DK177797B1 - Deklinationskompensation for seismiske undersøgelser - Google Patents

Abstract

I seismiske undersøgelser i isfyldte farvande slæbes streamere bag et skib under vandets overflade for at undgå is. GPS-læsninger opnås muligvis ikke regelmæssigt, fordi isen forhindrer en halebøje med en GPS-modtager i at følge sporet af streameren ved overfladen. I stedet slæber en indretning efter streameren under vandets overflade. Streamerens absolutte position spores ved med mellemrum at bringe den slæbte indretning op mod overfladen, således at GPS-læsninger kan opnås. Streamerens absolutte position kan derefter anvendes i forbindelse med kompaslæsninger og kan korrelere forskellige seismiske sensorsignaler, der er opnået langs streameren under undersøgelsen. Kompaslæsningerne kan korreleres til deklination under anvendelse af deklinometer-læsninger, der kan kompenseres for jerneffekter fra skibet eller en anden indretning, der bærer deklinometeret.

Description

DK 177797 B1

DEKLINATIONSKOMPENSATION FOR SEISMISKE UNDERSØGELSER

KRYDSHENVISNING TIL RELATEREDE ANSØGNINGER

Dette er en delvis fortsættelse af en U.S. patentansøgning serienummer 12,719,783, 5 indleveret 8. marts 2010, som er inkorporeret heri ved henvisning, hvorfra der kræves prioritet, og som kræver prioritet fra U.S. provisorisk ansøgningsnummer 61/158,698, indleveret 9. marts 2009; 61/246,367, indleveret 28. september 2009; og 61/261,329, indleveret 14. november 2009.

io BAGGRUND

En konventionel marineseismisk undersøgelse anvender en seismisk kilde og et antal streamere, der slæbes efter et seismisk surveyskib. Disse streamere har sensorer, der detekterer seismisk energi til afbildning af formationer under havbunden. Anvendelsen af streamerne og kilderne og slæbningen af dem under undersøgelsen kan være relativt i5 ligetil, når der arbejdes i åbent vand med moderate dønninger eller lignende.

Imidlertid kan havområder, der er dækket af is, affald, store dønninger eller andre forhindringer, gøre undersøgelsen mere vanskelig, dyr og endda umulig. I isfyldte farvande skal det seismiske surveyskib f.eks. bryde gennem isen og gennemkrydse 20 farvande fyldt med store isflager. Den lyd, der fremkaldes som følge af kollisioner med is, kan også komplicere den seismiske registrering, der foretages.

Desuden gør isflagerne på vandets overflade slæbningen af kilden og streamere mere besværlig og udsætter dem for beskadigelse. Alle komponenterne af systemet på 25 vandets overflade kan støde på is, sidde fast og gå tabt. Ydermere kan kabler eller slæbetove, der ryger af skibet, sågar fra slæbesteder, opsamle is på overfladen, hvilket kan beskadige kablerne eller slæbetovet. Ligeledes kan is, der trækkes ind under skroget og hæver sig bag skibet, skære disse kabler og tove af. Nogle processer til udførelse af seismiske undersøgelser i isfyldte områder inden for den kendte teknik er 30 beskrevet i U.S.-patent nr. 5,113,376 og 5,157,636 til Bjerkoy. US 2010/0226204 viser et apparat til marineseismisk undersøgelse for isfyldte eller blokerede farvande.

1 af 50 DK 177797 B1

Apparatet til marineseismisk undersøgelse omfatter marineseismiske sensore, et deklinometer, der anvender et enkel-aksemagnetometer og en styreenhed. Imidlertid har man indtil nu ikke i noget større omfang imødegået de problemer, som er forbundet med marineseismisk undersøgelse i isfyldte eller obstruerede farvande.

5

Ud over de fysiske udfordringer, der er forbundet med undersøgelse i arktiske eller isfyldte områder, kan for eksempel variationer i jordens magnetfelt i et hvilket som helst område afjorden medføre problemer i en landbaseret eller havbaseret seismisk undersøgelse. Som bekendt kan jordens magnetfelt beskrives ved hjælp af syv 10 parametre, herunder deklination (D), inklination (I), horisontal intensitet (H), nord (X)- og øst (Y)-komponent af den horisontale intensitet, vertikal intensitet (Z) og total intensitet (F) målt i nanotesla. Det meste af det geomagnetiske felt (dvs. hovedfeltet) stammer fra jordens ydre kerne. Forskellige matematiske modeller såsom IGRF (International Geomagnetic Reference Field) og WMM (World Magnetic Model) kan beskrive dette i5 hovedfelt, og hvordan det langsomt ændrer sig over tid. Skønt ændringerne af feltet i nogen grad kan forudsiges, forandrer det geomagnetiske felt sig også på grund af strømmene inden i magnetosfæren og ionosfæren og på grund af andre variationer, som er mindre forudsigelige.

20 Variationerne og ændringerne i det geomagnetiske felt kan påvirke den seismiske undersøgelse både i de arktiske områder og andre områder. For eksempel kan kompaslæsninger fra seismisk undersøgelsesudstyr blive påvirket af variationer i deklinationen på de arktiske breddegrader. Som bekendt betegner magnetisk deklination en vinkel mellem det magnetiske nord og det retvisende geografiske nord.

25 Variationen i deklinationen afhænger af breddegraden og længdegraden og ændrer sig over tid, og variabiliteten af azimutten øges ved de arktiske breddegrader.

Som man vil kunne se, kan en kompaslæsning korrigeres på basis af den magnetiske deklination (vinklen mellem det retvisende nord og det horisontale spor af det 3o magnetiske felt) for kompassets lokation. For at korrigere kompassets pejling beregnes der en retvisende pejling, ved at den magnetiske deklination tilføjes kompassets 2 af 50 DK 177797 B1 magnetiske pejling. Desværre kan områder omkring den magnetiske nord- og sydpol frembringe erratiske eller uanvendelige kompaslæsninger, og visse zoner på jorden kan have store afvigelser i deklinationen.

5 De offentliggjorte magnetiske modeller af jorden har uvægerligt fejl eller er ikke helt så nøjagtige, som det undertiden er nødvendigt. En konventionel havbaseret seismisk undersøgelse kan undgå problemer ved anvendelse af en lukket polygon, hvor der regelmæssigt opnås GPS-læsninger ved hjælp af en halebøje på streamerne. Under efterforskning i det arktiske område kan systemet dog normalt ikke anvende en 10 halebøje på grund af isflager, således at systemet ikke kan opnå GPS-læsninger på et pålideligt grundlag. Dette gør sporingen og lokaliseringen af seismisk undersøgelsesudstyr og data mere problematisk i forbindelse med isfyldte eller obstruerede farvande.

is Genstanden i den foreliggende beskrivelse er rettet mod at overvinde eller i det mindste mindske virkningerne af et eller flere af de problemer, som der er redegjort for i det ovennævnte.

SAMMENFATNING

20 Et seismisk undersøgelsessystem fungerer i områder eller på tidspunkter, hvor variationer i deklinationen kan frembringe fejl i geomagnetiske feltmålinger foretaget under undersøgelsen. For eksempel kan jordens arktiske områder have variationer i deklinationen, som ændrer sig i et seismisk undersøgelsesområde, og fejl i kompaslæsninger kan være problematiske i marineseismiske undersøgelser i sådanne 25 områder. Problemerne kan yderligere forværres, når området har isfyldte farvande, der begrænser brugen af halebøjer med henblik på at opnå GPS-læsninger.

I et havbaseret system slæbes streamere for eksempel på et skib under undersøgelsen. Kompasser indsamler informationer til beregning af streamernes positioner under den 30 marineseismiske undersøgelse. Som bekendt opnår kompasserne en magnetisk azimut, og deres position skal beregnes i et geografisk referencesystem. Fordi 3 af 50 DK 177797 B1 kompasserne er følsomme over for deklinationen af det lokale magnetfelt, kan alle lokale afvigelser mindske nøjagtigheden af rekonstruktionen af streamerens positioner ud fra kompaslæsningerne. Derfor måler undersøgelsessystemet den magnetiske deklination i realtid, efterhånden som undersøgelsen skrider frem og korrigerer de 5 geomagnetiske feltmålinger (f.eks. kompaslæsninger) i realtid eller senere under behandlingen.

En korrigering for deklinationen kan være nyttig i en hvilken som helst form for marineseismisk undersøgelse og sågar i landbaserede seismiske undersøgelser. I 10 særdeleshed når der udføres havundersøgelser i arktiske områder, kan korrigering for magnetisk deklination være særdeles nyttig, fordi systemet ikke altid kan benytte GPS-læsninger fra en halebøje eller lignende på streamerne for at fastlægge sensorernes positioner. I stedet har streamerne et antal kabel kom passer eller andre magnetiske heading-indretninger, der anvendes til overvågning af streamernes position under is undersøgelsen. Uden regelmæssige GPS-læsninger fra en halebøje skal undersøgelsessystemet fastlægge deformationen af den aktuelle magnetiske deklination forårsaget af variationer i jordens skorpe, atmosfære og lignende, således at kompaslæsningerne kan korrigeres.

20 Som anført kan undersøgelsessystemet i arktiske områder normalt ikke anvende halebøjer med henblik på at opnå absolutte positioner (f.eks. GPS-læsninger) for de seismiske streamere på grund af isflager eller andre forhindringer. Følgelig skal undersøgelsen anvende en åben polygon. Derfor skal systemet behandle fejl meget omhyggeligt i forskellige kompaslæsninger langs streamerne. Som en løsning kan 25 styrbare fartøjer på streamerne med mellemrum bringes op til overfladen, når denne er fri for isflager eller andre forhindringer, således at absolutte positioner (f.eks. GPS-læsninger) kan opnås og kommunikeres til undersøgelsessystemet. Et sådant styrbart fartøj kan anbringes ved den bagerste ende af streamerne eller andetsteds.

3o Efter at have opnået de intermitterende GPS-læsninger kan de styrbare fartøjer derefter flyde tilbage under overfladen for at undgå at støde på is og sørge for, at streameren 4 af 50 DK 177797 B1 beskyttes under vandets overflade. En inertinavigationssystem (INS)-indretning, et integreret navigationssystem eller et lignende system kan hele tiden supplere de intermitterende GPS-læsninger med informationer om den relative position, således at streamernes position kan fastlægges, selv om store isflager på overfladen forhindrer de 5 styrbare fartøjer i at opnå nye GPS-læsninger. Disse informationer om den relative position omfatter inertimålinger af streameren, mens den slæbes under vandets overflade.

Undersøgelsessystemet kan samtidigt opnå deklinationsmålinger og korrigere de 10 forskellige kabelkompas- eller andre sensorlæsninger på streamerne i overensstemmelse hermed. For at gøre dette kan der bag skibet anbringes et deklinometer med et magnetometer med henblik på opnåelse af deklinationsmålingerne. For eksempel kan deklinometret slæbes på streamerkablets ende eller slæbes væk fra skibets agterende. Et sådant deklinometer slæbes normalt to i5 eller flere længder af skibet efter slæbeskibet.

For nogle deklinometre kan problemer med bevægelsen, som deklinometret kommer ud for, når det slæbes, overkomplicere behandlingen af de målinger, som deklinometret opnår. For eksempel er det nødvendigt at korrigere magnetometerlæsningen uafbrudt i 20 forhold til magnetometrets rumlige orientering, mens det slæbes. Dette kan øge de beregningsmæssige kompleksiteter. For at undgå sådanne komplikationer kan komponenterne til deklinometret anvendes direkte på slæbeskibet, selv om skibet har en vis magnetisk indflydelse på deklinationslæsningerne. En anvendelse på skibet er mulig, når der udføres forskellige kalibreringstrin med henblik på at kompensere for 25 blød- og hårdjerneffekter forårsaget af skibet på deklinometret.

Deklinometret til anvendelse på skibet opnår tre-akse-geomagnetiske feltlæsninger ved anvendelse af et magnetometer såsom et aeronautisk 24-bit Honeywell strapdown-magnetometer. Deklinometret anvender også en tre-kompas-inertimåleenhed (IMU)-30 indretning sammen med computer- og bevægelseskompensationsberegninger forbundet med en sådan indretning. Systemet kombinerer til sidst GPS-læsninger og 5 af 50 DK 177797 B1 inertimålinger (dvs. absolut position og inertiposition) fra IMU-indretningen med hinanden og sammenligner derefter målingerne med den tre-akse-geomagnetiske feltlæsning fra magnetometret med henblik på at beregne deklinationskorrektioner. Til gengæld kan de forskellige kabelkompas- eller sensorlæsninger langs streamerne 5 korrigeres med denne beregnede deklination.

Korrigering for deklinationen bestemt ved et slæbeskib kan anvendes ved marineseismiske undersøgelser i isfyldte eller obstruerede farvande såvel som ved andre anvendelser. Generelt kan de teknikker, som er beskrevet heri, anvendes i 10 havundersøgelser, hvor der ikke kan anvendes en halebøje til at opnå GPS-læsninger, eller sådanne læsninger kan kun opnås sporadisk. For eksempel kan enhver form for marineseismisk undersøgelse, der anvender streamere, der slæbes i en stor dybde under overfladen eller i en hældning fra slæbeskibet, således at der ikke kan gennemføres GPS-læsninger for streamerne, drage fordel af disse teknikker.

15

Som anført ovenfor kræver en anvendelse af deklinationsmålinger fra slæbeskibet til korrigering af kabelkompaslæsninger på streamerne, at der udføres kalibreringstrin for at tage højde for skibets indflydelse på deklinometret. Slæbeskibet gennemkrydser kortvarigt et cirkulært mønster under kalibreringen og opnår læsninger fra deklinometret 20 og IMU-indretningen. Læsninger fra IMU-indretningen anvendes derefter til korrigering for duvning og rulning af slæbeskibet. Undersøgelsessystemet korrigerer derefter for hårdjerneffekter fra slæbeskibet og blødjerneffekter fra omgivende variationer i jordens geomagnetiske felt på skibet. Softwarealgoritmer udfører disse korrektioner og fastlægger kompensationsfaktorer eller -parametre. Der kan også anvendes en 25 deviationskurve til overvågning af magnetfeltet, og magnetiske observationsdata i området af interesse kan anvendes til at forbedre kalibreringen af deklinometret.

