MXPA01004253A - Metodo para hacer un cable madre sismico marino - Google Patents

Abstract

Un cable madre sísmica comprende un núcleo substancialmente só1ido que tiene muchos de los componentes principales del cable madre, a saber hidrófonos, módulos electrónicos para digitalizar las salidas de los hidrófonos, los manojos conductores principalesópticos y eléctricos y miembros de refuerzo Keviar, empotrados en el mismo. El núcleo contiene también un gran numero de elementos de espuma de flotación. Una piel externa rodea el núcleo, definiendo un espacio anular alrededor del núcleo, y este espacio anular se llena con espuma de poliuretano de celda abierta saturada con queroseno. Las cápsulas que contienen los hidrófonos comunican con el espacio anular alrededor del núcleo, de manera que el queroseno puede entrar en las cápsulas, cada una de las cuales contiene una cubierta de espuma de poliuretano de celda abierta para acojinar el hidrófono. En una construcción alternativa, hecha posible, usando los elementos de flotación en el núcleo para hacer el núcleo flotante de manera neutral aproximadamente en agua, la piel externa y la espuma de poliuretano se omiten, y el núcleo se usa como tal como un cable madre só1ido.

Description

MÉTODO PARA HACER U N CABLE MADRE SÍSM ICO MARI NO Esta invención se refiere a cables madre sísmicos marinos, y a métodos para fabricar dichos cables madre. Con el fin de realizar una vigilancia sísmica marina de 3D, un arreglo de cables madre sísmicos marinos, cada uno de varios miles de metros de longitud típicamente y conteniendo un gran número de hidrófonos y equipo electrónico asociado distribuido a lo largo de su longitud, es remolcado a aproximadamente 5 nudos detrás de un barco de vigilancia sísmica, el cual remolca también una o más fuentes sísmicas, típicamente pistolas de aire. Las señales acústicas prod ucidas por las fuentes sísmicas se dirigen hacia abajo a través del agua hacia la tierra por debajo, donde son reflejadas desde los varios estratos. Las señales reflejadas se reciben por los hidrófonos en los cables madre, se digitalizan y después se transmiten al barco de vigilancia sísmica, donde son registradas y por lo menos parcialmente procesadas con ia última ayuda de construcción de una representación de los estratos de la tierra en el área que se vigila. Un cable madre s ísmico marino típico está hecho de un gran número de secciones de cable madre de 100 metros similares conectadas extremo con extremo, cada sección comprendiendo una piel externa s ubstancialmente cilindrica que contiene un par de miembros de refuerzo que se extienden longitudinalmente, típicamente cuerdas Keviar, para soportar las fuerzas de arrastre.

Los hidrófonos están distribuidos sustancialmente de manera uniforme a lo largo de la longitud de la sección del cable madre, y están intercalados con separadores cilindricos y elementos espumosos los cuales están montados en los miembros de refuerzo, los elementos de espuma están saturados en uso con queroseno o un fuido similar para para hacer la sección de cable madre flotante de manera neutral substancialmente. Una sección de cable madre de este tipo general, y más particularmente su método de fabricación, se describen en nuestra Solicitud de Patente PCT co-pendiente No. PCT/IB99/00624 (WO99), presentada el 15 de abril de 1998. El cable madre incluye módulos electrónicos (o "burbujas") que contienen circuitos para digitalizar las señales reflejadas detectadas por los hidrófonos y transmitir las señales digitalizadas a los barcos de vigilancia sísmica, estando estos módulos típicamente conectados entre secciones adyacentes de cable madre. Aunque los cables madre sísmicos marinos hechos de secciones de cable madre de este tipo general proporcionan buen funcionamiento global, hay una necesidad continua de mejorías en áreas tales como comportamiento acústico, diámetro (diámetro reducido da un arrastre reducido y manejo más fácil), y robustez. Es un objetivo de la presente invención en uno de sus aspectos proporcionar un cable madre sísmico marino que exhiba mejorías sobre el tipo conocido de cable madre en por lo menos algunas de estas áreas. Es un objetivo adicional de la invención en otro de sus aspectos proporcionar un método para fabricar tal cable madre mejorado. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un cable madre sísmico que comprende un núcleo sólido substancialmenté alargado, por lo menos un miembro de refuerzo que se extiende longitudinalmente y una pluralidad de hidrófonos empotrados en dicho núcleo, una piel externa de plástico que rodea dicho núcleo y que define alrededor del mismo un espacio anular, y matepal de espuma plástica adaptada para ser saturado substancialmente con líquido y llenar substancialmente dicho espacio anular. En una modalidad preferida de la invención, dichos hidrófonos están encapsulados en cápsulas que tienen por lo menos una abertura que comunica con dicho espacio anular. El cable madre puede incluir una pluralidad de elementos de flotación de espuma, hechos típicamente de un material de espuma plástica con piel tal como una espuma de polipropileno con piel, empotrada en dicho núcleo entre dichos hidrófonos encapsulados, y puede incluir además una pluralidad de módulos electrónicos conteniendo cada uno circuitos electrónicos para procesar las señales producidas por una pluralidad de dichos h idrófonos, dichos módulos electrónicos que están empotrados en dicho núcleo entre dichos h idrófonos, junto con conductores eléctricos para conectar ios hidrófonos a los módulos electrónicos , conductores eléctricos para proporcionar energía a los módulos electrónicos, conductores eléctricos para conectar los módulos electrónicos a unidades de conversión y multiplex electro-ópticas respectivas conectadas en el cable madre en intervalos a lo largo del mismo, y fibras ópticas para interconectar las unidades de conversión y multiplex electro-ópticas. