindaste CB definida entre os trilhos 68 e configurada para prover comprimento de percurso suficiente para o guindaste CT ao longo dos trilhos de guindaste 67 para carregar e descarregar os módulos portáteis de instalação e armazenamento de fonte 90 sobre cada embarcação de fonte 12, dentro ou sobre a área traseira do convés de navio sísmico 14. As rampas dobráveis 82 e as rampas 84 podem ser abaixadas e instaladas durante a carga e descarca dos módulos de instalação 90 conforme mostrado (e para efetuar outras operações de prestação e serviço nas embarcações de fonte 12), ou as rampas 82 e as rampas 84 podem ser suspensas e guardadas conforme descrito abaixo.

[00132] A Figura 16A é uma vista em perspectiva da rampa e do sistema de rampa 80, em uma posição elevada ou guardada sobre o convés traseiro de um navio sísmico 14. A Figura 16B é uma vista do perfil da rampa e do sistema de rampa guardada 80.

[00133] Conforme mostrado nas Figuras 16A e 16B, as embarcações de fonte 12 são dispostas em plataformas de atracagem 74, por exemplo, posicionadas sobre trilhos 78 por carros individuais 76. As rampas (ou conjunto de rampas) 82 podem ser dobradas para cima, com a extremidade distal da rampa 82B sendo disposta acima da extremidade proximal da rampa 82A acoplada ao convés traseiro do navio sísmico 14. De maneira similar, as rampas (ou conjunto de rampas) 84 podem ser dobradas para cima contra um conjunto de rampas 82, com a extremidade proximal da rampa 84A sendo acoplada à extremidade distal da rampa 82B e posicionada acima do convés traseiro do navio sísmico 14 e a extremidade distal da rampa 84B sendo disposta adjacente ao convés traseiro onde ela se acopla à extremidade proximal da rampa 82A.

[00134] A Figura 17A é uma vista plana da rampa e do sistema de rampa 80, na posição elevada ou guardada. A Figura 17B é uma vista da popa que mostra um arranjo representativo do guindaste de pórtico 64 e a Figura 17C é uma vista detalhada do guindaste de pórtico 64.

[00135] Conforme mostrado nas Figuras 17A-17C, o guindaste de pórtico 64 pode ser configurado para carregar e descarregar as fontes sísmicas individuais 16 nas embarcações 12 em módulos portáteis de armazenamento e instalação de fonte 90. Cada módulo ou unidade 90 pode ser provida com uma empilhadora/desempilhadora de fonte ou mecanismo similar de carregamento 51, e configurada para armazenamento e recolhimento de fontes sísmicas 16 usando-se um sistema de armazenamento do tipo paiol baseado em prateleiras 53.

[00136] Os sistemas de armazenamento 53 e mecanismos de carregamento 51 são montados de forma removível na estrutura de casco de cada embarcação selecionada 12 dentro dos módulos de armazenamento e instalação 90. Em algumas modalidades, as fontes 16 podem ser carregadas dentro de colunas ou paióis que circulam sobre um carrossel operativamente acoplado ao paiol ou sistema de prateleiras 53, conforme descrito acima.

[00137] A Figura 18A é uma vista isométrica que ilustra uma instalação da embarcação de fonte não tripulada ou autônoma sobre uma rampa e um sistema de rampa 80. A Figura 18B é uma vista da popa que ilustra o procedimento de instalação e a Figura 18C é uma vista secional que ilustra a embarcação de fonte durante sua instalação.

[00138] Conforme mostrado nas Figuras 18A-18C, os módulos portáteis de armazenamento e recolhimento de fonte 90 podem ser montados nas embarcações de fonte 12 quando elas estiverem dispostas em uma respectiva plataforma de atracagem 74 (posição da embarcação 12A). O guincho de reboque 72 pode ser operado para instalar embarcações individuais 12 sobre seus respectivos carros 76, as quais se deslocam para cima e para baixo ao longo dos trilhos 78 a partir da plataforma de atracagem 74 até a rampa 82 (posição da embarcação 12B). A embarcação 12 pode ser abaixada da rampa 82 até a rampa 84 (posição da embarcação 12C) e instalada na coluna de água 88 definida pela linha d’água designada (DWL).

