DE3723393A1 - Anordnung zum verlegen von seismischen kabeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verlegen einer Mehrzahl von seismischen Kabeln, die parallel zueinander und im Abstand voneinander von einem Schiff geschleppt wer­ den sollen. Dabei sind die seismischen Kabel auf der Trommel je einer Winde aufgewickelt und mit je einem inneren Kabelstück versehen, das beim Schleppen des Kabels die Verbindung mit dem das Kabel schleppenden Schiff herstellt, und sind die seismischen Kabel ferner mit einer Otter- und einer Führungs­ einrichtung versehen, die dazu dienen, das Kabel zu führen und quer zu der Vortriebsrichtung des Schiffes zu positionie­ ren.

Für seismische Untersuchungen auf See werden zuneh­ mend aus mehreren seismischen Kabeln bestehende Anordnungen verwendet, die von einem Forschungsschiff geschleppt werden. Die Kabel werden am Heck des Schiffes auf geeignete Weise ab­ gehaspelt und mit Hilfe von Führungs- und Steuerungseinrich­ tungen seitlich auswärts geführt, die gegebenenfalls mit Ottern versehen sind, die gewährleisten, daß die Kabel im Abstand voneinander gehalten werden. Vor einiger Zeit sind auch schon Untersuchungssysteme entwickelt worden, in denen eine Mehrzahl von Hydrophonkabeln parallel zueinander von einem Schiff geschleppt werden. Dabei ist es erwünscht, die­ se Kabel so weit wie möglich auseinanderzuziehen, beson­ ders dann, wenn mehr als zwei Kabel verwendet werden. Mit den bisher für diesen Zweck bekannten Anordnungen können die Kabel jedoch nur in einem begrenzten Maße seitlich auswärts von der Seitenwand des Schiffes geschleppt werden und treten auch Probleme beim Auslegen und Wiedereinholen der Kabel auf.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die beiden vorgenannten Probleme zu lösen, so daß seismische Ka­ bel in großem Abstand voneinander geschleppt werden können und die Kabel auf einfache Weise zuverlässig und schnell verlegt und wiedereingeholt werden können.

In einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen ange­ gebenen Merkmale gelöst.

Mit Hilfe der Anordnung gemäß der Erfindung kann ein seismisches Kabel vom Heck aus verlegt werden, obwohl das Ka­ bel während des Schleppvorganges an der Seitenwand des Schif­ fes an einer dem Mittschiffspunkt nähergelegenen Stelle be­ festigt ist. Mit Hilfe der beweglich angeordneten Rollen­ führung kann der Abstand des Kabelverbinders zwischen dem inneren Kabelstück und dem eigentlichen Schwimmkabel so gewählt werden, daß das Kabel in großem Querabstand von dem Schiff verlegt werden kann. Zum Einholen des Kabels kann diese Rol­ lenführung und damit auch der genannte Kabelverbinder an die Seitenwand des Schiffes herangebracht werden. Dabei war es möglich, die Kabel mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Er­ findung bis zu einem Querabstand von 150 m von der Mittel­ linie oder der Vortriebslinie des Schiffes zu verlegen, so daß der Abstand zwischen den beiden äußersten Schwimmkabeln 300 m oder mehr betragen kann.

Nach einer Ausgestaltung der Anordnung gemäß der Erfindung stellt das innere Kabelstück bzw. das sogenannte Anschlußkabel die einzige Verbindung zwischen dem Schiff und dem eigentlichen Schwimmkabel dar, wodurch natürlich der Strö­ mungswiderstand im Wasser vermindert wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wer­ den die in dem inneren Kabelstück auftretenden Zugkräfte nur von dem an dessen äußerem Ende vorgesehenen Verbinder und von der Windentrommel für das innere Kabelstück aufgenom­ men. In einer Ausführungsform der Erfindung wird dieses inne­ re Kabelstück auch Biegekräften nur auf der Winde und in der Rollenführung unterworfen, die vorteilhafterweise eine sol­ che Krümmung besitzt, daß sie das Kabel mit einem Krümmungs­ radius von bis zu 0,5 m führen kann.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch in Ansicht das Heck eines Seis­ mikschiffes mit den Kabeln und den Winden zu Beginn der Ver­ legung.