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para hacer un cable madre sísmico marino que comprende un núcleo alargado substancialmente sólido, y por lo menos un miembro de refuerzo que se extiende longitudinalmente y una pluralidad de hidrófonos empotrados en dicho núcleo, el método que comprende los pasos de: formar un sub-ensamble que comprende dicho por lo menos un miembro de refuerzo que tiene dichos hidrófonos asegurados al mismo en intervalos a lo largo de ese; correr dicho sub-ensamble a través de un tubo plástico; y inyectar material plástico o gel en dicho tubo para llenar substancialmente el resto del interior del tubo. En una implementación preferida de este aspecto de la invención, el sub-ensamble comprende de preferencia dos miembros de refuerzo paralelos, y el método incluye además asegurar una pluralidad de elementos de flotación de espuma en dicho su b-ensamble entre los hidrófonos, asegurar una pluralidad de módulos electrónicos conteniendo cada uno circuitos electrónicos para procesar las señales producidas por una pluralidad de hidrófonos en dicho sub-ensamble entre los hidrófonos, y asegurar conductores eléctricos que conectan los hidrófonos a los módulos electrónicos, conductores eléctricos para proporcionar energ ía a los módulos eléctricos, y fibras ópticas en dicho sub-ensamble. De acuerdo con aún otro aspecto de la invención, se proporciona un cable madre sísmico que comprende un tubo alargado de plástico, por lo menos un miembro de refuerzo alargado dispuesto dentro del tubo y que se extiende longitudinalmente del mismo, una pluralidad de elementos de flotación que acoplan con el miembro de refuerzo a intervalos a lo largo del mismo, y una pluralidad de hidrófonos separados longitudinalmente dentro del tubo y dispuestos entre los elementos de flotación, el tubo que contiene un material de plástico sólido o carga de gel alrededor de los hidrófonos y los elementos de flotación . De acuerdo con todavía otro aspecto de la invención, se proporciona un método para hacer un cable madre sísmico, el método que comprende los pasos de: formar un sub-ensamble que comprende por lo menos un miembro de refuerzo alargado que tiene elementos de flotación asegurados al mismo en intervalos a lo largo de ese e hidrófonos dispuestos entre algunos de los elementos de flotación; correr dicho sub-ensa mble a través de un tubo de plástico; e inyectar material plástico o gel en dicho tubo para llenar substancialmente el resto del interior del tubo.

La invención será descrita ahora, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: La Figura 1 es una representación algo diagramática de un barco de vigilancia sísmica que remolca un cable madre sísmico marino de acuerdo con la presente invención en un cuerpo de agua con el fin de realizar una vigilancia sísmica marina; La Figura 2 es una vista de sección longitudinal agrandada de parte del cable madre de la Figura 1 ; La Figura 3 es una vista de sección transversal del cable madre de la Figura 2; La Figura 3A es una vista de sección transversal agrandada y más detallada de una modalidad alterna de un cable madre s ísmico marino de acuerdo con la presente invención; La Figura 4 es una vista extrema de un ensamble de hidrófono encapsulado que forma parte del cable madre de la Figura 2; La Figura 5 es una vista de sección en la línea A-A del ensamble de hidrófono encapsulado de la Figura 4; La Figura 6 es una vista en perspectiva del ensamble de hidrófono encapsulado de las Figuras 4 y 5; La Figura 7 es una vista de sección del hidrófono del ensamble de las Figuras 4 a 6; La Figura 8 es una vista en perspectiva de un sub-ensamble hecho durante la fabricación de una modalidad alterna de un cable madre s ísmico marino de acuerdo con la presente invención; Las Fig uras 9 y 10 son vistas de sección en diferentes puntos a lo largo del cable madre con base en el sub-ensamble de la Figura 8; Las Figuras 1 1 y 12 son vistas en perspectiva agrandadas de parte de otra modalidad de un cable madre s ísmico de acuerdo con la presente invención; La Figura 13 es una vista en explosión de parte de aún otra modalidad de un cable madre sísmico de acuerdo con la presente invención; y La Figura 14 es una vista en perspectiva agrandada de parte de todavía una modalidad más de un cable madre sísmico de acuerdo con la presente invención. La Figura 1 muestra en 10 un cable madre de acuerdo con ia presente invención que es remolcado en el mar mediante un barco 12 de vigilancia sísmica, con el fin de realizar una vigilancia sísmica marina del lecho marino debajo del cable madre 10 y el barco 12 de la manera descrita anteriormente. El cable madre 10 es remolcado a una profundidad de aproximadamente 6 a 10 metros por debajo de la superficie del agua por medio de su conductor 14, es decir, por medio del cable electro-óptico reforzado por medio del cual se suministran