BRPI0700773B1

BRPI0700773B1 - Aparelho que utiliza sensores de movimento de partícula

Info

Publication number: BRPI0700773B1
Application number: BRPI0700773-6A
Authority: BR
Inventors: Lars Borgen; Oeyvind Teigen; Nils Halvor Heieren; Vidar A. Husom
Original assignee: Reflection Marine Norge As
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2023-01-24
Also published as: US7623414B2; NO20071016L; US20090296529A1; GB0703457D0; NO20190919A1; GB2435513A8; FR2897691A1; AU2007200631A1; GB2435513B; GB2435513A; GB2460349A; AU2009201762A1; GB0912048D0; MX2007002147A; BRPI0700773A; CN101051088B; FR2897691B1; US20070195648A1; GB2460349B; CN101051088A

Abstract

SENSOR DE MOVIMENTO DE PARTÍCULA, APARELHO, E SERPENTINA. Sensor de movimento de partícula incluindo: um elemento sensor capaz de detectar um vetor de movimento de partícula a partir de uma mudança de sua posição; e um material envoltório no qual o elemento sensor é posicionado, sendo que o sensor de movimento de partícula é simétrico com respeito a seu eixo longitudinal e tem um centro de gravidade coincidente com seu centro volumétrico. Um aparelho inclui uma serpentina, uma pluralidade de sensores acústicos distribuída ao longo da serpentina; e uma pluralidade de sensores de movimento de partícula distribuída ao longo da serpentina, pelo menos um sensor de movimento de partícula sendo simétrico com respeito a seu eixo longitudinal e tendo o centro de gravidade coincidente com seu centro volumétrico.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção se relaciona a pesquisa sísmica marinha e, mais particularmente, à medição de vetor de partícula, em uma pesquisa sísmica marinha.

Descrição da Técnica Relacionada

[002] Em um tipo de pesquisa sísmica marinha, um navio de pesquisa reboca um arranjo de cabos sísmicos, freqüentemente chamados “serpentinas sísmicas”, ao longo de um pré-determinado percurso. À medida que o navio reboca o arranjo, uma fonte sísmica, como pistola de ar ou fonte vibratória, emite uma onda acústica na água. A onda acústica viaja através da água e eventualmente é refletida por estratos geológicos. As reflexões voltam através da água e são captadas por hidrofones. As serpentinas incluem uma pluralidade de sensores acústicos ou “hidrofones” distribuída ao longo de seu comprimento. À medida que as reflexões passam pelos receptores acústicos, os receptores detectam a magnitude da frente de onda. Os receptores acústicos então transmitem dados que representam a magnitude detectada da frente de onda para o navio para serem armazenados.

[003] As reflexões continuam se propagando na água além dos receptores acústicos até alcançarem a superfície da água. Na superfície, as reflexões são refletidas uma vez mais. Estas reflexões de reflexões são algumas vezes chamadas “múltiplas” abreviação de reflexões múltiplas, ou reflexões fantasmas. AS múltiplas voltam através da água passando de novo pelos receptores acústicos. Os receptores acústicos, de novo, detectam a magnitude da frente de onda e transmitem os dados que representam a magnitude detectada para serem armazenados no navio.

[004] Portanto, os dados de pesquisa contêm não apenas dados a partir das reflexões iniciais, mas também obtidos a partir de múltiplas. Os dados das múltiplas são indesejáveis porque não são representativos das formações geológicas pesquisadas. Ao invés, os dados de múltiplos são representativos da superfície. Mais tecnicamente, as múltiplas interferem destrutivamente com as reflexões. Em resumo, os sensores sísmicos detectam a magnitude de qualquer frente de onda sem considerar sua direção.

[005] Soluções convencionais resolvem este problema de dois modos. O primeiro modo tentando e mitigando a influência das múltiplas durante a pesquisa, e o segundo modo desprezando os dados provenientes de múltiplas durante o processamento. Ambas soluções apresentam inconvenientes.