Så snart de er opnået, kan deklinationskorrektionerne anvendes ved læsninger fra en hvilken som helst af de forskellige indretninger, der anvendes under en seismisk 30 undersøgelse, såsom kabelkompasser, streamere, osv. De forskellige læsninger kan justeres i realtid, og rådata til både deklinationskorrektion og kompaslæsninger kan 6 af 50 DK 177797 B1 gemmes med henblik på senere brug og behandling. Desuden kan kompaslæsninger og lignende korrigeres i realtid, således at undersøgelsessystemet bedre kan overvåge og styre streamerne under undersøgelsen.

5 Man regner med, at korrektioner ved breddegrader i arktiske områder kan være forskellige med helt op til 1 til 2 grader. Når flere streamere er involveret og har betydelige længder, kan variationer langs streamernes længde øges under undersøgelsen. At være i stand til at korrigere fejlen i deklinationen kan derfor være nyttigt ved overvågning og registrering af streamernes position med henblik på den io seismiske efterforskning. Korrektionen kan trods alt opnå en nøjagtighed, som ligger nær ved 0,1 %.

Ved andre anvendelser end til havs kan deklinationsvariationer være problematiske ved landbaserede anvendelser, hvor der anvendes en magnetisk kurs. Deklination forandrer i5 sig rumligt og tidsmæssigt, og forandringerne kan øges ved arktiske breddegrader under solstorme osv. Derfor kan sågar landbaserede undersøgelser drage fordel af de beskrevne teknikker.

Det er ikke tilsigtet, at den foregående sammenfatning skal opsummere hver potentiel 20 udførelsesform eller hvert aspekt af den foreliggende beskrivelse.

KORT BESKRIVELSE AF TEGNINGEN

Figur 1 viser en proces til korrigering af seismiske undersøgelsessignaler for deklination.

25 Figur 2A-2B er en side- og planvisning af et marineseismisk undersøgelsessystem ifølge den bestemte lære i den foreliggende beskrivelse til anvendelse i isfyldte områder.

Figur 2C-2D er sidevisninger af marineseismiske undersøgelsessystemer med en flydeindretning og forskellige typer af styrbare indretninger.

30 Figur 3A-3B viser en type af en styrbar indretning under to driftsforhold.

7 af 50 DK 177797 B1

Figur 4 viser en udførelsesform af en styrbar indretning ifølge den foreliggende beskrivelse.

Figur 5 viser de indvendige detaljer og komponenter af en styrbar indretning.

Figur 6A er en sidevisning af et marineseismisk undersøgelsessystem med et ROTV 5 (Remotely Operated Towed Vehicle) som den styrbare indretning ved den bagerste ende af streamerne.

Figur 6B er en planvisning af et andet marineseismisk undersøgelsessystem med ROTV'er i flere positioner på streamerne.

Figur 7A-7B viser mere detaljeret ROTV.

io Figur 8 viser skematisk et styresystem til styring af ROTV'erne og bestiknavigation af dets position, mens det slæbes.

Figur 9 viser et styrekredsløb til bestiknavigation og korrigering af drift i et inertinavigationssystem til et fartøj, der slæbes.

Figur 10 viser en streamer med sensorer, der er placeret derpå til fastlæggelse af i5 streamerens form ved anvendelse af GPS-læsning for et skib, kendte sensorpositioner, en kendt styrbar fartøjsposition og forskellige kompaskurser.

Figur 11 viser forskellige anordninger af akustiske systemer til udførelse af akustisk krydsafstivning til fastlæggelse af streamerpositioner.

Figur 12A-12B viser skematisk elementer af et styresystem på et slæbeskib med 20 deklinometerkomponenter.

Figur 12C viser skematisk et geomagnetisk koordinatsystem.

Figur 12D viser skematisk et skibs koordinatsystem med indstillingsvinkler målt i forhold til det geografiske nord og et horisontalt plan.

Figur 13 viser et generelt flowdiagram af en seismisk undersøgelse ved anvendelse af 25 en deklination fastlagt ved et skib.

Figur 14 viser en kalibreringsproces i form af et flowdiagram til fastlæggelse af en deklination ved et slæbeskib.

Figur 15A-15B viser to kalibreringsmønstre for et skib.

Figur 16A-16B viser kalibreringsprocessen mere detaljeret.

30 Figur 16C viser skematisk en interpolering af deklinationen for et undersøgelsesområde på basis af deklinationen fra basisstationer.

8 af 50 DK 177797 B1

Figur 17 viser grafisk trinnene med hensyn til udregning af en roteret vertikal magnetometerkomponent (Mz) som en funktion af azimut fra GPS/IMU-læsninger ved anvendelse af en Fourierserie-deviationskurve af fjerde orden og mindste kvadrater.

Figur 18 viser grafisk trinnene med hensyn til udregning af parametre af horisontale 5 magnetometerkomponenter (Mx, My) samtidigt ved hjælp af mindste kvadrater for at kompensere for både hård- og blødjerneffekter i det horisontale plan.

Figur 19 viser grafisk trinnene med hensyn til fastlæggelse af en vægtet, interpoleret deltadeklinationskurve for et kalibreringssted.

Figur 20 viser i diagrammer behandlingstrinnene i form af et flowdiagram til korrigering io af deklinationen af kabelkompaslæsninger fra en marineseismisk undersøgelse.

Figur 21 viser skematisk et landbaseret seismisk undersøgelsessystem ifølge den foreliggende beskrivelse.

DETALJERET BESKRIVELSE

is A. Deklinationskorrektion til brug for seismiske undersøgelser

Seismiske undersøgelser til lands eller til vands anvender sensorer til at opnå seismiske signaler. Der kan så genereres en afbildning af en underjordisk formation af interesse, når man kender disse sensorers lokationer, når de seismiske signaler opnås. I mange tilfælde kan geomagnetiske feltmålinger såsom kompaslæsninger anvendes til at 20 fastlægge de seismiske sensorers lokation, orientering og kurs. Selvom deklinationen forandrer sig over tid og ved forskellige placeringer på jorden, kan forandringen være mere udtalt ved bestemte placeringer (f.eks. arktiske breddegrader) eller under særlige omstændigheder, {f.eks. solstorme). At være i stand til at korrigere for deklinationen i realtid for en bestemt rumlig placering på jorden kan derfor være fordelagtigt i seismiske 25 undersøgelser og kan forbedre nøjagtigheden af undersøgelsesresultaterne.

I det øjemed beskrives et system og en fremgangsmåde til korrigering af deklinationen både tidsmæssigt og rumligt under de seismiske undersøgelser, som enten kan være landbaserede eller havbaserede. Figur 1 viser en proces 10 til korrigering af 3o deklinationen til en seismisk undersøgelse i form af et flowdiagram. Der opnås under undersøgelsen seismiske signaler med en eller flere seismiske sensorer i et 9 af 50 DK 177797 B1 undersøgelsesområde (blok 12). Med henblik på en havbaseret undersøgelse kan sensorerne være hydrofoner, der er anbragt langs streamere, der slæbes efter et skib, og de seismiske signaler kan genereres via en kilde som for eksempel luftkanoner, der ligeledes slæbes efter skibet. Med henblik på en landbaseret undersøgelse kan 5 sensorerne være geofoner, der er anbragt ved forskellige lokationer på jorden, og de seismiske signaler kan genereres via en vibrator eller en anden seismisk kilde.

For at afbilde formationen af interesse med de seismiske signaler skal man kende sensorernes placering i forhold til kilden. Til dette formål opnås der lokale io geomagnetiske feltmålinger i forhold til seismiske sensorer (blok 14). For eksempel kan der under en marineseismisk undersøgelse foretages kompaslæsninger på streamere, der slæbes. Ydermere kan der foretages læsninger på slæbeskibet eller andetsteds.

Med henblik på en landbaseret seismisk undersøgelse kan der også foretages kompaslæsninger til at placere sensorerne og kilderne.

15

Som bekendt opnår kompasser og andre lignende sensorer en magnetisk azimut, men positionerne af forskellige sensorer, kilder, osv. til afbildning afjorden beregnes i et geografisk referencesystem såsom breddegrad og længdegrad. Derfor er det nødvendigt at overføre kompaslæsningerne til referencesystemet. Desværre er 20 kompasserne eller lignende sensorer følsomme over for deklinationen af det lokale magnetfelt i undersøgelsesområdet, således at en hvilken som helst lokal afvigelse mindsker nøjagtigheden af de rekonstruerede positioner af kompassene. For at råde bod herpå korrigeres de lokale geomagnetiske feltmålinger, således at der tages højde for deklinationen i undersøgelsesområdet.

25

Deklinationen forandrer sig over tid og på tværs afjordens forskellige placeringer. Dette kan, som tidligere anført, særligt være tilfældet i bestemte områder på jorden eller under særlige forhold. Følgelig korrigeres de lokale geomagnetiske feltmålinger (dvs. kompaslæsninger) på grundlag af tidsmæssige og rumlige deklinationsparametre, som 30 er blevet fastlagt i overensstemmelse med de teknikker, der er nævnt heri (blok 16-17).

10 af 50 DK 177797 B1

Slutteligt kan disse korrigerede målinger korreleres med de seismiske signaler, der er opnået, således at der kan frembringes en mere nøjagtigt seismisk afbildning (blok 18).

Hvis man for eksempel skal korrigere for deklinationen i en marineseismisk 5 undersøgelse, kan de forskellige kompaslæsninger opnået fra streameren til lokalisering af sensorerne korrigeres over tid og i forhold til den gældende deklinationsmåling af området af interesse. Som nævnt nedenfor kan dette omfatte en kalibrering af et deklinometer, der er anbragt på slæbeskibet, for at fjerne hård- og blødjerneffekter, således at de gældende deklinationer kan beregnes og anvendes med henblik på at io korrigere kompaslæsningerne langs streamerne. Der kan også anvendes deklinationsberegninger ud fra lokale basisstationer til at interpolere de gældende deklinationer af undersøgelsesområdet.

Hvis man for eksempel skal korrigere for deklinationen i en landbaseret seismisk is undersøgelse, kan de forskellige læsninger opnået til lokalisering af geofonerne korrigeres over tid og i forhold til de gældende deklinationsmålinger af området af interesse. Som nævnt nedenfor kan dette omfatte en anvendelse af deklinometermålinger ved de lokale sensorer og interpolering af deklinationen fra lokale basisstationer i nærheden af undersøgelsesområdet.

20 B. marineseismisk undersøgelsessystem

Med forståelse for den samlede proces til korrigering af deklination i en seismisk undersøgelse redegøres der nu for detaljerne i et marineseismisk undersøgelsessystem og deklinationskorrektionerne, der kan foretages med det.

25

Figur 2A-2B viser et marineseismisk undersøgelsessystem 20 med et slæbeskib 30, der slæber et antal streamere 60 med sensorer 70. Dette system 20 kan være et, der ligner et konventionelt marineseismisk undersøgelsessystem, der anvendes i almindelige farvande. Systemet 20 kan imidlertid, som det især er vist, anvendes i isfyldte områder 30 med gletsjeris, pakis, isflager eller andre forhindringer eller forhindringer på vandets overflade, som kan kollidere med slæbte komponenter af det marineseismiske 11 af 50 DK 177797 B1 undersøgelsessystem. I dette særlige system 20 bryder et isbryderskib 35 isen på forhånd for slæbeskibet 30. Under alle omstændigheder kan forskellige former for marineseismiske systemer, som indsamler informationer om streamerpositioner under undersøgelsen ved anvendelse af geomagnetiske feltmålinger, såsom kompas- og 5 magnetometerlæsninger, drage fordel af deklinationskorrektionen som nævnt heri.

Mens slæbeskibet 30 slæber streamere 60, anvender et forsyningssystem 45 en kilde 90, og et styresystem 40 med en seismisk registreringsindretning registrerer seismiske data, der er opnået med sensorerne 70 på streamere 60. Idet en isrorfinne 50 strækker io sig ned under skibets vandlinje, holder den fastgørelsespunkterne for slæbetovene 62/92 under vandets overflade. Streamerkabler 65, som er forbundet med den seismiske registreringsindretning af styresystemet 40, strækker sig ud fra skibet 30, og rorfinnen 50 fører disse streamerkabler 65 ned under vandets overflade, således at isen ikke kolliderer med dem eller samler sig rundt om dem.

15

Den seismiske kilde 90 har en flerhed af seismiske kildeelementers 91, som normalt er luftkanoner. Et forsyningskabel 95, der er forbundet med forsyningssystemet 45, strækker sig fra skibet 30. Et slæbetov 92 forbinder kablet 95 med isrorfinnen 50 og hjælper med at slæbe kilden 90 efter skibet 30.

20

Som yderligere vist i figur 2B kan der anvendes paravaner, finner eller porte 64 og en afstandsholder 66 til at understøtte flere streamere 60 efter slæbeskibet 30. Disse paravaner 64 og afstandsholderen 66 kan også ligne konventionelle komponenter, der anvendes til marineseismisk undersøgelse, bortset fra at paravanerne 64 fortrinsvis 25 slæbes under vandets overflade.

Under den marineseismiske undersøgelse er det ønskeligt at fastlægge, spore og eventuelt styre positionerne af streamerne 60 med henblik på bedre at opnå og kortlægge de seismiske data, der opnås. Der kan foretages en fastlæggelse af den 30 absolutte position ved anvendelse af GPS-læsninger af streamerne 60 under undersøgelsen.

