BRPI0920396B1 - Dispositivo disposto de modo a ser submerso em uma massa de água - Google Patents

Abstract

dispositivo para um receptor de componente de campo eletromagnético vertical. descreve-se um dispositivo para colocação de um dipolo de antena (1) disposto para ser submerso em uma massa de água, um primeiro eletrodo (11) sendo colocado, em uma posição operativa, aproximadamente de forma vertical acima e a uma distância a partir de um segundo eletrodo (12), um mastro (2) sendo preso de forma pivotante, em uma parte distante a partir de, na posição operativa, em uma parte de extremidade inferior, a um cavalete (3), o primeiro eletrodo (12) sendo disposto próximo a ou na parte de extremidade inferior (22) no mastro (2), o mastro (2) e/ou o cavalete (3) incluindo meios que são dispostos para manter o mastro (2) em uma posição prescrita, e o mastro (2) e o cavalete (3) sendo formados substancialmente de materiais não magnéticos.

Description

[001] A invenção se refere a um dispositivo para uma antena receptora para um componente de campo eletromagnético vertical em uma massa de água, mais particularmente, a um mastro não metálico provido com pelo menos um par de eletrodos espaçados, a fixação do mastro em um cavalete de suporte sendo disposta para manter um eletrodo de um par de eletrodos aproximadamente verticalmente acima do segundo eletrodo do par de eletrodos, e para prover uma distância vertical satisfatória entre os eletrodos quando a antena receptora estiver em uma posição operativa.

[002] Ao medir o componente de campo eletromagnético vertical durante o mapeamento de estruturas de leito de rocha submarina para demonstrar possíveis reservatórios de óleo e/ou gás, por exemplo, é necessário instalar dipolos de receptor vertical nas massas de água acima da estrutura que está sendo pesquisada.

[003] A intensidade dos sinais registrada pela antena receptora é diretamente relacionada ao comprimento da antena receptora, quer dizer a distância entre os dois eletrodos de um par de eletrodos formando o dipolo da antena receptora. Quanto maior for a distância, melhor é a qualidade de sinal obtida. Também é importante para a qualidade de sinal que os dois eletrodos do dipolo sejam dispostos corretamente com um eletrodo verticalmente acima do outro.

[004] Se o dipolo for posicionado de forma submergível e de forma flutuante nas massas de água, as correntes nas massas de água exigirão que o eletrodo individual seja provido com meio de posicionamento. Isso complica a construção do dipolo.

[005] O dipolo deve ser afetado pelo ruído na menor extensão possível, isso quer dizer que os sinais eletromagnéticos devem ser afetados na menor extensão possível por fatores que não podem ser controlados, por exemplo, metais em elementos adjacentes.

[006] Se o dipolo for colocado em um cavalete se apoiando no leito oceânico, a exigência para um comprimento de antena suficientemente grande resultará no cavalete de antena sendo relativamente volumoso quando ele deve manter uma distância desejada entre os eletrodos quando a antena é colocada em uma posição operativa. Isso pode complicar ou tornar impossível o manejo do cavalete durante instalação no leito oceânico ou recuperação a partir do leito oceânico.

[007] A verticalidade de uma antena receptora sustentada por um cavalete dependerá da inclinação do leito oceânico. Se posicionamento exatamente vertical da antena deve ser obtido, o cavalete deve ser ajustável em relação à superfície do solo, ou a antena deve ser ajustável em relação ao cavalete. As correntes nas massas de água podem afetar essas regulagens, de modo que repetidos ajustes serão necessários para manter uma regulagem vertical, correta do dipolo.

[008] A invenção tem como objetivo remediar ou reduzir pelo menos um dos empecilhos da técnica anterior.

[009] O objetivo é alcançado através de recursos que são especificados na descrição abaixo e nas reivindicações a seguir.

[010] A invenção se refere a um dispositivo para montar um dipolo vertical, disposto para receber um componente de campo eletromagnético vertical, por exemplo, no qual um mastro carregando pelo menos um dos dois eletrodos do dipolo é disposto para assumir uma posição aproximadamente vertical independentemente das condições do piso no qual o cavalete de sustentação do mastro é colocado, e pouco afetado pelas correntes nas massas de água nas quais o dipolo é submerso. Isso é obtido mediante fixação do mastro, por intermédio de uma junta de pivô, em uma parte do cavalete que se projeta no sentido para cima, o mastro sendo giratório em torno de dois eixos. O mastro e/ou o cavalete é/são providos com dispositivo disposto para prover e manter um posicionamento horizontal prescrito dos eletrodos do dipolo.