[006] Minimizar múltiplas durante pesquisa freqüentemente compreende posicionar os componentes da pesquisa de uma certa forma. Por exemplo, freqüentemente as múltiplas podem ser amplamente canceladas, se os cabos sísmicos forem rebocados a uma profundidade de 4 a 5 metros. No entanto, posicionar corretamente as serpentinas pode ser muito difícil. As serpentinas podem ter muitos kilometros de comprimento. Isto tipicamente resulta em uma enorme inércia que torna difícil o controle da serpentina. A serpentina também pode enfrentar condições de clima - tal como corrente e vento - muito diversas ao longo de seu comprimento. Isto significa que freqüentemente a serpentina pode ser posicionada sem precisão, de modo que o efeito adverso das múltiplas não seja plenamente mitigado.

[007] Separar múltiplas no processamento tipicamente compreende prever as múltiplas reais a partir de um número de fatores. Uma variedade de técnicas de previsão de múltiplas é conhecida. No entanto, junto com as técnicas de previsão, são feitas generalizações e considerações que embora estatisticamente viáveis, elas se aplicam a uma dada pesquisa, ou a uma porção de uma pesquisa, mais ou menos precisamente. Em algumas pesquisas, elas constantemente apresentam efeitos danosos ou criam imprecisões. Ademais, esta solução implica em um processamento mais complicado, e por conseguinte adiciona custos ao processo. Assim, seria preferível minimizar o efeito das múltiplas sem gasto adicional de tempo, esforço, recursos em continuamente monitorar e posicionar os cabos sísmicos. Seria também desejável mitigar os efeitos de múltiplas usando medições reais em vez de utilizar previsões. Conseqüentemente, seria desejável não medir somente a magnitude de uma dada frente de onda que passa através de sensores acústicos, mas medir também seu vetor ou polarização.

[008] A presente invenção pretende resolver, ou pelo menos reduzir, um ou todos problemas dados acima.

Sumário da Invenção

[009] A presente invenção em vários aspectos e configurações inclui um sensor de movimento de partícula compreendendo um elemento sensor capaz de detectar um vetor de movimento de partícula a partir de uma mudança de posição; e um material envoltório no qual o elemento sensor é disposto, sendo que o sensor de movimento de partícula é simétrico com respeito ao seu eixo geométrico tem um centro de gravidade coincidente com seu centro de volume. Ele também inclui um sensor de movimento de partícula compreendendo um acelerômetro capaz de detectar o vetor de movimento de partícula a partir de da mudança de posição deste; e um material envoltório, no qual o elemento sensor é posicionado.

[0010] Em um segundo aspecto, a invenção inclui um aparelho compreendendo: uma serpentina, uma pluralidade de sensores acústicos distribuída ao longo da serpentina; e uma pluralidade de sensores de movimento de partícula simétricos distribuída em torno de seu eixo geométrico longitudinal, e tendo o centro de gravidade coincidente com seu centro volumétrico. A invenção também inclui aparelho compreendendo: uma serpentina, uma pluralidade de sensores acústicos distribuída ao longo da serpentina, e uma pluralidade de sensores de movimento de partícula distribuída ao longo da serpentina. Pelo menos um destes sensores de movimento de partícula inclui um acelerômetro capaz de detectar um vetor de movimento de partícula a partir de uma mudança de posição, e um material de envoltório, no qual o elemento sensor está posicionado. Descrição Resumida dos Desenhos