12 af 50 DK 177797 B1 I det marineseismiske undersøgelsessystem 20 i den foreliggende beskrivelse kan det imidlertid vise sig at være vanskeligt at opnå GPS-læsninger, fordi systemet 20 er sænket markant ned under vandets overflade, således at GPS-modtagere ikke kan 5 fungere med henblik på at opnå læsninger. Derfor har systemet 20 anvendt indretninger 80 på streamerne 60 for at hjælpe med at fastlægge streamernes 60 absolutte position såvel som aktivt at styre deres positioner. Desuden kan forskellige sensorlæsninger af geomagnetiske feltmålinger, som for eksempel kompaslæsninger langs streamerne 60, over tid være ramt af udsving i deklinationen og over undersøgelsesområdet. Systemet io 20 anvender som følge heraf deklinationskorrektionsteknikker, som omtales senere.

Der redegøres nu for flere typer af anbragte eller styrbare indretninger 80, som kan anvendes på streamerne 60 med henblik på at opnå GPS-læsninger og på anden måde styre streamernes 60 position under undersøgelsen.

15 1. Flydende anbragt indretning

Figur 2C viser det marineseismiske undersøgelsessystem 20, som har en første type af en anbragt indretning 80A ifølge den foreliggende beskrivelse. Under en marineseismisk undersøgelse styres og overvåges streamernes 60 positioner, således 20 at de absolutte positioner af arrayet af sensorer 70 kan kendes med henblik på en korrekt dataindsamling og -analyse. For eksempel kan der anvendes GPS-koordinater af streamernes bagerste ende til at koordinere positionen af hver af sensorerne 70 på de forskellige streamere 60, og et styresystem 40 anvender disse koordinerede positioner for dataindsamling, -analyse og -styring. Et velegnet system til indsamling, 25 analyse og styring omfatter et ION Geophysical’s Intelligent Acquisition-system, som kan fastlægge streamernes 60 positioner. Et sådant system kan styre streamerne 60 ved anvendelse af DIGIFIN™-streamer-styresystemer og ORCA®-kommandostyringsoftware, som kan fås hos ION Geophysical. (DIGIFIN er et registreret varemærke tilhørende ION Geophysical, Corporation, og ORCA er et registreret 30 varemærke tilhørende Concept Systems Holdings Limited.) 13 af 50 DK 177797 B1 I det foreliggende undersøgelsessystem 20 bevæges streamerne 60 neddykket under vandets overflade ved anvendelse af rorfinnen 50 og andre elementer, som er beskrevet heri. Ikke desto mindre er det stadig nødvendigt at fastlægge streamernes 60 positioner. For at opnå positionen af en bestemt streamer 60 anvender systemet 20 i 5 figur 2A den anbragte indretning 80A, som flyder på vandets overflade ved den bagerste ende af streameren 60.

Den anbragte indretning 80A kan være en bøje som minder om en rundholt, der er udformet til at klare kollisioner med is og løsrevne isflager, mens den befinder sig på io overfladen. Indretningen 80A omfatter en GPS-modtager 82, som kan opnå GPS-koordinater for den anbragte indretning 80A, mens den slæbes efter skibet 30 med streameren 60. For at opnå GPS-koordinaterne kan man anvende konventionelle teknikker fra den kendte teknik, hvorfor de ikke er forklaret her i detaljer. For eksempel kan man finde detaljerne, der vedrører GPS-baseret positionering af et is undervandsstreamerkabel 60, i U.S.-patentet nr. 7,190,634, som er inkorporeret heri ved henvisning.

Idet skibet 30 slæber streameren 60, frembringer kilden 90 kildesignaler, og sensorerne 70 detekterer seismiske signaler. Styresystemet 40 opnår GPS-koordinater fra den 20 anbragte indretning 80A ved anvendelse af streameren 60 og andre ledninger med henblik på kommunikation og strøm til GPS-modtageren 82. Derefter fastlægger styresystemet 40 ved anvendelse af teknikker fra den kendte teknik streamerens 60, sensorernes 70, kildens 90 og andre komponenters position i forhold til skibet 30 og fysiske koordinater af området, der undersøges.

25

Skønt det marineseismiske undersøgelsessystem 20 anvender den flydende anbragte indretning 80A i figur 2C, er dette i almindelighed muligt, når blot indretningen 80A, der befinder sig på overfladen, er udformet til at blive udsat for en vis mængde af isflager, forhindringer eller lignende. Ellers kan indretningen 80A, der befinder sig på overfladen, 30 sidde fast i isen, blive beskadiget ved kollisioner, blive forrykket eller gå tabt. Derfor kan der i visse situationer anvendes en neddykkelig form af den anbragte indretning 80 som 14 af 50 DK 177797 B1 beskrevet nedenfor.

2. Styrbare anbragte indretninger 5 Den tidligere anbragte indretning 80A var beregnet til at flyde på overfladen. Andre indretninger, som er beskrevet i den inkorporerede ansøgning serienr. 12,719,783, kan også anvendes og kan have bøjer, drivankre, tøjreindretninger osv. Det marineseismiske undersøgelsessystem 20 i figur 2D har især en anbragt indretning 80D, hvis dybde kan styres. Under undersøgelsen slæbes den styrbare anbragte io indretning 80D ved enden af streameren 60 under vandets overflade for at undgå kollisioner med isflager. For at opnå GPS-læsninger har den anbragte indretning 80D en GPS-modtager 82d, som kan bringes op til overfladen, ved at man styrer dybden af indretningen 80D. Derfor slæbes den anbragte indretning 80D fortrinsvis under overfladen på niveau med streameren 60 og bringes op til overfladen for at opnå GPS-i5 læsninger med modtageren 82d på passende tidspunkter.

Figur 3A-3B viser den tidligere beskrevne anbragte indretning 80D under to driftsforhold. Den anbragte indretning 80D følger efter streameren 60 under vandet, når den befinder sig i sin standardglidende tilstand i figur 3A. Denne position er velegnet, 20 når isflager, forhindringer eller lignende befinder sig på vandets overflade, som kan beskadige eller blokere for den anbragte indretning 80D. Når der viser sig en åbning på overfladen, kan den anbragte indretning 80D hæves op til overfladen, således at GPS-modtageren 82d kan opnå GPS-læsninger. For at kortlægge arrayet af streamere 60 og sensorer 70 på en tilfredsstillende måde, kan det være nødvendigt at foretage disse 25 GPS-læsninger med periodiske intervaller, således at positionen af streamerne 60 og sensoren 70 kan spores på en fyldestgørende måde.

Den anbragte indretning 80D kan være et styrbart fartøj, en indretning eller glider. I en anordning kan den anbragte indretning 80D for eksempel være et ROV, som har et 30 fremdriftssystem og styrbare finner eller lignende til styring af den anbragte indretning 80D til de ønskede positioner i vandet, mens den slæbes. Alternativt kan den anbragte 15 af 50 DK 177797 B1 indretning 80D være en glider, som slæbes, og som bevæger sig op eller ned ved anvendelse af flydeevnestyring som beskrevet mere detaljeret senere. I endnu et andet alternativ kan den anbragte indretning 80D være et ROTV, som ikke har et fremdriftssystem, men som har styrbare finner, hvilket også er beskrevet mere detaljeret 5 senere.

Langs med disse linjer viser figur 4-5 udførelsesformer af den anbragte indretning eller styrbare fartøjer 150A-B til det beskrevne marineseismiske system 20. Som vist i figur 4 og anført tidligere fæstner fartøjet 150A sig til enden af den seismiske streamer 60, som io sender strøm og meddelelser til fartøjet 150A. En tøjreindretning 61 kan anvendes til dette formål. Finner 154/156 på fartøjet 150A kan være bevægelige, og fartøjet 150A kan have et fremdriftssystem 160 såsom en drivskrue. Alternativt behøver finnerne 154/156 ikke at være bevægelige. I stedet anvender fartøjet 150A flydeevnestyring som beskrevet nedenfor. Fartøjet 150A anvender ligeledes ikke fremdrift, og systemet 160 is på fartøjet 150A kan faktisk være en bremse, hvilket også er beskrevet senere.

Fartøjet 150A har som vist en detektor 165 til detektering af forhindringer på overfladen. Denne detektor 165 kan omfatte et ekkolod, isprofilmålingsudstyr, optisk sensor, multi-beam-fathometer, kamera eller lignende, der peger opad og overvåger, om der er 20 forhindringer (eller åbninger) over fartøjet 150A. Signaler fra detektoren 165 er integrerbare med et navigations- og/eller styresystem (ikke vist) til indsamling af marineseismiske data såsom Orca®-systemet. På denne måde kan styresystemet konstatere, hvornår overfladen over fartøjet 150A er fri for is og kan signalere til fartøjet 150A om, at det kan stige op til vandets overflade.

25

Som et eksempel kan detektoren 165 anvende et ekkolod til at detektere, hvornår der er is på overfladen. Hvis der for eksempel er is med en bestemt tykkelse på overfladen, kan ekkoloddetektoren 165 detektere denne is på overfladen, og denne information kan så anvendes til bestemmelse af, om hvorvidt fartøjet 150A skal stige op eller ej. Skønt 30 dette afhænger af dens kapaciteter, er ekkoloddetektoren 165 fortrinsvis i stand til at 16 af 50 DK 177797 B1 detektere tyndere is, som er mindst mindre end 1 m tyk, således at fartøjet 150A kan beskyttes mod det meste is, der kan være på overfladen.

Som et andet eksempel kan detektoren 165 være en optisk sensor, der konstaterer lys 5 på overfladen, som muligvis indikerer tilstedeværelse eller ikke-tilstedeværelse af is.

Blandt disse linjer kan detektoren 165 være et digitalkamera, som forsyner slæbeskibet med video eller billeder langs streameren 60. De bagerste ender af streamerne 60 kan være i en betydelig afstand fra slæbeskibet, og operatører vil ikke være i stand til at konstatere, hvor streamerne 60 befinder sig, og hvilken is der kan ligge over fartøjerne ίο 150A. Derfor kan operatørerne se på videoen eller billederne fra kameraet 165 og bestemme, om hvorvidt et bestemt fartøj 150A skal hæves eller ej, hvis der er en åbning. Dette kan så gøres fjernbetjent ved at aktivere fartøjerne 150A med signaler, der sendes fra skibet til fartøjerne 150A via streamerne 60.

i5 Fartøjet 150A har også en GPS-modtager 152. Som vist kan denne GPS-modtager 152 være anbragt på en opadgående finne 154, således at antennen 152 kan stikke op over vandets overflade, når fartøjet 150A glider op til overfladen for at opfange GPS-læsninger. Uanset hvordan GPS-modtageren 152 befinder sig på overfladen, sendes de GPS-læsninger, der opnås, til instrumentstyresystemet til positionering af streameren 20 60 og bestemmelse af dens placering med henblik på en korrekt dataindsamling og - analyse.

Eftersom der muligvis ikke altid er uafbrudte GPS-læsninger til rådighed, kan fartøjet 150A omfatte et inertinavigationssystem til at holde pejlingen, som fastlægges med 25 mellemrum af GPS-læsninger som anført heri. Desuden kan fartøjet 150A omfatte et deklinometer 167, som kan tøjres fra enden af fartøjet 150A, således at den holdes væk fra alle forstyrrende elektroniske dele. Deklinometret 167 kan anvende et tre-akse-magnetometer til beregning af deklinationen i jordens magnetfelt, og deklinationen kan så korrigeres til en retvisende nord-læsning, således at instrumentstyresystemet kan 30 fastlægge den absolutte position af streamerens 60 ende, når mere konstante GPS-læsninger, der normalt anvendes til dette formål, ikke forefindes. I stedet for at slæbe 17 af 50 DK 177797 B1 deklinometret 167 ved streamerens 60 ende kan deklinometret 167 foretrukket slæbes selv direkte efter skibet 30, normalt i en afstand på 2-1/2 gange skibets længde, således at man mindsker forstyrrelser fra skibets magnetfelt. Et deklinometer kan, hvilket er endnu mere foretrukket og beskrevet senere, anbringes på selve skibet 30.

5

Fartøjet 150A modtager med mellemrum GPS-læsninger, ved at det går op til overfladen, så det kan modtage GPS-data med GPS-modtageren 152. Når fartøjet 150A så dykker ned under overfladen, kan det bruge de tidligere opnåede GPS-data sammen med inertinavigationsdata, kompaslæsninger og aktuelle deklinometerdata til io fastlæggelse af streamerens 60 position i realtid eller tæt i realtid på vedvarende basis, indtil der kan opnås nye GPS-læsninger.

Den anbragte indretning eller fartøjet 150B i figur 5 viser nogle indvendige detaljer og komponenter. Finnerne 154 på fartøjet 150B er ikke bevægelige, og fartøjet 150B i5 anvender ikke fremdrift. I stedet anvender fartøjet 150B flydeevnestyring med et volumen (f.eks. bælg) 180 på en "free-flooded" ende af fartøjet 150B. Voluminet af denne bælg 180 kan justeres ved anvendelse af et pumpesystem 182 eller lignende, således at fartøjets 150B flydeevne kan ændres på en kontrolleret måde.

20 For at ændre duvning og rulning af fartøjet 150B kan en masse 170 forskydes aksialt langs med fartøjets 150B længde eller roteres om en akse. Massen 170 er fortrinsvis det pågældende batteri, der anvendes til fartøjets elektroniske komponenter, som omfatter servoindretninger eller andre motorer til bevægelse af massen 170.

25 I modsætning til GPS-modtageren i figur 4 er den GPS-modtager 152, der er vist i figur 5, anbragt på enden af en forlænget arm eller mast 153. Denne arm 153 kan rage opad i en vinkel fra fartøjet 150B, således at GPS-modtageren 152 kan rage op over vandet, når fartøjet 150B glider nær overfladen. Alternativt kan masten 153 svinges ved sin base 155 fra en strømlinet position på linje med fartøjet 150B til en opadgående 30 vinkelposition. Når fartøjet 150B med jævne mellemrum bringes op til overfladen for at 18 af 50 DK 177797 B1 opnå GPS-data, kan masten 153 aktiveres på en sådan måde, at den svinger GPS-modtageren 152 op af vandet ved denne base 155.