energ ía y señales de control al cable madre y las señales de información sísmica se transmiten desde la parte trasera del cable madre hasta el barco, siendo controlada la profundidad del cable madre de una manera conocida mediante controladores de profundidad o "pájaros", 16 distribuidos a lo largo de la longitud del cable madre. Típicamente, el extremo frontal del cable madre 10 está acoplado mecánicamente af conductor 14 mediante por lo menos una sección 18 aislante de vibración (o "sección de estirar"), mientras que el extremo trasero está acoplado a una boya de cola 20 que incorpora un sistema de medición de posición GPS, típicamente vía otra "sección de estirar" la cual ha sido omitida de la Figura 1 con el fin de simplificación. El cable madre 10 está hecho de una pluralidad de secciones similares 10a de cable madre de 100 metros conectadas extremo con extremo. Parte de unas de estas secciones 10a de cable madre se muestra con mayor detalle en las Figuras 2 y 3, donde puede verse que la sección de cable madre comprende un núcleo 24 de plástico cilindrico substancialmente sólido, rodeado de manera coaxial por una piel 26 externa de plástico la cual define un espacio anular 28 alrededor del núcleo. Este espacio anular 28 está lleno substancialmente con longitudes tubulares de material de espuma plástica de celda abierta, el cual en uso está saturado substanciaimente con queroseno o un fluido similar de baja densidad. El material plástico del núcleo 24 y la piel externa 26 es típicamente poliuretano, como es el material de espuma en el espacio anular 28, pero se pueden usar otros materiales plásticos adecuados si se desea. Los componentes principales de la sección 1 0a de cable madre se empotran en el núcleo 24, usando un método novedoso que será descrito con mayor detalle posteriormente. Estos componentes principales incluyen ensambles 30 de hidrófonos encapsulados separados longitudinalmente de manera uniforme, los cuales serán descritos con mayor detalle posteriormente, un par de miembros 32 de refuerzo de cuerda tejida Keviar, que se extienden longitudinalmente, paralelos (o "miembros de tensión"), una pluralidad de módulos electrónicos 34, típicamente uno por cada tres ensambles 30 de hidrófono, dispuestos entre los ensambles de hidrófonos, y manojos 36 de alambres y fibra óptica. Los manojos 36 contienen conductores eléctricos para conectar los ensambles 30 de hidrófonos encapsulados a los módulos electrónicos 34, y para transportar las señales digitales de salida producidas por los módulos electrónicos 34 a lo largo de la sección 10a de cable madre, así como conductores eléctricos adicionales para transportar energía eléctrica y señales de control a lo largo de la sección 10a de cable madre y fibras ópticas cuya función se hará aparente posteriormente. Adicionalmente, se moldean una pluralidad de elementos de flotación 38 (o "pildoras"), hecho de espuma de polipropileno con piel, en el núcleo 24 entre los ensambles 30 de hidrófono y los módulos electrónicos 34. El número y densidad de las pildoras 38 de flotación se seleccionan de manera que su efecto de flotación, combinado con el del queroseno u otro fluido en el material de espuma en el espacio anular 28, hace a la sección 1 0a de cable madre flotante en agua substancialmente de manera neutral: típicamente, la densidad de las p ildoras 38 de flotación es aproximadamente 0.6. Los extremos adyacentes de los miembros 32 de tensión en cada extremo de las secciones 10a de cable madre están unidas, como se describe en la Solicitud de Patente de PCT antes mencionada, de manera que los miembros 32 forman un circuito continuo sencillo, estando asegurados los extremos opuestos de este circuito a terminaciones mecánicas respectivas (no mostradas) que forman partes de los conectores de extremo de la sección de cable madre. Los módulos electrónicos 34 comprenden cada uno circuitos electrónicos para digitalizar las señales de salida respectivas producidas por cada uno de los ensambles 30 de hidrófono, y para transmitir las señales digitalizadas a lo largo de la sección 10a de cable madre a unidades electrónicas cilindricas, o "burbujas", conectadas entre algunas de las secciones de cable madre. El circuito de cada módulo electrónico 34 está dispuesto dentro de un contenedor cilindrico de metal, de preferencia aluminio, el cual sirve para proteger el circuito de interferencia eléctrica externa. Las señales de salida digitalizadas dei hidrófono se convierten en señales ópticas en las burbujas electrónicas, para transmisión simultánea y avance a alta velocidad vía las fibras ópticas en los manojos 36 al barco 12, donde son procesadas y grabadas: as í se apreciará que las fibras ópticas sirven para interconectar ias burbujas electrónicas. La sección de cable madre de la Figura 3A está indicada mediante la referencia 10b, y tiene muchos aspectos en común con la sección 1 0a de cable mad re de las Figuras 2 y 3: estos aspectos comunes se les dio las mismas referencias como en la Figura 2. Así, la sección 10b de cable madre comprende un núcleo sólido 24 rodeado de manera coaxial por una piel 26 exterior de plástico la cual define un espacio anular 28 alrededor del núcleo, estando el espacio anular relleno con espuma de poliuretano saturada con queroseno u otro fluido de baja densidad. El núcleo 24 tiene dos miembros 32 de tensión Keviar que se extienden longitudinalmente