MXPA04009334A - Metodo y aparato geofisico. - Google Patents

Abstract

Se describe un metodo y aparato para realizar un estudio sismico debajo de la superficie de un cuerpo de agua y sobre el lecho marino. En una modalidad, se carga de manera removible en un portador (15) una pluralidad de receptores de datos sismicos localizado por arriba de la superficie del agua (11) y el portador (15) es descendido dentro del agua y colocado a una profundidad relativamente cerca del lecho marino (17). Cada uno de los receptores tiene una memoria para registrar las vibraciones del lecho marino y tiene un interruptor para activar la memoria. Se usa un ROV (20) para descargar los receptores del portador (15) y para depositar cada receptor (R) sobre el lecho marino (17) y a lo largo de una linea de estudio. En una modalidad, los receptores comprenden una estructura, un recipiente a presion para alojar la memoria y controles activados remotamente, y un geofono que se planta separadamente dentro del lecho marino a una distancia relativamente corta de la estructura.

Description

METODO Y APARATO GEOFISICO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con el tema general de métodos y aparatos usados para la exploración de petróleo y gas y, en particular, con métodos que emplean equipo que se deposita sobre el lecho marino para registrar datos sísmicos. Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud Estadounidense numero de serie 60/367817 presentada el 27 de marzo de 2003, cuya descripción es incorporada aquí por referencia. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La producción marina de petróleo se ha movido a aguas muy profundas apenas en años recientes . La mayoría de los estudios sísmicos en aguas profundas se han llevado a cabo con cables sísmicos remolcados por un buque de oportunidad. Las técnicas sísmicas más nuevas colocan cables relativamente cortos sobre el suelo marino teniendo una longitud total de únicamente 3 a 6 kilómetros. Algunas técnicas sísmicas requieren permanentemente la instalación de arreglos sísmicos sobre el suelo marino para monitorear el agotamiento de las reservas de hidrocarburos en aguas profundas . La tecnología de cables para fondo oceánico utiliza detectores acústicos que se despliegan en sitios fijos en o cerca del fondo oceánico. Una fuente acústica es remolcada cerca de la superficie del océano, e imparte energía acústica RER: 158221 en el agua que es reflejada del estrato geológico y las interfases debajo del fondo del océano y que es medida mediante detectores acústicos. Las señales medidas son, como típicamente son en el campo de la prospección sísmica, indicativas de la profundidad y localización de las características geológicas reflexivas. Típicamente los detectores del fondo oceánico incluyen tanto un geófono como un hidrófono, para registrar información tanto de presión como de velocidad. Este enfoque de sensor dual puede ayudar a eliminar efectos fantasma y de reverberación. Los detectores de cables del fondo oceánico son frecuentemente ventajosos, en comparación con detectores remolcados, en la realización de estudios en regiones marinas atestadas, tales como las que pueden encontrarse cerca de plataformas marinas de perforación y producción (que a menudo están presentes, desde luego, cerca de reservas de hidrocarburos) . El costo de cada paso del buque fuente a través de la región de estudio es también relativamente bajo cuando se usan cables detectores de fondo oceánico, considerando que el ' buque fuente no necesita remolcar series de hidrófonos. En la exploración sísmica sobre un cuerpo de agua 11 (véase figura 1) , una nave de estudios sísmicos 12 está equipada con una fuente de energía S para tomar perfiles sísmicos de una estructura de subsuelo submarino. A la acción de tomar perfiles se le denomina a menudo "disparo" debido al hecho de que comúnmente se han usado dispositivos explosivos durante muchos años como fuentes de energía. La fuente de energía está diseñada para producir ondas de compresión que se propagan a través del agua hasta el lecho marino 17 y dentro de la formación subacuática. Al propagarse las ondas de compresión C por debajo de la superficie, chocan con las interfases 18 entre las formaciones, comúnmente denominadas estratos, y se reflejan a través de la tierra y agua hacia el receptor R. El receptor convierte típicamente las ondas recibidas en señales eléctricas las cuales se procesan después como imágenes que proporcionan información acerca de la estructura de la formación subterránea. La figura 1 muestra receptores R sobre el lecho marino 17. Una de las fuentes de energía más comunes S es una pistola de aire que descarga aire a presión muy alta dentro del agua. El aire descargado forma un pulso que contiene frecuencias en el ancho de banda sísmico. Otra fuente de energía que se usa con frecuencia es un vibrador marino. Los vibradores marinos incluyen típicamente un accionador neumático o hidráulico que ocasiona que un pistón acústico vibre en un intervalo de frecuencias seleccionadas . Las vibraciones del vibrador acústico producen diferenciales de presión en el agua que generan pulsos sísmicos libres de burbujas parásitas. Los receptores R que tienen hidrófonos R convierten ondas de presión en señales eléctricas que se usan para procesamiento analógico o digital . El tipo más común de hidrófono incluye un elemento piezoeléctrico que convierte señales físicas, tales como presión, en señales eléctricas. En el registro sísmico de cables del fondo, se despliegan en el fondo del mar 17 una combinación de dransductores sensibles de presión tales como hidrófonos, y transductores de velocidad de partícula, tales como geófonos . Mientras que los geófonos son usados típicamente en operaciones en tierra en donde puntas metálicas anclan a los geófonos al suelo para asegurar la fidelidad del movimiento del geófono con el movimiento del suelo, los geófonos no pueden anclarse económicamente en aplicaciones marinas. Por lo tanto se unen al cable del fondo geófonos cardanados . Después de que se despliega el cable de la embarcación de estudios sísmicos, los geófonos simplemente se ponen en contacto con el fondo marino 17 en donde cayeron. El mecanismo de cardán dentro del cilindro asegura que el elemento de geófono montado en el mismo se oriente verticalmente para una operación apropiada. Está claro de la discusión anterior que puede usarse una variedad de equipo sísmico y técnicas en un intento por trazar con precisión la formación del subsuelo submarino. Independientemente de qué técnica o combinación de equipo se emplee, cada una ofrece ciertas ventajas y desventajas cuando se comparan uno con el otro . Por ej emplo , la reunión de datos sísmicos con una serie remolcada en áreas pobladas con numerosos obstáculos, tales como plataformas de perforación y de producción, puede ser difícil o aún imposible porque la serie puede golpear uno de los obstáculos y desprenderse del buque remolcador . Un evento de este tipo representa una pérdida extremadamente costosa . A manera de información antecedente adicional , se conocen componentes de separación de onda de presión (de compresión o P) y de onda de corte (o S ) mediante técnicas de procesamiento de señales . Un ej emplo de tal separación se describe en Kendall , y colaboradores , "Noise analysis , using a multi-component surface seismic test spread (Análisis de ruido , usando una dispersión de prueba sísmica superficial de multicomponentes) " , presentado en el 63avo . Encuentro Anual de la Sociedad de Geofísicos en Exploración ( 1993 ) . Este enfoque efectúa un análisis de rotación de componentes múltiples en posiciones de receptores individuales cada una en una serie de ángulos de rayos emergentes, hasta encontrar uno que maximice simultáneamente la energía para las ondas P y S . Un vehículo operado remotamente ( OV, por sus siglas en inglés) es una herramienta robótica 20 para efectuar trabaj o subacuático . Muchas operaciones subacuáticas (tales como producción de petróleo y gas, instalación y mantenimiento de estructuras marinas, colocación y mantenimiento de tuberías subacuáticas, etc) requieren el uso de un ROV o herramienta robótica .