Fartøjet 150B kan generelt have elementer, som ligner dem, der anvendes til fartøjer og 5 drivende profilmålingsudstyr, der måler underjordiske strømme, temperaturer og lignende i verdenshavene. Som sådan har fartøjet 150B en underdel (ikke vist), som bærer det variable flydeevnesystem 180, massen 170 og den elektroniske del 190. Et isopyknalt skrog 157, som er egnet til havvandets densitet, kan passe ind i underdelens afsnit. Skroget 157 og underdelen kan så passe ind i et fiberglashus 151 med finnerne io 154 og den strømlinede form. Masten 153 til GPS-modtageren 152 kan stå i forbindelse med den elektroniske del 190 og kan rage ud fra huset 151.

Som beskrevet i den inkorporerede ansøgning kan disse og andre styrbare anbragte indretninger 80 anvendes ved den bagerste ende af streameren 60 (såvel som andre is positioner). Når indretningerne 80 ved den bagerste ende bringes op til overfladen, kan de opnå GPS-læsninger til fastlæggelse af streamernes position.

3. System, der anvender styrbare anbragte indretninger 20 Som anført tidligere kan de styrbare anbragte indretninger 80 anvendes på den bagerste ende af streamerne 60 til styring af streamernes 60 position. Som anført tidligere kan indretningerne 80 omfatte ROTV’er (Remotely Operated Towed Vehicles), som ikke har et fremdriftssystem, men har styrbare finner. Figur 6A er en sidevisning af et marineseismisk undersøgelsessystem 20 med et ROTV 200 som den styrbare 25 indretning ved den bagerste ende af streamerne 60. ROTV 200 slæbes ved enden af streameren 60 under vandets overflade. Dette ROTV 200 har også en GPS-modtager 212, som kan opnå GPS-læsninger, når først ROTV 200 er bragt op til overfladen.

Figur 6B er en planvisning af det marineseismiske undersøgelsessystem 20 med 30 ROTVs 200 ved flere lokationer på streamerne 60. I dette system slæbes de forreste ROTVs 200A ved streamernes 60 front, og de bagerste ROTVs 200B slæbes ved 19 af 50 DK 177797 B1 enden af streamerne 60. De forreste ROTVs 200A kobler fra skibets rorfinne 50 via slæbetove 62 og streamerkabler 65. Hvis det ønskes, kan selv mellemliggende ROTVs (ikke vist) anvendes på mellempositioner langs streamerne 60.

5 For at opnå en tredimensionel (eller sågar 2-D- eller 4-D-)-funktion skal hvert af de forreste ROTVs 200A individuelt slæbe en streamer 60. Slæbetove og streamerkabler 62/65 forbinder ROTVs 200A med skibets rorfinne 50. Under undersøgelsen kan positionen og dybden af hvert ROTV 200A-B kontrolleres, så der bibeholdes et passende anbragt array af streamere 60 med henblik på den seismiske undersøgelse. io Endvidere gør den kontrollede dybde det muligt for streamerne 60 at undgå isflager på overfladen.

En anvendelse af ROTVs 200A-B i de forreste og bagerste positioner langs streamerne 60 kan gøre det lettere at anbringe og hente streamerne 60. Idet de enkelte ROTVs i5 200A-B er uafhængige af hinanden, kan de for eksempel føre deres streamer 60 ned under de andre streamere 60 og kan føre den op gennem midten af arrayet af streamere 60 i det eventuelt åbne område efter skibet 30. Streameren 60 kan derefter trækkes op til skibet 30 og kan undgå de andre streamere 60 og slæbetove 62. Dette vil gøre det muligt for operatører at anbringe og hente streamerne 60 enkeltvis og kan 20 sågar muliggøre reparation af en streamer 60, mens alle de andre streamere 60 stadig er i havet. Anvendelse af et enkelt ROTV 200 på enden af streameren 60 som i systemet i figur 6A indbefatter også, at man kan anvende den samme form for anbringelse og hentning.

25 Figur 7A-7B viser en udførelsesform af ROTV 200 mere detaljeret. Dette ROTV 200 er generelt en hybridtype af en indretning, der indbefatter elementer af ROV’er, AUV’er og glidere. Et formålstjeneligt eksempel på ROTV 200 er en TRIAXUS Towed Undulator, der kan fås hos MacArtney Underwater Technology Group.

30 Til at slæbe ROTV 200 står et slæbekabel (ikke vist) med strømledere og kommunikationsledninger i forbindelse med forkanten af en midterfolie 227. Som vist 20 af 50 DK 177797 B1 har ROTV 200 fire rør 210, der er indbyrdes forbundet i deres frontafsnit via folierne 220/225 og i deres bagerste afsnit via flapper 230. Folierne 220/225 og flapperne 230 har en vingeform. Midterfolierne 225 forbinder de forreste folier 220 med hinanden og understøtter den horisontale folie 227 foran ROTV 200. Disse midterfolier 225 hjælper 5 med at holde ROTV 200 på niveau i dets rulleretning. De bagerste flapper 230 er styrbare med den øvre og nedre flap 230A-B, som styrer duvning, og den højre og venstre flap 230C-D, som styrer krøjning.

Fire aktuatorer eller motorer (ikke vist), der er installeret i hvert af rørene 210, bevæger io disse flapper 230A-D for at styre duvningen og krøjningen af ROTV'et 200, mens det slæbes. Rørene 210 har kamre 212 til at rumme forskellige komponenter ud over motorerne, gearene og positionssensorerne for flapperne 230A-D. For eksempel kan disse kamre 212 have en GPS-modtager, et inertinavigationssystem, en dybdesensor, en duvningssensor, en rulningssensor etc. beskrevet nedenfor.

15

Under slæbningen genererer de horisontale flapper 230A-B opad- og nedadgående kræfter for at bevæge ROTV-et 200 vertikalt, mens de vertikale flapper 230C-D genererer styrbords- og portkraft med henblik på at bevæge ROTV'et 200 horisontalt (sideværts). Typisk vil ROTV'et 200 blive slæbt i en neutral position, hvor flapperne 230 20 justeres med mellemrum for at opretholde ROTV'et 200, som det er. Nogle situationer, såsom stigning til overfladen, vil kræve mere aggressiv bevægelse af flapperne, især når de er forbundet med en streamer. Bremsningen for ROTV'et 200 kan anvende nogle af de ovenfor beskrevne teknikker. Derudover eller alternativt kan flapperne 230 drejes indad eller udad for at øge ROTV’ets træk, mens det slæbes.

25

Figur 8 viser skematisk elementer af et styresystem 300 til styring af styrbare fartøjer (f.eks. ROTV'er 200) og fastlæggelse af deres lokationer, mens de slæbes i et marineseismisk system ifølge den foreliggende beskrivelse. Skibskomponenter 305 på skibet 30 omfatter et hovedstyrestem 310, som har en GPS-hovedmodtager 320 til 30 opnåelse af GPS-læsninger. Som før kan dette styresystem 310 være et instrumentstyresystem, såsom Orca®, der kan fås hos ION Geophysical. Styresystemet 21 af 50 DK 177797 B1 310 kommunikerer med (eller er integreret i) en styreenhed 330, som styrer og overvåger de forskellige fartøjer (f.eks. ROTV'er), der anvendes til streamerne i arrayet.

Et eksempel på en egnet styreenhed 330 til et ROTV 200 i fig. 7A-7B anvendes den øverste enhed til TRIAXUS ROTV'et.

5

Styreenheden 330, som er forbundet ved hjælp af kommunikations- og strømledninger 332, kommunikerer med en lokal styreenhed 350 på et styrbart fartøj 340, såsom ROTV'et 200 i fig. 7A-7B, eller en anden, her beskrevet styrbar indretning.

Styreenheden 350 kommunikerer sensordata fra indretningens sensorer 360 til io styreenheden 330. Efter at have kommunikeret med navigationsinformationen i hovedstyresystemet 310 sender styreenheden 330 navigationsinstruktioner tilbage til styreenheden 350, som styrer de forskellige finnemotorer på behørig vis. Navigeringen af det styrbare fartøj 340 kan omfatte både realtidsstyring og forprogrammerede baner.

i5 Styreenheden 350 kommunikerer med indretningens integrerede sensorer 360 og til motorerne for flapperne. De integrerede sensorer 360 til styring af indretningen 340 omfatter en dybdesensor, en duvningssensor, en rulningssensor og en kurssensor.

Dybden kan måles med en tryksensor, mens duvning og rulning kan måles ved hjælp af bi-aksiale inklinometre. Krøjningen eller kursretningen kan måles under anvendelse af 20 et fluxgate-kompas, og en højdemåler kan også anvendes.

Ud over de integrerede sensorer 360 kan styreenheden 350 forbindes med positionssensorer, som overvåger motorerne og flapperne for at holde styr på positionerne af disse flapper med henblik på at give feedback til styreenheden 330. Alle 25 disse integrerede sensorer (dvs. duvnings-, rulnings, kurs- og motorposition) giver feedback til styresystemet 310, så det kan styre flapperne til at dirigere det styrbare fartøj 340 og sørge for, at det ikke ruller.

Bortset fra disse sensorer kommunikerer styreenheden 350 på det styrbare fartøj 340 30 med en GPS-modtager 380. Som tidligere bemærket, når det styrbare fartøj 340 bringes op til overfladen, kan antennen for GPS-modtageren 380 eksponeres over 22 af 50 DK 177797 B1 vandets overflade med henblik på at opnå GPS-læsninger. Dog forventes det, at sådanne læsninger foretages med mellemrum. Sandsynligvis kan det styrbare fartøj 340, når det anvendes i isfyldte eller obstruerede farvande, slæbes under isflager i flere sammenhængende timer eller ligefrem dage, inden det kan komme op til overfladen 5 igen for at opnå GPS-læsninger. Derfor har det styrbare fartøj 340 også en inertinavigationssystem (INS)-indretning 390, der anvendes til at bestemme det styrbare fartøjs 340 relative position eller lokation mellem direkte GPS-læsninger med GPS-modtageren 380.

io Generelt kan INS-indretningen 390 anvende komponenter kendt fra den kendte teknik, såsom en processor, accelerometre og gyroskoper, og anvender bestiknavigationsteknikker til kontinuerligt at bestemme position, orientering, retning og hastighed af det styrbare fartøj 340. Afhængigt af hvor længe, det styrbare fartøj 340 skal bestiknavigeres på denne måde, bliver den drift error, der er iboende i INS-i5 indretningen 390’s måling af acceleration og vinkelhastighed, mere og mere forstørret. I overensstemmelse hermed korrigeres navigation fortrinsvis ved hjælp af periodiske GPS-læsninger. Selv med en error på en fraktion af en nautisk mil pr. time for position og tiendedele af en grad pr. time for orientering kan en error i INS-indretningen 390’s fastlæggelse være væsentlig, hvis det styrbare fartøj 340 skal forblive under overfladen 20 i forlængede tidsrum. Den nedenstående redegørelse beskriver et feedbackkredsløb, som kan anvendes til at korrigere INS-indretningen 390’s fastlæggelse.

4. Styrekredsløb

Figur 9 viser et eksempel på et navigations-feedback-kredsløb 400 til fastlæggelse af 25 positionen af et styrbart fartøj (f.eks. 340; fig. 8), såsom en ROTV, og korrigering af den position. I starten i kredsløbet 400 opnår det styrbare fartøj 340 en direkte GPS-læsning under anvendelse af dets GPS-modtager 380 (blok 402). Dette gøres, mens området oven over det styrbare fartøj 340 er fri af isflager eller andre forhindringer. Efter at det styrbare fartøj 340 er dykket igen, begynder INS-indretningen 390 og styresystemet 310 30 at fastlægge positionen af det styrbare fartøj 340, mens det slæbes (blok 404). Dette gøres ved at tage startlokationen eller -stedsbestemmelsen fra GPS-læsningen og 23 af 50 DK 177797 B1 måleretningen, hastigheden og tiden for at beregne positionen af det styrbare fartøj 340, der bevæger sig fremad fra den startposition under anvendelse af bestiknavigationsteknikker.

5 Desværre er denne form for inertinavigation ikke præcis, og en såkaldt drift error akkumulerer over tid. Så længe denne drift error er lav nok, kan denne inertinavigation fortsætte. På et tidspunkt fastlægger styresystemet system 310, om en drift error har overskredet et acceptabelt interval, som afhænger af implementeringen (blok 406). Hvis dette ikke er tilfældet, kan styresystemet 310 fortsætte bestiknavigationen (blok 404), io indtil omtalte drift error er for stor.

Så snart omtalte drift error er stor (som følge af en lang periode med bestiknavigation, høje undersøgelseshastigheder, lang undersøgelsesstrækning eller en kombination af disse), forsøger styresystemet 310 at korrigere denne error ved, enten at det styrbare is fartøj 340 går op til overfladen igen for at opnå en ny GPS-læsning, som fikserer indretningens 340 position, eller ved at integrere INS-indretningens bestiknavigation med feedback fra skibets hovednavigationssystem. Derefter fastlægger styresystemet 310 ud fra manuelt input eller ud fra sensorerne (ekkolod, isprofilmålingsudstyr, fathometer etc.) på det styrbare fartøj 340, om indretningen 340 kan stige op til 20 overfladen (beslutning 408) for at opnå en anden GPS-læsning for at fiksere indretningens lokation (blok 402) for at gentage processen.

