MX2011010160A - Sistema y metodo para remolcar arreglos de fuentes acusticas. - Google Patents

Sistema y metodo para remolcar arreglos de fuentes acusticas.

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Abstract

Una técnica facilita la producción de impulsos acústicos utilizados en las prospecciones sísmicas marinas. Un sistema de arreglos de fuentes comprende una pluralidad de fuentes acústicas suspendidas de una boya en una pluralidad de capas colocadas en diferentes niveles verticales. Una brida se acopla a la pluralidad de capas para permitir el remolque del sistema de arreglos de fuentes. La brida se construye y conecta de manera tal que la configuración de las fuentes acústicas mantiene substancialmente su forma nominal durante el remolque.

Description

"SISTEMA Y M ÉTODO PARA RE MOLCAR ARREGLOS DE FUENTES ACÚSTICAS" Campo de la Invención En una variedad de ambientes marinos, se realizan las prospecciones sísmicas para obtener una mejor comprensión de las formaciones geológicas debajo de un cuerpo de agua. Las regiones marinas relativamente grandes pueden ser inspeccionadas por una embarcación o embarcaciones de superficie que remolquen cables marinos s ísmicos a través del agua. Puede emplearse otra embarcación, o la misma embarcación, para proporcionar fuentes sísmicas, tales como martillos neumáticos utilizados para generar acústicos en el agua. Las fuentes sísmicas pued.en configurarse en arreglos de fuentes. En algunas aplicaciones, por ejemplo, los martillos neumáticos se encuentran suspendidos de una boya y son remolcados detrás de una embarcación sísmica. Sin embargo, durante el remolque, las fuerzas de arrastre en el arreglo de fuentes deforman la forma del arreglo lo cual puede ser perjudicial para obtener datos sísmicos precisos.
Antecedentes de la I nvenc ión Actualmente, una técnica común para crear arreglos de fuentes sísm icas es colocar todos los martillos neumáticos en una capa y suspender los martillos neumáticos de una boya. U na cuerda remolcadora extendida desde la embarcación remolcadora se acopla directamente ai arreglo de martillos neumáticos. En otras aplicaciones, la cuerda remolcadora se conecta directamente a la boya o capa de boya. En cualquier aplicación, el arreglo de fuentes se deforma sustancialmente durante el remolque.
También se han realizado intentos por construir arreglos de fuentes con los martillos neumáticos configurados en capas separadas verticalmente. Sin embargo, el remolque de arreglos de martillos neumáticos multicapa tiende a ser bastante más complejo que el remolque de una capa individual de martillos neumáticos. Dependiendo de cómo se configuran las cuerdas remolcadoras y las cuerdas de distancia, la forma del arreglo de fuentes puede distorsionarse severamente durante el remolque con relación a su posición nominal. La forma de remolque se altera sustancialmente debido a las fuerzas de arrastre ejercidas por el agua contra el arreglo de fuentes.
Breve Descripción de la Invención En general, la presente invención proporciona una metodología y sistema para la producción de impulsos acústicos utilizados en prospecciones sísmicas marinas. Generalmente, un sistema de arreglos de fuentes es creado por una pluralidad de fuentes acústicas suspendidas de una boya en una pluralidad de capas colocadas en diferentes niveles verticales. El sistema de arreglos de fuentes comprende una brida acoplada a la pluralidad de capas para permitir el remolque del sistema de arreglos de fuentes por una línea de remolque adecuada. La brida se construye y conecta de manera tal que la configuración de las fuentes acústicas mantiene substancialmente una forma deseada durante el remolque.
Breve Descripción de las Figuras A continuación se describirán algunas modalidades de la invención con referencia a los dibujos anexos, donde los números de referencia similares denotan elementos similares, y: La Figura 1 es una vista esquemática de una embarcación sísmica que jala un sistema de arreglos de fuentes en un área de prospección marina, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 2 es una vista esquemática de un ejemplo de un sistema de arreglos de fuentes, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 3 es una vista esquemática de otro ejemplo de un sistema de arreglos de fuentes, de acuerdo con una modalidad alterna de la presente invención; La Figura 4 es una vista esquemática de otro ejemplo de un sistema de arreglos de fuentes, de acuerdo con una modalidad alterna de la presente invención; y La Figura 5 es una vista en planta de una embarcación sísmica que remolca una pluralidad de arreglos de fuentes, de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
Descripción Detallada de la Invención En la siguiente descripción, se presentan numerosos detalles para proporcionar una comprensión de la presente invención. Sin embargo, aquellos expertos en la materia comprenderán que la presente invención puede llevarse a la práctica sin estos detalles y que pueden ser posibles numerosas variaciones o modificaciones a partir de las modalidades descritas La presente invención generalmente se refiere a una técnica para mejorar la producción de impulsos acústicos utilizados en las prospecciones sísmicas marinas. La técnica permite la retención de una forma deseada de una configuración remolcada, tal como la retención de la forma nominal de un arreglo de fuentes remolcadas con capas verticales separadas de fuentes acústicas. Una brida se conecta a las capas de fuentes acústicas de manera tal que facilita la retención de la forma deseada del arreglo de fuentes cuando son arrastradas.
