FR2496277A1 - Underwater seismic exploration system - uses self-propelled floats travelling adjacent to ship to tow seismic detectors and remotely controlled by mother - Google Patents
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Abstract
Description
"PROCEDE D'ENTR4INE > ENT D'UN ORGANE D'EXPLOFATI('N SISMIQUE
A PARTIR D'UN BATEAU-MERE.'
L'invention concerne l'exploration sismique en mer et plus parti culièrement ltentralnement à partir d'un bateau-mere d'organes d'exploration sismique comprenant au moins une source sismique et une flûte sismique."CORE PROCESS> ENT OF AN EXPLOFATIOUS ORGAN ('N SEISMIC
FROM A MOTOR BOAT. '
The invention relates to seismic exploration at sea and more particularly to the location from a mother ship of seismic exploration components comprising at least one seismic source and one seismic flute.
On sait qu'on peut explorer le sous-sol marin au moyen d'une source sismique marine qui émet des impulsions acoustiques se propageant dans l'eau et dans les couches de terrain sous-jacentes et d'hydrophones disposés selon une flute sismique, dite aussi"streamer", et recueillant l'énergie acoustique réfléchie dans ces couches de terrain sous-jacentes. We know that we can explore the sea floor by means of a marine seismic source which emits acoustic pulses propagating in the water and in the underlying layers of land and hydrophones arranged according to a seismic flute, also called "streamer", and collecting the acoustic energy reflected in these underlying ground layers.
La source sismique est portée ou remorquée par un bateau-mère et ce bateau remorque une flûte sismique. I1 est possible de faire remorquer plusieurs flûtes sismiques par le bateau-mère en utilisant un système de tangons pour maintenir les flûtes écartées les unes des autres.The seismic source is carried or towed by a mother boat and this boat tows a seismic streamer. It is possible to have several seismic streamers towed by the mother ship using a spinnaker system to keep the streamers apart from each other.
Mais la longueur de ces tangons est très courte et la traînée du bateau-mère perturbe les résultats ; les profils sismiques obtenus au moyen des flûtes sismiques remorquées par un même bateau sont superposées pour améliorer la couverture en points miroirs et faire des mesures de composantes latérales du pendage en profil large. La mise en oeuvre de ces tangons est très délicate et pose de nombreux problèmes relatifs aux attaches. En outre, les flûtes sismiques ne peuvent être maintenues qu'à des profondeurs faibles ne permettant pas toujours d'éviter l'influence de la boule et des bruits de surface et faisant courir un risque de destruction des flûtes sismiques lors du passage d'autres bâtiments.De même, la source sismique ne peut être placée à grande profondeur ni être beaucoup déportée par rapport au bateau-mère,
La présente invention se propose d'assurer à partir d'un bateaumère l'entraînement d'au moins un organe d'exploration sismique à la profondeur désirée et dans la position voulue par rapport au bateau-mère.But the length of these poles is very short and the drag of the mother boat disturbs the results; the seismic profiles obtained by means of the seismic flutes towed by the same boat are superimposed to improve the coverage in mirror points and to make measurements of lateral components of the dip in wide profile. The implementation of these poles is very delicate and poses many problems relating to the fasteners. In addition, the seismic streamers can only be maintained at shallow depths which do not always make it possible to avoid the influence of the ball and surface noises and which run the risk of destroying the seismic streamers when passing other Likewise, the seismic source cannot be placed at great depth or be much offset from the mother ship,
The present invention proposes to ensure from a vessel the drive of at least one seismic exploration member to the desired depth and in the desired position relative to the mother ship.
Un objet de l'invention est ainsi un procédé d'entraînement à partir d'un bateau-mère d'organes d'exploration sismique, dans lequel au moins l'un de ces organes d'exploration sismique est remorqué par un planeur immergé autopropulsé télécommandé à partir du bateau-mère. An object of the invention is thus a method of driving from a mother ship of seismic exploration bodies, in which at least one of these seismic exploration bodies is towed by a submerged self-propelled glider remotely controlled from the mother ship.
on peut de cette manière choisir la profondeur et la position optimales d'organes d'exploration sismique. I1 est possible de disposer plusieurs flûtes sismiques parallèles à une distance assez importante, par exemple 1 km, les unes des autres, et de tirer plusieurs profils SismiqueS que l'on peut traiter a volonté, séparément ou non, On a donc un système extrêmement souple, permettant d'obtenir des gains de temps et des économies considérables. in this way one can choose the optimal depth and position of seismic exploration devices. It is possible to have several seismic streamers parallel at a fairly large distance, for example 1 km, from each other, and to draw several Seismic profiles which can be treated at will, separately or not, so we have an extremely flexible, allowing considerable time savings and savings.