Hvis det styrbare fartøj 340 ikke kan gå op til overfladen, opnår styresystemet 310 en GPS-læsning under anvendelse af skibets GPS-modtager 320 ombord (blok 410). GPS-25 læsningen angiver slæbeskibets 30 lokation. Som et yderligere supplement opnår systemet 310 data fra de forskellige indretninger i vandet (dvs. styrbart fartøj 340, streamer, sensorer etc.) (blok 412). Disse data kan anvendes til at fastlægge det styrbare fartøjs 340 relative position.

30 For eksempel viser figur 10 det marineseismiske system 20, der har en streamer 60 med kabelkompasser eller sensorer 70, der er placeret derpå, til fastlæggelse af 24 af 50 DK 177797 B1 streamerens form. Her anvender fastlæggelsen en GPS-læsning (x) ud fra skibets komponenter 305, kendte sensorpositioner (Y1-Y5), kendt lokation (Y6) for det styrbare fartøj langs med streameren 60 og forskellige kompaskurser fra kabelkompasser 70 eller lignende. Som vist kan data vedrørende sensorerne 70 og det styrbare fartøj 340 5 på streameren 60 (herunder hver af deres positioner (Y) på streameren 60, kompaskurser korrigeret ved deklination og lignende) anvendes til at anslå lokationen af punkter på streameren 60 og udlede streamerens form. Kombineret med skibets GPS-læsning (X) under anvendelse af skibskomponenternes 305 GPS-modtager ombord kan alle disse data integreres med positionsdataene fra INS-indretningen (390; figur 9) til at io korrigere dens drift error og tilvejebringe mere absolut positionsinformation vedrørende lokationen af streameren 60 og dens sensorer 70 i GPS-koordinater eller lignende.

Derudover kan der anvendes akustiske positioneringsteknikker sammen med GPS-læsningen under anvendelse af skibskomponenternes 305 GPS-modtager ombord til at i5 korrigere drift error hos INS-indretningen og tilvejebringe mere absolut positionsinformation. Som vist i figur 11, for eksempel, er forskellige indretninger af akustiske systemer til udførelse af akustisk krydsafstivning vist for systemet 20. En sådan akustisk krydsafstivning kan anvendes til at fastlægge streamerens positioner.

20 Derudover kan der opnås en kort basislinje ved at anvende en transducer på skibet 30 for at "pinge" en akustisk sensor på det styrbare fartøj 340 mod streamerens 60 bagerste ende for at fastlægge fartøjets position. En lang basislinje kan også opnås ved at anvende en eller flere andre transducere på havbunden (der behøves mindst to transducere til et system med en lang basislinje) for at "pinge" en sensor på det styrbare 25 fartøj 340 for at fastlægge dets position. Endelig kan sågar styresensorlæsningerne fra det styrbare fartøj 340 og bevægelserne orienteret mod det styrbare fartøj 340 ved hjælp af skibskomponenterne 305 (dvs. styreenheden 330) integreres med GPS-læsningen (X) ombord for at fastlægge det styrbare fartøjs 340 absolutte position. Disse og andre kendte teknikker, der er til rådighed inden for den kendte teknik, kan 30 anvendes.

25 af 50 DK 177797 B1

Uanset hvordan INS-indretningens position er integreret med feedback fra andre navigationskomponenter korrigerer skibskomponenterne 305 den bestiknavigerede (relative) position af det styrbare fartøj (se blok 414 i figur 9), så systemet kan fortsætte under anvendelse af INS-indretningen 390 med mindre drift error. Hele processen med 5 bestiknavigation og korrigering af den omtalte drift error kan fortsætte, så længe det styrbare fartøj 340 forbliver sænket under overfladen. Efterhånden, hvis omstændighederne tillader det, bliver det styrbare fartøj 340 orienteret mod overfladen for at opnå en direkte GPS-læsning for at fiksere dets lokation en gang til (blok 402 i figur 9). Denne nye GPS-læsning tilvejebringer et nyt startpunkt, som kan anvendes til io bestiknavigation og korrigering, mens det styrbare fartøj 340 forbliver under vandet under den videre undersøgelse.

C. Deklinationskorrektion til brug for marineseismiske undersøgelser

Som tidligere bemærket kan der opnås positionsinformation vedrørende streamere 60 i i5 en seismisk undersøgelse under anvendelse af et eller flere kompasser, akustiske målinger eller lignende til at fastlægge positioner for streamerne 60 og deres forhold til hinanden. Selvom der henvises til kabel kom passer, kan læren i den foreliggende offentliggørelse anvendes til at korrigere enhver geomagnetisk feltmålingsindretning, såsom for eksempel at korrigere en magnetisk kurs-indretning i forhold til retvisende 20 nord. Positionsmålingerne kan udføres under anvendelse af instrumenter eller sensorer monteret i selve streamerne 60, og målingerne kan anvendes i standardmarineundersøgelser med en lukket polygon eller i undersøgelser i isfyldte farvande med en åben polygon. Afslutningsvis kan enhver form for marineundersøgelse drage fordel af de her beskrevne korrektionsteknikker.

25

Som tidligere bemærket er en måling af en momentan deklination anvendelig til korrektion af de magnetisk fastlagte positioner for streamerne 60, som opnås ud fra kabel kom passer eller lignende. Denne korrektion er især anvendelig ved højere breddegrader, fordi der kan forekomme en større magnetisk variation ved høje 3o breddegrader på grund af atmosfæriske forhold. Endelig hæmmer is i vandet anvendelsen af halebøjer og begrænser målinger af GPS-læsninger for enden af 26 af 50 DK 177797 B1 streamerne 60, som tidligere nævnt, så deklinationskorrektioner kan forbedre nøjagtigheden.

Som nævnt ovenfor kan en måde at opnå nødvendige GPS-læsninger ved den 5 bagerste ende af streameren 60 på være at anvende flydende eller tøjrede bøjer (f.eks.

82 i fig. 2A) eller at flytte en styrbar indretning til overfladen for at opnå GPS-læsninger, når det er muligt (fig. 2D, 3A-3B, 4, 5 og 6A-6B). Bestiknavigation og inertinavigation kan så anvendes til at spore streamernes 60 lokation mellem periodiske GPS-læsninger, som beskrevet med henvisning til fig. 7A-7B, 8 og 9. En del af disse io beregninger kan være baseret på et deklinometer i den styrbare indretning ved den bagerste ende af streameren 60, som tidligere beskrevet med henvisning til fig. 2B og 4.

Når der anvendes et deklinometer, kan dette korrigere kompaslæsningerne fra de kabel kom passer, der anvendes til positionering af streamerne 60. Når et deklinometer i5 slæbes efter skibet 30, såsom på den bagerste ende af en streamer 60 eller i en styrbar indretning på streameren 60, bliver deklinometret placeret væk fra skibet 30. I denne position kan deklinometret undgå problemer med skibets magnetfelt. I stedet for at slæbe deklinometret for enden af streameren 60 kan deklinometret fortrinsvis slæbes alene direkte efter skibet 30, typisk i en afstand på 2-1/2 gange skibets længde, for at 2o reducere forstyrrelse fra skibets magnetfelt.

Fortrinsvis anvender deklinometret vektorbaserede magnetometre til at måle retningskomponenter afjordens magnetfelt i forhold til magnetometrets rumlige orientering. Når deklinometret slæbes på streameren 60 eller efter skibet 30, bevæges 25 magnetometret, således at der kan være behov for en kontinuerlig korrigering af magnetometrets rumlige orientering under anvendelse af inertimålinger og lignende.

Dette er især tilfældet, når magnetometret i deklinometret er et 3-akset strapdown-magnetometer i modsætning til et skalært magnetometer, som kun måler et samlet felt.

30 I de fleste situationer kan det dog ikke betale sig med nogen induceret magnetisme fra skibet 30 sammenlignet med den øgede bevægelse af et sådant slæbt magnetometer, 27 af 50 DK 177797 B1 og det er derfor mindre ønskeligt at slæbe deklinometret efter skibet 30. Af disse årsager kan slæbeskibet 30 have et deklinometersystem installeret derpå. Når deklinometersystemet befinder sig på skibet 30, skal det dog kompensere for hård- og blødjerneffekter, der forårsages af skibet 30. Den følgende beskrivelse giver 5 oplysninger vedrørende kalibrering og anvendelse af et deklinometersystem på skibet 30 til udførelse af en marineseismisk undersøgelse. Igen kan undersøgelsen udføres eller ikke udføres i isfyldte eller obstruerede farvande, hvor det er vanskeligt eller umuligt at tilvejebringe GPS-læsninger af streamerne 60 på en kontinuerlig basis.

io Fig. 12A-12B viser skematisk et styresystem 500 til et skib 30, der slæber streamere 60. Selvom skibet 30 er vist, mens det slæber en streamer 60 fra en rorfinne 50 i fig. 12A, kan der anvendes flere streamere 60, således som det er vist i fig. 12B. Hver streamer 60 har et antal magnetisk kurs-indretninger eller kabelkompasser 65, der er anbragt langs med sin længde, til fastlæggelse og styring af streamerens position under is slæbningen. Under anvendelse af et deklinometersystem 520 opnår styresystemet 500 deklinationslæsninger ved skibet 30 og korrigerer kabel kom passernes 65 læsninger, der er baseret rumligt og tidsmæssigt på deklinationslæsningerne. Derudover kan styresystemet 500 anvende funktioner af et instrumentstyresystem, såsom Orca®, der kan fås hos ION Geophysical, og kan anvende lignende funktioner, som tidligere 20 beskrevet, til at styre streamernes 60 positioner.

Styresystemet 500 har en styreenhed 510, som styrer og overvåger de forskellige streamere 60 i arrayet såvel som andre sensorer. Selvom det ikke er vist i detaljer, forstås det, at styreenheden 510 kan anvende komponenter fra den kendte teknik, 25 såsom processorer, lagerindretninger, hukommelse, software, brugergrænseflader og lignende.

For at styre streamerne 60, for eksempel, kommunikerer styreenheden 510 med slæbte fartøjer, styrbar indretninger, finner, skovle og andre komponenter (ikke vist) med 30 henblik på at styre og orientere streamerne 60 som beskrevet her og anvendt inden for den kendte teknik. Med henblik på at overvåge position og fastlægge deklination 28 af 50 DK 177797 B1 kommunikerer styreenheden 510 med kabelkompasserne 65 på streamerne 60 og kommunikerer med et magnetometer 550, en inertimålingsenhed 560 og en GPS-heading-indretning 570 af deklinationssystemet 520 på skibet 30. GPS-heading-indretningen 570 opnår GPS-læsninger ved slæbeskibet 30, og magnetometret 550 5 opnår tre retningsmagnetiske komponenter og kan være et fluxgate-magnetometer, et strapdown-magnetometer eller lignende. GPS-heading-indretningen 570 kan fortrinsvis have to GPS-modtagere (ikke vist) til at tilvejebringe GPS-læsninger og beregne en geodætisk pejling i henhold til teknikker, der er kendte og anvendt inden for den kendte teknik.

10

Inertimåleenheden 560 opnår tre retningskomponenter af skibets bevægelse. For eksempel kan enheden 560 have en duvningssensor, en rulningssensor og en kurssensor. Duvning og rulning kan måles ved hjælp af biaksiale inklinometre.

Krøjningen eller kursretningen kan måles under anvendelse af et fluxgate-kompas, og is andre indretninger kan også anvendes.

Som en hjælp til at illustrere de forskellige, her anvendte orienteringer gøres der nu rede for fig. 12C-12D, der viser geomagnetiske systemer og skibskoordinatsystemer.

Fig. 12C viser skematisk elementer af det geomagnetiske felt for et modelpunkt.

20 Elementerne omfatter en nordkomponent Xe, en østkomponent Ye og en vertikal komponent Ze. Ud fra disse kan der udledes en horisontal intensitet H, en total intensitet F, en inklinationsvinkel I og en deklinationsvinkel D (målt med uret fra retvisende nord til den horisontale komponent).

25 Figur 12D viser skematisk et skibs koordinatsystem med indstillingsvinkler målt i forhold til det geografiske nord og et horisontalt plan. Konventionelt har skibets inertikoordinatsystem en x-komponent Xs (målt positivt med forstævnen), en y-komponent Ys (målt positivt med styrbord) og en z-komponent Zs (målt positivt ned til kølen). Mens skibet bevæger sig, kan det have forskellige indstillingsvinkler i dets 30 koordinatsystem i forhold til geografiske koordinater. Kursretning α måles omkring den 29 af 50 DK 177797 B1 vertikale akse (Zs), mens rulning β måles omkring længdeaksen (Xs). Duvning γ måles omkring tværaksen (Ys).

Forbundet med skibets bevægelse måler magnetometret 550, som kan være et treakset 5 strapdown-magnetometer, det geomagnetiske felt i forhold til skibets rumlige orientering. På grund af dette skal magnetometrets målinger være ikke roterede med henblik på en korrekt henvisning til et absolut koordinatsystem (dvs. retvisende nord, breddegrad, længdegrad etc.) under anvendelse af teknikker fra den kendte teknik.

io Figur 13 viser et generelt flowdiagram over en seismisk undersøgelse 600 under anvendelse af deklination fastlagt ved et skib 30 med styresystemet 500 i fig. 12A-12B.

For at udføre den seismiske undersøgelse starter operatører med at kalibrere deklinometersystemet 520 ombord på skibet 30 (blok 602). Som beskrevet nedenfor giver kalibreringsprocessen styresystemet 500 mulighed for at gøre rede for magnetiske i5 effekter af skibet 30 ved udførelsen af magnetometer-læsninger og lignende.