[00139] A Figura 19A é uma vista elevacional que ilustra a recolhimento da embarcação de fonte não tripulada ou autônoma usando-se uma rampa e um sistema de rampa 80. A Figura 19B é uma vista plana que ilustra o procedimento de recolhimento e a Figura 19C é uma vista isométrica de um aparelho de transporte 76 para uso durante a instalação e recolhimento das embarcações de fonte 12.

[00140] Conforme mostrado nas Figuras 19A-19C, durante a instalação da embarcação de fonte 12, as rodas traseiras 92 do carro 76 são posicionadas contra uma trava 84S sobre a extremidade distal (popa) da rampa 84. Durante a recolhimento, a proa ou popa da embarcação de fonte 12 atraca dentro da rampa 84 e entrando em contato com a rampa 82 (posição 12D), onde um componente de viga transversal 94 do carro 76 pode acoplar uma protuberância ou encaixe na proa ou porção frontal da quilha da embarcação 12.

[00141] Assim que a embarcação 12 é atracada e acoplada ao carro 76 na rampa 84 (posição 12D), a embarcação 12 é removida da coluna de água 88 rebocando-se o carro 76 e a embarcação 12 para cima da rampa 82 (posição 12B). Isso pode ser efetuado, por exemplo, usando- se o guincho de reboque 72 e uma corda ou cabo fixado a uma argola de reboque 96 localizada na parte frontal do carro 76. O carro 76 então continua subindo na rampa 82 com o casco da embarcação disposto entre as proteções laterais 98, até que a embarcação 12 e o carro 76 sejam encaixados em sua posição original dentro da estação de atracagem 74 (posição 12A).

[00142] Embora referências tenham sido feitas aqui a modalidades da invenção, é válido observar que a invenção não se limita aos exemplos especificamente descritos, pois qualquer combinação das características e elementos apresentados, estejam eles relacionados com diferentes modalidades ou não, é contemplada na instalação e prática da invenção. Além disso, em várias modalidades, a invenção provê numerosas vantagens em relação à técnica anterior. No entanto, embora as modalidades da invenção possam apresentar vantagens em relação a outras soluções possíveis e/ou à técnica anterior, o fato de uma vantagem particular ser ou não obtida por uma determinada modalidade não limita a invenção. Desse modo, os aspectos, características, modalidades e vantagens apresentados aqui são meramente ilustrativos e não devem ser considerados como elementos ou limitações das reivindicações, a menos que seja expressamente dito o contrário. Do mesmo modo, as referências feitas à invenção não devem ser interpretadas como uma generalização de nenhum assunto inventivo descrito nem como um elemento ou limitação das reivindicações, a menos que seja expressamente dito o contrário. Exemplos

[00143] Em vários exemplos e modalidades, uma embarcação marítima não tripulada pode ser provida compreendendo um sistema de casco configurado para prover flutuabilidade em uma massa de água, e uma ou mais fontes sísmicas configuradas para gerar energia sísmica. Um sistema de instalação pode ser configurado para instalar uma ou mais fontes sísmicas provenientes da embarcação não tripulada dentro da massa de água, por exemplo, onde a energia sísmica se propaga pela massa de água.

[00144] Em algumas modalidades, um compressor ou outra fonte de ar comprimido pode ser provida a bordo da embarcação não tripulada, com o compressor sendo configurado para gerar ar comprimido e um cabo de fonte configurado para prover o ar comprimido a partir do compressor para uma ou mais fontes sísmicas. Dependendo do exemplo, uma ou mais fontes sísmicas podem compreender um ou mais sistemas de pistolas de ar configurados para gerar energia sísmica a partir do ar comprimido provido pelo compressor a bordo da embarcação não tripulada.