Un objet de l'invention consiste aussi a maintenir le planeur inmergé autopropulsé ou les planeurs immergés autopropulsés a un gisement et une distance constants par rapport au bateauioère, au moyen d'un système d'asservissement commandé par sonar. An object of the invention also consists in maintaining the submerged self-propelled glider or the submerged self-propelled gliders at a constant bearing and distance from the boat, by means of a servo system controlled by sonar.
Si plusieurs organes d'exploration sismique sont entralnés par des planeurs télécommandés a partir d'un même bateau-mère, un autre objet de l'invention consiste a commander par sonar le système d'asservissement en position par rapport au bateau-aère d'un premier planeur et par balises acoustiques a partir du bateau-aère et de ce premier planeur le système d'asservissement en position par rapport au bateau-mère d1au moins un autre planeur. If several seismic exploration bodies are entralées by remote-controlled gliders from the same mother ship, another object of the invention consists in controlling the servo system by sonar in position relative to the aeration boat of a first glider and by acoustic beacons from the airboat and from this first glider the servo system in position relative to the mother boat of at least one other glider.
La télécommande des planeurs par le bateau-mère peut s'effectuer selon tout type de télécommande compatible avec le milieu aqueux dans lequel doit s'effectuer la transmission. Selon un objet de l'invention, cette télécomnande est transmise au moyen de cibles de liaison a circulation électrique reliant le bateau-mère au planeur ou a chacun des planeurs. The remote control of the gliders by the mother boat can be carried out according to any type of remote control compatible with the aqueous medium in which the transmission must take place. According to an object of the invention, this remote control is transmitted by means of electrical circulation link targets connecting the mother ship to the glider or to each of the gliders.
D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exemple de réalisation qui va être décrit, a titre non limitatif, en se référant au dessin joint dans lequel
- la Figure I est une vue en plan de l'ensemble d'un bateaumère, de deux planeurs remorquant chacun une flûte sismique, d'une source sismique et d'une autre flûte sismique remorquée par le bateau-mère ;
- les Figures 2 et 3 sont des vues en élévation du même ensemble prises a partir de l'avant et a partir de la droite de la Figure 1 respectivement ;
- la Figure 4 est une vue en plan, a plus grande échelle, d'un planeur.Other objects and advantages of the invention will emerge from the description of an exemplary embodiment which will be described, without limitation, with reference to the attached drawing in which
- Figure I is a plan view of the assembly of a vessel, two gliders each towing a seismic streamer, a seismic source and another seismic streamer towed by the mother ship;
- Figures 2 and 3 are elevation views of the same assembly taken from the front and from the right of Figure 1 respectively;
- Figure 4 is a plan view, on a larger scale, of a glider.
Un bateau-mère 1, qui a été supposé ici naviguer a la surface 2 de la mer, mais qui pourrait aussi etre un sous-marin, remorque de manière classique une source sismique 3 et une flûte sismique 4. Deux autres flutes sismiques 5, 6 sont, au contraire, remorquées selon l'invention chacune par un planeur autopropulsé, respectivement 7 et 8, relié au bateau-mère 1 par un câble électrique, respectivement 9 et 10. A mother ship 1, which was supposed here to sail on the surface 2 of the sea, but which could also be a submarine, conventionally tows a seismic source 3 and a seismic streamer 4. Two other seismic streamers 5, 6 are, on the contrary, towed according to the invention each by a self-propelled glider, respectively 7 and 8, connected to the mother boat 1 by an electric cable, respectively 9 and 10.