Så snart kalibreringen er udført, påbegynder operatørerne den seismiske undersøgelse (blok 604). Som tidligere bemærket indbefatter undersøgelsen, at slæbeskibet 30 slæber en eller flere streamere 60 i et array efter skibet 30 hen over et 20 interesseområde. Kildesignaler reflekterer fra formationstræk, og de akustiske sensorer på streamerne 60 tilvejebringer seismiske signaler til analyse. Med henblik på at kombinere alle dataene og til sidst give et billede af interesseområdet skal de seismiske signaler korreleres med information vedrørende lokationen af sensorerne på streameren 60 og den tid, hvor der modtages signaler under undersøgelsen. Dette kan 25 anvende mange af de kendte teknikker til marineseismisk undersøgelse.

Som det er almindeligt under den marineseismiske undersøgelse, opnår styreenheden 510 kompaslæsninger fra streamerens kabelkompasser 65 (blok 608) og opnår GPS-læsninger fra en eller flere GPS-modtagere. For eksempel opnår de forskellige 30 kabelkompasser 65 på streamerne 60 kompaslæsninger ved punkter langs med streamerne 60, og GPS-modtageren 570 på slæbeskibet 30 opnår GPS-læsninger af 30 af 50 DK 177797 B1 skibets lokation. Hvis det er muligt, kan GPS-modtagere (ikke vist) på halebøjer eller andre styrbare indretninger, der slæbes på streamerne 60, også opnå GPS-læsninger, selvom dette kan ske med mellemrum, som tidligere nævnt.

5 Læsninger fra kabelkompasserne 65 korrigeres derefter for aktuel deklination, hvilket kan forklares under anvendelse af de kalibrerings- og beregningsteknikker, der er beskrevet nærmere nedenfor (blok 610). Kort sagt bliver rå kompaslæsninger fra streamerens kompasser 65 typisk lagret uden at blive korrigeret for aktuel deklination, der bestemmes ved skibet 30. Til udførelse af denne korrektion fastlægger io styreenheden 510 forskelle i en første geodætisk kurs, der er udledt ved at anvende GPS-data fra GPS-heading-indretningen 570 versus en anden geodætisk kurs, der er udledt ved at anvende 3-komponent-magnetometerdataene fra magnetometret 550. Ud fra dette beregner styreenheden 510 en magnetisk deklination. Derudover anvender styreenheden 510 bevægelseskompensation fra 3-komponent-inertimåleenheden 560 i5 på den magnetiske deklination. Den magnetiske deklination kan derefter anvendes på de rå kompaslæsninger fra kompasserne 65, og de resulterende data kan lagres som korrigerede kompaslæsninger i systemets database 542.

Ved at anvende af navigationssoftware og at kende placeringen af streamerne 60, 20 afstanden mellem sensorerne og kompaslæsningerne, krydsafstivningsfastlæggelser og lignende kan styreenheden 510 styre lokationen af streamerne 60 som ønsket for undersøgelsen (blok 612). Alle de relevante data vedrørende streamernes lokationer, de akustiske sensorlæsninger fra streamerne 60, kompaslæsningerne, GPS-læsningerne, deklination og lignende kan derefter lagres i databasen 542 til brug for en 25 senere behandling og analyse, der er almindelige for marineseismiske undersøgelser, således at der kan gives et billede af interesseområdet.

I lyset af dette generelle overblik over en seismisk undersøgelse, som fastlægger deklination med et deklinationssystem 520 på skibet 30, gøres der nu rede for detaljer 30 forbundet med kalibreringen af skibets deklinationssystem 520 med henblik på at fastlægge og anvende deklination til at korrigere kompaslæsninger på streamerne 60.

31 af 50 DK 177797 B1 1. Kalibreringsteknikker Før korrekt magnetisk deklination kan bestemmes med styreenheden 510 på slæbeskibet 30, skal forskellige kalibreringstrin udføres. I en kalibrering kalibrerer 5 styreenheden 510 for hård- og blødjerneffekter ved samtidigt at udregne de tredimensionelle hård- og blødjerneffekter af stålslæbeskibet 30 på de forskellige datalæsninger, der opnås med indretningerne 550, 560 og 570 på skibet 30.

Til dette kalibreres styreenheden 510 for induceret magnetisering for at kompensere for io de inducerede magnetiske kræfter, der forårsages af skibets orientering i jordens magnetfelt. Denne kalibrering anvender en Fourierserie-deviationskurve. Styreenheden 510 udfører endvidere interpoleret infield-referering fra fjerne basisstationer eller observatorier for at estimere den korrekte magnetiske deklination på kalibreringslokationen. Her anvender styreenheden 510 data fra basisstationer, der er is anbragt et stykke fra kalibreringslokationen. Hvert af disse kalibreringstrin er beskrevet detaljeret nedenfor.

a. Kalibreringsprocesser

Kalibrering for hård- og blødjerneffekter fra slæbeskibet 30 med styreenheden 510 er baseret på de kendte kendetegn ved jordens magnetfelt og stålskibets 30 20 ferromagnetisme. Som det er kendt, har jordens geomagnetiske felt en størrelse, en inklination i forhold til horisontalen og en deklination i forhold til retvisende nord. Disse feltkomponenter kan opløses i de geometriske komponenter Mx, My og Mz, som kan opnås med systemets magnetometer 550. Disse komponenter svarer til det typiske koordinatsystem eller rammekonventionen for magnetometre. Denne rammekonvention 25 betegnes ofte som NED, hvor X-aksen peger mod nord i horisontalen, Y-aksen peger mod øst i horisontalen, og Z-aksen peger vertikalt nedad.

Jordens samlede magnetfelt (B) på en bestemt lokation omfatter summen af tre fysiske komponenter: hovedfeltet (Bm) i jordens kerne, jordskorpefeltet (Bc) i nærheden af 30 jordskorpens overflade og det mest variable atmosfæriske felt (Bd). Der tages højde for disse tre felter Bm, Bc og Bd under kalibrering af deklinometret.

32 af 50 DK 177797 B1

Vektoren for jordens magnetfelt B har komponenter, der er defineret i et geodætisk koordinatsystem. Som tidligere vist i figur 12C har det geodætiske koordinatsystem for jordens geomagnetiske felt en x-komponent Xe (målt positivt mod nord), en y-5 komponent Ye (målt positivt mod øst) og en z-komponent Ze (målt positivt ned mod jordens centrum). Hovedfeltet (Bm) er den største komponent af det samlede magnetfelt (B), omfattende ca. 98 %, og det kan forudsiges med en række modeller. Nogle typiske modeller indbefatter IGRF (International Geomagnetic Reference Field), WMM (World Magnetic Model), EMM (Enhanced Magnetic Model) og BGGM (BGS Global io Geomagnetic Model). En eller flere af disse modeller anvendes i den nedenfor beskrevne kalibreringsprocedure.

For sin del kan jordskorpefeltet (Bc) kun kendes ved hjælp af lokale magnetiske undersøgelser, der i de fleste tilfælde ikke er tilgængelige. Dette kan løses ved i5 kalibrering i vandet så dybt som muligt for at minimere Bc. Det variable atmosfæriske felt (Bd) kan estimeres ved interpolering ud fra de data, der tilvejebringes af magnetiske observatorier, der er etableret i det område, der undersøges. Sådanne observatorier er placeret strategisk rundt omkring i verden, og data fra disse kan anvendes til at estimere det variable atmosfæriske felt (Bd) i området af interesse.

20

To typer ferromagnetisme er af interesse i kalibreringen af systemet 500. For det første konstrueres slæbeskibet 30 af jern, mens det er i jordens magnetfelt, således at skibet 30 får rest- eller permanent magnetisme under dets fysiske konstruktionsproces. Denne ferromagnetisme kaldes “hård jern”-magnetisme og tilpasses hele tiden til skibet 30, 25 selv når dets orientering ændres. Når magnetometret 550 opnår læsninger lægges skibets 30 hård jern-magnetisme således hele tiden til outputtet af hver akse af magnetometret 550.

Den anden type ferromagnetisme af interesse er induceret magnetisme, som skabes ved interaktion mellem jordens magnetfelt og skibets 30 jern. Denne inducerede magnetisme kaldes “blød jern”-magnetisme, og den varierer (fluktuerer) som skibet 30 33 af 50 DK 177797 B1 ændrer orientering i jordens magnetfelt. At beregne blødjerneffekterne er mere intensivt end hårdjerneffekter og indbefatter at bestemme en vinkel (phi), med hvilken de horisontale magnetometerlæsninger Mx/My roteres i horisontalen. Beregningen indbefatter også at bestemme et forhold (R) mellem store og små akser i de devierede, horisontale magnetometerlæsninger Mx/My. Når de kombineres, kompenserer vinklen (phi) og forholdet (R) for induceret magnetisme (blødjern) i det horisontale plan. Særlige ligninger til at identificere vinklen, den store akses størrelse, rotationsmatricer og proportionalitetsfaktoren for den store akse er kendt teknik og er ikke gentaget i detaljer heri for at gøre det mere kortfattet.

Begge disse typer af ferromagnetisme har effekter både i de horisontale planer (Mx, My) og det vertikale plan (Mz). Derfor kompenserer kalibreringsprocessen fortrinsvis for hård- og blødjernmagnetismen i både de horisontale og vertikale planer til bestemmelse 5 af korrigeringsparametre.

b. Flowdiagram

Figur 14 viser en kalibreringsproces 630 i flowdiagramform, der kan implementeres som software eller lignende i en programmerbar processor i en styreenhed som beskrevet heri. Kalibreringsprocessen 630 udregner en azimut af deklinometersystemet 520 i io forhold til magnetisk nord. Til dette anvender processen 630 roterede, kompenserede komponenter af et observeret magnetfelt, der er opnået ved magnetometerlæsninger (Mx, My og Mz), når skibet 30 gennemkrydser et kalibreringsmønster. Den magnetiske azimut fra dette observerede magnetfelt sammenlignes derefter med den azimut, der er opnået med GPS/IMU-indretningerne 560/570 i forhold til retvisende nord, hvilket giver i5 en deklination til korrigering af de forskellige kompaslæsninger på streamerne 60.

Til at starte med udfører operatørerne en kalibrering, der køres med skibet 30 for at kalibrere deklinometersystemet 520 (blok 632). Her sejles skibet 30 i et cirkulært mønster, således at skibets kurs passerer gennem alle azimutter, hvor azimut henviser 20 til vinklen i et horisontalt plan målt med uret fra en nordpejling. To mønstre 620/625 for skibet 30 kan anvendes som vist i figur 15A-15B. Når skibet 30 sejler mønsteret 620/625, registrerer styresystemet 510 kalibreringsdata, herunder GPS/IMU-kurs, 34 af 50 DK 177797 B1 duvning og rulning fra inertimåleenheden 560; 3-akse-læsningerne af Mx, My og Mz fra magnetometret 550; GPS-læsningerne af breddegrad og længdegrad fra GPS-modtageren 570 og tidsstempler for alle de foregående data (blok 634). Disse kalibreringsdata gemmes derefter til behandling som beskrevet i detaljer nedenfor for at 5 opnå parametre til korrigering af fremtidige læsninger (blok 636).

Til kalibreringen roterer styreenheden 510 de rå magnetometerdata mod horisontalen ved anvendelse af de opnåede GPS/IMU-data (blok 638). Når det er gjort, foretages der forskellige beregninger for at finde kalibreringsparametre, der kan anvendes til at io korrigere kompaslæsninger og seismiske data på baggrund af ændringer i deklination, som opleves under en seismisk undersøgelse. Som en del af disse beregninger fastlægger styreenheden 510 kalibreringsparametre for hård- og blødjerneffekt i den vertikale orientering (blok 640) og i den horisontale orientering (blok 642).

is Med de beregnede kalibreringsparametre foretager styreenheden 510 også beregninger, der kan kompensere for atmosfærisk forskel i jordens magnetfelt (blok 644). Det kan gøres ved at anvende infield-referering af data fra omgivende observatorier som forklaret mere detaljeret senere. Til slut, når kalibreringen er udført, kan styreenheden 510 anvende kalibreringsparametrene til dataindsamling og -20 behandling for streamerkompassene for at tage højde for ændringer i deklination ved udførelse eller analyse af en seismisk undersøgelse (blok 646).

c. Første kalibreringsfase

Med forståelse for den overordnede kalibreringsproces 630, der er beskrevet ovenfor, 25 gøres der nu rede for figur 16A, der viser et første kalibreringstrin 650 mere detaljeret. (Trinnene i fasen 650 kan implementeres som software eller lignende i en programmerbar processor i en styreenhed som beskrevet heri.) Efter skibet 30 har gennemkrydset mønsteret (620/625 i fig. 15A-15B) og opnår læsninger i alle azimutter som tidligere beskrevet, roterer styreenheden 510 først de rå magnetometerdata (Mx, 30 My, Mz) fra magnetometret 550 mod horisontalen ved anvendelse af duvningen og rulningen, der opnås fra inertimåleenheden 560 (blok 652). Til dette påføres 35 af 50 DK 177797 B1 magnetometerdataene en rotation for at fjerne rulningen (dvs. krængningsvinkel mellem Y-aksen og horisontalen), og der påføres en anden rotation for at fjerne duvningen (dvs. elevationsvinkel mellem X-aksen og horisontalen). Denne rotation tilpasser det lokale horisontale x-y-plan til et horisontalt X-Y-referenceplan og kan anvende 5 rotationsmatricer og beregninger, der er kendt teknik.

Efter dette udregner styreenheden 510 den roterede vertikale Mz-komponent som en funktion af GPS/IMU-azimut ved anvendelse af en Fourierserie-deviationskurve af fjerde orden og mindste kvadrater. Denne kurvetilpasning bestemmer vertikale io blødjernparametre (9 koefficienter) til at kompensere for blødjerneffekter i det vertikale plan (blok 654).

Figur 17 viser grafisk dette trin med hensyn til udregning af den roterede vertikale komponent (Mz) som en funktion af azimutten ud fra GPS/IMU-læsningerne ved is anvendelse af en Fourierserie-deviationskurve af fjerde orden og mindste kvadrater.