El despliegue de un ROV se logra típicamente por el lanzamiento de la unidad desde una plataforma huésped flotante 13, un buque marino colocado dinámicamente o una nave dedicada, específicamente para el propósito de soportar un ROV (por ejemplo, un buque soporte de ROV o "RSV", por sus siglas en inglés) , o cualquier buque superficial con tamaño suficiente y características que proporcionen una plataforma estable apropiada para el lanzamiento y recuperación de un ROV. Las operaciones de un ROV se limitan de acuerdo con la distancia que el ROV puede recorrer desde la plataforma huésped 13 así como por las restricciones en periodos de operación debido a las actividades colaterales de la plataforma huésped. En el caso del despliegue de un buque dedicado, tal como un RSV, los costos significativos se asocian con la operación de un buque marino completamente cimentado y su movilización hacia y desde el sitio de trabajo del ROV. Típicamente, un RSV dedicado puede tener una tripulación de veinte y un costo considerable que no se relaciona directamente con la operación del ROV. La operación y monitoreo de un ROV se controla desde la plataforma huésped 13 ó RSV por medio de una línea umbilical entre la plataforma huésped o RSV y el ROV. La distancia operacional del ROV está directamente relacionada con la longitud de la línea umbilical. Esa línea a menudo incluye un contenedor de control 21 ó Sistema de Administración de Amarrado .