Ces câbles électriques peuvent être protégés au voisinage du bateau- e~2 !, r 425 tubes proteeteu s, respe^tixement Il et 12, a I'intériPur desquels ils descendent dans la mer. Ces câbles sont munis d'un cerrain nombre de bouées telles que 13 visibles sur la Figure 3. These electrical cables can be protected in the vicinity of the boat ~ 2!, R 425 protective tubes, respectively Il and 12, inside which they descend into the sea. These cables are provided with a certain number of buoys such as 13 visible in Figure 3.
Les fluets sismiques 4, 5, 6 ont été représentées par un simple trait car elles ne font pas partie de l'invention et peuvent être de tout type selon les différents cas d'utilisation. Elles sont maintenues à une distance constante les unes des autres, par exemple a 1 km entre la fl?ite sismique centrale 4 et chacune des flûtes sismiques extrêmes 5 et 6. La flûte sismique centrale 4 a été représentée remorquée par le bateau 1 pour montrer comment on peut combiner le procédé classique d'entraînement d'une flûte sismique avec le procédé selon l'invention, mais on pourrait aussi faire remorquer la flûte sismique 4 par un troisième planeur immergé autopropulsé.De même, la source sismique 3 pourrait être remorquée par un planeur Le nombre de flutes sismiques remorquées par des planeurs immergés autopropulsés télécommandés a partir du bateau-mère 1 est choisi librement d'après les conditions d'exploration. Les Drofils sismiques que l'on tire des flûtes sismiques entraînées à partir du bateau-mère peuvent être traités séparément. On a ainsi une très grande souplesse dans la mise en oeuvre du processus d'exploration et on peut réduire considérablement la durée de l'exploration, ce qui représente une économie très sensible étant donné le coût du temps de travail d'une équipe sismique. The seismic fluets 4, 5, 6 have been represented by a single line because they are not part of the invention and can be of any type according to the different use cases. They are kept at a constant distance from each other, for example 1 km between the central seismic flute 4 and each of the extreme seismic flutes 5 and 6. The central seismic flute 4 has been shown towed by the boat 1 to show how we can combine the classic process of driving a seismic streamer with the process according to the invention, but we could also have the seismic streamer 4 towed by a third self-propelled submerged glider. Similarly, the seismic source 3 could be towed by a glider The number of seismic streamers towed by self-propelled submerged gliders remotely controlled from the mother ship 1 is freely chosen according to the conditions of exploration. Seismic Drofils drawn from entrained seismic streamers from the mother ship can be treated separately. There is thus a great flexibility in the implementation of the exploration process and it is possible to considerably reduce the duration of the exploration, which represents a very significant saving given the cost of the working time of a seismic team.
De plus, du fait de leur immersion a grande profondeur, le planeur et la flûte sont presque insensibles à l'état de la mer et on peut trayailler plus longtemps sur l'échelle Beaufort.In addition, due to their immersion at great depth, the glider and the flute are almost insensitive to the state of the sea and you can work longer on the Beaufort scale.
Le bateau-mère 1 est positionné par des moyens classiques tels que : radionavigation, centrale a inertie, balises ..., comme on le fait lorsque ce bateau remorque directement des flutes sismiques. Les planeurs 7 et 8 sont positionnés par rapport au bateau-mère 1. Un sonar, non représenté, installé sur la coque du bateau-aère 1 permet de suivre en distance et en gisement la position du planeur 7 tandis que la position du planeur 8 est déterminée par balisage acoustique a partir de la position du bateau-mère 1 et de celle du planeur 7. Dès que la position réelle d'un planeur 7 ou 8 sort d'un cercle de rayon égal a la précision choisie (50 m par exemple) entourant la position voulue de ce planeur, un asservissement électronique modifie les paramètres d'évolution du planeur en cap et en vitesse,