Her er den rå vertikale komponent Mz vist som linje 680, og den roterede vertikale komponent Mz er vist som linje 682. Den udregnede kurve for den roterede vertikale komponent Mz er vist som linje 684 med nanotesla af den roterede vertikale komponent Mz, der er vist grafisk som en funktion af IMU-azimut fra inertimåleenheden 560. Som et 20 resultat af disse trin opnår kalibreringsprocessen 630 parametre til at kompensere for den inducerede magnetisme (blødjerneffekter) i vertikalen, der er forårsaget af skibet 30. De vertikale blødjernparametre kommer fra de ni koefficienter af Fourierserien af den bedst egnede linje 684.

25 Tilbage i figur 16A itererer styreenheden 510 flere trin (blok 656 til 665) efter udregning af de vertikale blødjernparametre for derefter at fastlægge parametre til at kompensere for restmagnetisme (hårdjerneffekter) i vertikalen.

Under iteration af en sekvens af vertikale justeringsfaktorer Mz0adj og for hvert datapunkt 30 i kalibreringscirklen, der gennemkrydses af skibet 30, udregner processen Mz0 = Fourier (en funktion af azimut) minus justeringsfaktoren Mz0adj og dividerer Mz0 med 36 af 50 DK 177797 B1 cos(duvning)*cos(rulning) (blok 636). (I beregningerne repræsenterer Mz0adj værdien af restmagnetiseringen i vertikalen, der minimerer standarddeviationen (SD) af den horisontale ellipse (Mh) i nanotesla). Denne proces "afroterer" i det væsentlige den vertikale azimut Mzo i forhold til skibets orientering. Den absolutte værdi af ikke roteret 5 vertikal azimut Mz reduceres endvidere af ikke roteret azimut Mz0. Reduktionen i Mz ændrer de roterede Mx- og My-komponenter. Derfor roterer styreenheden 510 magnetometerdataene (rå Mx, rå My, reduceret Mz) mod horisontalen med duvning og rulning, opnået fra inertimåleenheden 560 (blok 638).

io De horisontale magnetometerkomponenter Mx og My danner en horisontal feltkomponent. Når den fremstilles grafisk i det horisontale plan af Mx som en funktion af My, karakteriseres det observerede magnetfelts horisontale feltkomponent som en ellipse. I kalibreringen burde den horisontale komponent være "cirkulær", hvis den ikke er blevet forvrænget af blød- og hårdjerneffekter fra skibet 30. Fordi is magnetometerdataene er blevet forvrænget, er det observerede magnetfelts horisontale komponent dog blevet ændret og har en forskudt, roteret og elliptisk form, når den fremstilles grafisk i et horisontalt plan af Mx og My. Ved at forstå, hvordan det horisontale felts ellipse Mh er forvrænget fra en ideel cirkulær form, kan der fastlægges forskellige parametre, der beskriver blød- og hårdjerneffekterne af skibet 30 på 20 magnetometerlæsningerne i det horisontale plan.

Når magnetometerdataene roteres (blok 658), udregner styreenheden 510 parametrene for det horisontale felts ellipse Mh samtidig med mindste kvadrater (blok 640). At gøre dette indbefatter at udregne to translationer (X0 og Y0), en orienteringsvinkel (phi) og et 25 forhold (R) mellem ellipsens Mh store og lille akse, hvormed den ideelle form til magnetometerlæsningerne er blevet forvrænget i de faktiske opnåede magnetometerdata.

Translationen X0 er translationen i X-retningen af det horisontale felt, og translationen 30 Y0 er translationen i Y-retningen af det horisontale felt. Disse to translationer (X0 og Y0) kompenserer for restmagnetisme (hårdjern) i horisontalen. Disse translationer (X0 og 37 af 50 DK 177797 B1 Y0) indikerer i det væsentlige hvilke forskydninger, der skal anvendes på det horisontale felts ellipse Mh, efter der er korrigeret for duvning og rulning for at kompensere for det hårde jerns forskydende effekter i det horisontale plan. Vinklen (phi) er det horisontale felts ellipse Mh's vinkelorientering i horisontalen, og forholdet (R) er et forhold mellem 5 det horisontale felts ellipse Mh's store og lille akse. Når de kombineres, kompenserer både vinklen (phi) og forholdet (R) for induceret magnetisme (blødjern) i det horisontale plan.

Derefter translaterer og "indcirkler" processen det horisontale felts ellipse Mh, dvs.

10 processen finder ud af hvilke parametre, der ville tilpasse det horisontale felts ellipse Mh til den ideelle cirkulære form, hvis magnetometrets data ikke blev udsat for forvrængninger fra blød- og hårdjerneffekterne (blok 642). Her udregner processen iterativt parametre, der definerer forvrængningen af hård- og blødjerneffekterne på magnetometerdataene, ved at vælge en justeringsfaktor Mz0adj-værdi, der minimerer i5 standarddeviationen (SD) af det horisontale felt (Mh) fra idealet.

Processen udregner især translationerne (X0 og Y0), der flytter det horisontale felts ellipse Mh til (0,0) i det horisontale Mx/My-plan. Processen udregner også vinklen (phi), der roterer det horisontale felts ellipse Mh, således at processen kan udregne forholdet 20 (R) mellem den store og lille akse til forøgelse af den lille akse for at gøre ellipsen cirkulær. Når forholdet er fastlagt, kan processen derefter rotere det horisontale felts ellipse Mh tilbage med vinklen (dvs. -phi) for at genskabe denne orientering.

På dette sted i den iterative proces i figur 16A beregner styreenheden 510 25 standarddeviationen for alle datapunkter baseret på parametrene, der er blevet anvendt til den aktuelle iteration af løsningen (blok 664). Styreenheden 510 beregner især, for alle datapunkter, standarddeviationen (SD) af det horisontale felts ellipse Mh som kvadratroden af (Mx2 + My2). Styreenheden 510 vælger derefter Mz0adj-justeringsfaktoren, der minimerer standarddeviationen (SD) af det horisontale felts 30 ellipse Mh fra den ideelle cirkulære form (blok 665). Denne værdi af Mz0adj- justeringsfaktoren er relateret til de specifikke parametre for translationerne (X0, Yo), 38 af 50 DK 177797 B1 rotationsvinklen (phi) og akseforholdet (R). Der er også ni koefficienter af Fourierserien for den vertikale komponent Mz. Processen gentages derefter efter behov, indtil en optimeret deklinationsværdi er beregnet for deklinationen ved lokation (blok 666).

5 Figur 18 viser disse trin grafisk. De rå horisontale magnetometerlæsninger Mx, My er vist ved hjælp af det horisontale felts ellipse 690, og duvnings- og rulningsdataene fra inertimåleenheden 560 er vist ved hjælp af cirklen 692. Hvis der ikke var nogen forvrængning, ville magnetometrets horisontale læsninger Mx, My, hvis de drejes 360°, markeres som en cirkel i det horisontale Mx/My-plan centreret omkring (0, 0). io Udefrakommende magnetiske påvirkninger fra hård- og blødjerneffekter forvrænger naturligvis magnetometrets 550 læsninger Mx, My fra idealet. Generelt får hårdjerneffekter magnetometrets læsninger Mx, My til at forskydes fra centrum (0, 0).

Således er de rå magnetometerlæsninger Mx, My vist som ellipse 690 forskudt fra centrum. For sin del forvrider blødjerneffekterne den ideelle cirkel af læsningerne Mx, My is til en mere elliptisk form. Således er de rå magnetometerlæsninger Mx, My vist ved hjælp af ellipsen 690. Da begge effekter kan forekomme samtidigt, udviser de resulterende læsninger Mx, My i ellipsen 690 naturligvis begge forstyrrelser.

I kalibreringsberegningerne roteres de rå magnetometerdata (690) mod horisontalen 20 ved anvendelse af duvning- og rulningsdata (692) fra IMU-indretningen 660. Til dette anvender trinnene translationer til at flytte ellipsen (690) af de rå magnetometerdata til (0,0) i det horisontale Mx/My-plan og til at rotere ellipsen (690) med vinklen (phi).

Trinnene forøger også ellipsens (690) lille akse b med et bestemt forhold (R) ("indcirkler" således ellipsen) og roterer ellipsen (690) tilbage med vinklen (phi). Endelig 25 udregner trinnene de mindste kvadrater, der er repræsenteret ved cirklen (696). Den tidligere beskrevne standarddeviation (SD) er her repræsenteret som forskellen mellem cirklerne (694 og 696).

d. Anden fase af kalibreringsprocessen

Den første kalibreringsfase 660 i figur 16A er tilstrækkelig til at udregne en azimut i 30 forhold til magnetisk nord. Men den første fase 660 kompenserer ikke for jordens atmosfæriske magnetiske variation Bd. For at opnå dette udføres en anden 39 af 50 DK 177797 B1 kalibreringsfase som vist i figur 16B, der interpolerer magnetiske observationsdata ved anvendelse af infield-referering til at estimere deklination under kalibrering. Trinnene i fasen 650 kan implementeres som software eller lignende i en programmerbar processor i en styreenhed som beskrevet heri.

5

Her opnår styreenheden 510 trekomponent-magnetometerdataene for kalibreringsdagen fra et eller flere regionale magnetiske observatorier (blok 670). Ved anvendelse af en magnetisk model (f.eks. EMM (Enhanced Magnetic Model) eller lignende) kendes de forudsagte deklinationer for observatorierne (670). For en given io kalibreringslokation eller et givent undersøgelsesområde kan flere observatorier (670) være tilgængelige i forhold til kalibreringsstedet for denne proces.

Styreenheden 510 trækker den beregnede deklination (668) fra de interpolerede observatoriedeklinationer (670) (blok 672). Figur 16C illustrerer skematisk et skib 30 i et i5 undersøgelsesområde i forhold til observatoriestationer 670. For hvert af observatorierne (670) kan en tidsserie af en delta-deklination f.eks. opnås der, hvor delta-deklinationen er den observerede deklination ved observatoriet (670) minus den forudsagte deklination for dagen. Ved at vægte baseret på afstand fra kalibreringsstedet (dvs. skibet 30) til observatorierne (670) og baseret på deres horisontale magnetfelters 20 relative styrker interpolerer kalibreringsprocessen en delta-deklinationstidsserie for kalibreringsstedet (blok 674).

Figur 19 viser disse trin grafisk. Delta-deklinationskurver for fire observatorier er vist med linjerne 695i-4. Ved at vægte baseret på afstand fra kalibreringsstedet (skibet 30) til 25 observatorierne (670) og baseret på deres horisontale magnetfelters relative styrker interpolerer processen en delta-deklinationstidsserie for kalibreringsstedet, der er repræsenteret ved linjen 697.

Den anden kalibreringsfase i figur 16B tilføjer derefter denne interpolerede delta-30 deklination (670) til den forudsagte deklination fra modellen for at generere en tidsserie af deklination ved kalibreringsstedet. Som funktioner af tid og magnetisk azimut af 40 af 50 DK 177797 B1 skibet 30 trækkes de ovenfor beregnede deklinationer derefter fra den observerede tidsserie for at tilvejebringe en deklinationsjustering som en funktion af azimut (blok 672). Denne justering udregnes som en funktion af magnetisk azimut med en Fourierserie-deviationskurve af fjerde orden (også kaldet en "deviationskurve") ved 5 anvendelse af mindste kvadrater (blok 674). Resultatet er ni koefficienter af

Fourierserien til deklinationsjusteringen, der kompenserer for atmosfærisk variation i deklination på tidspunktet og stedet for kalibreringen.

Endelig, efter kalibreringsberegningen, sender styreenheden 510 de forskellige io deklinationsparametre, der skal anvendes ved behandling af data, som er indsamlet under undersøgelsen (blok 676). Parametrene omfatter: • blødjernparametrene — dvs. de ni koefficienter af Fourierserien for den vertikale komponent Mz, der kompenserer for induceret magnetisme (blødjern) i vertikalen; • hårdjernparametrene — dvs. Mz0adj-justeringsfaktoren, der i kombination med i5 Fourierserien for den vertikale komponent Mz (ovenfor) danner komponenten Mz0 for at kompensere for restmagnetisme (hårdjern) i vertikalen; • translationsmatricen X0 til translation i X-retningen af det horisontale felt; • translationsmatricen Y0 til translation i Y-retningen af det horisontale felt, der med X0 kompenserer for restmagnetisme (hårdjern) i horisontalen; 20 · orienteringsvinklen (phi), som det horisontale felts ellipse Mh af magnetometerdataene har i horisontalen; • forholdet (R) mellem den store og lille akse, som det horisontale felts ellipse Mh har, der med vinklen (phi) kompenserer for induceret magnetisme (blødjern) i horisontalen; og 25 · de ni koefficienter af Fourierserien til deklinationsjusteringen (også kaldet en "deviationskurve"), der kompenserer for atmosfærisk variation i deklination på tidspunktet og stedet for kalibreringen.

2. Procesflow

Med kalibreringsparametrene kan styreenheden 510 derefter behandle deklinationsdata 3o ved skibet 30 for at korrigere kompaslæsningerne for aktuel deklination. Figur 20 viser denne behandling i flowdiagramform og anvender mange af de samme trin som tidligere 41 af 50 DK 177797 B1 beskrevet. Som før kan behandlingen implementeres som software eller lignende i en programmerbar processor i en styreenhed som beskrevet heri. Her anvender behandlingen de tidligere deklinationsparametre, der er fastlagt ved kalibrering for at bestemme en korrekt magnetisk deklination af kabel kom passer og -sensorer og 5 rapportere til styresystemets navigationskomponenter.

Til at starte med beregner styreenheden 510 Mzf ud fra den rå azimut Mz, Mz0adj, kurs, duvning, rulning og ni Fourier-koefficienter af de vertikale blødjernsparametre (blok 702) og roterer Mx, My, MzF mod horisontalen med duvning og rulning (blok 704). Enheden io 510 translaterer de horisontale komponenter Mx/My (dvs. det horisontale felts ellipse Mh) til (0,0) med transformationerne Xo og Y0 (blok 706) og indcirkler det horisontale felts ellipse Mh med den tidligere fastlagte vinkel (phi) og forholdet (R) (blok 708).