En muchas aplicaciones, la configuración remolcada comprende un arreglo de martillos neumáticos con dos capas separadas verticalmente. La presente técnica permite remolcar el sistema a velocidades variables de remolque manteniendo simultáneamente la forma deseada del arreglo de fuentes. La línea de remolque se conecta al arreglo de martillos neumáticos por la brida la cual se conecta a las capas individuales de fuentes acústicas en la parte delantera de uno o más arreglos de martillos neumáticos.
Haciendo referencia en términos generales a la Figura 1 , se ilustra un ejemplo de un sistema de prospección sísmica 20 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Como se ilustra, el sistema 20 comprende un sistema de arreglos de fuentes acústicas 22 que es remolcado a través de un área de prospección sísmica marina 24 .para realizar una prospección sísmica marina. El sistema de arreglos de fuentes acústicas 22 puede ser remolcado por una embarcación de superficie 26 conectada al sistema de arreglos de fuentes acústicas 22 mediante una línea de remolque 28. En este ejemplo, el sistema de arreglos de fuentes acústicas 22 comprende uno o más arreglos de fuentes acústicas 30 conectados a la línea de remolque 28 por una o más bridas correspondientes 32.
Un ejemplo del sistema de arreglos de fuentes acústicas 22 se ilustra en la Figura 2. En la modalidad ilustrada, el arreglo de fuentes acústicas 30 comprende una pluralidad de fuentes acústicas 34 suspendidas debajo de una boya 36 diseñada para flotar a lo largo de la superficie del agua durante el remolque por la embarcación de superficie 26. A manera de ejemplo, las fuentes acústicas red de cuatro pueden comprender pistolas acústicas, tales como martillos acústicos operados para proporcionar impulsos acústicos. Las fuentes acústicas 34 se configuran en una pluralidad de capas que están separadas verticalmente. Por ejemplo, las fuentes acústicas 34 pueden configurarse una primera capa 38 ubicada sobre una segunda capa 40.
La primera capa 38 de las fuentes acústicas 34 puede suspenderse de la boya 36 por líneas generalmente verticales 42 que pueden formarse en las cuerdas, cables adecuados, u otros tipos de cables de suspensión . Las líneas generalmente verticales 42 pueden ser l íneas individuales o grupos de líneas conectadas entre la boya 36 y las fuentes acústicas 34 de la primera capa 38. La segunda capa 40 de - - las fuentes acústicas 34 también puede suspenderse de la boya 36 por líneas generalmente verticales 42. Por ejemplo, la segunda capa 40 puede suspenderse por las líneas 42 que se conectan entre las fuentes acústicas 34 de la primera capa 38 y las fuentes acústicas 34 de la segunda capa 40. Además, las fuentes acústicas 34 de cada capa 38, 40 pueden conectarse por líneas generalmente horizontales/de distancia 44. De manera similar a las líneas verticales 42, las líneas generalmente horizontales 44 pueden comprender cables flexibles formados por cuerdas, cables adecuados, u otros tipos de líneas colectoras apropiadas. Las líneas generalmente horizontales 44 pueden colocarse para alinear horizontalmente las fuentes acústicas 34 de la capa superior 38 y alinear horizontalmente las fuentes acústicas 34 de la capa interior 40.
En la modalidad ilustrada, la brida 32 se conecta a la primera capa 38 y a la segunda capa 40 por una primera línea de brida 46 y una segunda línea de brida 48, respectivamente. Las líneas de brida 46, 48 pueden formarse como líneas flexibles de cuerda, cable adecuado, u otras líneas capaces de soportar las fuerzas de remolque. Las líneas de brida 46, 48 tienen extremos de conexión 50 por los cuales la brida 32 se conecta a un extremo delantero (o frontal) del arreglo de fuentes acústicas 30. Por ejemplo, los extremos de conexión 50 pueden acoplarse a la fuente acústica principal 34 de cada capa de fuentes acústicas 38, 40. Los extremos opuestos de las l íneas de brida 46, 48 se conectan conjuntamente en un extremo de conexión de remolque 52 el cual, a su vez, se acopla a la línea de remolque 28.