[00145] Em algumas modalidades, um cabo de reboque pode ser acoplado à embarcação não tripulada, por exemplo, na proa da embarcação ou sistema de casco, cabo de reboque esse que é configurado para rebocar a embarcação não tripulada atrás de um navio de reboque, sem acoplagem pneumática ou de ar comprimido entre o navio de reboque e a embarcação. Um gerador pode ser provido a bordo da embarcação não tripulada, gerador esse que é configurado para energizar o compressor e/ou o sistema de instalação. Por exemplo, o sistema de instalação pode compreender um aparelho do tipo guincho configurado para liberar o cabo de fonte quando a fonte sísmica for instalada a partir da embarcação não tripulada na massa de água, e/ou para bobinar o cabo de fonte quando a fonte sísmica for removida da massa de água pela embarcação não tripulada.

[00146] Em algumas modalidades, o sistema de casco pode compreender duas ou mais seções de casco ou componentes de casco espaçados ao longo de uma linha mediana da embarcação não tripulada, por exemplo, quando o sistema de instalação for configurado para instalar a fonte sísmica dentro da massa de água ao longo da linha mediana, entre as duas ou mais seções de casco ou componentes de casco. De maneira alternativa ou em combinação, o sistema de instalação pode compreender uma rampa configurada para instalar a fonte sísmica na parte traseira da embarcação não tripulada, com um cabo de fonte provendo ar comprimido para gerar energia sísmica.

[00147] Em algumas modalidades, uma ou mais fontes sísmicas podem compreender uma pluralidade de pistolas de ar portuárias distribuídas ao longo do cabo de fonte. De maneira alternativa ou em combinação, o sistema de instalação pode compreender um rolete de carga configurado para instalar as pistolas de ar dentro da massa de água à popa da rampa, e um aparelho do tipo guincho configurado para liberar o cabo de fonte.

[00148] Exemplos adequados de uma embarcação não tripulada ou autônoma também podem compreender um ou mais dentre um sistema de casco configurado para prover flutuabilidade, uma fonte sísmica configurada para gerar energia sísmica, um sistema de instalação configurado para instalar a fonte sísmica proveniente da embarcação não tripulada dentro da massa de água e um compressor configurado para gerar ar comprimido. Um cabo de fonte pode ser configurado para prover ar comprimido a partir do compressor para a fonte sísmica, por exemplo, onde a energia sísmica se propaga pela massa de água na forma de um campo de ondas sísmicas.

[00149] Em algumas modalidades, a fonte sísmica pode compreender uma pluralidade de pistolas de ar distribuídas coaxialmente ao longo do cabo de fonte. Um sensor de profundidade pode ser configurado para determinar a profundidade da fonte sísmica, por exemplo, quando a fonte sísmica for configurada para gerar a energia sísmica baseando-se pelo menos em parte na profundidade. De maneira alternativa ou em combinação, um sensor de velocidade pode ser configurado para determinar a velocidade da embarcação não tripulada através da massa de água, por exemplo, quando o sistema de instalação for configurado para instalar ou recolher a fonte sísmica baseando-se pelo menos em parte na velocidade.

[00150] Um sistema de controle de embarcação pode ser provido a bordo da embarcação não tripulada ou autônoma, por exemplo, quando um sistema de controle de embarcação for configurado para operar o sistema de instalação para instalar uma ou mais fontes sísmicas na massa de água. De maneira alternativa ou em combinação, um sistema de posicionamento global pode ser provido a bordo da embarcação não tripulada ou autônoma, por exemplo, quando a embarcação ou sistema de controle de embarcação for configurada para operar de forma autônoma o sistema de instalação baseado pelo menos em parte na velocidade e/ou na posição da embarcação não tripulada conforme determinado pelo sistema de posicionamento global. Em operações autônomas, essas operações de controle podem ser efetuadas sem registros de comando externo atuais externos à embarcação não tripulada.

[00151] Em algumas modalidades, a embarcação não tripulada pode compreender um motor e um sistema de direção, por exemplo, configurados para a embarcação ou para que o sistema de controle de embarcação navegue de forma autônoma a embarcação não tripulada, por exemplo, com base na velocidade e posição determinadas por um sistema de posicionamento global ou outro sistema navegacional. De maneira alternativa ou em combinação, a embarcação ou o sistema de controle de embarcação pode ser configurado para manter o espaçamento da fonte sísmica em relação a outros elementos de fonte em um conjunto de fontes sísmicas.

