MX2011002075A - Metodo para remolcar cables marinos sensores. - Google Patents

Abstract

Un método para operar un cable marino sensor geofísico en un cuerpo de agua incluye operar un vehículo operado a distancia acoplado a un extremo anterior del cable marino para remolcar el cable marino en el agua; señales generadas por sensores en el cable marino son comunicadas sustancialmente en tiempo real a una unidad de registro en un buque de investigación usando al menos uno de cables eléctricos y ópticos en un cable umbilical que conecta el vehículo operable a distancia al buque de investigación.

Description

MÉTODO PARA REMOLCAR CABLES MARINOS SENSORES REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS No aplica.

DECLARACIÓN REFERENTE A INVESTIGACIÓN O DESARROLLO PATROCINADO POR EL GOBIERNO No aplica.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere en general al campo de sistemas de estudio geofísico marino remolcados. Más específicamente, la invención se refiere a métodos y sistemas para permitir remolcar cables marinos sensores a una profundidad en el agua mayor que usando dispositivos de remolque convencionales.

TÉCNICA ANTERIOR Los cables marinos sensores geofísicos, por ejemplo, cables marinos sensores sísmicos y/o electromagnéticos son esencialmente cables largos (de varios kilómetros de longitud) remolcados detrás de un buque. Los cables marinos sísmicos típicamente son operados a solamente unos pocos metros de profundidad del agua. Los sensores electromagnéticos pueden ser operados a mayores profundidades, en el orden de diversos cientos a diversos miles de metros.

Cables sensores sísmicos operados a gran profundidad, llamados, "cables del fondo del océano" que son colocados en el fondo del agua son también conocidos en la técnica. Existen también estaciones sensoras individuales llamadas "nodos" que tienen dispositivos de registro de señales incorporados. En cualquiera de los dos sistemas sensores anteriores, es necesario extraer el sistema a la superficie del agua. Por ende, cables sensores remolcados pueden tener la ventaja de comunicación de señal en tiempo real con el buque de registro.

Ha sido imposible remolcar dichos cables sensores a profundidades de diversos cientos a diversos miles de metros desde un buque en la superficie usando equipo de remolque convencional debido al hecho de que la fuerza de remolque es disipada a través de la fricción a lo largo del cable de entrada extendido entre el cable sensor y el buque.

Existe la necesidad de un sistema y técnica para remolcar cables sensores geofísicos marinos a una profundidad del agua relativamente grande.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un método para operar un cable marino sensor geofísico en un cuerpo de agua incluye operar un vehículo operado a distancia acoplado a un extremo anterior del cable marino para remolcar el cable marino en el agua. Señales generadas por sensores en el cable marino son comunicadas sustancialmente en tiempo real a una unidad de registro en un buque de investigación usando al menos uno de cables eléctricos y ópticos en un cable umbilical que conecta el vehículo operable a distancia al buque de investigación.

Otros aspectos y ventajas de la invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra una vista en sección vertical de un sistema de acuerdo con la invención.

La Figura 2 muestra una vista en planta de un sistema de múltiples cables marinos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 muestra un buque de investigación geofísica 10 que se mueve a lo largo de la superficie de un cuerpo de agua 11 tal como un lago o el océano. El buque puede incluir equipo en el mismo, mostrado generalmente en 12 y llamado para conveniencia un "sistema de registro". El sistema de registro 12 típicamente incluye dispositivos tales como una unidad de registro de datos (no se muestra por separado) para hacer un registro con respecto al tiempo de señales generadas por varios sensores en el sistema de adquisición. El sistema de registro 12 incluye también típicamente equipo de navegación (no se muestra por separado) para determinar y registrar, en tiempos seleccionados, la posición geodésica del buque 10.

El buque puede remolcar uno o más cables fuente 14. El cable fuente 14 puede incluir en el mismo una fuente de energía sísmica 16 tal como una pistola de aire o un conjunto de dichas pistolas de aire. El cable fuente 16 puede incluir también una fuente de energía electromagnética tal como un par de electrodos separados 15. La operación de las fuentes es bien conocida en la técnica y no se necesita repetir aquí.