- - La configuración de la brida 32 puede describirse con referencia a un sistema de coordenadas en el cual un eje z es el eje vertical y un eje x es un eje horizontal que se extiende a lo largo del arreglo de fuentes acústicas 30. Como se ilustra, las capas 38 y 40 yacen en diferentes niveles verticales a lo largo del eje z. Por ejemplo, la primera etapa 38 se encuentra ubicada en un primer nivel vertical 54 colocado debajo de la boya 36, y la segunda capa 40 se encuentra ubicada en un segundo nivel vertical 56 debajo del primer nivel vertical. La distancia entre la boya 36 y la primera capa 38 es un valor diferente de cero que puede definirse como D1 , y la distancia entre la primera capa 38 y la segunda capa 40 es un valor diferente de cero que puede definirse como D2. Los extremos de conexión 50 de la brida 32 se unen en el arreglo de fuentes acústicas 30 en los niveles verticales 54 y 56.
El extremo de conexión de remolque 52 de la brida 32 se coloca delante del arreglo de fuentes acústicas 30 una distancia diferente de cero, definida como L2, a lo largo del eje x. Además, el extremo de conexión de remolque 52 se encuentra ubicado en un nivel vertical 58 debajo del primer nivel vertical 54 y sobre el segundo nivel vertical 56. En otras palabras, los largos de la primera l ínea de brida 46 y la segunda línea de brida 48 se seleccionan de manera tal que después del remolque del arreglo de fuentes acústicas 30 , el extremo de conexión de remolque 52 se desplaza automáticamente al nivel vertical deseado 58 entre los niveles verticales de la primera capa 38 y la segunda capa 40. Consecuentemente, el extremo de la línea de remolque 28 conectado a la brida 32 también se desplaza al nivel vertical deseado 58. La distancia vertical entre el primer nivel vertical 54 y el nivel vertical 58 del extremo de conexión de remolque 58 puede definirse como E1. De manera similar, la distancia vertical entre el segundo nivel vertical 56 y el nivel vertical 58 del extremo de conexión de remolque 52 puede definirse como E2. Las distancias verticales al extremo de conexión de remolque 52 establecen la ecuación: E1 + E2 = D2. Además, la posición de la segunda capa 40 a lo largo del eje z es menor que la posición del eje z del extremo de conexión de remolque 52 la cual es menor que la posición del eje z de la primera capa 38.
La configuración de la brida 32 garantiza que el arreglo de fuentes acústicas 30 mantenga su forma deseada, por ejemplo, nominal, siendo remolcada simultáneamente por la embarcación de superficie 26. El acoplamiento de los extremos de conexión 50 a la primera capa 38 y la segunda capa 40, respectivamente, uniendo simultáneamente los extremos opuestos de las líneas de brida generalmente en un punto común (ubicado en las posiciones vertical y horizontal descritas con anterioridad) evita la interrupción de la forma de arreglos de fuentes acústicas durante el remolque y la operación del arreglo de fuentes acústicas. Como resultado, pueden obtenerse datos más precisos durante las prospecciones sísmicas marinas.
Haciendo referencia en términos generales a la Figura 3, se ilustra otra modalidad del sistema de arreglos de fuentes acústicas 22. En esta modalidad, una tercera línea de brida opcional 60 se conecta entre el extremo de conexión de remolque 52 y la boya 36 de la capa de boya de superficie. En algunas aplicaciones, el remolque del arreglo de fuentes - - acústicas 30 se facilita al aplicar una porción de la fuerza de remolque a la boya 36 desde un punto de remolque ubicado entre el nivel vertical 54 de la primera capa 38 y el nivel vertical 56 de la segunda capa 40.
El tipo de componentes utilizados y la estructura general del sistema de arreglos de fuentes acústicas 22 pueden variar de una prospección sísmica a otra. Por ejemplo, el número de fuentes acústicas 34 en cada capa 38, 40 puede variar, y la estructura, tamaño, y tipo de fuentes acústicas pueden seleccionarse de acuerdo con los parámetros de una determinada aplicación. Por ejemplo, las fuentes acústicas 34 pueden comprender martillos neumáticos que se configuran individualmente o por grupos. Como se ilustra en la modalidad de la Figura 4, por ejemplo, las fuentes acústicas 34 tienen forma de martillos y cada fuente acústica 34 comprende un grupo de martillo 62 que tienen una pluralidad de martillos operativos 64.