[00152] Em algumas modalidades, a embarcação não tripulada ou autônoma pode compreender uma interface sem fio configurada para que a embarcação ou o sistema de controle de embarcação se comunique com um sistema de controle navegacional externo por meio de comunicações óticas, via rádio e/ou satélite, por exemplo, quando a embarcação ou sistema de controle de embarcação for configurado para navegar de forma autônoma a embarcação não tripulada para um local identificado por tal sistema de controle navegacional externo. De maneira alternativa ou em combinação, a embarcação ou o sistema de controle de embarcação também pode ser configurado para instalar a fonte sísmica na coluna de água de modo a efetuar um levantamento sísmico, em uma localização identificada por um sistema de controle navegacional baseado em navio ou remoto (por exemplo, baseado em nuvem).

[00153] Exemplos e modalidades adequados de conjunto de fontes sísmicas podem ser providos compreendendo uma ou mais embarcações não tripuladas que provêm flutuabilidade em uma coluna de água, e uma ou mais fontes sísmicas instaladas dentro da coluna de água por cada uma das embarcações não tripuladas. Um ou mais cabos de fonte podem ser configurados para prover ar comprimido a partir das embarcações não tripuladas para as respectivas fontes sísmicas, por exemplo, quando as fontes sísmicas gerarem energia sísmica a partir do ar comprimido, na forma de um campo de ondas sísmicas que se propaga através da coluna de água.

[00154] Em algumas modalidades, um navio de reboque pode ser configurado para rebocar uma ou mais embarcações não tripuladas em uma velocidade de reboque relacionada com a coluna de água, por exemplo, quando cada cabo de fonte prover ar comprimido para a respectiva fonte sísmica, sem uma conexão de ar comprimido ou umbilical com o navio de reboque. Por exemplo, cada cabo de fonte que provê ar comprimido pode ser disposto substancialmente ao longo da direção de velocidade de reboque ou paralelo à mesma, conforme determinado entre as respectivas fontes sísmicas e as embarcações não tripuladas ou autônomas.

[00155] Em algumas modalidades, uma pluralidade de embarcações não tripuladas ou autônomas pode ser configurada para instalar as fontes sísmicas distribuídas ao longo da largura do conjunto de fontes sísmicas. Um par ou outra série de desviadores, paravanas, barovanas ou portas pode ser configurada para manter o espaçamento lateral das fontes sísmicas no conjunto, por exemplo, quando as embarcações não tripuladas forem acopladas a um cabo de reboque disposto entre desviadores, paravanas, barovanas ou portas individuais do par ou série. De maneira alternativa ou em combinação, a largura do conjunto de fontes sísmicas é configurável entre cerca de 10 metros e cerca de 1500 metros, conforme definido entre as fontes sísmicas mais externas do conjunto.

[00156] Em algumas modalidades, uma ou mais das embarcações não tripuladas ou autônomas podem compreender um guincho ou rampa configurada para instalar uma ou mais das respectivas fontes sísmica na coluna de água. De maneira alternativa ou em combinação, cada uma das fontes sísmicas pode compreender uma pluralidade de componentes da pistola de ar distribuídos ao longo do respectivo cabo de fonte.

[00157] Em modalidades particulares, cada uma das fontes sísmicas pode compreender um subconjunto de pistolas de ar instaladas entre componentes de casco gêmeos da respectiva embarcação não tripulada. De maneira alternativa ou em combinação, cada uma das fontes sísmicas pode ser verticalmente suportada na profundidade da coluna de água pela flutuabilidade dos componentes de casco gêmeos, sem componentes tubulares de flutuação adicionais.