[0011] A presente invenção pode ser entendida com referência à descrição que se segue, em conexão com desenhos anexos, nos quais os mesmos números de referência identificam os mesmos elementos, nos quais: as figuras 1A e 1B representam uma pesquisa sísmica marinha praticada de acordo com um aspecto da invenção; as figuras 2A e 2B representam dois arranjos de sensor alternativos para a pesquisa sísmica marinha das figuras 1A e 1B; as figuras 3A a 3B geralmente e conceitualmente ilustram uma configuração particular de um sensor de movimento de partícula de acordo com a presente invenção, a figura 3A sendo um corte em seção transversal parcial ao longo da linha 3A-3A na figura 3B; a figura 4 representa acelerômetros de eixo único orientados ortogonalmente uns em relação aos outros nas direções longitudinal, transversal, vertical respectivamente x, y, z na figura 5, como pode ser empregado em uma configuração particular; a figura 5 mostra as direções longitudinal, transversal, vertical em relação às quais os acelerômetros de eixo único da figura 4 são ortogonalmente orientados; e as figuras 6 e 7 representam configurações de sensor de movimento de partícula alternativas às configurações das figuras 3A e 3B. Embora a presente invenção seja suscetível a várias modificações e formas alternativas, os desenhos ilustram configurações específicas descritas nesta em detalhes por meio de exemplo. Deve ser entendido, no entanto, que as descrições de configurações específicas não limitam a invenção àquelas formas particulares, ao invés, a especificação pretende abranger todas modificações, equivalentes, e alternativas dentro do espírito e escopo da invenção, definidos pelas reivindicações anexas.

Descrição Detalhada da Invenção

[0012] Configurações ilustrativas da presente invenção serão descritas a seguir. Com propósito de clareza, nem todos componentes da implementação serão descritos nesta especificação. Com certeza, deve ser apreciado ainda que no desenvolvimento da qualquer configuração, numerosas decisões específicas deverão ser feitas para atender os objetivos específicos do desenvolvedor, em vista das especificações de sistema e negócio, que variam a cada implementação. Ademais, deve ser apreciado que tal esforço de desenvolvimento, mesmo complexo e demandando tempo, deverá ser feito rotineiramente por aqueles habilitados na técnica à luz desta especificação.

[0013] As figuras 1A e 1B ilustram um sistema de pesquisa 100 e uma pesquisa marinha 101, ambas sendo configurações exemplares de seus respectivos aspectos da invenção. Nesta configuração particular, o sistema de pesquisa 100 geralmente inclui arranjo 103 que é rebocado por um navio de pesquisa 106, a bordo do qual se encontra instalado um aparelho de computação 109. O arranjo rebocado 103 compreende oito cabos sísmicos (ou serpentinas) 112 (sendo mostrada apenas uma delas), cada serpentina tendo um comprimento de até 6 km. Deve ser notado que o número de serpentinas 112 no arranjo rebocado 103 não constitui matéria da invenção. Assim, configurações alternativas podem empregar diferentes números de serpentina 112.

[0014] Uma fonte sísmica 115, normalmente constituída de uma ou mais pistolas de ar, é rebocada por navio de pesquisa 106. Deve ser notado que em configurações alternativas, a fonte sísmica 115 não precisa ser rebocada pelo próprio navio de pesquisa 106, ao invés pode ser rebocada por um segundo navio (não mostrado) e suspensa por bóia (também não mostrada). As fontes sísmicas conhecidas incluem fontes de impulso, tal como pistolas de ar, explosivos, fontes vibratórias que emitam ondas com espectro de freqüência e amplitude controláveis.

[0015] Na frente de cada serpentina 112 há um defletor 118 (somente um deles sendo indicado) e atrás uma bóia de extremidade 120 (somente uma delas sendo indicada). O defletor 118 posiciona horizontalmente a extremidade dianteira 113 da serpentina 112 próxima do navio 106. A bóia de extremidade 120 cria um arraste na extremidade posterior 114 mais afastada do navio 106. A tensão criada na serpentina 112 pelo defletor 118 e pela bóia de extremidade 120 dá uma forma aproximadamente linear à serpentina 112, como mostrado na figura 1B.