Con referencia adicional a la Figura 4, se ilustran variaciones adicionales. Por ejemplo, las líneas de brida pueden conectarse a la línea de remolque 28 en puntos secuenciales a lo largo de la l ínea de remolque. En el ejemplo ilustrado, la línea de brida 60 que se extiende a la línea de brida 36 se conecta a la línea de remolque 28 en una posición 65 delante de la ubicación en la cual las líneas de brida 46 y 48 se unen mediante la línea de remolque 28. En otra variación, la capa inferior 40 de fuentes acústicas 34 se suspende directamente desde la boya 36 por líneas independientes 42, como se ilustra, en lugar de suspenderse de la boya 36 por líneas de sujeción 42 a las fuentes acústicas de la capa superior 38.
Dependiendo de la aplicación específica de prospecciones sísmicas, el sistema de arreglos de fuentes acústicas 22 también puede comprender uno o más arreglos de fuentes acústicas 30. En el ejemplo ilustrado en la Figura 5, se emplea una pluralidad de arreglos de fuentes acústicas 30 y son remolcados detrás de la embarcación de superficie 26. A manera de ejemplo, los arreglos de fuentes acústicas 30 pueden configurarse generalmente en paralelo y separarse por una estructura de soporte 66 diseñada para mantener los arreglos de fuentes acústicas 30 en un espaciamiento horizontal deseado uno con respecto a otro. La estructura de soporte 66 puede tener una variedad de formas, incluyendo una barra rígida u otra estructura conectada a los extremos delanteros de los arreglos de fuentes acústicas 30.
Los ejemplos descritos con anterioridad son unas cuantas configuraciones posibles del sistema de arreglos de fuentes acústicas 22 que se benefician de la incorporación de bridas para controlar la ubicación del punto de remolque como se describe con anterioridad. Además de la variación en el número configuración de las fuentes acústicas, el sistema puede utilizar una variedad de boyas y capas de boya. También pueden utilizarse muchos tipos de líneas de conexión para conectar las fuentes acústicas unas con otras y con la boya. La capa inferior de fuentes acústicas puede suspenderse de otras fuentes acústicas y/o la capa de boya. Además, la distancia vertical entre las capas de fuentes acústicas así como también la distancia horizontal entre las fuentes acústicas puede ser diferente de una aplicación de prospección sísmica a otra.
- - Aunque únicamente se han descrito detalladamente con anterioridad unas cuantas modalidades de la presente invención , aquellos expertos en la materia observarán fácilmente que son posibles muchas modificaciones sin aislarse materialmente de las enseñanzas de esta invención. De acuerdo con lo anterior, tales modificaciones pretenden ser incluidas dentro del alcance de esta invención como se define en las reivindicaciones.

Claims (23)

REIVINDICACIONES
1 . Un sistema utilizado para producir impulsos acústicos para una prospección sísmica marina, que comprende: un sistema de arreglos de fuentes acústicas que tiene: una boya; una primera capa de fuentes acústicas suspendidas debajo de la boya; una segunda capa de fuentes acústicas suspendidas debajo de la primera capa; y una brida que tiene una primera línea de brida y una segunda línea de brida juntas en un extremo de conexión de remolque, extendida la primera línea de brida desde el extremo de conexión de remolque hasta la primera capa y la segunda línea de brida extendida desde el extremo de conexión de remolque hasta la segunda capa, donde los largos de la primera línea de brida y la segunda línea de brida se seleccionan de manera tal que él arrastre del arreglo de fuentes por el extremo de conexión de remolque fuerza al extremo de conexión de remolque a un nivel vertical debajo del nivel vertical de la primera capa y sobre un nivel vertical de la segunda capa.
2. El sistema según la reivindicación 1 , donde la brida comprende una tercera línea de brida conectada entre el extremo de conexión de remolque y la boya.
3. El sistema según la reivindicación 1 , donde la primera capa comprende una pluralidad de martillos neumáticos.
4. El sistema según la reivindicación 3, donde la segunda capa comprende una pluralidad de martillos neumáticos.
5. El sistema según la reivindicación 4, donde la pluralidad de martillos neumáticos comprende una pluralidad de martillos neumáticos individuales.
6. El sistema según la reivindicación 4, donde la pluralidad de martillos neumáticos comprende una pluralidad de grupos de martillos neumáticos.
7. El sistema según la reivindicación 1 , donde la primera capa se suspende de la boya por líneas generalmente verticales acopladas entre la boya y las fuentes acústicas de la primera capa; y la segunda capa se suspende de la primera capa por líneas generalmente verticales acopladas entre las fuentes acústicas de la primera capa y las fuentes acústicas de la segunda capa.