[00158] Exemplos e modalidades adequados de sistema marítimo podem compreender um navio sísmico ou embarcação similar que tenha uma área traseira de convés, e um aparelho de atracagem configurado para instalar uma pluralidade de embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas dentro da massa de água. Dependendo da modalidade, cada uma das embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas pode compreender um ou mais dentre um casco configurado para prover flutuabilidade, uma fonte sísmica configurada para gerar energia sísmica, um sistema de instalação configurado para instalar a fonte sísmica dentro da massa de água e um cabo de fonte que provê ar comprimido para a fonte sísmica, por exemplo, quando a energia sísmica for gerada a partir do ar comprimido e se propagar pela massa de água na forma de um campo de ondas sísmicas. Dependendo da modalidade, uma ou mais das embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas podem compreender um compressor configurado para gerar ar comprimido, por exemplo, quando o ar comprimido for provido pelo cabo de fonte para as respectivas fontes sísmicas.

[00159] Em algumas modalidades, o aparelho de atracagem pode compreender um ou mais turcos ou guindastes configurados para instalar as embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas, por exemplo, abaixando cada casco respectivo a partir da área traseira do convés e dentro da massa de água. De maneira alternativa ou em combinação, o aparelho de atracagem pode ser configurado para instalar as embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas alagando pelo menos parcialmente a área traseira do convés. De maneira similar, o aparelho de atracagem pode compreender uma pluralidade de rampas disposta na popa do navio, por exemplo, com cada rampa sendo configurada para instalar uma ou mais das embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas na massa de água.

[00160] Em algumas modalidades, o aparelho de atracagem pode compreender uma pluralidade de cais de atracagem configurada para a instalação e/ou recolhimento das embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas de dentro da massa de água. Dependendo da modalidade, cada cais de atracagem pode compreender um elevador configurado para suspender o casco da respectiva embarcação marítima não tripulada ou autônoma a partir da massa de água para recolhimento, e/ou para abaixar o casco dentro da massa de água para instalação. Em modalidades particulares, um guindaste de pórtico pode ser configurado para acessar cada um dos cais de atracagem e/ou para transportar as embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas a partir do cais de atracagem para a área traseira do convés do navio.

[00161] Em algumas modalidades, o aparelho de atracagem pode ser montado na área traseira do convés da embarcação sísmica ou barco. Por exemplo, uma acoplagem articulada pode ser provida entre o aparelho de atracagem e a popa do navio, próxima à área traseira do convés.

[00162] Métodos adequados para instalar uma ou mais fontes sísmicas provenientes de uma embarcação não tripulada ou autônoma podem ser executados de acordo com qualquer um dos exemplos e modalidades acima. De maneira alternativa ou em combinação, os métodos adequados para a obtenção de dados sísmicos podem ser executados por meio da geração de energia sísmica a partir de uma ou mais fontes sísmicas instaladas por uma ou mais dessas embarcações não tripuladas ou autônomas, por exemplo, quando a energia sísmica é transmitida através de uma coluna de água na forma de um campo de ondas sísmicas capaz de penetrar oleito oceânico ou outra superfície de fundo e refletir a partir das estruturas de subsuperfície.

[00163] Dependendo da modalidade, os métodos também podem compreender o recebimento da energia sísmica refletida no campo de onda e o processamento da energia de campo de onda obtida para a geração de uma imagem das estruturas de subsuperfície. Um meio de armazenamento de dados não volátil, não transitório e legível por computador também pode ser provido, por exemplo, com código de programa embutido e executável por um sistema de computador ou processador para executar qualquer um dos métodos acima, ou para operar qualquer um dos sistemas acima na execução de tal método.

[00164] Um sistema sísmico marítimo pode ser provido de acordo com qualquer um dos exemplos e modalidades acima compreendendo, por exemplo, um navio sísmico ou outra embarcação sísmica que tenha uma área traseira de convés e um aparelho de atracagem configurado para instalar uma pluralidade de embarcação marítima não tripuladas a partir da área traseira do convés ou a partir do próprio navio dentro da massa de água. Dependendo da modalidade, cada uma das embarcações marítimas não tripuladas pode compreender um ou mais dentre um casco configurado para prover flutuabilidade, um componente sísmico configurado para um levantamento sísmico e um sistema de instalação configurado para instalar o componente sísmico dentro da massa de água a partir da embarcação marítima não tripulada.