Chaque planeur 7, 8, en forme du torpille, comporte, comme le montre la Figure 4, une hélice de propulsion 14 entraînée Dar un moteur électrique, non représenté, à une vitesse réglable, un gouvernail 15 réglable et des ailes portantes 16, 17 à géométrie variable, par exemple a ailerons inclinables 18, 19.L'intérieur du planeur n'a pas été remr-- senté, mais il permet l'installation r noteur de propulsion, d'un or--ne de manoeuvre du gouvernail 15 et d'un organe de manoel3vre ces ailerons 18, 19, ainsi que des moyens électriques zazou hydrauliques de commande de ce moteur et de ces organes de manoeuvre. Il comporte aussi une source d'énergie telle qu'une batterie d'accumulateurs, des moyens de mesure de profondeur d'immersion, des moyens d'échange d'informations avec le bateau-mère et de transmission d'informations entre la flûte sismique et le bateau-mère.Il abrite en outre un petit ballast et une bouteille d'air comprime,
5 flute sismique 5 ou 6 doit, en effet, etre entrainée a une vitesse et a une profondeur déterminees par le rlaneur 7 ou R qui la remorque. Le planeur doit avoir une autonomie de fonctionnement importante, par exemple d'une semaine a deux semaines, afin d'éviter au maxi mum les manoeuvres de ravitaillement par le bateau-mère. La forme en torpille du planeur reduit la consommation d'énergie nécessaire a la propulsion et elle minimise la traînée, cause de perturbation des relevés sismiques.The mother boat 1 is positioned by conventional means such as: radio navigation, inertial unit, beacons, etc., as is done when this boat tows seismic streamers directly. The gliders 7 and 8 are positioned relative to the mother boat 1. A sonar, not shown, installed on the hull of the airboat 1 makes it possible to follow in distance and in bearing the position of the glider 7 while the position of the glider 8 is determined by acoustic beaconing from the position of the mother boat 1 and that of the glider 7. As soon as the actual position of a glider 7 or 8 leaves a circle of radius equal to the chosen precision (50 m by example) surrounding the desired position of this glider, an electronic servo modifies the parameters of evolution of the glider in heading and speed,
Each glider 7, 8, in the shape of a torpedo, comprises, as shown in FIG. 4, a propeller propeller 14 driven by an electric motor, not shown, at an adjustable speed, an adjustable rudder 15 and bearing wings 16, 17 with variable geometry, for example tilting ailerons 18, 19. The interior of the glider has not been redrawn, but it allows the installation of the thruster notor, of a rudder operating lever 15 and a manoel3vre member these fins 18, 19, as well as electric zazou hydraulic means for controlling this engine and these operating members. It also includes an energy source such as a storage battery, means for measuring the immersion depth, means for exchanging information with the mother ship and for transmitting information between the seismic streamer. and the mother ship. It also houses a small ballast and a cylinder of compressed air,
5 seismic streamer 5 or 6 must, in fact, be driven at a speed and at a depth determined by the roller 7 or R which tows it. The glider must have significant operating autonomy, for example from one week to two weeks, in order to avoid refueling maneuvers by the mother boat as much as possible. The torpedo shape of the glider reduces the energy consumption necessary for propulsion and it minimizes drag, which causes disturbance of seismic surveys.
La batterie d'accumulateurs disposée dans un planeur peut être éventuellement alimentée et rechargée à partir du bateau-mère 1 grâce au câble électrique 9 ou 10
La profondeur d'immersion d'un planeur se règle lors du déplacement de celui-ci en modifiant la surface portante des ailes. Le ballast intervient à l'état statique même du planeur, mais constitue plutt un système de sécurité permettant de remonter le planeur à la surface par injection d'air comprimé dans le ballast.Le planeur est muni d'un récepteur acoustique qui, a tout moment, peut recevoir des ordres . si le câble électrique 9 ou 10 se rompt ou si une avarie importante se produit, ce récepteur acoustique déclenche la mise en oeuvre du ballast pour que le planeur remonte à la surface et soit éventuellement repéré par flash.The storage battery arranged in a glider can optionally be supplied and recharged from the mother boat 1 using the electric cable 9 or 10
The depth of immersion of a glider is adjusted during its displacement by modifying the bearing surface of the wings. The ballast intervenes in the static state of the glider, but rather constitutes a safety system making it possible to raise the glider to the surface by injecting compressed air into the ballast. The glider is equipped with an acoustic receiver which, at all moment, can receive orders. if the electric cable 9 or 10 breaks or if a significant damage occurs, this acoustic receiver triggers the implementation of the ballast so that the glider rises to the surface and is possibly identified by flash.
