FR2611917A1

FR2611917A1 - Device for temporary interruption of the movement of geophysical prospecting equipment in a submarine environment, this equipment being moved by a continuously moving naval support

Info

Publication number: FR2611917A1
Application number: FR8702296A
Authority: FR
Inventors: Francis Cour
Original assignee: GEODIA
Current assignee: GEODIA
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1987-02-23
Publication date: 1988-09-09

Abstract

The device comprises at least one plurality of appliances combined on the same streamer 1, intended to be immobilised on the sea bottom and moved in steps by an umbilical cable 5, is composed of a rigid pod 6, termed the "fish", attached to the umbilical cable at some distance from the pod 1, which contains at least one motor/winch 10, winding a drag cable 11 joining it to the end of the streamer, the umbilical cable 5 being capable of occupying a relaxed position between the "fish" and the streamer, over at least one length 1 of the drag cable. Application to geophysical prospecting by seismic reflecting in a submarine environment.

Description

L'invention qui se rapporte aux équipements de prospection géophysique en milieu sous-marin entraI- nés par un support naval, concerne plus précisément un dispositif interposé sur le câble de traction desdits équipements, permettant d'interrompre temporairement leur avance pour effectuer une mesure alors que le support naval se déplace en continu. The invention which relates to geophysical prospecting equipment in an underwater environment entrained by a naval support, relates more precisely to a device interposed on the traction cable of said equipment, making it possible to temporarily interrupt their advance to perform a measurement then that the naval support is moving continuously.

On sait que les travaux de reconnaissance géotechnique en milieu sous-marin, préalables a toutes opérations de protection,d'ensouillage de pipe-lines ou de câbles, de fondations de jetées, de ponts, ou autres, ont pour objectif de donner une définition géométrique continue des terrains dans la tranche considérée, en identifiant les différents niveaux de matériaux, avec une précision verticale qui doit etre souvent meilleure que quelques dizaines de centimètres, et de fournir les paramètres géotechniques nécessaires propres a chacune des formations rencontrées tels que l'identification des matériaux, la cohésion des argiles, la résistance à la compression simple de certains niveaux etc... We know that the geotechnical reconnaissance work in the underwater environment, prior to all protection operations, burial of pipelines or cables, foundations of jetties, bridges, or other, aim to give a definition continuous geometry of the terrains in the section considered, by identifying the different levels of materials, with vertical precision which must often be better than a few tens of centimeters, and providing the necessary geotechnical parameters specific to each of the formations encountered such as identification materials, cohesion of clays, resistance to simple compression of certain levels etc ...

Les programmes de reconnaissance classiques en mer mettent en oeuvre des moyens géophysiques utilisant la méthode dite sismique réflexion, complétée de moyens géotechniques d'investigation comprenant par exemple des équipements de carottage et de mesures-in situ. Cependant dans les cas malheureusement fréquents où les conditions du site ne sont pas favorables, la sismique réflexion ne permet pas d'obtenir une définition géométrique précise des couches de matériaux, notamment dans les premières couches ce qui obère la qualité de l'ensemble des reconnaissances ou impose une augmentation considérable et conteuse des sondages géotechniques. Conventional reconnaissance programs at sea use geophysical means using the so-called seismic reflection method, supplemented by geotechnical means of investigation including, for example, coring and in situ measurements. However in the unfortunately frequent cases where the conditions of the site are not favorable, the seismic reflection does not make it possible to obtain a precise geometrical definition of the layers of materials, in particular in the first layers which impairs the quality of all the recognitions or imposes a considerable and storytelling increase in geotechnical surveys.

I1 est par ailleurs courant d'utiliser pour la reconnaissance des terrains en milieu terrestre une méthode de géophysique par sismique réfraction haute résolution qui donne dans la plupart des cas d'excellents résultats. Cette méthode peut être appliquée en milieu marin et consiste à mettre en oeuvre sur le fond, une section de câble ou de conduit appelée "flotte" renfermant une pluralité de géophones et, une source de tir, la flette étant reliée par un câble "ombilical" à un navire de surface. It is moreover common to use for the recognition of the grounds in terrestrial medium a method of geophysics by seismic refraction high resolution which gives in most cases excellent results. This method can be applied in the marine environment and consists in implementing on the bottom, a section of cable or conduit called "fleet" containing a plurality of geophones and, a source of shooting, the flette being connected by an "umbilical cable" "to a surface ship.