[00165] O componente sísmico pode compreender uma ou mais fontes sísmicas também incluindo, por exemplo, um cabo de fonte que provê ar comprimido a partir da embarcação não tripulada para uma ou mais fontes sísmicas. Por exemplo, a fonte sísmica pode compreender um ou mais subconjuntos anulares de pistolas de ar portuárias distribuídos ao longo do cabo de fonte.

[00166] Em qualquer um dos exemplos e modalidades acima, um sistema de bordo de controle de embarcação pode ser provido sobre uma ou mais das embarcações de fonte não tripuladas ou autônomas, por exemplo, com uma interface sem fio configurada para se comunicar com um sistema de controle navegacional externo, remoto ou baseado em nuvem por meio de comunicações via rádio e/ou satélite. Dependendo da modalidade, o sistema de bordo de controle de embarcação pode ser configurado para navegar de forma autônoma a embarcação não tripulada, por exemplo, até uma localização identificada pelo sistema de controle navegacional externo, remoto ou baseado em nuvem.

[00167] Um sistema sísmico marítimo também pode ser provido de acordo com qualquer um dos exemplos e modalidades acima, nos quais uma pluralidade de embarcações marítimas não tripuladas ou autônomas é configurada para instalar um conjunto de fontes sísmicas com uma largura instalada de 200 metros ou mais, conforme definido entre as fontes sísmicas mais externas do mesmo. Em modalidades particulares, essa largura pode ser de 500 metros ou mais.

[00168] Embora a presente invenção tenha sido descrita em relação a modalidades exemplares, é válido observar que mudanças podem ser feitas às mesmas e equivalentes podem substituí-las para adaptar a descrição a diferentes materiais e situações, sem que haja desvio do espírito e escopo da invenção. Portanto, a presente invenção não se limita aos exemplos particulares que foram descritos, englobando assim todas as modalidades que se encontrarem dentro do escopo das reivindicações em anexo.

Claims (14)

1. Conjunto de fonte sísmica (10) caracterizado pelo fato de utilizar uma ou mais embarcações não tripuladas (12) instaladas atrás da embarcação de reboque ou outra embarcação sísmica (14) e por meio de paravanas, defletores ou sistemas similares de desviadores ou portas a uma ou mais embarcações não tripuladas (12) são dispersados atrás a embarcação de reboque (14), sendo que o conjunto de fonte sísmica compreende: uma ou mais embarcações não tripuladas (12) configuradas para prover flutuabilidade em uma coluna de água (28), a ou cada embarcação não tripulada (12) que compreende um compressor de ar de bordo (36); uma ou mais fontes sísmicas (16) instaladas na coluna de água pela ou cada embarcação não tripulada; e um cabo de fonte (18) fornecendo ar comprimido a partir da ou de cada embarcação não tripulada para as respectivas fontes sísmicas, em que uma ou mais fontes sísmicas geram a energia sísmica que se propaga através da coluna de água (28); em que os cabos de fonte (18) são fornecidos apenas entre a uma ou mais fontes sísmicas (16) e o compressor de ar de uma respectiva embarcação não tripulada (12).

2. Conjunto de fonte sísmica (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a embarcação de reboque (14) é configurada para rebocar uma pluralidade de embarcações não tripuladas (12) através da coluna de água (28), em que cada cabo de fonte (18) provê ar comprimido para a respectiva uma ou mais fontes sísmicas (16) sem uma conexão de ar comprimido à embarcação de reboque (14); e opcionalmente cada cabo de fonte (18) é disposto substancialmente em paralelo à direção de reboque da respectiva embarcação não tripulada (12) através da coluna de água (28).

3. Conjunto de fonte sísmica (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a respectiva uma ou mais fontes sísmicas (16) compreendem uma pluralidade de pistolas de ar distribuídas ao longo dos respectivos cabos de fonte (18), cada uma das embarcações não tripuladas (12) compreende um guincho (32) ou rampa (52) configurado para instalar a respectiva uma ou mais fontes sísmicas (16) na coluna de água (28); e opcionalmente cada uma das embarcações não tripuladas (12) compreende pelo menos dois componentes do casco (31 A, 31B) e a pluralidade de pistolas de ar são sustentadas a uma profundidade na coluna de água entre elas, sem componentes adicionais do flutuador tubular (44).

