FR2551221A1

FR2551221A1 - Seismic streamer with distributed electronics comprising balancing elements for the electronic boxes.

Info

Publication number: FR2551221A1
Application number: FR8313781A
Authority: FR
Inventors: Robert Bonneau
Original assignee: SAINT GAUDENS ATELIERS MECA
Current assignee: SAINT GAUDENS ATELIERS MECA
Priority date: 1983-08-26
Filing date: 1983-08-26
Publication date: 1985-03-01
Also published as: FR2551221B1

Abstract

The streamer is of the type comprising a plurality of rigid electronic boxes 100, of substantially cylindrical shape, distributed along the streamer and dividing the latter into a plurality of substantially cylindrical successive flexible segments 300 linked end-to-end by interposition of the boxes. According to the invention, the boxes are, at least in some cases, linked to each of the two adjacent segments 300, 300' via a spacer element 200, 200' of growing cross-section between a value close to that of the cross-section d3 of the streamer segment, at the linking point with this segment, and a value close to that of the cross-section d1 of the electronic box, at the linking point with this box, the volume of these spacer elements being chosen in such a way that the hydrostatic thrust exerted on the assembly formed by the box and its two associated spacer elements is substantially equal to the weight of this same assembly.

Description

La présente invention concerne une flatte marine, c'est-a-dire un câble à hydrophones pour enregistrement de données sismiques recueillies en milieu marin, ce cable étant destiné à être déroulé à partir d'un navire et remorqué par celui-ci. The present invention relates to a marine flatter, that is to say a hydrophone cable for recording seismic data collected in the marine environment, this cable being intended to be unwound from a ship and towed by it.

Ces flûters sont formées par mise bout-a-bout d'une pluralité de tronçons ou "sections actives" formés chacun d'une série d'hydrophones régulièrement répartis le long du tronçon et enfermés dans une gaine cylindrique de diamètre uniforme. Cette gaine est gonflable (généralement à l'huile) de manière que son poids apparent dans l'eau (c'est-à-dire son poids réel compensé par la poussée hydrostatique) soit pratiquement nul a la profondeur d'immersion désirée, ce qui lui permet de se maintenir ent-ç-e deux ex, au voisinage de la surface de la nappe d'eau mais en restant toujours immergée en totalité. La
profondeur d'immersion reste en outre constante tout au long du 4 @@@on et tout au long de la flûte. These flauters are formed by placing end-to-end a plurality of sections or "active sections" each formed by a series of hydrophones regularly distributed along the section and enclosed in a cylindrical sheath of uniform diameter. This sheath is inflatable (generally with oil) so that its apparent weight in water (that is to say its actual weight compensated by the hydrostatic thrust) is practically zero at the desired immersion depth, this which allows it to be maintained ent-ç-e two ex, in the vicinity of the surface of the water table but still remaining fully submerged. The
the immersion depth also remains constant throughout the 4 @@@ on and throughout the flute.

La gaine enferme en outre des câbles d'acier (genéralement trois câbles répartis régulièrement a 1200) perlnettant la traction de la flûte sur toute sa longueur sans exercer de contrainte sur la gaine, qui est en effet réalisée en matériau flexible non seulement pour que son gonflage puisse être assuré , mais encore pour permettre son enroulage sur un tambour à bord du navire. The sheath also encloses steel cables (generally three cables distributed regularly at 1200) allowing the traction of the flute over its entire length without exerting stress on the sheath, which is in fact made of flexible material not only so that its inflation can be ensured, but also to allow it to be wound on a drum on board the ship.

Lorsqu'un grand nombre de tronçons sont employés, il devient necessaire de multiplexer les données fournies par les hydrophones. I1 serait en effet impossible en pratique de prévoir dans la flûte autant de conducteurs que de capteurs, le nombre de ceux-ci pouvant être très élevé (480 voies de mesure ou "traces" est une valeur courante, chaque trace regroupant le signal de cinq hydrophones), et les dimensions de la flûte pouvant être très importantes(par exemple une flûte de 3000 m comportant 40 sections actives de 75 m). When a large number of sections are used, it becomes necessary to multiplex the data supplied by the hydrophones. It would in fact be impossible in practice to provide as many conductors as sensors in the flute, the number of these possibly being very high (480 measurement channels or "traces" is a current value, each trace grouping together the signal of five hydrophones), and the dimensions of the flute can be very large (for example a 3000 m flute with 40 active sections of 75 m).