[011] Isso pode ser obtido de várias formas. Em um aspecto, o centro efetivo de gravidade do mastro é colocado a uma distância suficientemente grande a partir da junta pivô, de modo que de uma maneira livremente giratória, o mastro procurará assumir uma posição vertical. Quando, nesse aspecto, um dos dois eletrodos do dipolo é fixado na parte de extremidade superior do mastro e o outro eletrodo é fixado na parte de extremidade inferior do mastro, possivelmente fixado, móvel horizontalmente, na base do cavalete, o dipolo pode ser disposto verticalmente e mantido nesse lugar, possivelmente mediante o mastro sendo travado na posição desligada. Para fazer com que as forças de fluxo que afetam o mastro não causem qualquer movimento do mastro que vale a pena mencionar, elementos de resistência de fluxo poderiam ser colocados em locais apropriados no mastro para igualar a resistência ao fluxo em diferentes níveis verticais na massa de água.

[012] Em um aspecto, o eletrodo superior é fixado no cavalete, enquanto que o eletrodo inferior é disposto em uma parte de extremidade inferior de um mastro que é suspenso de forma pivotante, por intermédio de uma parte de extremidade superior, a partir do cavalete. Quando o mastro estiver girando livremente, ele pode, conforme descrito acima, assumir uma posição vertical, garantindo que o dipolo assuma uma posição correta. Alternativamente, a parte inferior do mastro pode ser fixada em uma montagem de mastro horizontalmente móvel, por exemplo, um acionador biaxial, horizontalmente móvel que é disposto para posicionar o eletrodo inferior em uma posição desejada.

[013] Para facilitar o manejo do dispositivo de acordo com a invenção, alguns dos elementos que se projetam no sentido para cima, por exemplo, o mastro, se ele se projetar acima da junta pivô, ou o cavalete e o mastro, se a junta pivô for disposta na parte de extremidade superior do mastro, podem ser telescópicos. Durante movimento em terra e no mar, isso reduzirá a altura de edificação do dispositivo e desse modo será menos exigente com relação à altura de levantamento (também denominada a altura de gancho) do equipamento de levantamento, etc. Quando o dispositivo é colocado no leito oceânico, o dispositivo é estendido para sua posição operativa, de modo que a distância de eletrodo normal é obtida. Isso pode tipicamente estar na ordem de 1020 metros.

[014] O cavalete se apóia em uma superfície que é normalmente uma parte de um leito oceânico. É vantajoso proporcionar ao cavalete um modelo de tripé, de modo que ele fique na posição vertical de forma estável. A colocação de uma grande massa em proximidade estreita com os pontos de suporte faz com que a estabilidade do cavalete aumente ainda mais. Para aumentar ainda mais a estabilidade, uma parte do cavalete que se projeta no sentido para cima é conectada por intermédio de um esteio ou semelhante a um ponto de ancoragem que está situado fora da periferia do cavalete.

[015] Para evitar interferência de sinal, o dispositivo é formado substancialmente de materiais não magnéticos. Por razões de interferência de sinal e de manutenção, também é vantajoso se os materiais não forem metálicos.

[016] A invenção se refere mais especificamente a um dispositivo para dispor um dipolo de antena, no qual pelo menos um par de eletrodos é disposto de modo a ser submerso em uma extensão de água, um primeiro eletrodo sendo disposto,em uma posição operativa, aproximadamente verticalmente acima e a uma distância a partir de um segundo eletrodo,caracterizado por- um mastro sendo fixado de forma pivotante, emuma parte distante de uma, na posição operativa, parte inferior do mastro, a um cavalete;- o primeiro eletrodo sendo disposto próximo, emou sobre uma parte de extremidade superior do mastro;- o segundo eletrodo sendo disposto próximo, em ousobre a parte de extremidade inferior do mastro;- o mastro e/ou o cavalete incluindo meios que sãodispostos para manter o mastro em uma posição prescrita; e- o mastro e o cavalete sendo formados substancialmente de materiais não magnéticos.

[017] O cavalete pode ser provido com uma junta depivô disposta para conexão com uma parte do mastro.

[018] O cavalete pode ser provido com pelo menostrês pernas que são sustentadas em uma parte inferior por uma fundação, e um nó superior formam uma conexão entre partes das pernas de forma distante da fundação.

[019] A junta de pivô pode ser disposta próxima aonó superior.

[020] A junta de pivô, alternativamente, pode serdisposta em um braço que se projeta livremente no sentido para cima a partir da fundação do cavalete.

[021] Uma parte média do mastro pode ser fixada najunta pivô.

[022] A parte de extremidade superior do mastro podeser fixada na junta pivô.