4. Conjunto de fonte sísmica (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a uma ou mais embarcações não tripuladas (12) compreendem ainda: um sistema de casco (31), e o sistema de casco (31) é configurado para fornecer flutuabilidade na coluna de água (28); um aparelho de controle (30) configurado para instalar a uma ou mais fontes sísmicas (16) a partir do sistema de casco (31) à coluna de água (28); e um sistema de controle (40) configurado para operar o aparelho de controle (30) para instalar a uma ou mais fontes sísmicas (16), sendo que a energia sísmica se propaga através da coluna de água (28).

5. Conjunto de fonte sísmica (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a uma ou mais fontes sísmicas (16) compreendem uma pluralidade de pistolas de ar distribuídas coaxialmente ao longo do cabo de fonte (18), e opcionalmente o aparelho de controle (30) compreende um rolete (54) configurado para instalar as pistolas de ar na popa da coluna de água da rampa (52), e um aparelho de guincho (32) configurado para liberar o cabo de fonte; ou em que o compressor de ar (36) é montado no sistema de casco (31) e a uma ou mais fontes sísmicas (16) compreendem um conjunto de pistola de ar configurado para gerar a energia sísmica do ar comprimido fornecido pelo compressor (36).

6. Conjunto de fonte sísmica (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um cabo de reboque (29) acoplado ao sistema de casco (31), o cabo de reboque (29) configurado para rebocar a embarcação não tripulada (12) atrás de uma embarcação de reboque (14) sem acoplamento de ar comprimindo ou pneumático entre elas; e/ou que compreende ainda a gerador (33) on board a embarcação não tripulada (12), o gerador (33) configurado para energizar o aparelho de controle (30) e sistema de controle (40); e/ou em que o aparelho de controle (30) compreende a guincho (32) configurado liberar o cabo de fonte (18) quando a ou cada fonte sísmica (16) é instalada na coluna de água (28).

7. Conjunto de fonte sísmica (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de casco (31) compreende dois ou mais componentes do casco (31 A, 31B) espaçados ao longo da linha mediana da respectiva embarcação não tripulada (12), o aparelho de controle (30) sendo configurado para instalar a ou cada fonte sísmica (16) à coluna de água (28) ao longo da linha mediana, entre os dois ou mais componentes do casco (31 A, 31B); e/ou em que o aparelho de controle (30) compreende uma rampa (52) configurada para instalar a ou cada popa da fonte sísmica (16) de uma embarcação não tripulada (12).

8. Conjunto de fonte sísmica (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a uma ou mais embarcações não tripuladas (12) compreendem ainda uma ou mais entre: um sensor de profundidade (D) configurado para determinar a profundidade da uma ou mais fontes sísmicas (16), em que a uma ou mais fontes sísmicas (16) são configuradas para gerar a energia sísmica baseado, ao menos em parte, na profundidade; e um sensor de velocidade (S) configurado para determinar a velocidade da respectiva embarcação não tripulada (12) através da coluna de água (28), em que o aparelho de controle (30) é configurado para instalar a uma ou mais fontes sísmicas (16) baseado, ao menos em parte, na velocidade.

9. Conjunto de fonte sísmica (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sistema de posicionamento a bordo de uma ou mais embarcações não tripuladas (12), em que o sistema de controle (40) é configurado para operar o aparelho de controle (30) baseado, ao menos em parte, em uma entre a velocidade e a posição, ou ambas da respectiva embarcação não tripulada (12) conforme determinado pelo sistema de posicionamento.