En el presente ejemplo, un cable marino sensor 20 puede ser remolcado en el agua 11 por un vehículo operado a distancia (ROV) 18. El cable marino 20 puede incluir una pluralidad de sensores geofísicos 22, ejemplos no limitantes de los cuales son hidrófonos, geófonos, acelerómetros, magnetómetros, bobinas, electrodos separados o combinaciones de los mismos. Los sensores detectan energía en respuesta a energía sísmica y/o electromagnética impartida a las formaciones 24 debajo del fondo del agua El ROV recibe energía para propulsión y señales de control para cambiar la profundidad y dirección (usando timones horizontales 18A y el timón 18B) desde un cable umbilical 17 conectado desde el ROV 8 al buque 10. El cable umbilical 17 incluye también conductores eléctricos y/u ópticos que permiten comunicación en tiempo real de señales detectadas por los sensores a la unidad de registro 12. Esto es en contraste con los sistemas de remolque de vehículos operados en el fondo del océano o en forma autónoma, basados en nodos, los cuales requieren almacenamiento de datos, recuperación de equipo de almacenamiento y descarga de la información registrada. El presente ejemplo permite determinación de la calidad de los datos esencialmente mientras el registro se encuentra en camino, de modo que la acción correctiva apropiada pueda ser tomada en el caso de degradación o falla de sensor.

Si es deseable operar más de un cable marino al mismo tiempo, la Figura 2 muestra un ejemplo de cómo se puede realizar esto usando cables marinos que tienen componentes de navegación adicionales para evitar enredo y ensuciamiento. Cada uno de los cuatro cables marinos sensores 20 como se explica con referencia a la Figura 1 se puede acoplar en su extremo anterior a un ROV 18 respectivo. Cada ROV se puede acoplar al buque 10 por medio de una línea umbilical 17 respectiva como se explica con anterioridad.

En el presente ejemplo, se puede hacer que los cables marinos 20 permanezcan en un patrón seleccionado (por ejemplo, tal como paralelo como se muestra) y que respondan a los efectos de corrientes cruzadas de agua para mantener dicho patrón mediante el uso de dispositivos de fuerza lateral y control (LFD) 26 dispuestos en posiciones seleccionadas a lo largo del cable marino. Ver, por ejemplo, patente de U.S. No. 6,144,342 expedida a Bertheas et al. La distancia lateral entre los cables marinos 20 en puntos seleccionados a lo largo de la misma (para mantener el patrón seleccionado) se puede determinar usando un sistema para encontrar rangos acústicos, cuyos componentes se muestran en 27. Ver, por ejemplo, patente de U.S. No. 7,376,045 expedida a Falkenberg et al. y de propiedad conjunta con la presente invención.

Remolcar cables marinos geofísicos usando métodos de acuerdo con la invención puede proveer un mejor control sobre la geometría del cable marino a gran profundidad del agua y puede permitir una comunicación de señal continua con un sistema de registro alojado en un buque, reduciendo así la posibilidad de que falla del sensor o cable marino pase inadvertida antes de que un segmento de estudio entero haya sido completado.

Aunque la invención ha sido descrita con respecto a un número limitado de modalidades, los expertos en la técnica, que tienen beneficio de esta descripción, entenderán que se pueden idear otras modalidades que no se aparten del alcance de la invención como se describe en la presente. Por consiguiente, el alcance de la invención debe estar limitado solamente por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (5)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método para operar un cable marino sensor geofísico en un cuerpo de agua, que comprende: operar un vehículo operado a distancia acoplado a un extremo anterior del cable marino para remolcar el cable marino en el agua; y comunicar señales generadas por sensores en el cable marino sustancialmente en tiempo real a una unidad de registro en un buque de investigación usando al menos uno de cables eléctricos y ópticos en un cable umbilical que conecta el vehículo operable a distancia al buque de investigación.

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque adicionalmente comprende: operar una pluralidad de vehículos operados a distancia cada uno conectado al buque mediante un cable umbilical respectivo, cada vehículos remolca un extremo anterior de un cable marino sensor geofísico; comunicar señales generadas por sensores en cada cable marino sustancialmente en tiempo real a una unidad de registro en un buque de investigación usando el menos uno de cables eléctricos y ópticos en un cable umbilical que conecta el vehículo operarle a distancia al buque de investigación; y dirigir los cables marinos para mantener un patrón seleccionado mientras se mueven en el agua.

3. - El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque la dirección comprende operar un dispositivo de fuerza lateral y control de profundidad.

4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque la dirección comprende operar con dispositivo para encontrar rangos acústicos.

5. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los sensores comprenden al menos uno de hidrófonos, geófonos, acelerómetros, magnetómetros, bobinas, electrodos separados o combinaciones de los mismos.