C'est pourquoi on insère entre chaque section un bottier électronique assurant en premier lieu le regroupement des traces de la section active, leur amplification, leur numérisation et leur transmission codée sur une ligne de transmission multiplexée des donnes. This is why an electronic bootstrap is inserted between each section ensuring first of all the gathering of the traces of the active section, their amplification, their digitization and their coded transmission on a multiplexed data transmission line.

Des informations auxiliaires sur la profondeur du tronçon, son orientation géographique, ..... peuvent être également recueillies et transmises.Auxiliary information on the depth of the section, its geographical orientation, ..... can also be collected and transmitted.

Le bottier électronique - qui est rigide assure également, classiquement, une fonction de raccordement mécanique des différents tronçons mis bout-à-bout. The electronic shoemaker - which is rigid also conventionally provides a mechanical connection function for the various sections placed end to end.

La robustesse mécanique nécessaire pour ces bottiers, ainsi que la nature de leur contenu (poids des circuits) en font des éléments de poids apparent très élevé, à la différence des sections actives de la f1-^teo
Ce défaut d'homogénéité sur l'ensemble de la flûte crée, lorsque celle-ci est remorquée, un désequilibre préjudiciable a l'obtention de signaux sislnqqlles de qualité : le remorquage d'une flûte de ce type encendre en effet un bruit hydrodynamique basse fréquence ( de l'ordre de 10 à 20 Hz) situé dans la bande passante utile des signaux sismiques.The mechanical robustness necessary for these shoemakers, as well as the nature of their content (weight of the circuits) make them elements of very high apparent weight, unlike the active sections of the f1- ^ teo
This lack of uniformity over the entire flute creates, when the latter is towed, an imbalance detrimental to obtaining quality signal signals: the towing of a flute of this type in fact incites a low hydrodynamic noise frequency (of the order of 10 to 20 Hz) located in the useful bandwidth of seismic signals.

On a alors proposé d'accroître le volume du bottier électronique pour que, -à poids réel identique, sa densité apparente soit ramenée à celle des éléments sismiques. It was then proposed to increase the volume of the electronic boot maker so that, at identical real weight, its apparent density is reduced to that of the seismic elements.

En premier lieu, il a été réalisé des boîtier de grande longueur et de section sensiblement égale à celle de la gaine des tronçons actifs. Le résultat obtenu est hydrodynamiquement très satisfaisant, la densité apparente de la flûte étant parfaitement homogène en tous ses points, et l'absence de discontinuité du diamètre permettant un écoulement idéal des filets d'eau le long de la flûte. Firstly, casings of great length and of section substantially equal to that of the sheath of the active sections have been produced. The result obtained is hydrodynamically very satisfactory, the apparent density of the flute being perfectly homogeneous in all its points, and the absence of discontinuity in the diameter allowing an ideal flow of the streams of water along the flute.

Par contre, sur le plan mécanique, cette solution est peu satisfaisante : en effet, en cas de flexion de la flûte, la grande longueur du bottier - qui est rigide - va provoquer une traction inégale des cables métalliques, un seul des trois câbles pouvant subir la quasi-totalité de la traction exercée. I1 apparat alors des risques de rupture ou, tout au moins, de déformation permanente de la structure. On the other hand, from a mechanical point of view, this solution is not very satisfactory: in fact, in the event of bending of the flute, the long length of the case - which is rigid - will cause unequal traction of the metal cables, only one of the three cables being able to undergo almost all of the traction exerted. I1 then appears risks of rupture or, at least, of permanent deformation of the structure.

D'autre part, une difficulté nouvelle apparait au moment de l'enroulage de la flûte sur le treuil du navire : le boitier étant rigide et de grande longueur, il faut soit un treuil de très grand diamètre, soit disposer le bottier sur une génératrice du treuil, ce qui complique l'enroulage de la flûte et crée a nouveau des risques de déformation de la structure en cas d'enroulage défectueux. In addition, a new difficulty appears at the time of the winding of the flute on the winch of the ship: the case being rigid and of great length, it is necessary either a winch of very large diameter, or to arrange the shoemaker on a generator winch, which complicates the winding of the flute and again creates the risk of deformation of the structure in the event of defective winding.

L'autre solution proposée est d'accroître la section du bottier, pour augmenter son volume sans modifier sa longueur. On évite ainsi les inconvénients mécaniques liés à la présence d'une pièce rigide de trop grande longueur, et la densité apparente de la flûte est rendue homogène sur toute sa longueur. The other proposed solution is to increase the section of the shoemaker, to increase its volume without modifying its length. This avoids the mechanical drawbacks associated with the presence of a rigid piece that is too long, and the apparent density of the flute is made uniform over its entire length.