empotrados en el mismo, junto con ensambles de hidrófonos encapsulados y módulos electrónicos indicados esquemáticamente mediante una línea circular punteada y con referencia 30/34. Los manojos 36 de alambres y fibras ópticas de la sección 10a de cable madre, los cuales se muestran 'solamente esquemáticamente en las Figuras 2 y 3, están remplazados en la sección 10b de cable madre mediante dos manojos 36a multiconductores que conectan los ensambles 30 de hidrófonos encapsulados con los módulos electrónicos 34, una línea 36b multiconductora que conecta las salidas de los módulos electrónicos con las "burbujas" electrónicas antes mencionadas, un multiconductor, manojo 36c de principal de fibra multi-óptica de energía e información, y un manojo 36d multiconductor que contiene líneas de energ ía auxiliar, control e información para conexión con dispositivos de control d e posición del cable madre ("pájaros") y dispositivos acústicos de detección de posición del cable madre conectados en intervalos a lo largo del cable madre 1 0. Los manojos 36a a 36d están distribuidos a través de un espacio que se extiende diametralmente a través de la sección 10a del cable madre, con los miembros 32 de tensión Keviar en un lado de ellos. Las pildoras 38 de flotación generalmente cilindricas de la sección 10a del cable madre se remplazan por las pildoras 38a del mismo material, pero generalmente de sección transversal semicircular, dispuestas en el otro lado de los manojos 36a a 36d y formadas para conformarse parcialmente a éstas. Visible también en la Figura 3A (pero no en la Figura 3) está un tubo 39 de poliuretano, el cual forma la piel externa del núcleo 24 sólido y cuya función será descrita con más detalle posteriormente. Uno de los ensambles 30 de hidrófono encapsulado se muestra con más detalle en las Figuras 4 a 6, y comprende una cápsula 40 de plástico de poliuretano substancialmente cilindrica que tiene un hidrófono 30a substancialmente cilindrico montado de manera coaxial dentro de la misma. Una cubierta anular 42, del mismo material de espuma plástica como el que está dispuesto en el espacio anular 28 alrededor del núcleo 24, rodea el hidrófono 30a, y llena substancialmente ei espacio anular entre el exterior del hidrófono 30a y el interior de la cápsula 40 para acojinar el hidrófono dentro de la cápsula. Un extremo 43 de la cá psula 40 está cerrado axialmente, pero provisto con una abertura radial de entrada 44, mientras que el otro extremo 46 se cierra, después de la inserción del hidrófono 30a, mediante una tapa 48 provista con una abertura radial de entrada 50 similar a la abertura de entrada 44. Las aberturas de entrada 44, 50 sobresalen de la cápsula 40, y están puestas en comunicación con el espacio anular 28 alrededor del núcleo como será descrito más adelante, permitiendo así que el queroseno u otro fluido en el espacio 28 entre a la cápsula y sature la cubierta 42. El hidrófono 30a tiene conductores 52 eléctricos de salida los cuales pasan a través de los agujeros respectivos en la tapa 48 para conectar con los manojos 36 (o 36a) de alambres. Moldeados en la superficie externa de la cápsula 40 hay medios 54 de colocación que definen dos ranuras o canales 56, 58 en partes circulares muy adyacentes, que reciben y se colocan con los miembros 32 de tensión respectivos durante la fabricación del núcleo 24, como será descrito más adelante. Uno de los hidrófonos 30a se muestra en sección en la Figura 7, y comprende un cilindro 60 piezoeléctrico hueco hecho de un material de cerámica adecuado y cerrado en cada extremo mediante tapas respectivas de PVC 62, 64 en los extremos . Electrodos 66, 68 respectivos se depositan en las superficies interna y externa del cilindro 60, y unos respectivos de los conductos 52 de salida antes mencionados se sueldan. El cilindro 60 está dispuesto de manera coaxial en u na bota 70 con base en PVC substancialmente cilind rica, el espacio dentro de la bota alrededor del cilindro que está lleno con un compuesto 72 para crisol adecuado el cual es compatible con el queroseno u otro fluido en el espacio anular 28 y la cápsula 40, y el cual forma un sello alrededor de los conductores 52 de salida. La manera en la cual está hecha la sección 10b de cable madre de la Figura 3A será descrita ahora. Primero, se hace un sub-ensamble (o arnés), el sub-ensamble comprende: los miembros 32 de tensión Keviar, los cuales están sujetos bajo tensión; los ensambles 30 de hidrófonos encapsulados, los cuales están colocados en los miembros 32 de tensión por medio de las ranuras 56, 58 en la cápsula 40 en posiciones separadas uniformemente a lo largo de los miembros de tensión, y después pegadas con pegamento a la misma; los módulos electrónicos 34, los cuales están colocados en y pegados con pegamento a los miembros 32 de tensión de una manera análoga a la usada para los ensambles 30 de hidrófonos encapsulados; los manojos 36a a 36d, los cuales están preformados, pegados con pegamento a los miembros 32 de tensión en intervalos, y conectados eléctricamente soldándolos a ios ensambles 30 de hidrófonos encapsulados y a los módulos electrónicos 34 como se apropiado; y las pildoras 38a de flotación, las cuales están colocadas sobre y pegadas con pegamento a los manojos 36a a 36d. El sub-ensamble se puede hacer usando una versión modificada adecuada del aparato descrito en ia Solicitud de Patente de PCT antes mencionada.