[023] O cavalete pode ser provido com uma fundaçãoincluindo um sistema de acionador biaxial disposto para fixar a parte de extremidade inferior do mastro de forma horizontal.

[024] Na parte de extremidade inferior, o mastro pode ser provido com um ou mais elementos de lastro.

[025] Cada uma das pernas do cavalete pode ser telescópica.

[026] Cada uma das pernas telescópicas do cavalete pode ser provida com meios para ajuste remotamente controlado do comprimento da perna.

[027] O elemento de perna que desliza para fora em cada uma das pernas pode ser provido com pelo menos um corpo de flutuação.

[028] O pelo menos um corpo de flutuação pode ser constituído por uma cavidade interna do elemento de perna de deslizamento para fora.

[029] A cavidade interna do elemento de perna de deslizamento para fora pode estar em comunicação de fluido que pode ser fechada com um acumulador de gás.

[030] Uma ou mais das pernas pode ser provida com um acionador que é disposto para ajustar o comprimento da perna respectiva de forma individual.

[031] A fundação pode ser provida com dispositivo de lastro disposto para estabilização do cavalete contra a superfície.

[032] A fundação pode ser disposta para acomodar uma unidade receptora de sinal.

[033] O mastro pode ser telescópico.

[034] Cada um dos eletrodos pode ser provido com meios para verificar a posição do eletrodo em um plano horizontal, possivelmente também em um plano vertical.

[035] O mastro e/ou o cavalete pode ser provido com instrumentos de medição pegos do grupo consistindo em instrumentos de medição geofísicos e oceanográficos.

[036] No que se segue é descrito um exemplo de uma modalidade preferida que é visualizada nos desenhos anexos, nos quais:A Figura 1 mostra, em perspectiva, uma primeira modalidade exemplar do dispositivo de acordo com a invenção em um estado retraído;A Figura 2 mostra o dispositivo em uma posição operativa completamente erguida;A Figura 3 mostra em uma escala de certo modo maior, uma vista lateral da primeira modalidade exemplar em uma posição retraída;A Figura 4 mostra um detalhe A da Figura 3 em uma escala maior;A Figura 5 mostra um plano de solo da primeira modalidade exemplar na mesma escala que a Figura 3; eA Figura 6 mostra, em perspectiva, uma segunda modalidade exemplar do dispositivo de acordo com a invenção em uma posição operativa.

[037] Faz-se primeiramente referência às Figuras 15 nas quais uma primeira modalidade exemplar do dispositivo de acordo com a invenção inclui um dipolo de antena 1, um mastro de antena 2, um cavalete 3 e uma unidade receptora de sinal 4.

[038] O dipolo 1 inclui um primeiro eletrodo 11 disposto acima e a uma distância de um segundo eletrodo 2 e conectados mutuamente de uma maneira eletricamente condutiva conhecida por si. O primeiro eletrodo 11 é disposto em proximidade estreita com uma parte de extremidade superior 21 do mastro 2 que inclui fios conectando o primeiro eletrodo 11 ao segundo eletrodo 12 dispostos adjacentes a uma parte de extremidade inferior 22 do mastro 2.

[039] O mastro 2 é suspenso a partir de um cavalete 3 incluindo três pernas 31 que são fixadas na periferia de uma fundação 32, convergindo em direção a um nó superior 33no qual as pernas 31 são conectadas entre si.

[040] No nó superior 33 é formada uma junta pivô331 a qual o mastro 2 é fixado.

[041] A fundação 32 é provida com um pé 321 paracada perna 31. O pé 321 é formado apropriadamente com uma superfície de apoio adaptada para a superfície na qual o cavalete deve se apoiar e com uma massa suficiente para garantir que a fundação 32 não seja levantada pelas forças de flutuação da massa de água na qual o cavalete 3 deve ser colocado. Uma massa suficientemente grande pode ser provida pelo material a partir do qual o pé 321 é formado, ou lastro adequado (não mostrado) pode ser provido internamente ou externamente no pé 321.

[042] A fundação 32 é provida adicionalmente comuma base 322 disposta para carregar uma carga (vide abaixo), possivelmente para formar ou fixar uma montagem de mastro 324. A montagem de mastro 324 é disposta para ser fixada em uma posição arbitrária na base 32 para assim montar verticalmente o mastro 2.

[043] A base 322 é conectada aos pés 321 porintermédio de um número de esteios 323.

[044] As pernas 31 são telescópicas, uma vez que umelemento de perna 311 que é fixado na fundação 32 acomoda umelemento de perna de deslizamento para fora 312 formando a conexão da perna 31 com o nó superior 33. O elemento de perna de deslizamento para fora 312 tem uma cavidade interna 312a que funciona como um corpo de flutuação.