Cette seconde solution est cependant mauvaise du point de vue hydrodynamique, car la discontinuité de la section de flûte à l'endroit des bottiers produit une trainée importante génératrice de bruits parasites (ces bruits étant toutefois moins gênants que ceux résultant du défaut d'homogénéité de la densité apparente de la flûte). This second solution is however bad from the hydrodynamic point of view, because the discontinuity of the flute section at the location of the bootmakers produces a large trail generating parasitic noises (these noises being however less annoying than those resulting from the lack of homogeneity of the apparent density of the flute).

L'invention propose de remédier a l'ensemble de ces inconvénients, en permettant l'adaptation d'un bottier à la fois de longueur et de section réduites, tout en compensant son poids réel par une poussée hydrostatique antagoniste procurant a la flûte une homogénéité de densité apparente en tout point. The invention proposes to remedy all of these drawbacks, by allowing the adaptation of a shoemaker both of reduced length and section, while compensating for its real weight by an antagonistic hydrostatic thrust providing the flute with homogeneity of apparent density at any point.

Pour cela, l'invention propose que les bottiers soient, au moins pour certains, reliés à chacun des deux tronçons adjacents par un élément intercalaire de section croissante entre une valeur voisine de celle de la section du tronçon de flûte, au point de liaison avec ce tronçon, et une valeur voisine de celle de la section du bottier électronique, au point de liaison avec ce bottier, le volume de ces éléments intercalaires étant choisi de manière que la poussée hydrostatique exercée sur l'ensemble formé par le bottier et ses deux éléments intercalaires associés soit sensiblement égale au poids de ce même ensemble. For this, the invention proposes that the bootmakers are, at least for some, connected to each of the two adjacent sections by an intermediate element of increasing section between a value close to that of the section of the flute section, at the point of connection with this section, and a value close to that of the section of the electronic boot maker, at the point of connection with this boot maker, the volume of these intermediate elements being chosen so that the hydrostatic thrust exerted on the assembly formed by the boot maker and its two associated intermediate elements is substantially equal to the weight of the same assembly.

Outre une première fonction de compensation du poids du boitier, les éléments intercalaires assurent une seconde fonction hydrodynamique d'annulation des turbulences, grâce à leur section croissante qui permettent un profilage de la flûte, c'est-à-dire une transition régulière entre la section de la gaine et la section du boitier. In addition to a first function for compensating the weight of the case, the intermediate elements provide a second hydrodynamic function for canceling turbulence, thanks to their increasing section which allows profiling of the flute, i.e. a smooth transition between the section of the sheath and the section of the case.

Une troisième fonction de ces éléments est une fonction mdeanique, résultant de leur flexibilité, choisie de manière à permettre une courbure maximale au moins égale à la courbure maximale admissible des tronçons flexibles de flûte, ce qui supprime tout problème au moment de l'enroulement sur un tambour à bord du navire. A third function of these elements is a mechanical function, resulting from their flexibility, chosen so as to allow a maximum curvature at least equal to the maximum admissible curvature of the flexible sections of flute, which eliminates any problem at the time of winding on a drum on board the ship.

Avantageusement, les éléments intercalaires comprennent un corps central sensiblement cylindrique de section intermédiaire entre la section du tronçon de flûte et celle du bottier, ce corps étant raccordé à l'une de ses extrémités au tronçon de flûte par un élément réducteur de diamètre au moins partiellement recouvert par un manchon profilé de section variable assurant la transition entre la section du tronçon et celle du corps central. Advantageously, the intermediate elements comprise a substantially cylindrical central body of intermediate section between the section of the flute section and that of the bootmaker, this body being connected at one of its ends to the flute section by a reducing element of at least partially diameter covered by a profiled sleeve of variable section ensuring the transition between the section of the section and that of the central body.

Le corps central comprend alors de préférence une gaine extérieure, creuse, en un matériau de même nature que la gaine extérieure, creuse, du tronçon de flûte, ce qui permet notamment de prolonger les câbles de traction jusqu'au bottier rigide sur lequel ils pourront être ancrés avec toute la robustesse souhaitée et sans nuire à la flexibilité des éléments intercalaires. The central body then preferably comprises a hollow outer sheath made of a material of the same nature as the hollow outer sheath of the flute section, which in particular makes it possible to extend the traction cables up to the rigid shoemaker on which they can be anchored with all the desired robustness and without compromising the flexibility of the intermediate elements.