Cet ombilical renferme en outre un câble électrique d'alimentation de la flotte, un flexible d'alimentation en air comprimé du canon de tir, et au moins un câble auxiliaire pour les divers organes de commande et de contrôle. Gracie à cette méthode d'investigation, et à l'emploi de composants appropriés, on peut obtenir une définition géométrique précise des terrains et caractériser les niveaux ainsi individualisés par leur vitesse sismique ( onde de aompression), cette information étant directement reliée à la nature et aux caractéristiques mécaniques des matériaux.This umbilical also contains an electric cable for supplying the fleet, a hose for supplying compressed air to the firing cannon, and at least one auxiliary cable for the various command and control members. Thanks to this method of investigation, and to the use of appropriate components, we can obtain a precise geometrical definition of the terrains and characterize the levels thus individualized by their seismic speed (wave of pressure), this information being directly related to nature and the mechanical characteristics of the materials.

La limitation essentielle dans les applications de la sismique réfraction avec le matériel existant tient à l'importance des moyens à mettre en oeuvre, mais aussi au fait qu'il faut déplacer pas à pas la flûte sur le fond, depuis un navire ancré, pour assurer les mesures nécessaires. On comprend que ce déplacement pas à pas nécessite beaucoup de précision et des moyens techniques particuliers, et longs pour les assurer, au détriment des performances d'investigation. En effet, pour déplacer cette flûte pas à pas, on peut utiliser un treuil débrayable sur le navire de surface, permettant de donner du mou au câble d'entrainement afin d'immobiliser la flûte ou de la déplacer en rembobinant le câble.Cette solution est malheureusement tout à fait imprécise du fait essentiellement de la longueur du cable et donc de son poids, de la flèche qu'il prend, et de l'influence des courants marins et des déplacements du bateau. The essential limitation in the applications of seismic refraction with existing equipment is due to the importance of the means to be used, but also to the fact that the flute must be moved step by step on the bottom, from an anchored ship, to ensure the necessary measures. It will be understood that this step-by-step movement requires a great deal of precision and particular, and long, technical means to ensure them, to the detriment of investigation performance. To move this flute step by step, you can use a disengageable winch on the surface vessel, allowing slack in the drive cable to immobilize the flute or move it by rewinding the cable. is unfortunately quite imprecise mainly because of the length of the cable and therefore its weight, the arrow it takes, and the influence of sea currents and movements of the boat.

L'invention résoud avantageusement ce problème en ce qu'elle propose un dispositif qui permet la mise en oeuvre d'une méthode de prospection géophysique et notamment de prospection sismique par réfraction à partir d'un support naval classique se déplaçant en continu, ledit dispositif permettant d'interrompre temporairement l'avance de la flûte, pendant la durée d'une mesure, puis de la déplacer de la distance voulue, avant une nouvelle immobilisation, et cela alors que le support naval avance lentement mais de façon continue. The invention advantageously solves this problem in that it provides a device which allows the implementation of a geophysical prospecting method and in particular of seismic prospecting by refraction from a conventional naval support moving continuously, said device making it possible to temporarily interrupt the advance of the flute, for the duration of a measurement, then to move it by the desired distance, before a new immobilization, and this while the naval support advances slowly but continuously.

Un objet de la présente invention consiste donc en une nacelle rigide dite poisson, accrochée au câble d'entraînement à quelque distance de la flûte et qui renferme au moins un moteur-treuil assurant l'enroulement d'un autre câble de traction qui la relie à l'extrémité de la flûte, le câble d'entraînement pouvant occuper une position relachée entre le poisson et la flûte sur au moins une longueur du câble de traction. An object of the present invention therefore consists of a rigid nacelle called fish, hooked to the drive cable at some distance from the flute and which contains at least one winch motor ensuring the winding of another traction cable which connects it at the end of the flute, the drive cable being able to occupy a relaxed position between the fish and the flute over at least one length of the traction cable.

Selon une caractéristique particulière de l'invention, la nacelle rigide est constituée d'une ossature de tubes de forme allongée munie d'un flotteur, le câble d'entraînement étant fixé à un étrier pivotant à l'avant de ladite nacelle rigide. According to a particular characteristic of the invention, the rigid nacelle consists of a framework of elongated tubes provided with a float, the drive cable being fixed to a pivoting stirrup in front of said rigid nacelle.

D'autres caractéristiques particulières de l'invention ainsi que ses avantages apparaitront à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, faisant référence aux dessins annexés qui représentent
figure 1 une vue schématique en coupe du dispositif,
figures2 et 3 des vues en coupe et en plan d'une nacelle rigide conforme à l'invention.Other particular characteristics of the invention as well as its advantages will appear on reading the following description of an embodiment, referring to the accompanying drawings which represent
FIG. 1 a schematic sectional view of the device,
Figures 2 and 3 sectional and plan views of a rigid nacelle according to the invention.