Styreenheden 510 beregner derefter den magnetiske azimut ud fra Mx og My (blok 710) og udregner deklinationen ud fra den magnetiske azimut og GPS/IMU-kursen (blok is 712).

For at færdiggøre den anden del af processen og tage højde for magnetiske atmosfæriske variationer Bd beregner styreenheden 510 delta-deklinationen ud fra den magnetiske azimut og de ni Fourier-koefficienter for den atmosfæriske korrigering (blok 20 714). Endelig korrigerer styreenheden 510 den magnetiske deklination med delta deklination og rapporterer resultatet til navigationssystemet til styring af streamerne 60 og til registrering til senere behandling ved at korrigere kabelkompaslæsningerne som beskrevet i detaljer heri (blok 716).

25 D. Deklinationskorrektion til brug for landbaserede seismiske undersøgelser

Som offentliggjort her kan deklinationssystemet anvendes ved marineseismiske undersøgelser, og især ved undersøgelser, hvor det er upraktisk at fastgøre halebøjer til enden af streamerkabler, såsom i isfyldte områder, i trafikerede områder og ved 30 anvendelser, hvor kablet slæbes for dybt til en praktisk forbindelse med en halebøje (deep-tow-geometri, slanted-cable-geometri etc). Deklinationssystemet kan dog 42 af 50 DK 177797 B1 anvendes i andre situationer. Generelt kan det offentliggjorte system anvendes ved marineseismiske undersøgelser, hvor der kræves yderligere præcision af kompasserne eller andre magnetiske kurssensorer, selvom der måske ikke er noget til hinder for at have en halebøje til opnåelse af GPS-læsninger i en lukket polygon. Det offentliggjorte 5 system kan også anvendes ved marineseismiske undersøgelser, hvor undersøgelsen krydser en stor udstrækning, hvor det forventes, at den magnetiske deklination ændrer sig, eller hvor miljømæssige forhold indikerer svingninger i deklinationen.

Snarere end marineanvendelser kan deklinationssystemet yderligere anvendes ved 10 flerkomponentundersøgelser på land, hvor hovedretningssensoren er et kompas eller en anden magnetisk kurssensor og kan anvendes på tidspunkter, hvor jordens magnetfelt befinder sig i en tilstand med ekstrem forandring enten rumligt eller tidsmæssigt over tid (f.eks. ved arktiske breddegrader eller under solstorme). Således kan det offentliggjorte system anvendes ved seismisk dataindsamling til at måle den i5 magnetiske deklination i realtid i et bestemt område. Derudover kan det offentliggjorte system anvendes både ved land- og marineseismiske undersøgelser til at blive anvendt på enhver magnetisk heading-indretning til korrektion i forhold til retvisende nord og kan anvendes til at kompensere for den magnetiske påvirkning af en marinebaseret eller landbaseret indretning, såsom en stålplatform, et skib, et køretøj eller lignende. I et 20 eksempel, snarere end et marinebaseret skib, kan et landbaseret fartøj have et magnetometer, en navigationsindretning og en styreenhed, der er sammenlignelig med de ovenfor anførte til marineundersøgelse, omend til landundersøgelse.

Som et andet eksempel viser figur 21 skematisk en plangengivelse af et landbaseret 25 seismisk undersøgelsessystem 800 med en kilde 810, en flerhed af sensorer 820 og en central styreenhed 830. Sensorerne 820, som befinder sig et array med afstand til hinanden for at måle geofysisk information, kan anvende 3-komponent-sensorer til opnåelse af 3-dimensionel energi kendt som 3D-seismik og kan omfatte accelerometre, velocitetsgeofoner, mikrofoner eller lignende. Når den seismiske kilde 810 er i brug, 30 overfører den akustisk energi til jorden, og sensorerne 820 optager energi efter reflektion og refraktion ved grænser i underjordiske strukturer. Den centrale styreenhed 43 af 50 DK 177797 B1 830 modtager de seismiske informationer og behandler dem, således at der kan genereres billedinformation.

Som vist kan forskellige isogonlinjer af det geomagnetiske felts deklination passere 5 igennem undersøgelsesområdet. Disse isogonlinjer udtrykkes typisk i grader for at korrigere kompaslæsninger i forhold til retvisende nord. Graderne af isogonlinjerne ændrer sig hen over den geografiske lokation og ændrer sig også over tid. Derfor kan geomagnetiske feltmålinger fra kompasser eller lignende knyttet til hver af sensorerne 820 have fejl som følge af svingninger i deklination. Af denne årsag anvender systemet io 800 de her anførte teknikker til opnåelse af deklinationen både tidsmæssigt og rumligt til de forskellige sensorpositioner, således at de tilknyttede geomagnetiske feltmålinger kan give en bedre korreleret information med henblik på billeddannelse.

Som også vist kan deklination ved sensorerne 820 bestemmes ved interpolation fra en is eller flere fjerntliggende basisstationer S1-S2, således at rumlige og tidsmæssige korrektioner for deklinationer kan udregnes for de forskellige sensorpositioner ved at anvende infield-referering som tidligere forklaret. Derudover eller alternativt kan deklination ved sensorerne 820 udregnes individuelt ved at anvende et deklinationssystem og -teknikker som her anført, således at individuelle geomagnetiske 20 læsninger ved de forskellige sensorpositioner kan korrigeres i realtid for deklination.

Teknikkerne ved den foreliggende offentliggørelse kan implementeres i digitale elektroniske kredsløb eller i computerhardware, firmware, software eller i kombinationer af disse. Udstyr til udøvelse af de beskrevne teknikker kan implementeres i et 25 computerprogramprodukt, der er konkret omfattet af en maskinlæsbar lagerindretning til udførelse ved hjælp af en programmerbar processor; og fremgangsmådetrin af de beskrevne teknikker kan udføres af en programmerbar processor, der udfører et program med instruktioner til at udføre funktioner af de beskrevne teknikker ved at handle på inputdata generere output. Egnede processorer omfatter, eksempelvis, 30 mikroprocessorer til både generelle og specielle formål. Generelt modtager processoren instruktioner og data fra en ROM og/eller en RAM, herunder magnetiske disks, såsom 44 af 50 DK 177797 B1 interne harddisks og udtagelige disks; magneto-optiske disks og optiske disks. Lagerindretninger, der er egnede til konkret at omfatte computerprograminstruktioner og data, omfatter alle former for ikkeflygtig hukommelse, omfattende eksempelvis halvlederhukommelsesindretninger, såsom EPROM, EEPROM og 5 flashhukommelsesindretninger; magnetiske disks, såsom interne harddisks og udtagelige disks; magneto-optiske disks; og CD-ROM-disks. Alt det foregående kan suppleres med, eller inkorporeres i, applikationsspecifikt integrerede kredsløb (ASICs).

Den foregående beskrivelse af foretrukne og andre udførelsesformer skal ikke 10 begrænse eller indskrænke området eller anvendeligheden af ideerne med opfindelseshøjde udtænkt af ansøgerne. Læren i den foreliggende offentliggørelse kan gælde for 2-D-, 3-D- og 4-D-seismisk undersøgelse i isfyldte eller obstruerede farvande, ligeledes under normale seismiske forhold. Selvom den magnetiske deklinationskorrektion i forhold til retvisende nord som anført her er beskrevet til i5 anvendelse off-shore, kan den anvendes både ved land- og marineseismiske undersøgelser. Derudover kan her beskrevne aspekter og teknikker, der er beskrevet i forbindelse med en særlig udførelsesform, implementering eller indretning, anvendes eller kombineres med aspekter og teknikker, der er beskrevet i andre her offentliggjorte.

Mod at offentliggøre de her indeholdte ideer med opfindelseshøjde ønsker ansøgerne 20 alle patentrettigheder tildelt ved hjælp af de vedlagte krav. Derfor er det meningen, at de vedlagte krav omfatter alle modifikationer og variationer i det fulde omfang, som de fremgår i inden for rammerne af de følgende krav eller ækvivalenterne deraf.

45 af 50

Claims (17)

1. Seismisk undersøgelsesfremgangsmåde, omfattende: at opnå et eller flere seismiske signaler med en eller flere seismiske sensorer i 5 en seismisk undersøgelse af et undersøgelsesområde ved at slæbe mindst en streamer, der har den ene eller flere seismiske sensorer, bag et skib i en åben polygon; at opnå en eller flere lokale geomagnetiske feltmålinger i forhold til den ene eller flere seismiske sensorer; io at måle tidsmæssige og rumlige deklinationsparametre ved opnåelse af skibsmålinger, herunder positionsmålinger og geomagnetiske feltmålinger, ved skibet og bestemme deklination ved skibet over tid under den seismiske undersøgelse ud fra skibsmålingerne; at korrigere den ene eller flere lokale geomagnetiske feltmålinger på baggrund af i5 deklinationsparametrene; og at korrelere den ene eller flere korrigerede geomagnetiske feltmålinger med det ene eller flere seismiske signaler.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor måling af de tidsmæssige og rumlige 20 deklinationsparametre omfatter at opnå en eller flere geomagnetiske basisfeltmålinger fra en eller flere basislokationer og interpolere de tidsmæssige og rumlige deklinationsparametre på baggrund deraf.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, hvor den ene eller flere basislokationer er rumligt 25 adskilt fra den ene eller flere lokale geomagnetiske feltmålinger, og hvor den ene eller flere geomagnetiske basisfeltmålinger opnås over tid.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor måling af de tidsmæssige og rumlige 30 deklinationsparametre omfatter at opnå globale positioneringssystemmålinger, da skibets positionsmålinger bestemmer en første geodætisk pejling for skibet ud fra de globale positioneringssystemmålinger ved skibet. 46 af 50 DK 177797 B1

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, hvor måling af de tidsmæssige og rumlige deklinationsparametre omfatter at bestemme en anden geodætisk pejling for skibet ud fra de geomagnetiske feltmålinger ved skibet. 5

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, hvor bestemmelse af deklinationen ved skibet over tid under den seismiske undersøgelse ud fra skibsmålingerne omfatter at beregne en forskel mellem den første og anden geodætiske pejling. io

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor bestemmelse af deklinationen ved skibet over tid under den seismiske undersøgelse ud fra skibsmålingerne omfatter at kompensere for bevægelse af skibet, opnået fra tre-komponentinertimålinger af skibet.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor opnåelse af den ene eller flere lokale i5 geomagnetiske feltmålinger i forhold til den ene eller flere seismiske sensorer omfatter at opnå en eller flere kompaslæsninger på den mindst ene streamer.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor bestemmelse af deklination ved skibet omfatter at kalibrere et deklinometer på skibet ved at gennemkrydse et 20 kalibreringsmønster med deklinometret i undersøgelsesområdet.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, hvor kalibrering af deklinometret på skibet omfatter at supplere kalibreringen med en eller flere forudsagte deklinationer af undersøgelsesområdet interpoleret ud fra en eller flere basisstationer. 25

11. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor bestemmelse af deklination ved skibet omfatter at kompensere for mindst en jerneffekt af skibet på de geomagnetiske feltmålinger ved skibet. 47 af 50 DK 177797 B1

12. Fremgangsmåde ifølge krav 11, hvor kompenseringen omfatter at kompensere for blød- og hårdjernparametre for skibet for vertikale og horisontale planer i det geomagnetiske felt.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 12, hvor kompenseringen for blød- og hårdjernparametre for skibet for vertikale og horisontale planer i det geomagnetiske felt omfatter samtidigt at udregne blød- og hårdjernparametre i en mindste kvadraters justering. io

14. Fremgangsmåde ifølge krav 1, endvidere omfattende: i det mindste med mellemrum at spore en absolut position for den mindst ene streamer; og at korrelere den ene eller flere korrigerede geomagnetiske feltmålinger med den absolutte position. 15

15. Fremgangsmåde ifølge krav 14, hvor det i det mindste med mellemrum at spore den absolutte position for den mindst ene streamer omfatter med mellemrum at bringe en indretning på den mindst ene streamer mod overfladen, og at opnå absolut positionsinformation for den mindst ene streamer med 20 indretningen, mens den bringes mod overfladen.

16. Fremgangsmåde ifølge krav 15, hvor den absolutte position for den mindst ene streamer omfatter: at opnå relativ positionsinformation for den mindst ene streamer, mens den 25 slæbes under vandoverfladen; og at bestemme den absolutte position for den mindst ene streamer under anvendelse af den relative positionsinformation og den med mellemrum opnåede absolutte positionsinformation.

17. Seismisk dataindsamlingsapparat til et skib, der slæber en seismisk streamer i et undersøgelsesområde bag skibet i en seismisk undersøgelse, hvilket apparat omfatter: 48 af 50 DK 177797 B1 mindst en seismisk sensor, der slæbes i en åben polygon bag skibet på den seismiske streamer og måler et eller flere seismiske signaler i undersøgelsesområdet; mindst en geomagnetisk heading-indretning, der er forbundet med den mindst 5 ene seismiske sensor og slæbes bag skibet på den seismiske streamer, hvor den mindst ene geomagnetiske heading-indretning foretager en eller flere lokale geomagnetiske feltmålinger; en positioneringsindretning, der er anbragt på skibet og opnår positionsmålinger ved skibet; 10 mindst et magnetometer, der er anbragt på skibet og foretager magnetometermålinger ved skibet; og en styreenhed, der er funktionelt forbundet med den mindst ene seismiske sensor, den mindst ene geomagnetiske heading-indretning, positioneringsindretningen og det mindst ene magnetometer, hvor i5 styreenheden er udformet til at udføre en seismisk undersøgelsesfremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til 16. 49 af 50