Segundo, el tubo 39 de poliuretano antes mencionado se corre sobre el sub-ensamble (o el sub-ensamble es corrido a través del tubo, lo cual es la misma cosa): en esta descripción y en las reivindicaciones, se pretende que ambas posibilidades estén abarcadas por la expresión "el sub-ensamble es corrido a través del tubo". Para ayudar en este proceso, se puede aplicar un lubricante adecuado al interior del tubo 39 y/o al exterior del sub-ensamble. Tercero, el tubo 39 con el sub-ensamble adentro se soporta horizontalmente, y se inyecta material plástico de poliuretano bajo presión al tubo vía uno o ambos de sus extremos y vía los orificios proporcionados para el propósito a lo largo de la longitud del tubo, para llenar completamente el interior del tubo alrededor del subensamble (y cualesquiera espacios abiertos entre los componentes individuales que hacen el sub-ensamble). Para ayudar que el material plástico inyectado permanezca suficientemente fluido para fluir en la longitud completa del tubo, el tubo puede ser rodeado por una camisa a través de la cual está arreglado que circule un ruido caliente continuamente durante todo el proceso de inyección. Cuarto, el material plástico inyectado se deja curar. Quinto, ei tubo 39, el cual es substancialmente transparente, se perfora taladrando a través del mismo en alineación con las aberturas 44 y 50, con el fin de q ue estas aberturas se abran al exterior del tubo 39. En este punto, el núcleo 1 2 está substancialmente completo, y la sección 10b de cable madre se completa conectando los miembros 32 de tensión y los manojos 36a a 36d eléctricos y ópticos en cada extremo del núcleo a los conectores de extremo de la sección de cable madre, deslizando las longitudes tubulares de matepal de espuma de celda abierta sobre el núcleo, deslizando la piel 26 externa sobre el material de espuma, y llenando el espacio anular 28 ocupado por el material de espuma con queroseno o un fluido similar. Las Figuras 8 a 10 tomadas en conjunto muestran en 10c una versión ligeramente modificada de la sección 10b del cable madre de la Figura 3A. La sección 10c de cable madre tiene otra vez muchos aspectos en común con la sección 10a de cabie madre de las Figuras 2 y 3: estos aspectos comunes se les da otra vez por lo tanto las mismas referencias que en las Figuras 2 y 3. La Figura 8 muestra el sub-ensamble (o arnés) hecho durante la fabricación de la sección 10c de cable madre mediante el método descrito con relación a la sección 10b de cable madre. Este subensamble comprende los dos miembros 32 de tensión Keviar, los ensambles 30 de hidrófonos encapsulados, los módulos electrónicos 34 y los manojos 36a a 36d, todos dispuestos substancialmente como ya se describió. Las principales diferencias están en la forma de la sección transversal de las p ildoras de flotación, indicadas en 38b, y de las cápsulas, indicadas en 40a, de los ensambles 30 de hidrófonos. Así, las pildoras 38b de flotación son de forma de U aproximadamente en sección transversal, y están adaptadas para rodear y sujetar ligeramente los manojos 36a a 36d entre los miembros de la forma de U , con las extremidades de los miembros de la forma de U acoplando y sujetando ligeramente los miembros 32 de tensión Keviar, como se puede ver mejor en la Figura 9. La cápsula 40a difiere de la cápsula 40 con relación a la forma del medio de ubicación el cual se coloca contra los miembros 32 de tensión Keviar. Así, el medio 54 de ubicación que contiene las ranuras 56, 58 en la cápsula 40 está remplazado en la cápsula 40a con más medios de ubicación flexibles, indicados en 54a en la Figura 10, que contiene ranuras 56a, 58a de vestigio que están formadas de manera que parte de la base de cada ranura tiene un grado de flexibilidad . El sub-ensamble de la Figura 8 se hace otra vez usando pegamento para asegurar los varios componentes a los miembros 32 de tensión cuando sea apropiado. Otra pequeña diferencia entre la sección 10b de cable madre y la sección 1 0c de cable madre descansa en la forma de sección transversal del tubo 39 de poliuretano. Así, en la sección 10c de cable madre, el tubo 39 está provisto con costillas 80 pequeñas separadas circunferencialmente las cuales se extienden longitudinalmente a lo largo de su superficie interna, como se puede ver en las Figuras 9 y 10. Estas costillas 80 sirven efectivamente para crear un espacio ligeramente anular entre el sub-ensamble dentro de las costillas 39 y la mayor parte de la superficie interna del tubo, para facilitar la inyección del material plástico de poliuretano al tubo alrededor del ensamble durante la fabricación de la sección 10c de cable madre. Las modalidades del cable madre de la presente invención descritas con referencia a las Figuras 1 a 10 tienen un número de ventajas.. Tienen un diámetro relativamente pequeño, aproximadamente 48 mm, lo cual reduce el arrastre y facilita la utilización, recuperación y almacenaje. Adicionalmente, se mejora ei comportamiento acústico, puesto que los hidrófonos, en virtud