[0016] Localizada entre defletor 118 e bóia de extremidade 120 há uma pluralidade de dispositivos de posicionamento de cabos sísmicos, os chamados “pássaros” 122, tipicamente espaçados em intervalos regulares ao longo do cabo sísmico, tal como a cada 200 ou 400 metros. Nesta configuração particular, os pássaros 122 são usados para controlar a profundidade em que as serpentinas 112 são rebocadas, tipicamente de poucos metros. Em uma configuração particular, os pássaros esterçáveis 118 são implementados com pássaros esterçáveis Q-FinTM, como empregado pela Western Geco, o depositante desta, em suas pesquisas marinhas.

[0017] Os princípios de projeto, operação, e uso de pássaros esterçáveis são dados no Pedido de Patente Internacional PCT/WO0/20895 “Control System for Positioning of Marine Seismic Streamers”, depositado sob “Patent Cooperation Treaty” em 28 de setembro de 1999 em nome de Services Petroliers Schlumberg, inventores 0yvind Hillessund et al (‘895). No entanto, qualquer tipo de dispositivo esterçável poderia ser igualmente empregado. Por exemplo, uma segunda configuração está divulgada no Pedido de Patente Internacional PCT No WO 98/28636 com nome “Control Devices for Controlling the Position of a Marine Seismic Streamer”, depositado em 19 de setembro de 1997, para Geco As, inventor Simon Bittleston (‘636).

[0018] Em outras configurações, os pássaros 118 são omitidos.

[0019] As serpentinas 112 também podem incluir uma pluralidade de sondas instrumentadas 124 (sendo indicada apenas uma delas) distribuída ao longo de seu comprimento. Passando agora à figura 2A, as sondas instrumentadas 124 alojam na configuração ilustrada, um sensor acústico 200 (hidrofones), tal como é conhecido na técnica, e um sensor de movimento de partícula 203. O sensor de movimento de partícula 203 mede não apenas a magnitude das frentes de onda que passam, mas também sua direção. Assim seria possível distinguir dados que representam as frentes de onda ascendentes, tal como reflexões 135, das frentes de onda descendentes, tal como reflexões de múltiplas 150. Sensores de movimento de partícula adequados são conhecidos na técnica e são usados para implementar os sensores de movimento de partícula 203. Qualquer sensor de movimento de partícula adequado conhecido na técnica poderia ser usado para implementar o sensor de movimento de partícula 203.

[0020] As figuras 3A e 3B geralmente e conceitualmente ilustram como o elemento sensor 300 de um sensor de movimento de partícula 203 pode ser disposto em uma serpentina 112 de acordo com a presente invenção. O elemento sensor 300 pode ser, por exemplo, um geofone ou um acelerômetro. O elemento sensor fica suspenso no fluido 303. O fluido 303 pode ser um fluido usado para preencher serpentina sísmica 107, se a serpentina for uma serpentina preenchida com fluido. Na configuração ilustrada, o fluido 303 fica contido na bolsa 306 da serpentina 112. Fluidos adequados exemplares para este propósito, em várias configurações e bem conhecidos na técnica, incluem óleos e outros fluidos dielétricos adequados.

[0021] O elemento sensor 300 é projetado de modo a apresentar uma densidade igual à densidade do meio envolvente. Para igualar a densidade do meio envolvente, o elemento sensor 300 deve ser envolvido em material de baixa densidade para compensar seu peso. Na configuração ilustrada, a densidade do elemento sensor 300 é projetada igualando a densidade do fluido 303. A densidade dos fluidos, tal como o fluido 303, é um valor conhecido ou facilmente determinável. Aqueles habilitados na técnica sabem como determinar a densidade do fluido, à luz da especificação.

[0022] No entanto, como deve ser aparente a partir da discussão acima, algumas serpentinas 112 podem ter construção sólida, ou ainda o elemento sensor 300 pode ser colocado em material sólido. Materiais exemplares adequados para este tipo de configuração podem incluir, por exemplo, um material polimérico de espuma, um polímero tendo micro- esferas adicionadas, ou ainda um plástico de baixa densidade. Nestas configurações, o elemento sensor 300 é projetado de modo a igualar a densidade do meio envolvente, em que a serpentina 112 será lançada, i.e. água 101. A densidade da água 101 varia de acordo com fatores bem conhecidos na técnica, como salinidade, temperatura, profundidade. Aqueles habilitados na técnica sabem como determinar a densidade do meio envolvente, à luz da especificação.