Fig. 2 erläutert in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 einen späteren Verlegungsschritt.

Fig. 3 zeigt schematisch in Ansicht mehrere Ka­ bel, die in verschiedenen Abständen voneinander parallel zueinander geschleppt werden.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist die hinte­ re Hälfte eines Schiffes zum Schleppen von seismischen Kabeln dargestellt, und wird das Prinzip der Verlegeanordnung ge­ mäß der Erfindung erläutert. Dabei ist das Schiff mit 1 und ein beispielsweise aus einem Schwimmkabel bestehendes Kabel mit 2 bezeichnet. Das innere Kabelstück bzw. das sogenannte Anschlußkabel ist mit 3 bezeichnet. Die Windentrommel 4 für das Schwimmkabel ist auf dem Achterdeck des Schiffes vorge­ sehen, von dem aus die Meeresoberfläche frei zugänglich ist. Gemäß den Fig. 1 und 2 werden vier Kabel in einem in Fig. 3 dargestellten Muster geschleppt. Dabei werden die beiden inneren Kabel direkt vom Heck aus geschleppt. Die beiden äußeren Kabel, die im größtmöglichen seitlichen Abstand von dem Schiff verlegt werden sollen, sind an dem Schiff an an­ nähernd mittschiffs gelegenen Stellen befestigt und werden mit Hilfe der Anordnung gemäß der Erfindung seitwärtsgeführt, wie nachstehend näher erläutert wird. In der Fig. 1 ist die rechtsaußen angeordnete Kabelverlegevorrichtung im zurückge­ klappten Zustand zu Beginn des Verlegens gezeigt. Die entspre­ chende äußere Verlegeeinrichtung auf der entgegengesetzten Seite ist mit einem ausgefahrenen Ausleger dargestellt. Von den beiden inneren Kabeln ist in Fig. 1 nur eines gezeigt, während von dem anderen angenommen wird, daß es vollständig eingeholt worden ist.

Zunächst sei das Verlegen der beiden äußeren Schwimm­ kabel erläutert, die mittschiffs befestigt sind. Auf der Seitenwand des Schiffes ist ein Rahmen 13 vorgesehen, in dem eine Rollenführung für das innere Kabelstück 3 gelagert ist, das zu einer Winde 11 läuft, mit der es eingeholt und ausge­ geben werden kann. Auf dem hinteren Teil der Seitenwand des Schiffes ist ein Ausleger 9 montiert, der beispielsweise mit Hilfe des in Fig. 2 gezeigten Hydraulikzylinders 10 in eine zu der Seitenwand des Schiffes normale Stellung schwenkbar ist. Somit erstreckt sich das innere Kabelstück von der Winde längs der Seitenwand des Schiffes und durch eine Rollenführung 5, die sich in der in Fig. 1 gezeigten Stellung im Bereich des Auslegers und der Seitenwand des Schiffes befindet. Von der Rollenführung 5 erstreckt sich das innere Kabelstück wei­ ter rückwärts und ist dort durch den Kabelverbinder 6 mit dem eigentlichen Schwimmkabel verbunden.