De préférence, la longueur de chaque élément inteicalaIre est comprise entre deux fois et dix fois la oger du boîtier électronique, ce qui permet d'assurer ne transition tres progressive entre les sections de la gaine et du boîtier. Preferably, the length of each inteicalaIre element is between twice and ten times the length of the electronic box, which ensures a very gradual transition between the sections of the sheath and of the box.

Enfin, les éléments intercalaires peuvent avantageusement loger un ou plusieurs transducteurs auxiliaires, par exemple une boussole, un manomètre .... Finally, the intermediate elements can advantageously house one or more auxiliary transducers, for example a compass, a pressure gauge, etc.

permettant de mesurer localement la position et l'orientation de la flatte. for locally measuring the position and orientation of the flatter.

D'autres caractéristiques et avantages apparattront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
. la figure 1 représente une vue schématique d'un bottier électronique reliant deux tronçons de flûte au moyen des éléments intercalaires selon l'invention,
. la figure 2 est un détail montrant, en coupe, le raccordement a l'endroit repéré II sur la figure 1. Other characteristics and advantages will appear on reading the detailed description below, made with reference to the appended drawings, in which
. FIG. 1 represents a schematic view of an electronic shoemaker connecting two sections of flute by means of the intermediate elements according to the invention,
. FIG. 2 is a detail showing, in section, the connection at the location marked II in FIG. 1.

Sur la figure 1, le bottier rigide 100 contenant les circuits électroniques a un diamètre d et une longueur R . I1 est relié à un tronçon de flûte avant 300 par un élément intercalaire 200, et un tronçon de flûte arrière 300' par un élément intercalaire 200'. De préférence, les deux éléments 200 et 200' sont identiques. In FIG. 1, the rigid case 100 containing the electronic circuits has a diameter d and a length R. I1 is connected to a front flute section 300 by an intermediate element 200, and a rear flute section 300 'by an intermediate element 200'. Preferably, the two elements 200 and 200 'are identical.

Chacun des tronçons de la flûte a une longueur
Q et un diamètre d (par exemple Q = 73,5 m et d = 57 xm
3 3 3
Ces tronçons sont formés d'une gaine souple contenant, outre les hydrophones et les circuits de gonflage (non représentés) trois cables d'acier 310, 320, 330 régulièrement disposés et un faisceau de câbles 340 pour la transmission des informations le long de la flûte jusqu'au navire remorqueur.Each section of the flute has a length
Q and a diameter d (for example Q = 73.5 m and d = 57 xm
3 3 3
These sections are formed of a flexible sheath containing, in addition to the hydrophones and the inflation circuits (not shown), three steel cables 310, 320, 330 regularly arranged and a bundle of cables 340 for the transmission of information along the flute to the towing vessel.

Les éléments intercalaires 200 comprennent par exemple un corps central 220 sensiblement cylindrique de diamètre d intermédiaire entre les valeurs d et d du
2 1 3 bottier et du tronçon (par exemple d = 90 hum ). Cet élément intercalaire est par exemple constitué d'une gaine flexible creuse, laissant passer les cables d'acier et le faisceau de transmission de données, terminée à l'extrémité adjacente au bottier par une douille rigide 210 sur laquelle viennent s'ancrer les cables métalliques, cette douille rigide, solidaire de l'élément intercalaire 200, étant par exemple fixée au bottier 100 par vissage sur celui-ci.A l'autre extrémité, au point de raccordement avec le tronçon 300 ou 300', il est prévu un élément réducteur de diamètre 230, décrit par la suite en réfé rence la figure 2. The intermediate elements 200 comprise for example a substantially cylindrical central body 220 with an intermediate diameter between the values d and d of the
2 1 3 shoemaker and section (for example d = 90 hum). This intermediate element is for example made up of a hollow flexible sheath, allowing the steel cables and the data transmission bundle to pass, terminated at the end adjacent to the case by a rigid sleeve 210 on which the cables are anchored. metal, this rigid sleeve, integral with the intermediate element 200, being for example fixed to the case 100 by screwing thereon. At the other end, at the point of connection with the section 300 or 300 ', there is provided a diameter reducing element 230, described below with reference to FIG. 2.

Chaque élément 200 a une longueur Q choisie de préférence entre deux fois et dix fois la longueur Q du bottier électronique (par exemple Q = 1,2 m et Q = 0,3 m). Each element 200 has a length Q preferably chosen between twice and ten times the length Q of the electronic shoemaker (for example Q = 1.2 m and Q = 0.3 m).