de estar encapsulados y empotrados en el núcleo sólido 24, están bien aislados contra el ruido, en particular el ruido debido al clima y ruido inducido mecánicamente debido al flujo cruzado, mientras que al mismo tiempo son sensibles a las señales sísmicas reflejadas vía la comunicación de fluido entre el interior de las cápsulas 40 y el espacio anular 28 alrededor del núcleo 24. y en virtud del hecho de que todos los componentes principales, en particular los ensambles 30 de hidrófonos encapsulados, los módulos electrónicos 34, y sus interconexiones 36 asociadas, están empotrados en el núcleo sólido 24, están bien protegidos contra el rigor del entorno en el cual se usan los cables madre y contra la contaminación, v. g. , por agua marina, de manera que la robustez y vida de los cables madre se mejoran mucho. Finalmente, el uso de las pildoras 38, 38a ó 38b de flotación en el n úcleo sólido 24 tiene el resultado de que se requiere considerablemente menos queroseno que en el cable madre típico mencionado en la introducción . Se pueden hacer muchas modificaciones a las modalidades descritas de la invención . Por ejemplo, si la formación de vacíos en el material inyectado del núcleo 24 se puede minimizar, las entradas 44, 50 a las cápsulas 40, y la perforación para proporcionar comunicación entre estas entradas y el espacio anular 28, pueden ser eliminadas. En este caso, las cápsulas 40 se llenan con queroseno u otro fluido adecuado, o u n gel, y después se sellan, antes de ser incorporadas al sub-ensamble qu e forma la base del núcleo 24. O el material plástico inyectado se puede remplazar por un gel adecuado. En las modalidades de la invención descrita con referencia a las Figuras 1 a 1 0, los miembros 32 de tensión Keviar son de sección circular y desviados del plano que contiene ei eje central del cable madre 1 0, una forma de construcción que tiende a cond ucir a una reducción en el d iámetro global del cable madre 1 0. Sin embargo, en una forma alternativa de construcción , los miembros 32 de tensión Keviar tienen una sección ovalada, y están colocados simétricamente en cada lado del eje central del cable madre 1 0 en u n pla no que contiene ese eje. Esta forma alternativa de construcción se usa en las modalidades de las Figuras 1 1 a 14. Así, en la modalidad de las Figuras 1 1 y 1 2, las pildoras de flotación , solamente una de las cuales se muestra en 38c, son de sección tran sversal en forma de C gen eral mente , con un canal 84 parcialm ente abierto de frente h acia fuera formado en la parte levantada de la forma d e C para recibir u no d e los miembros 32 de ten sión Keviar. Los ma nojos 36 de alambres y ópticos se reciben en el espacio hueco 86 dentro de la forma de C, mientras que un segundo canal 88 está definido entre las extremidades opuestas de la forma de C y recibe el otro miembro 32 de tensión Keviar. El material de la pildora 38c de flotación es suficientemente elástico para que los canales 84, 88 se abran para ajustar sobre los miembros de tensión Keviar y los manojos 36 de alambres y fibra óptica, y después para cerrarse parcialmente otra vez para acoplar y sujetar estos componentes. Este acoplamiento se aumenta para por lo menos el canal 84 incluyendo en éste una pequeña proyección 90, la cual "se clava ligeramente en" su miembro 32 de tensión Keviar para inhibir el movimiento de la p ildora de flotación a lo largo del miembro de tensión. En la modalidad de la Figura 13, las pildoras de flotación, solamente una de las cuales se muestra en 38d, son generalmente anulares y están hechas en dos mitades 92a y 92b que empatan en un plano que se extiende diametralmente entre ellas. Cada mitad 92a, 92b tiene un canal 94 que recibe uno de los miembros 32 de tensión Keviar respectivo, y se ya sea atornilla en o moldea alrededor de su miembro 32 de tensión durante su fabricación. Las dos mitades 92a, 92 ajustan apretadamente de manera conjunta alrededor de los manojos 36 de alambre y ópticos, y se mantienen juntos mediante el acoplamiento de los pasadores 96 y agujeros 98 cooperantes provistos sobre y en sus superficies de igualación . Los pasadores 96 están dentados y son más grandes muy ligeramente que los hoyos 98, para asegurar lo apretado del ajuste. Los manojos 36 de alambres y fibra óptica se tuercen conjuntamente para proporcionar un grado de alivio de tirantez o tensión. La Figura 1 4 muestra, en 38e, otra forma posible aún de pildora de flotación anular, la cual abre con bisagras elásticamente a lo largo de u na l ínea de división axial para recibir los miembros 32 de tensión Keviar y los manojos 36 de alambres y fibra óptica en cana les respectivos 1 00 (para los miembros 32 de tensión) y 1 02 (para los manojos 36 de alambre y fibra óptica). Los canales 1 00 y 1 02 en la p ildora 38e de flotación se cierran entonces alrededor de los miemb ros de tensión Keviar 32 y los manojos 36 de alambres y fibra óptica cerrando la p ildora de flotación a lo largo de su l ínea de división, y la pildora se mantiene cerrada mediante el