10. Conjunto de fonte sísmica (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a uma ou mais embarcações não tripuladas (12) compreendem ainda um sistema de direção configurado para o sistema de controle (40) navegar a respectiva embarcação não tripulada (12) baseado na velocidade e na posição; e/ou o sistema de controle (40) é configurado para manter o espaçamento da uma ou mais fontes sísmicas (16) em relação a embarcações sísmicas autônomas no conjunto de fonte sísmica (10); e/ou que compreende ainda uma interface sem fio (87) configurada para o sistema de controle (40) comunicar os dados posicionais com um sistema navegacional externo, sendo que o sistema de controle (40) é configurado para navegar autonomamente a respectiva embarcação não tripulada (12) até a localização identificada pelos dados posicionais e para instalar a uma ou mais fontes sísmicas (16) para efetuar um levantamento sísmico na localização.

11. Método caracterizado pelo fato de que compreende: utilizar uma ou mais embarcações sísmicas não tripuladas (12) instaladas atrás da embarcação de reboque ou outra embarcação sísmica (14) e, por meio de paravanas, defletores ou sistemas similares de desviadores ou portas, a uma ou mais embarcações sísmicas não tripuladas (12) são dispersadas atrás da embarcação sísmica (14); determinar informações posicionais para a uma ou mais embarcações sísmicas não tripuladas (12), sendo que a ou cada embarcação sísmica não tripulada (12) compreende um sistema de casco (31) configurado para prover flutuabilidade em uma coluna de água (28) e um compressor de ar de bordo (36); navegar a ou cada embarcação sísmica não tripulada (12) em relação à respectiva coluna de água (28), com base nas informações posicionais; fornecer uma ou mais fontes sísmicas (16) para a ou cada embarcação sísmica não tripulada (12) em que cada uma entre a uma ou mais fontes sísmicas (16) é configurada para gerar energia sísmica para transmitir através da coluna de água (28) na forma de um campo de ondas sísmicas; descarregar a uma ou mais fontes sísmicas (16) de um paiol (53) montado no sistema de casco (31); e ficar a dita uma ou mais fontes sísmicas (16) a um cabo de fonte (18), em que a uma ou mais fontes sísmicas (16) são instaladas a partir da respectiva embarcação sísmica não tripulada (12) na respectiva coluna de água (28) ao longo do cabo de fonte (18); instalar a uma ou mais fontes sísmicas (16) a partir do sistema de casco (31) na dita coluna de água (28); liberar o cabo de fonte (18) de um aparelho de guincho (32) montado no sistema de casco (31), em que o cabo de fonte (18) fornece ar comprimido da respectiva embarcação sísmica não tripulada (12) às fontes sísmicas (16); e em que o método fornece um conjunto de fonte sísmica (10) no qual os cabos de fonte (18) são fornecidos apenas entre a uma ou mais fontes sísmicas (16) e o compressor de ar da respectiva embarcação sísmica não tripulada (12).

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: recolher o cabo de fonte (18) da coluna de água (28); desacoplar a uma ou mais fontes sísmicas (16) do cabo de fonte (18); e armazenar a uma ou mais fontes sísmicas (16) no paiol (53).

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que navegar a embarcação sísmica não tripulada (12) compreende manter a profundidade e o espaçamento selecionados para a uma ou mais fontes sísmicas (16) em relação a outras fontes sísmicas (16) no conjunto sísmico (10); e/ou que compreende ainda instalar uma ou mais de tais embarcações sísmicas não tripuladas (12) a partir da embarcação de reboque (14).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que instalar a uma ou mais embarcações sísmicas não tripuladas (12) compreende alagar uma área traseira do convés de uma embarcação de reboque (14) dentro da coluna de água (28) e posicionar o respectivo sistema de casco (31) na coluna de água (28) a partir da área traseira do convés alagada; e/ou em que instalar a uma ou mais embarcações sísmicas não tripuladas (12) compreende baixar o respectivo sistema de cascos (31) a partir da área traseira do convés da embarcação de reboque (14) na coluna de água (28), e opcionalmente o método compreende ainda posicionar a uma ou mais embarcações sísmicas não tripuladas (12) em relação a uma ou mais rampas (52) ou cais de atracagem (62), em que os respectivos sistemas de casco (31) são abaixados na coluna de água desse modo.

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