Le volume de l'élément intercalaire est déterminé de manière que le poids apparent P , P' de chaque
2 2 élément 200, 200' soit environ égal à la moitié du poids apparent P du boîtier central 100. La flottabilité des éléments intercalaires étant positive et celle du bottier électronique négative, le poids du bottier est ainsi parfaitement compensé par la présence des deux éléments intercalaires situés de part et d'autre, ce qui assure une densité apparente sensiblement nulle tout au long de la gaine, aussi bien le long des tronçons, grâce au gonflage, qu'à l'endroit de chaque bottier électronique.The volume of the intermediate element is determined so that the apparent weight P, P 'of each
2 2 element 200, 200 ′ is approximately equal to half the apparent weight P of the central box 100. The buoyancy of the intermediate elements being positive and that of the electronic shoemaker negative, the weight of the shoemaker is thus perfectly compensated for by the presence of the two elements spacers located on either side, which ensures a substantially zero apparent density throughout the sheath, both along the sections, thanks to inflation, and at the location of each electronic shoemaker.

La figure 2 montre un détail de l'élément 230 réducteur de diamètre : celui-ci est un élément rigide sur lequel la gaine 350 du tronçon 300 est serrée par exemple au moyen de colliers 250. A l'autre extrémité, la gaine 220 de l'élément intercalaire 200 est serrée sur une partie de plus grand diamètre, par exemple au moyen de colliers 240. Avantageusement, l'élément 230 réducteur de diamètre est recouvert par un manchon profilé 260 à l'endroit du raccordement avec le tronçon 300. FIG. 2 shows a detail of the diameter reducing element 230: this is a rigid element on which the sheath 350 of the section 300 is tightened for example by means of collars 250. At the other end, the sheath 220 of the intermediate element 200 is clamped over a portion of larger diameter, for example by means of collars 240. Advantageously, the diameter reducing element 230 is covered by a profiled sleeve 260 at the point of connection with the section 300.

Ce manchon assure un profilage parfait de l'ensemble, et un écoulement non turbulent des filets d'eau.This sleeve ensures perfect profiling of the assembly, and a non-turbulent flow of the water streams.

De la même façon, un manchon 270 peut etre prévu à l'endroit du raccordement avec la gaine 220 de l'élément intercalaire 200, ce manchon venant s'accrocher sur une bague 280, tandis que le manchon 260 s'emboîte sous un rebord 290 du raccord réducteur 230. Similarly, a sleeve 270 can be provided at the point of connection with the sheath 220 of the intermediate element 200, this sleeve coming to hang on a ring 280, while the sleeve 260 fits under a flange 290 of the reducer fitting 230.

Claims

1. A marine streamer comprising a plurality of rigid electronic boxes (100), of substantially cylindrical shape, distributed along the flate and dividing the latter into a plurality of successive flexible sections (300) substantially cylindrical connected end to end by interposition bootmakers, characterized in that the bootmakers are, at least for some, connected to each of the two adjacent sections (300, 300 ') by an intermediate element (200, 200') of increasing section between a value close to that of the section (d) of the flute section, at the point of connection with this section, and a value close to that of section (d) of the electronic shoemaker, - at the point of connection with this shoemaker, the volume of these intermediate elements being chosen so that the hydrostatic thrust exerted on the assembly formed by the shoemaker and its two associated intermediate elements is substantially equal to the weight of this same assembly.

2. A marine streamer according to claim 1, characterized in that the intermediate elements are elements made of flexible material, this flexibility being chosen so as to allow a maximum curvature at least equal to the maximum admissible curvature of the flexible sections of flute.

3. A marine flute according to claim 1, characterized in that the intermediate elements are connected to the electronic shoemaker by a rigid sleeve (210) integral with the intermediate element and screwed to the shoemaker.

4. A marine streamer according to claim 1, characterized in that the intermediate elements comprise a central body (220) substantially cylindrical with a section (d) intermediate between the section (d) of the section of

2 flute and that (d) of the bootmaker, this body being connected at one of its ends to the flute section by a diameter reducing element (230) at least partially covered by a profiled sleeve (260) of variable section ensuring the transition between the section of the section and that of the central body.

5. A marine streamer according to claim 4, characterized in that the central body comprises an outer sheath, hollow, of a material of the same nature as the outer sheath, hollow, of the flute section.

6. A marine flute according to claim 1, characterized in that the length (Q) of each element

a spacer is between two and ten times the length (Q) of the electronic shoemaker.

7. An intermediate element for connecting an electronic box and a flute section, for a marine flute according to one of claims 1 to 6.

B. An intermediate element according to claim 7, characterized in that it further comprises at least one housing for an auxiliary transducer for measuring local parameters of position and orientation of the flute.