Sur la Figure 2, on a représenté un exemple où la flûte sismique 4 remorquée par le bateau-mère I se trouve à une profondeur (par exemple de 10 m) moindre que celle (par exemple 30 m) où se trouvent les flûtes sismiques 5, 6 entraînées par les planeurs 7, 8,pour faire ressortir les possibilités de ces dernières dont la profondeur d'immersion est choisie librement suivant la zone de travail Le planeur et la flûte sismique naviguant à des profondeurs identiques, les efforts exercés sur la flûte sont très réduits et les courants de narée agissent de la nme manière sur le planeur et la flûte. On assure à la flûte sismique une stabilité à la profondeu. requise.Un système de micro-valves asservis piÜt donner un certain nombre de flottabilités, par exemple à des profondeurs de 0, 5, ]0, 20, 30 m... In Figure 2, an example is shown where the seismic streamer 4 towed by the mother ship I is at a depth (for example 10 m) less than that (for example 30 m) where the seismic streamers 5 are located , 6 driven by the gliders 7, 8, to bring out the possibilities of the latter, the immersion depth is freely chosen according to the working area The glider and the seismic streamer navigating at identical depths, the forces exerted on the streamer are very small and the nostril currents act in the same way on the glider and the flute. The seismic flute is guaranteed stability at depth. A system of controlled micro-valves can give a certain number of buoyancies, for example at depths of 0, 5,] 0, 20, 30 m ...
On a simplement représenté schématiquement sur la Figure 4 une attache de la flûte sismique au planeur au moyen d'un câble auxiliaire 20 fixé à ses extrémités à un support rigide transversal 21 porté par le planeur, mais la liaison flute-planeur peut comporter un système amortisseur du genre de ceux couramment utilisés dans la liaison de remorquage d'une flûte par un bateau-mère. There is simply shown schematically in Figure 4 an attachment of the seismic streamer to the glider by means of an auxiliary cable 20 fixed at its ends to a transverse rigid support 21 carried by the glider, but the flute-glider connection may include a system shock absorber of the kind commonly used in towing a flute by a mother ship.
Les flûtes sismiques sont au renos enroulées sur des treuils, non représentés, disposés sur le bateau-mère, Lors de la mise en oeuvre d'une flotte sismique, celle-ci est déroulée dans liteau, sa flottabilité étant réglée à 0, puis un planeur est mis a liteau à l'arrière du bateaumère, la flûte est fixée à ce planeur et le couple d'éléments forme par la flûte et le planeur est mis en position. On répète la même onération pour chaque couple flûte-planeur, après quoi l'ensemble est prêt à fonctionner, la flottabilité étant alors réglée pour la profondeur voulue tant sur les planeurs que sur les flûtes sismiques. The seismic flutes are at the renos wound on winches, not shown, arranged on the mother boat. During the implementation of a seismic fleet, this is unwound in a batten, its buoyancy being set to 0, then a glider is put in a batten at the back of the bateaumère, the flute is fixed to this glider and the couple of elements formed by the flute and the glider is put in position. The same oneration is repeated for each flute-glider couple, after which the assembly is ready to operate, the buoyancy then being adjusted for the desired depth both on the gliders and on the seismic flutes.
De très nombreuses variantes et modifications neuvent évidemment être apportées à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit sans sortir du cadre de l'invention. Many variations and modifications obviously have to be made to the embodiment which has just been described without departing from the scope of the invention.
Les applications de l'invention ne sont pas non nlus limitées à celles envisagées à l'occasion de la description de cet exemple'due réalisation. On peut citer aussi, de manière non limitative, l'obtention de signatures dites "far field" sous des incidences variables, la mesure du coefficient de réflexion au fond dans une bande sismique et l'obtention de profils de réfraction en couverture multiple au fond, les données recueillies pouvant éventuellement être enregistrées sur cassettes dans un planeur. The applications of the invention are also not limited to those envisaged when describing this example of the embodiment. We can also cite, without limitation, obtaining so-called "far field" signatures under variable incidences, measuring the reflection coefficient at the bottom in a seismic band and obtaining refraction profiles with multiple coverage at the bottom , the data collected possibly being able to be recorded on cassettes in a glider.
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