acoplamiento de una clavija que se extiende axialmente y confirmación de ranura que se extien de a lo largo de la línea de división . Típicamente, las p ildoras 38e de flotación están moldeadas en un estado medio abierto, para reducir la cantidad de tirantez puesta en ellas durante la abertura y el cierre. Los canales 1 00 contienen pequeñas proyecciones 1 04 respectivas análogas a y que realizan la misma función que la proyección 90 mencionada anteriormente con relación a la p ildora 38c de flotación de las Figura s 1 1 y 1 2. Como una alternativa para torcer conju nta mente los manojos 36 de alam bres y fib ra ó ptica p ara proporcion ar aliv io de tirantez o tensión, por lo menos los alambres pueden ser pasados alrededor de un dispositivo cargado a resorte el cual se comprime contra la acción de su resorte cuando se aplica tensión a los alambres. Otra modificación aún que se puede hacer, particularmente en relación con las modalidades de las Figuras 1 1 a 14, es aumentar el número y/o flotación de las pildoras 38 de flotación hasta que el núcleo 24 sea flotante de manera neutra aproximadamente en agua. En este caso, la piel externa 26 y la espuma de poliuretano llena con queroseno encerrada por la misma puede ser omitida simplemente, y el núcleo 24 se puede usar como tal como una sección de cable madre sólido. Finalmente, por lo menos en las modalidades en donde se inyecta gel al tubo 39 durante la fabricación, es posible aún surtir con las cápsulas 40 conjuntamente, de manera que los hidrófonos están soportados simplemente en el gel.

Claims (34)

1. REIVI NDICACIONES 1. Un cable madre sísmico que comprende un núcleo alargado substancialmente sólido, por lo menos un miembro de refuerzo que se extiende longitudinalmente y una pluralidad de hidrófonos empotrados en dicho núcleo, una piel externa de plástico que rodea dicho núcleo y que define alrededor del mismo un espacio anular, y material de espuma plástica adaptado para ser saturado substancialmente con líquido y llenar substancialmente dicho espacio anular.
2. 2. Un cable madre como se reivindicó en la reivindicación 1 , en donde dichos hidrófonos están encapsuiados en cápsulas que tienen por lo menos una abertura que se comunica con dicho espacio anular.
3. 3. Un cable madre como se reivindicó en la reivindicación 1 ó reivindicación 2, en donde dicho núcleo comprende un tubo que contiene un material de carga de plástico o de gel.
4. 4. Un cable madre como se reivindicó en la reivindicación 3, que comprende además una pluralidad de elementos de espuma de flotación empotrados en dicho material de carga entre dichos hidrófonos.
5. 5. Un cable madre sísmico que comprende un tubo alargado de plástico, por lo menos un miembro de refuerzo alargado dispuesto dentro del tubo y que se extiende longitudinalmente al mismo, una pluralidad de elementos de flotación que acoplan con el miembro de refuerzo en intervalos a lo largo del mismo , y una pluralidad de hidrófonos separados longitudinalmente dentro del tu bo y dispuestos entre los elementos de flotación, el tubo que contiene un material de carga de plástico o gel substancialmente sólido alrededor de los hidrófonos y los elementos de flotación.
6. 6. Un cable madre como se reivindicó en la reivindicación 5, que comprende dos miembros de refuerzo separados substancialmente paralelos que están dispuestos de manera simétrica substancialmente, uno en cada lado del eje del tubo en un plano que contiene el eje del tubo .
7. 7. Un cable madre como se reivindicó en la reivindicación 6, en donde cada elemento de flotación tiene canales respectivos que pasan a través del mismo para recibir los miembros de refuerzo.
8. 8. U n cable madre como se reivindicó en la reivindicación 7 , en donde por lo menos uno de los canales en cada elemento de flotación tiene una porción proyectante que acopla con el miembro de refuerzo.
9. 9. U n cable madre como se reivindicó en la reivindicación 7 ó reivindicación 8, en donde los elementos de flotación son elásticos y cada canal en los mismos tiene una abertura que se extiende longitudinalmente la cual puede abrirse para recibir su miembro de refuerzo .
10. 1 0. Un cable madre como se reivindicó en cualquiera de las reivind icaciones 5 a 9 , en donde los elementos de flotación están mold eados sobre el por lo menos u n miembro de tensión .
11. 1 1 U n cable madre com o se reivindicó en cualquiera d e las reivindicaciones 4 a 10, en donde dichos elementos de flotación están hechos de un material de espuma plástica con piel.
12. 12. Un cable madre como se reivindicó en la reivindicación 1 1 , en donde el dicho material de espuma es espuma de polipropileno.
13. 13. Un cable madre como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 3 a 12 , que comprende además una pluralidad de módulos electrónicos que comprende cada uno circuitos electrónicos para procesar las señales producidas por una pluralidad de dichos hid rófonos, dichos módulos electrónicos que están empotrados en el material de carga entre los hidrófonos.