[045] O mastro 2 é telescópico.

[046] O cavalete 3 é provido com vários elementosde fixação de guindaste 36 dispostos na fundação 32.

[047] A parte de extremidade inferior 22 podeincluir apropriadamente um elemento de lastro (não mostrado), possivelmente integrado em um recipiente (não mostrado) circundando o segundo eletrodo 12.

[048] A base 322 é disposta para acomodar váriosmeios, tal como um receptor de sinal 4 em comunicação de sinal com a antena de dipolo 1, meio de comunicação (não mostrado) para transferir informação entre o dispositivo e uma unidade de controle (não mostrada) na superfície, meio de ajustar e monitorar os comprimentos das pernas 31, etc.

[049] Quando uma antena de dipolo vertical 1 deveser instalada no leito oceânico, um dispositivo de acordo com a invenção com a especificação desejada (tipo de eletrodo, espaçamento de eletrodo operativo, etc.) é provido; ele é transportado até a posição desejada onde ele é abaixado no leito oceânico. O mastro 2 é ajustável de tal modo que o dipolo de antena 1 assume uma posição vertical. A parte de extremidade inferior 22 do mastro 2 é travada na base 322 por intermédio da montagem de mastro 324.

[050] As pernas telescópicas 31 proporcionam umavantagem durante movimento do dispositivo de acordo com a invenção na superfície (em terra ou no mar) quando o mastro 2 e o cavalete 3 podem então estar em uma posição retraída, vide Figura 1. Isso aumenta a estabilidade durante o movimento e reduz a assim chamada altura de gancho dos dispositivos de levantamento (guindastes). Quando o cavalete3, completo com os elementos 1, 2, 4, tiver sido posicionadono leito oceânico, as pernas 31 são deslocadas para fora emsuas extensões desejadas. Isto é realizado por intermédiodas forças de flutuação, as quais atuam sobre o elemento de perna 312 devido às cavidades internas 312a, fazendo com que as pernas 31 realizem movimento telescópico. Quando cada perna tiver atingido a sua extensão desejada, a ação telescópica pode possivelmente ser travada por dispositivo (não mostrado) para travar a ação telescópica.

[051] Para impedir que as pernas 31 sejam movidas para fora em suas extensões completas devido às forças de flutuação enquanto o dispositivo está sendo abaixado nas massas de água, é uma vantagem que pelo menos algumas linhas de levantamento (não mostradas) as quais estão conectadas ao dispositivo de levantamento (não mostrado) tenham sido passadas a partir do gancho de levantamento (não mostrado) por intermédio de seus elementos de fixação de guincho, respectivos 36 até uma fixação em ou no nó superior 33. Mediante esse modelo, as pernas 31 realizarão ação telescópica apenas após o dispositivo ser montado e as linhas de levantamento terem sido liberadas. Durante levantamento a partir do leito oceânico o efeito será um efeito correspondente, isto é, as pernas 31 são empurradas juntas contra as forças de flutuação pelas linhas de levantamento sendo retesadas pelos dispositivos de levantamento quando começa a operação de levantamento.

[052] Em uma modalidade alternativa (não mostrada), os elementos de perna de deslizamento para fora 312 podem ser empurrados ou puxados para fora mecanicamente.

[053] Quando o cavalete 3 realiza ação telescópica, o mastro 2 também realizará ação telescópica, de modo que a distância entre os eletrodos 11, 12 da antena de dipolo 1 aumenta até o tamanho desejado.

[054] Ajuste individual das extensões das pernas 31 e/ou posicionamento da montagem de mastro 324 no cavalete 322 garante que o dipolo de antena 1 assuma uma posição vertical, desejada.

[055] O elemento de lastro (não mostrado) na parte de extremidade inferior 22 do mastro 2 pode estabilizar o mastro 2 e garantir que ele realize ação telescópica para sua extensão total quando o cavalete 3 é puxado para fora para sua posição operativa.

[056] Antes da recuperação do dispositivo de acordo com a invenção, o processo de ação telescópica descrito acima é revertido.

[057] Em outra modalidade, como mostrado na Figura 6, o mastro 2 é disposto de forma suspensa em um braço 35 que se projeta no sentido para cima e no sentido para fora a partir do cavalete 3, o qual, nessa modalidade, tem um comprimento fixo de perna. A junta pivô 331 é conectada a uma parte média 23 do mastro 2. Um elemento de lastro 221 é provido na parte de extremidade inferior 22 do mastro 2 em proximidade estreita com o segundo eletrodo 12.