[0023] A densidade do elemento sensor 300 do fluido 303, água 100 e outros componentes, pode variar em relação a fatores bem conhecidos. Por exemplo, a densidade da água 101 varia de acordo com temperatura, profundidade, salinidade, etc.. Deve ser notado que podem resultar variações usando um elemento sensor com densidade não exatamente igual à densidade do meio envolvente. No entanto, é aceitável obter resultados com menor fidelidade. No entanto, em algum instante, a diferença entre a densidade do elemento sensor 300 e o meio pode se tornar suficientemente grande e comprometer a confiabilidade dos dados gerados.

[0024] Ainda é desejável que o sensor de movimento de partícula 203 apresente a mesma resposta para um dado sinal, a despeito do ângulo em que o sinal incide. Para o sensor de movimento de partícula 203 apresentar a mesma resposta para diferentes ângulos, o sensor de movimento de partícula 203 deve ser simétrico com respeito ao centro do eixo geométrico longitudinal 315 e ter centro de gravidade e centro volumétrico co-localizados (i.e., centro submerso de flutuação) para minimizar distorção e degeneração de sinal. Na configuração ilustrada, o centro de gravidade e o centro volumétrico são localizados no ponto 312, mostrado na figura 3A, no eixo geométrico longitudinal 315 mostrado na figura 3B. Isto deve ser conseguido fazendo cilíndrico o corpo sensor de movimento de partícula para permitir que os membros de cabo sísmicos (por exemplo, membro de tensão, telemetria óptica e elétrica, e força) passem através do centro do corpo sensor de partícula e ainda tenha centro de gravidade e centro volumétrico localizados no eixo geométrico do corpo.

[0025] A configuração do sensor de movimento de partícula 203 representada nas figuras 3A, 3B apresenta tais características. O sensor de movimento de partícula 203 é cilíndrico, e define abertura 309, através da qual passa o cabo 211, que compreende condutor de força 206, linha de comando e controle 209, e linha de dados 212, como mostrado nas figuras 2A e 2B. A simetria em relação ao eixo geométrico longitudinal 315 é provida pelos componentes eletrônicos 314, e o centro de gravidade pode ser localizado no centro volumétrico 312 controlando o peso dos componentes eletrônicos 314 apropriadamente. Deve ser notado que os componentes eletrônicos e elemento sensor 300 ficam juntos, e que o mesmo efeito pode ser conseguido colocando um peso de compensação, onde os componentes eletrônicos são mostrados na figura 3A.

[0026] Como deve ser notado acima, o elemento sensor 300 pode ser implementado como acelerômetro. Por exemplo, na configuração das figuras 3A e 3B, o elemento sensor 300 pode ser implementado em um acelerômetro de sistema micro eletromecânico de três eixos (MEMS). Deve ser notado que a presente invenção admite uma ampla variação no projeto de implementação do sensor de movimento de partícula 203 à luz dos fatores acima. Por exemplo, ao invés de um único acelerômetro MEMS de três eixos, outras configurações podem empregar três acelerômetros MEMS de eixo único, perpendiculares entre si. Tal configuração pode medir a aceleração nas três direções independentes. Por exemplo, a figura 4 mostra três acelerômetros de eixo único 40 orientados ortogonalmente entre si nas direções longitudinal, transversal, vertical, respectivamente x, y, z, na figura 5. Acelerômetros MEMS de eixo único são comercialmente disponíveis de prateleira.