Von dem Kabelverbinder 6 führt ein Tau 3′ diagonal über das Achterdeck des Schiffes zu einer Winde 12, die um eine vertikale Achse schwenkbar ist. Mit Hilfe des Taues 3′ kann der Kabelverbinder 6 auf das Achterdeck gezogen werden, damit an dem Kabelverbinder 6 ein Schwimmkabel 2 mit den zu­ sätzlichen Einrichtungen angebracht werden kann, die dazu die­ nen, das Kabel im Querabstand zu halten, und die beispiels­ weise aus einem Otterscherbrett 14 und einem Schwimmkörper, beispielsweise einer Otter 15, betehen. Diese Teile sind an sich bekannt. Das Schwimmkabel 2 läuft von einer Schwimm­ kabelwinde 4 ab oder wird von einem Hilfsschiff übergeben. Nach ihrer Montage werden diese Teile von der Winde 12 in die See abgehaspelt, worauf das Otterscherbrett 14 und die Otter 15 das Schwimmkabel 2 seitlich auswärtsziehen. Danach wird das innere Kabelstück 3 soweit eingeholt, daß sich sein Ende einwärts von der in dem Ausleger angeordneten, hinteren Rollenführung befindet. Nun kann das Tau 3′ freigegeben werden und wird der Ausleger gegenüber der Seitenwand des Schiffes um 90° in die in Fig. 2 nach oben in Fig. 1 ge­ zeigte Stellung ausgeschwenkt, so daß das über die Rolle 8 am äußeren Ende des Auslegers 9 laufende Tau ausgezogen und da­ her die am Ende des Taus 7 vorgesehene Rollenführung 5 von der Seitenwand des Schiffes weg auswärtsgezogen wird. Der Ausleger und die Rollenführung haben ferner die Aufgabe, eine Berührung des inneren Kabelstückes und des Ottergeräts mit der Schiffsschraube zu verhindern, was sonst möglich wäre, wenn das Otterscherbrett in der falschen Richtung schwenkt. Durch das Abhaspeln des inneren Kabelstückes 3 kann das Schwimm­ kabel 2 in einem gewünschten Abstand von beispielsweise 150 m von der Seitenwand des Schiffes verlegt werden, wie dies in Fig. 3 rechts dargestellt ist. Zum Einholen des Kabels wer­ den die vorstehend erläuterten Schritte in der umgekehrten Reihenfolge durchgeführt. Beim Einholen des inneren Kabel­ stückes 3 ist das Tau 7 ebenfalls straff, weil der Ausleger an die Seitenwand des Schiffes herangeklappt ist und die Rol­ lenführungen sich im Bereich der Seitenwand des Schiffes be­ finden. Dann kann man das Tau 3′ entweder an dem Kabelverbin­ der 6 befestigen, der sich in der Nähe der Rollenführung 5 befinden kann. Das Tau 3′ kann aber auch vorher dort befestigt werden. Infolgedessen kann das seismische Kabel 2 in dem in Fig. 1 dargestellten Muster eingeholt werden. Dieser Vor­ gang kann auf einfache und sehr zuverlässige Weise durchge­ führt werden.

Zum Verlegen der beiden inneren seismischen Schwimm­ kabel 2 wird eine ähnliche Anordnung verwendet, die aber so abgeändert ist, daß sie auf dem Heck des Schiffes montiert werden kann. Auch in diesem Fall werden ein Ausleger 9 und ein Tau 7 verwendet, durch dessen Abhaspeln und Einholen eine Rollenführung 5 in die richtige Stellung zum Verlegen des Kabels gebracht werden kann. Gemäß Fig. 7 läuft ein Tau von dem in der Figur oben gezeigten Ausleger im Bogen zu der Rollenführung 5, die auf dem Deck des Schiffes vorgesehen ist und die in dieser Stellung auf dem seismischen Kabel mon­ tiert werden kann. Nach dem Verlegen des eigentlichen seis­ mischen Kabels wird der Kabelverbinder am äußeren Ende des inneren Kabelstückes bzw. des Anschlußkabels montiert. In derselben Figur ist der nächste Verlegungsschritt anhand des unten gezeigten Auslegers 9 erläutert. Dabei bewegt sich die in der Figur unten dargestellte Rollenführung 5 von der Kante des Achterdecks auswärts. Dort ist auch die Verbin­ dung zwischen dem inneren Kabelstück 3 und dem seismischen Kabel 2 dargestellt. Durch weiteres Abhaspeln des inneren Ka­ belstückes, z. B. von einer der Winden 4, kann man die Posi­ tion des Schwimmkabels gegenüber der Längsachse des Schiffes und gegenüber den anderen Kabeln bestimmen. In der Fig. 3 sind verschiedene Positionen dieser Art und verschiedene ge­ eignete Abstände von der Mittellinie des Schiffes dargestellt und ist ferner gezeigt, wie diese Positionen und Abstände mit verschiedenen Längen des inneren Kabelstückes und gegebenen­ falls mit Hilfe eines zwei Schwimmkabel, vorzugsweise an den Verbindern 6 verbindenden Taues 16 erzielt werden können. In diesem Fall wird ein Otterscherbrett nur an dem äußeren Kabel verwendet. In der Fig. 2 ist die Verwendung von Verkleidun­ gen 17 dargestellt, die auf im Wasser befindlichen Teilen der inneren Kabelstücke und auf aus Draht bestehenden Tauen 18, 19 zwischen dem äußeren Endpunkt des inneren Kabelstückes und dem Otterscherbrett und zwischen diesem und dem Schwimmkörper vorgesehen sind. Diese haben die Aufgabe, den Reibungswider­ stand im Wasser und die Schwingungsamplituden der Kabel zu vermindern. Derartige Verkleidungen sind bereits bekannt.