[058] Nessa modalidade o mastro 2 está suspenso de forma livre. Devido ao peso da parte de extremidade inferior 22, o mastro procurará assumir uma posição vertical.

[059] É óbvio também dispor o mastro 2 de forma telescópica nessa modalidade, uma vez que a ação telescópica ocorre acima do ponto de conexão da junta pivô 331. Mediante provisão do elemento(s) de mastro móvel com um ou mais corpos de flutuação, por exemplo, cavidades internas cheias de gás 312 conforme descrito para as pernas 31 da primeira modalidade exemplar, as forças flutuantes atuando sobre o mastro 2 quando o dispositivo é abaixado para as massas de água resultarão no mastro sendo estendido para prover uma distância desejada de eletrodo.

Claims (20)

1. Dispositivo disposto de modo a ser submerso em uma massa de água, o dispositivo compreendendo:um dipolo de antena (1) tendo um primeiro e segundo eletrodos (11, 12), o dispositivo sendo operável para dispor o dipolo de antena (1) de modo que o primeiro eletrodo (11) seja colocado, em uma posição operativa, verticalmente acima e a uma distância do segundo eletrodo (12), caracterizado por o dispositivo compreender adicionalmente:- um cavalete (3); e- um mastro (2) sendo fixado de forma pivotante, em uma parte distante de, na posição operativa, a partir de uma parte de extremidade inferior (22) do mastro (2), a um cavalete (3); em que- o primeiro eletrodo (11) e o segundo eletrodo (12) são montados no mastro (2), o primeiro eletrodo (11) sendo disposto próximo, em ou sobre uma parte de extremidade superior (21) do mastro (2), o segundo eletrodo (12) sendo disposto próximo, em ou sobre a parte de extremidade inferior (22) do mastro (2); ouo primeiro eletrodo (11) é montado sobre o cavalete (3) e o segundo eletrodo (12) é montado sobre o mastro (2), o segundo eletrodo (12) sendo disposto na parte de extremidade inferior (22) do mastro (2);em que o mastro (2) e/ou o cavalete (3) inclui meios que são dispostos para manter o mastro (2) em uma posição prescrita para colocar o primeiro eletrodo (11) verticalmente acima e a uma distância do segundo eletrodo (12); e- o mastro (2) e o cavalete (3) são formados de materiais desmagnetizados.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cavalete (3) é provido com pelo menos três pernas (31) que são sustentadas em uma parte inferior (311) por uma fundação (32), e um nó superior (33) forma uma conexão entre as partes (312) das pernas (31) distante da fundação (32).

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o cavalete (3) é provido com uma junta pivô (331) disposta para conexão com uma parte (21, 22) do mastro (2).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a junta pivô (331) é disposta próxima ao nó superior (33).

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a junta pivô (331) é disposta em um braço (35) que se projeta livremente para cima a partir da fundação (32).

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que uma parte média (23) do mastro (2) é presa à junta pivô (331).

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que a parte de extremidade superior (21) do mastro (2) é presa à junta pivô (331).

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o cavalete (3) é provido com uma fundação (32) que inclui um sistema acionador biaxial disposto para fixar a parte de extremidade inferior (22) do mastro (2) horizontalmente.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a parte de extremidade inferior (22) do mastro (2) é provida com um ou mais elementos de lastro (221).

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 9, caracterizado pelo fato de que cada uma das pernas (31) do cavalete (3) é telescópica.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que cada uma das pernas telescópicas (31) do cavalete (3) é provida com um ou mais meios de ajuste por controle remoto do comprimento da perna (31).

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que um elemento de perna de deslizamento para fora (312) em cada uma das pernas (31) é provido com pelo menos um corpo de flutuação (312a).

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um corpo de flutuação é constituído de uma cavidade interna no elemento de perna de deslizamento para fora (312).

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a cavidade interna (312a) no elemento de perna de deslizamento para fora (312) está em comunicação de fluido que pode ser fechada com um acumulador de gás (341).

15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que uma ou mais das pernas (31) é provida com um acionador que é disposto para ajustar a extensão da perna respectiva (31) de forma individual.

16. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fundação (32) é provida com um meio de lastro (321) disposto para estabilização do cavalete (3) em uma superfície.

17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fundação (32) é disposta para acomodar uma unidade receptora de sinal (4).

18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o mastro (2) é telescópico.

19. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que cada um dos eletrodos (11, 12) é provido com meios paraverificar a posição do eletrodo (11, 12) em um planohorizontal, e também em um plano vertical.

20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o mastro (2) e/ou cavalete (3) é/são providos com instrumentos de medição considerados a partir do grupo consistindo de instrumentos de medição geofísicos e oceanográficos.

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