14. 14. U n cable madre como se reivindicó en la reivindicación 1 3, en donde dicho circuito electrónico está dispuesto en un contenedor cil indrico de metal.
15. 1 5. Un cable madre como se reivindicó en ia reivindicación 14, en donde dicho contenedor está hecho de aluminio.
16. 16. Un cable madre como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en donde dichos hidrófonos están conectados a dichos módulos electrónicos mediante conductores eléctricos que están empotrados también en el material de carga.
17. 17. Un cable madre como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 1 3 a 16, que comprende además conductores eléctricos adicionales para proporcion ar energ ía a los módulos electrónicos , y fibras ópticas, dichos conductores adicionales y fibras ópticas que están también empotrados en el material de carga.
18. 1 8. U n cable madre como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, en donde cada hidrófono está contenido en una cápsula respectiva.
19. 1 9. U n cable mad re como se reivindicó en la reivindicación 1 8, en donde cada cápsula es substancialmente cilindrica, con su eje que se extiende paralelo al eje longitudinal del tubo, y cada hidrófono es también substancialmente cil indrico y soportado substancialmente de manera coaxial con su cápsula mediante una manga de espuma de plástico entre el hidrófono y la cápsula.
20. 20. Un cable mad re como se reivindicó en la reivindicación 1 8 ó reivindicación 1 9, en donde la superficie exterio r de la cápsula está provista con medios de loca lización para recibir parcialmente y ubicar con el o cada miembro de refuerzo.
21. 21 . U n cable madre como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, en donde cada hidrófono comprende un cilindro piezoeléctrico hueco hecho de un material de cerámica y que tiene electrodos respectivos en sus superficies cil indricas externa e interna.
22. 22. U n cable mad re como se reivind icó en cualquier reivindicación precedente, en donde el o cada miembro de refuerzo está h echo de fibras de alta resistencia tales como fi bras Keviar.
23. 23. Un método para hacer un cable madre s ís mico , el método que comprende los pasos de: fo rmar un sub-ensa mble q ue comprende po r lo menos u n miembro de refuerzo alargado que tiene elementos de flotación asegurados al mismo en intervalos a lo largo de ese e hidrófonos dispuestos entre algunos de los elementos de flotación ; correr dicho sub-ensamble a través de un tubo de plástico; e inyectar material plástico o gel en dicho tubo para llenar substancialmente el resto del interior del tubo.
24. 24. U n método como se reivindicó en la reivindicación 23, en donde los hidrófonos están contenidos en cápsulas las cuales se aseg uran al o cada miembro de refuerzo.
25. 25. Un método como se reivindicó en la reivindicación 23 o 24, en donde dicho paso de formación incluye además asegurar una pluralidad de módulos electrónicos en dicho sub-ensamble entre los hidrófonos, y conectar eléctricamente cada uno de dichos módulos electrónicos a una pluralidad de dichos hidrófonos .
26. 26. U n método como se reivindicó en la reivindicación 25, en donde los módulos electrónicos se aseguran en d icho sub-ensamble mediante pegamento.
27. 27. U n método como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, en donde dicho paso de formación incluye además asegurar por lo menos una fibra óptica y por lo menos una l ínea de energ ía en dicho sub-ensamble .
28. 28. Un método como se reivindicó en la reivindicación 27, en donde dicha fibra óptica y dicha línea de energ ía se aseguran en dicho sub-en samble mediante pegamento.
29. 29. U n m étodo como se reivind icó e n cualquiera de las reivindicaciones 23 a 28, en donde el material plástico o gel se inyecta al tubo de plástico vía uno o ambos de sus extremos y/o vía una pluralidad de orificios provistos a lo largo de su longitud.
30. 30. Un método como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 23 a 29, en donde dicho tubo plástico se mantiene a una temperatura elevada durante el paso de inyección.
31. 31. Un método como se reivindicó en la reivindicación 30, en donde dicho tubo plástico se mantiene a una temperatura elevada rodeándolo con una camisa a través de la cual es circulado fluido a una temperatura elevada.
32. 32. Un método como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 23 a 31 , en donde dicho tubo plástico está provisto con costillas que se extienden longitudinalmente a io largo de su superficie interna.
33. 33. Un método como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 23 a 32, que comprende además acomodar una pluralidad de miembros anulares hechos de material de espuma plástica alrededor del exterior del tubo de plástico, y correr una piel externa sobre los miembros anulares y el tubo.
34. 34. Un método para hacer un cable madre s ísmico marino que comprende un núcleo alargado substancialmente sólido, y por lo menos un miembro de refuerzo que se extiende longitudinalmente y una pluralidad de hidrófonos empotrados en dichos núcleo, el método que comprende los pasos de : formar un sub-ensamble que comprende dicho por lo menos un miembro de refuerzo que tiene hidrófonos asegurados al mismo en intervalos a lo largo del mismo; correr dicho sub-ensamble a través de un tubo de plástico; e inyectar material plástico o gel en dicho tubo para llenar substancialmente el resto del interior del tubo.