On voit à la figure 1 les divers éléments constitutifs de l'appareillage permettant la prospection sismique par réfraction en continu. Une flatte sismique 1 renfermant une pluralité de géophones 2 et à une de ses extrémités un canon à air 3, servant de source de tir, constitue un élément de longueur fixe destiné à être déplacé pas à pas sur un fond sous-marin 4. La flûte est reliée et tirée par un navire de surface non représenté à l'aide d'un câble dit "ombilical" 5. Sur ce câble, à quelques mètres de la flûte est accroché un ensemble rigide 6, appelé "poisson" qui permet d'assurer l'interruption temporaire du déplacement de la flûte alors que l'ombilical est entrainé en marche continue par le navire de surface.Le poisson 6 représenté aux figures 2 et 3 est constitué d'une ossature 7 en tubes d'acier inoxydable, dessinant une sorte de nacelle allongée, habillée d'une coque en fibre de verre et résine. La partie supérieure du poisson intègre un flotteur 8 qui maintient la flottabilité et assure une bonne stabilité hozirontale. We see in Figure 1 the various components of the apparatus for seismic prospecting by continuous refraction. A seismic flat 1 containing a plurality of geophones 2 and at one of its ends an air cannon 3, serving as a firing source, constitutes an element of fixed length intended to be moved step by step on an underwater bottom 4. The flute is connected and pulled by a surface vessel not shown using a cable called "umbilical" 5. On this cable, a few meters from the flute is hung a rigid assembly 6, called "fish" which allows '' temporarily interrupt the movement of the flute while the umbilical is being driven in continuous operation by the surface vessel.The fish 6 shown in Figures 2 and 3 consists of a frame 7 made of stainless steel tubes, drawing a kind of elongated basket, covered with a fiberglass and resin shell. The upper part of the fish incorporates a float 8 which maintains buoyancy and provides good hozirontal stability.

L'ombilical 5 est fixé à un étrier 9, pivotant sur l'avant du poisson. Il se déploie sans tension à l'intérieur de l'ossature dont il émerge à la partie arrière. A l'intérieur de cette ossature 7 est fixé un moteur-treuil 10 constitué, d'un ensemble moteur électrique-réducteur intégré dans un carter à bain d'huile, et d'un tambour. Sur celui-ci s'enroule un câble de traction 11 qui sort du poisson par un orifice 12 muni de moyens de guidage, et qui est raccordé à l'extrémité de la flûte 1. Un dispositiflde sdcu- ritéde fin d'enroulement de câble 13 est en outre prévu.The umbilical 5 is fixed to a stirrup 9, pivoting on the front of the fish. It deploys without tension inside the framework from which it emerges at the rear. Inside this frame 7 is fixed a winch motor 10 consisting of an electric motor-reducer assembly integrated in a casing in oil bath, and a drum. On this is wound a pulling cable 11 which leaves the fish through an orifice 12 provided with guide means, and which is connected to the end of the flute 1. A safety device for end of cable winding 13 is further provided.

De même un fusible calibré à la rupture est placé sur le câble afin d'éliminer les risques d'endommagement de la flûte en cas d'accrochage de cette dernière sur le fond. A la sortie du poisson l'ombilical 5 est accroché au câble de traction 11 par des anneaux coulissants 14, sur une longueur 1 dudit câble. Ces anneaux coulissent pendant les mouvements de "yoyotage" c'est-à-dire lors des enroulements et déroulements successifs du câble sur le treuil. Sur le tronçon inférieur du câble, jusqu'à la flQte 1, l'ombilical et le câble sont solidaires l'un de l'autre.Likewise, a fuse calibrated at break is placed on the cable in order to eliminate the risk of damage to the flute in the event of it being hooked on the bottom. At the outlet of the fish, the umbilical 5 is attached to the traction cable 11 by sliding rings 14, over a length 1 of said cable. These rings slide during the "yoyotage" movements, that is to say during the successive windings and unwindings of the cable on the winch. On the lower section of the cable, up to flute 1, the umbilical and the cable are integral with one another.

Le poisson renferme également un émetteur de positionnement 15, une bouteille d'air comprimé 16 servant de stockage tampon pour le canon à air 3, ainsi que des organes accessoires non représentés. L'ensemble de ces équipements intégrés au poisson sont raccordés par des piquages au câble ombilical 5, ce dernier étant un câble coaxial renfermant les conducteurs de commande et de mesure ainsi que les conduits de fluide nécessaires. The fish also contains a positioning transmitter 15, a compressed air bottle 16 serving as buffer storage for the air gun 3, as well as accessory members not shown. All of this equipment integrated into the fish is connected by tapping to the umbilical cable 5, the latter being a coaxial cable containing the control and measurement conductors as well as the necessary fluid conduits.