[0027] Acelerômetros MEMS adequados conhecidos na técnica, por exemplo acelerômetros MEMS estão descritos em: - Patente de Texto U.S. No 5.726.790 com nome “Monocrystalline Accelerometer and Angular Rate Sensor and Methods for Making and Using Same” depositado em 3 de Março de 1998, para inventor Gert Andersson (‘790); - Pedido de Patente U.S. No de série 11/ 042721, com nome “System and Method for Three Axis, MEMS Accelerometer”, depositado em 24 de Junho de 2005, e publicado em 28 de julho de 2005, com No de Publicação 2005/ 0160814 A1, para inventores Vladimir Vaganov e Niikolai Belov; - Pedido de Patente U.S. No de série 11/ 000652 com nome “Micro Machined Electromechanical System (MEMS) Accelerometer Device Having Arcuately Shaped Flexures”, depositado em 30 de novembro de 2004, publicado em 15 de Setembro de 2005, com No de Publicação 2005/ 0202585 A1, para inventor Mark H Eskridge; e - Pedido de Patente Internacional No de série PCT/ GB2004/001036, com nome “MEMS Accelerometers”, depositado em 11 de Março de 2004, publicado em 25 de Setembro de 2004, com No de Publicação WO 2004/081583 para inventores Diana Hodgins e Joseph Mark Hart.

[0028] Particularmente, a patente ‘790 mostra um acelerômetro de três eixos que se trata de um semicondutor mono cristalino e emprega uma massa inercial na extremidade livre de uma viga em cantilever, em cada uma das três direções ortogonais. No entanto, qualquer acelerômetro MEMS adequado poderia ser usado.

[0029] Voltando às figuras 3A e 3B, as frentes de onda em movimento transmitirão uma ligeira força à serpentina 112. Pelo fato de o elemento sensor 300 estar desacoplado da serpentina 112, a força não atua igualmente sobre o elemento sensor 300. Assim, a posição do elemento sensor 300 em relação à serpentina 112 não muda. Por exemplo, respondendo a uma frente de onda ascendente, o elemento sensor 300 se move para uma segunda posição junto à abertura cilíndrica 309. Respondendo à frente de onda descendente, o elemento sensor 300 se move para uma segunda posição mais afastada da abertura cilíndrica 309. O elemento sensor de movimento 300 deve detectar tal mudança de posição, mais particularmente, o elemento sensor 300 deve detectar o vetor associado à mudança de posição. Por exemplo, um acelerômetro deve medir aceleração e o medidor de velocidade, deve ser medir a velocidade. Deve ser notado que ambas, aceleração e velocidade, são vetores definidos não apenas por sua magnitude, mas também por sua direção.

[0030] A figura 6 ilustra uma configuração na qual acelerômetros de eixo único 300’ (sendo indicado apenas um deles) são arranjados simetricamente em torno do centro 312’. Nesta configuração particular, os componentes eletrônicos associados são condicionados com acelerômetros 300’ e, portanto, não são mostrados em separado. A figura 7 ilustra configuração similar, na qual os acelerômetros 300’ (sendo mostrado apenas um deles) são condicionados separadamente dos componentes eletrônicos associados.

[0031] Deve ser notado que as configurações das figuras 3A, 3B, 6, 7 empregam acelerômetros MEMS. Estes dispositivos são tipicamente empregados usando material semicondutor e processos de fabricação de micro-eletrônica. Assim, apresentam tremenda vantagem em relação aos acelerômetros convencionais, quanto a tamanho, custo, confiabilidade. Em particular, o menor tamanho de acelerômetros MEMS permite sua integração nos cabos sísmicos marinhos.

[0032] Voltando à figura 2A, sensor acústico 200, e sensor de movimento de partícula 203 são co-localizados, ambos alojados na sonda de sensor 124.