8. El sistema según la reivindicación 7, donde las fuentes acústicas de la primera capa se conectan por líneas generalmente horizontales; y las fuentes acústicas de la segunda capa se conectan por líneas generalmente horizontales.
9. Un sistema, que comprende: una pluralidad de fuentes acústicas suspendidas de una boya en dos capas colocadas en dos diferentes niveles verticales; una línea de remolque; y una brida que tiene: una primera línea de brida conectada entre una porción de extremo de la línea de remolque y una capa superior de las dos capas; y una segunda línea de brida conectada entre la porción de extremo y una capa inferior de las dos capas, configurada la brida de manera tal que el arrastre de la línea de remolque fuerza a la porción de extremo de la línea de remolque a un nivel vertical entre los diferentes niveles verticales de las dos capas.
10. El sistema según la reivindicación 9, donde la brida comprende además una tercera línea de brida conectada entre la línea de remolque y la boya.
1 1. El sistema según la reivindicación 9, donde la capa superior comprende una pluralidad de fuentes acústicas alineadas conectadas por líneas flexibles.
12. El sistema según la reivindicación 9, donde la capa inferior comprende una pluralidad de fuentes acústicas alineadas conectadas por líneas flexibles.
13. El sistema según la reivindicación 9, donde la pluralidad de fuentes acústicas comprende una pluralidad de martillos neumáticos.
14. El sistema según la reivindicación 13, donde la pluralidad de martillos neumáticos comprende grupos de martillos neumáticos.
1 5. Un método, que comprende: suspender una pluralidad de fuentes acústicas de una boya en una pluralidad de capas que se separan verticalmente para formar un arreglo de fuentes acústicas; acoplar una brida a la pluralidad de capas; y conectar una línea de remolque a la brida en una ubicación que mantendrá una forma deseada del arreglo de fuentes acústicas cuando sea remolcado.
16. El método según la reivindicación 15, que comprende además remolcar el arreglo de fuentes acústicas; y realizar una prospección sísmica marina.
17. El método según la reivindicación 15, donde el acoplamiento comprende conectar una línea de brida entre cada capa de la pluralidad de capas y un punto de remolque común.
18. El método según la reivindicación 17, donde el acoplamiento comprende seleccionar los largos de las líneas de brida de manera tal que el punto de remolque común se encuentra en un nivel vertical entre los niveles verticales de una capa superior y una siguiente capa inferior adyacente cuando el arreglo de fuentes acústicas es remolcado.
19. Un método, que comprende: construir un arreglo de fuentes acústicas con una capa de boya, una primera capa de fuentes acústicas suspendidas de la capa de boya a una distancia vertical D1 debajo de la capa de boya, y una segunda capa de fuentes acústicas suspendidas debajo de la primera capa de fuentes acústicas a un a distancia vertical D2 debajo de la primera capa de fuentes acústicas, donde D1 y D2 son valores diferentes de cero; acoplar líneas de brida a la primera capa de fuentes acústicas y la segunda capa de fuentes acústicas; y unir extremos opuestos de las líneas de brida en un punto de remolque colocado horízontalmente desde las capas de fuentes acústicas primera y segunda y colocadas verticalmente una distancia E 1 debajo del nivel de la primera capa de fuentes acústicas y una distancia E2 sobre el nivel de la segunda capa de fuentes, donde E1 y E2 son valores diferentes de cero que suman un total de D2.
20. El método según la reivindicación 19, que comprende además acoplar una línea de brida adicional entre el punto de remolque y la capa de boya.
21. El método según la reivindicación 19, donde construir comprende suspender la segunda capa de fuentes acústicas directamente desde la primera capa de fuentes acústicas.
22. El método según la reivindicación 19, que comprende además conectar una línea de remolque a las líneas de brida en el punto de remolque.
23. El método según la reivindicación 19, que comprende además remolcar una pluralidad de arreglos de fuentes acústicas configuradas generalmente en paralelo. RESU MEN Una técnica facilita la producción de impulsos acústicos utilizados en las prospecciones sísmicas marinas. Un sistema de arreglos de fuentes comprende una pluralidad de fuentes acústicas suspendidas de una boya en una pluralidad de capas colocadas en diferentes niveles verticales. Una brida se acopla a la pluralidad de capas para permitir el remolque del sistema de arreglos de fuentes. La brida se construye y conecta de manera tal que la configuración de las fuentes acústicas mantiene substancialmente su forma nominal durante el remolque.
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