Por lo tanto, cuanto más profundas sean las aguas, más tiempo le tomará a un ROV viajar desde la superficie hasta el fondo. Además, el suministro de energía del ROV está limitado. Cuando el ROV tiene que hacer varios viajes hasta el suelo marino, significa que, hablando rel ivamente, gasta más energía viajando desde la superficie 11 hasta el fondo del mar 17 que si gastara en hacer trabajo útil. Hablando relativamente, la tripulación de la nave gasta más tiempo esperando por trabajo que haciendo trabajo útil. Está claro que, el trabajo en el fondo del mar a grandes profundidades significa mayor gasto global . Este problema ha existido durante algún tiempo. Se ha hecho un esfuerzo considerable, y se han gastado cantidades considerables de dinero para resolver este problema. A pesar de esto, el problema todavía existe. Actualmente, el problema se ha agravado con el paso del tiempo debido a que el petróleo y el gas se están encontrando ahora en partes cada vez más profundas de los océanos del mundo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se describe un método y aparato para realizar un estudio sísmico en el lecho marino. En una modalidad, el método de la invención se realiza cargando primeramente varios receptores de datos sísmicos de fondo oceánico autónomos en un portador tipo jaula localizado en la cubierta de una embarcación en la superficie del agua. Cada uno de los receptores tiene una memoria para registrar las vibraciones del lecho marino y tiene un interruptor para activar remotamente la memoria. Enseguida, se desciende el portador dentro del agua y se coloca a una profundidad relativamente cerca del lecho marino. Se utiliza un submarino en miniatura o vehículo operado remotamente (ROV, por sus siglas en inglés) para descargar los receptores del portador y para depositar cada receptor en el lecho marino y su sensor sísmico a lo largo de una línea de estudio. Después de que se colocan los sensores sísmicos, se coloca en el agua una fuente o energía sonora, y se transmite una señal dentro del agua para operar un interruptor en los receptores de datos para activar las memorias para comenzar a registrar, a través del sensor, la respuesta del lecho marino a la fuente. En una modalidad, las unidades receptoras comprenden una estructura, recipientes a presión para alojar la memoria, un sensor conectado por medio de un cable a la memoria, controles y un suministro de energía, y un acoplamiento para conectar a un brazo que se extiende desde un ROV. La invención proporciona un método y aparato mejorado y más eficiente para efectuar un estudio sísmico sobre el lecho marino. La invención proporciona un medio para desplegar receptores sísmicos sobre el lecho marino con mucha mayor rapidez que con métodos previos . La invención también proporciona un método superior para plantar unidades OBS autocontenidas sobre el lecho marino a la vez que saca un máximo provecho de la energía limitada disponible para operar las unidades. Otras numerosas ventajas y características de la presente invención se apreciarán con facilidad de la siguiente descripción detallada de la invención, de las modalidades descritas en la misma, de las reivindicaciones, y de las figuras anexas . BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 es una vista esquemática de operaciones sísmicas en aguas ultra profundas que muestra: (i) despliegue de unidades receptoras autónomas que utilizan el sistema portador que es el objeto de la presente invención, y (ii) un disparo sísmico generado en el agua en su superficie que produce ondas PP y PS que son adquiridas en los receptores sísmicos en el fondo del mar. La figura 2 es una vista en perspectiva de un buque de soporte de un ROV que muestra el manejo de cubierta de las unidades receptoras sísmicas. Las figuras 3A y 3B son vistas en perspectiva de una modalidad de la canasta de despliegue o portador de receptor . La figura 4 muestra al portador de las figuras 3A y 3B con dos unidades receptoras autónomas parcialmente instaladas .

La figura 5 es un dibujo en perspectiva de una unidad receptora sísmica de acuerdo con la invención, con contenedores cilindricos, y con una sección parcial para mostrar una unidad de sensor dispuesta en su posición de almacenamiento . Las figuras 6A y 6B son vistas en elevación laterales parciales del portador de la figura 4 que ilustran una modalidad del sistema asegurador. La figura 7 ilustra esquemáticamente ocho etapas de un método de uso del sistema portador para desplegar unidades receptoras autónomas sobre el lecho marino. La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra el despliegue de los receptores sísmicos. La figura 9 es un diagrama de bloques que ilustra la recuperación de los receptores sísmicos. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Mientras que la invención es susceptible de presentar modalidades en muchas formas diferentes, en los dibujos se muestran, y se describirán aquí en detalle, varias modalidades específicas de la invención. Sin embargo, deberá entenderse que la presente descripción deberá considerarse como ejemplificación de los principios de la invención y no pretende limitar la invención a ninguna modalidad específica así descrita . Antes de describir la invención en detalle, se explicará el ambiente de la invención.