Mit Hilfe der Anordnung gemäß der Erfindung kann man hinter einem Schiff für seismische Untersuchungen seismische Kabel, vorzugsweise Schwimmkabel, in einer gewünschten Anzahl auf einfache und zuverlässige Weise in gewünschten Abständen von der Mittelachse des Schiffes und von anderen Kabeln ver­ legen.

Es sei betont, daß vorstehend nur sehr allgemein die der Anordnung gemäß der Erfindung zugrundeliegenden Prinzpien und deren mögliche Anwendung in verschiedenen Bereichen eines Schiffes erläutert worden sind. Natürlich können derartige Anordnungen sehr unterschiedlich aufgebaut sein und fallen alle diese möglichen Anordnungen in den Rahmen der Erfindung. Die Anordnung gemäß der Erfindung stellt das einzige bekannte System dar, mit dem es möglich ist, Schwimmkabel in einem Ab­ stand von mehr als 150 m voneinander zu verlegen. In Ver­ suchen sind Abstände von 300 m erzielt worden, und es wird angenommen, daß zwischen den beiden äußersten Kabeln ein Ab­ stand von 450 bis 500 m erreicht werden kann. In der Anord­ nung gemäß der Erfindung ist die Otter 15 mit dem Schif nur durch das innere Kabelstück verbunden, so daß der Strömungs­ widerstand im Wasser sehr klein ist. Die in dem inneren Kabel­ stück auftretenden Zugkräfte werden von dem an dessen äußerem Ende vorgesehenen Verbinder 6 und von der Windentormmel auf­ genommen. Das innere Kabelstück wird Biegemomenten nur auf der Windentrommel und in der Rollenführung 5 unterworfen, de­ ren Krümmungsradius vorzugsweise größer ist als 0,5 m.

Claims (6)

1. Anordnung zum Verlegen und Schleppen einer Mehr­ zahl von im Abstand voneinander parallel angeordneten seis­ mischen Kabeln hinter einem Schiff, wobei die seismischen Ka­ bel auf je einer Windentrommel aufgewickelt sind und je ein inneres Kabelstück besitzen, das beim Schleppen der Kabel die Verbindung mit dem Schiff herstellt, und mit einer Otter und einer Führungseinrichtung zum Führen des Kabels und zum Auf­ rechterhalten eines Querabstandes zwischen dem Kabel und dem es schleppenden Schiff, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil des Kabels durch eine Rollen­ führung läuft, die an einem von dem Schiff wegführenden Tau aufgehängt ist, dessen Lälnge verstellbar ist und das vorzugs­ weise über einen Ausleger geführt ist, der von dem Schiff vorsteht, und daß die Rollenführung auf das Schiff ziehbar und von dem Schiff weg auswärtsführbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Kabelstück von einer Winde einholbar und abhaspelbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger auf der Seitenwand des Schiffes gelagert und zwischen Stellungen von 0 bis 90 Grad gegen­ über der genannten Seitenwand verschwenkbar ist, und daß das innere Kabelstück auf eine Winde aufläuft, die näher bei dem Bug des Schiffes angeordnet ist als der Ausleger.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem inneren Kabelstück oder dem inneren End­ teil des Schwimmkabels ein Zugtau befestigt ist, das von einer auf dem Achterdeck des Schiffes montierten Winde ab­ läuft.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Winde auf einer zur entgegengesetzten Sei­ te des Achterdecks führende Diagonalen angeordnet ist.

6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenführung eine gekrümmte Führungsbahn bestimmt, deren Krümmungsradius vorzugsweise größer ist als 0,5 m.