[0033] A co-localização é desejável, conquanto é desejável que as medições de ruído sejam tomadas tão próximas quanto possível do ponto onde os dados sísmicos são adquiridos. Uma distância maior entre aquisição de dados de ruído e aquisição de dados sísmicos dá menor precisão na medição do ruído no ponto de aquisição de dados sísmicos. No entanto, não é necessário que o sensor de movimento de partícula fique dentro da sonda 124. Por exemplo, como mostrado na figura 2B, o sensor de movimento de partícula 203’ pode ficar em uma bolsa cheia de fluido 205 na serpentina 112. O sensor de movimento de partícula 203 é “co-localizado” com sensor acústico 200 suficientemente próximo, de modo a ficar suficientemente próximo para os dados adquiridos de ruído representarem razoavelmente o componente de ruído dos dados sísmicos adquiridos.

[0034] O sensor de movimento de partícula 203’ da figura 2B pode ser, por exemplo, um acelerômetro imerso em um fluido 207, tal como querosene. Se a maior preocupação for os níveis de ruído nos sensores acústicos 200, os dados de acelerômetro podem ser usados para corrigir os dados de hidrofone. Isto é particularmente aplicável às bolsas de querosene em um cabo sólido. A distribuição de pressão na bolsa cheia de fluido 205 se relaciona à vibração da bolsa 205. Com uma boa estimativa da parte de ruído (vibração) da aceleração longitudinal, tal informação pode ser usada para corrigir a medição de pressão. A parte de ruído da aceleração longitudinal pode ser isolada usando efeitos de filtragem mecânica, prevista por experiência, análise analítica, simulação numérica, ou uma combinação destes. A relação entre vibração longitudinal e distribuição de pressão dentro da bolsa pode ser determinada por experimentação, análise analítica, simulação numérica, ou combinação destes.

[0035] Referindo-se a ambas figuras 2A e 2B, a serpentina 112 é mostrada incluindo condutor de força 206, linha de comando e controle 209 e uma linha de dados 212. Como aqueles habilitados na técnica devem apreciar, uma variedade de sinais é transmitida para cima e para baixo da serpentina 112 durante pesquisa sísmica. Por exemplo, a força é transmitida para os componentes elétricos (sensor acústico 200, e sensor de movimento de partícula 203), os sinais de controle são enviados para os elementos de posicionamento (não mostrados), e os dados são retornados para o navio 110. Com este propósito, uma serpentina 112 provê um número de linhas em quais estes sinais podem ser transmitidos. Aqueles habilitados na técnica adicionalmente deverão apreciar que há um número de técnicas que poderia ser empregado para variar o número de linhas usado com este propósito. A configuração ilustrada emprega três terminais dedicados às três funções para efeito de simplicidade de ilustração e, por conseguinte, facilitar o entendimento da invenção. Ademais, a serpentina 112 tipicamente deve incluir outras estruturas, tal como membros de reforço (não mostrados) que foram omitidos com propósito de clareza.

[0036] Voltando às figuras 1A e 1B, o aparelho de computação 109 faz interface com um sistema de navegação (não mostrado) do navio de pesquisa (106). A partir do sistema de navegação, o aparelho de computação 109 obtém estimativas de parâmetros de sistema, tal como direção de rebocamento, velocidade de rebocamento, e direção de corrente medida. Na configuração ilustrada, o aparelho de computação 109 monitora as posições de cada pássaro 122, e é programado com as posições desejadas ou as separações mínimas entre as serpentinas 112. As posições horizontais dos pássaros 122 são obtidas por técnicas bem conhecidas. As posições verticais ou profundidades dos pássaros 122 são tipicamente monitoradas com sensores de pressão (não mostrados) afixados nos pássaros 122.

[0037] A formação geológica 130 apresenta um refletor sísmico 145. Como aqueles habilitados na técnica na técnica deverão apreciar à luz desta especificação, as formações geológicas pesquisadas podem ser muito mais complexas. Por exemplo, podem ser usados refletores múltiplos com múltiplos eventos de mergulho. As figuras 1A e 1B omitem estas camadas adicionais de complexidade com propósito de clareza, para não complicar a invenção.