Le poisson est en outre lesté par un poids 17 constitué d'une chaîne avantageusement intégrée dans une gaine souple antibruit amarrée à l'étrier 9 ainsi qu'S sa partie arrière par un câble 18 (figure 1). Cette chaîne qui repose sur le fond 4 joue le rôle stabilisateur pendant la nage du poisson mais aussi pendant les phases de déroulement du câble de traction 11 de la flûte. Elle prévient les mouvements intempestifs du poisson qui pourront alors se produire lors du brusque relâchement de la tension sur ce câble. The fish is further ballasted by a weight 17 consisting of a chain advantageously integrated in a flexible anti-noise sheath moored to the stirrup 9 as well as its rear part by a cable 18 (FIG. 1). This chain which rests on the bottom 4 plays the stabilizing role during the swimming of the fish but also during the unwinding phases of the pulling cable 11 of the flute. It prevents untimely movements of the fish which may then occur during the sudden release of tension on this cable.

Grâce à cet équipement, quand la flûte 1, tractée par le navire a atteintla position requise pour une première mesure, la traction exercée par le câble 11 entre la flûte et le poisson 6 est relâchée par le débrayage du moteur-treuil 10. La flatte étant ainsi immobilisée, la séquence tirs-enregistrements est déclenchée. Pendant ce temps le câble 11 continu à se dérouler ce qui permet à la flatte de rester immobile. With this equipment, when the flute 1, pulled by the ship has reached the position required for a first measurement, the traction exerted by the cable 11 between the flute and the fish 6 is released by the disengagement of the winch motor 10. The flatter being thus immobilized, the shooting-recording sequence is triggered. During this time the cable 11 continues to unwind which allows the flatter to remain immobile.

Lorsque la séquence tirs-enregistrements est déterminée, le moteur-treuil 10 est actionné; le câble 11 est réenroulé jusqu'à sa longueur initiale. Pendant cette séquence, la flûte se déplace à une vitesse supérieure à celle du navire. Une fois le câble réenroulé, le moteur-treuil est arrêté; la flette se trouve alors tractée sur le fond à la même vitesse que celle du navire. Dès qu'elle a atteint la position fixée par le pas de tir suivant, le cycle recommence. When the firing-recording sequence is determined, the winch motor 10 is activated; the cable 11 is rewound to its initial length. During this sequence, the flute moves at a higher speed than that of the ship. Once the cable is rewound, the winch motor is stopped; the flette is then towed over the bottom at the same speed as that of the ship. As soon as it has reached the position fixed by the next firing point, the cycle begins again.

Claims

1.- Device for the temporary interruption of the movement of geophysical prospecting equipment in an underwater environment, driven by a naval support with continuous displacement, comprising at least a plurality of devices united in the same flat, intended to be immobilized on the seabed, and moved step by step from a naval support using a drive cable of the kind of an umbilical cable enclosing the electrical conductors and the supply conduits of the apparatus characterized in that it comprises a rigid nacelle (6) called "fish" attached to the drive cable (5) at some distance from the flute 1, in that said fish contains at least one winch motor (10), ensuring the winding of a traction cable (11) which connects it to the end of the flute, and in that the drive cable can occupy a relaxed position between the fish and the flute over at least a length 1 of the traction cable.

2.- Device according to claim 1, characterized in that the rigid nacelle (6) consists of a frame of tubes (7) of elongated shape provided with a float (8).

3.- Device according to claim 1, characterized in that the drive cable (5) is fixed to a stirrup (9) pivoting at the front of the rigid nacelle (6).

4.- Device according to claim 1, characterized in that the drive cable (5) deploys without tension inside the rigid nacelle (6) and is connected by taps to the various equipment of said nacelle.

5.- Device according to claim 1, characterized in that a device (13) for the end of winding traction cable safety (11) is provided in the rigid nacelle (6).

6.- Device according to claim 1, caxact (- laughed in that a fuse calibrated at break is placed on the cable (11).

7.- Device according to claims 1 and 4, characterized in that at the outlet of the rigid nacelle (6), the drive cable (5) is attached a traction cable by sliding rings (14), on the length 1 of the traction cable.

8.- Device according to claim 1, characterized in that the rigid nacelle (6) is ballasted with a weight (17) playing the role of stabilizer, which rests on the bottom (4).