[0038] Ainda com referência às figuras 1A e 1B, a fonte sísmica 115 gera uma pluralidade de sinais de pesquisa sísmica 125, de acordo com prática convencional, à medida que o navio de pesquisa reboca as serpentinas 107 na área pesquisada em um pré-determinado arranjo. Os sinais de pesquisa sísmica 125 se propagam e são refletidos por uma formação geológica subterrânea 130. Não obstante, a invenção pode ser praticada em tal complexidade. Os receptores 106 detectam os sinais refletidos 135 da formação geológica 130 da maneira convencional, então os instrumentos nas sondas 124 geram dados que representam as reflexões 135, e os dados sísmicos ficam incorporados nos sinais eletromagnéticos.

[0039] Os sinais gerados pelos receptores 104 são transmitidos para o aparelho de computação 109. O aparelho de computação 109 está localizado centralmente no navio 110. No entanto, como deve ser apreciado por aqueles habilitados na técnica, várias porções do aparelho de computação 109 podem ser distribuídas, em sua totalidade ou em partes, ao longo do arranjo de registro sísmico 105 em configurações alternativas.

[0040] O aparelho de computação 109 pode quer processar prontamente os dados sísmicos, ou armazená-los para processamento posterior, ou ainda transmiti-los a locais remotos para serem processados, ou combinação destes. Tipicamente, o processamento ocorre a bordo do navio de pesquisa 106 de imediato, ou posteriormente em algum momento mais apropriado. Assim, os dados podem ser armazenados em um meio de armazenamento magnético portátil (não mostrado) ou transmitido sem fio a partir do navio de pesquisa 106 para um centro de processamento 140 para ser processado de acordo com a presente invenção. Tipicamente, em uma pesquisa marinha, isto é feito por meio de conexões de satélite 142 e satélite 143. Deve ser notado que algumas configurações alternativas empregam sistemas de coleta de dados de múltiplas 120. Isto conclui a descrição detalhada.

[0041] As configurações particulares descritas têm propósito somente de caráter ilustrativo, uma vez que a invenção pode ser modificada e praticada de muitas maneiras diferentes, porém equivalentes, como deve ser aparente àqueles habilitados na técnica à luz dos ensinamentos aqui contidos. Ademais, a presente invenção não pretende introduzir nenhuma limitação aos detalhes de construção ou desenho aqui mostrados, além daqueles descritos nas reivindicações. Por conseguinte, é evidente que as configurações particulares descritas acima poderão ser alteradas ou modificadas, e todas tais modificações serão consideradas como dentro do espírito e escopo da invenção. Por conseguinte, a proteção buscada aqui, será dada somente pelas reivindicações a seguir.

Claims

1. Aparelho, compreendendo uma serpentina (112); uma pluralidade de sensores acústicos (200) distribuída ao longo da serpentina (112); e uma pluralidade de sensores de movimento de partícula (203) distribuída ao longo da serpentina (112), caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos um sensor de movimento de partícula (203) sendo simétrico com respeito ao seu eixo geométrico longitudinal (315), tendo um centro de gravidade coincidente com seu centro volumétrico, tendo uma abertura central (309) através do qual um cabo (211) pode se estender, e incluindo: um elemento sensor (300) capaz de detectar um vetor de movimento de partícula a partir de uma mudança de posição da mesma; e um material envoltório (303), no qual o elemento sensor (300) é posicionado.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dos sensores de movimento de partícula (203) é co-localizados com um dos sensores acústicos (200).

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os sensores acústicos (200) compreenderem uma pluralidade de hidrofones.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o elemento sensor (300, 400) compreender um acelerômetro (300) de sistema micro eletromecânico de três eixos.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o elemento sensor (300, 400) compreender um de três acelerômetros (400) de sistema micro eletromecânico de eixo único, ortogonalmente orientado.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o material envoltório (303) compreender um fluido.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender uma fonte acústica.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o cabo (211) compreender: um condutor de força (206); uma linha de controle e comando (209); e uma linha de dados (212).