A. Buques Superficiales Pueden usarse dos o tres buques (véase la figura 1) en la operación, dependiendo del número de unidades receptoras sísmicas necesarias para el estudio. Se sugieren tres diferentes opciones, con respecto a un número de buques en operación. Con la operación de tres buques, dos buques de manejo de receptores 13 y un buque fuente 12, se tendrá tiempo suficiente para que uno de los buques de manejo realice un control de calidad (QC, por sus siglas en inglés) en las unidades receptoras durante la operación. Los dos buques también serán capaces de portar todas las unidades receptoras a bordo antes y después del estudio. Con dos buques en operación, un buque de manejo 13 y un buque fuente 12, se tendrá un tiempo limitado para el control de calidad de las unidades. Con 450 unidades, un buque de manejo de tamaño promedio tendría que hacer un viaje extra hacia el puerto para recoger unidades receptoras adicionales . La tercera opción es también una operación de dos buques : un buque fuente 12 y un buque soporte de ROV de posicionamiento dinámico (DP, por sus siglas en inglés) 13 ó RSV. El buque soporte 13 desplegará y recuperará las unidades receptoras mediante el uso de un ROV. En un despliegue a gran escala, esta opción era el método más económico (es decir, ningún buque permanecerá estático por algún periodo substancial durante el estudio) . Los buques fuente con esta capacidad no son comunes en la actualidad. Sin embargo, los siguientes dueños de embarcaciones en el Golfo de México (GDM) tienen buques adecuados: Stolt Commex; Canyon Offshore; y Fugro Geoteam. 1. Buque Fuente Un buque típico 12 para este tipo de operación tiene un arreglo de fuente doble para un disparo basculante. Cada arreglo consiste de tres hileras de pistolas con una capacidad combinada mayor de 100 barias-metro en fuerza de la fuente. Idealmente la fuente deberá crear un impulso de marca omnidireccional en las frecuencias consideradas . La selección de buques fuente está un tanto limitada. Usualmente los buques sísmicos tridimensionales son los únicos con suficiente capacidad de compresor de aire para operar las pistolas . 2. Buque de ROV Posicionado Dinámicamente En la figura 2 se ilustra un buque DP/ROV 13. Este buque tiene una cabina del piloto 28 cerca de la proa y una gran cubierta abierta 25 en su popa. Se prefiere una gran cubierta abierta para el despliegue eficiente y recuperación del ROV y de las unidades receptoras sísmicas. Un gran espacio de cubierta permite una gran cantidad de portadores 15 y un acceso seguro. El área de manejo de unidades OBS en la cubierta deberá disponerse para una operación efectiva y de seguridad para el personal y el equipo. En la figura 2, los portadores se muestran apilados en varias hileras . Todo el equipo de cubierta es controlado preferentemente por radio o remotamente para asegurar que los operadores de equipo puedan colocarse ellos mismos para la mejor visión posible. El buque 13 tiene equipo para comunicación hidroacústica 22 (véase la figura 1) con las unidades receptoras sísmicas 14 a través del agua . Equipo de Manejo en Cubierta Una grúa de operación de portadores 19, en el extremo posterior del espacio de cubierta 25, está disponible para el despliegue y recuperación de los portadores 15. Una grúa de servicio en cubierta 27 se usa para llevar los portadores apilados 15 al área de manejo de la grúa de portadores 19. Una grúa de lanzamiento y recuperación de ROV 23 está montada sobre una columna 26 en el extremo delantero del espacio de cubierta 25. Una grúa de servicio en cubierta 27 es movible en un par de rieles 27A dispuestos longitudinalmente sobre el espacio de cubierta 25. La grúa de portadores 19 puede ser un aguilón de estructura en A de esfuerzo compensado con un torno de cable . Algunos ej emplos son : • Estructura en A, 10 ton. (T) de carga de trabajo seguro (SWL, por sus siglas en inglés) , 4 m de alcance, dedicada a unidades OBS, operada por radio.

• Torno de cable, capacidad 4000 m, 15 ram de cable/cuerda, dispositivo bobinador, velocidad máxima de 200 m/min. • Grúa principal 3 T a 15 m, operada por radio. · • Grúa auxiliar, 1.5 T a 6 m, operada por radio. Equipo ROV ROV típico: Tritón XL/ZX o HiROV 3000 MK 11, valorada para 3000 m. Equipo estándar: • Cámara para poca luz • Giroscopio de velocidad de viraje con Cámara a Color de Foco Regulable de Compás electrónico • Mini cámara a color • Sonar para evitar obstáculos • Recipiente hidráulico y unidad de inclinación • Unidad de inclinación hidráulica • Luces de 2500 W • Sujetador de función de intensidad variable • Manipulador de funciones • Radiofaro de emergencia • Herramienta especial para colocación y plantación de sensores OBS. Equipo adicional relacionado con ROV para buques de ROV: • Módulo contenedor de controles, localizado en la cubierta principal 25 para alojar consolas de control y distribución de energía y paquetes de video. • Módulo contenedor del taller, localizado en la cubierta principal 25, para alojar repuestos extensivos, herramientas, manuales y equipo de prueba. · Torno de cable, construcción de acero autocontenido, con paquete de energía integrado con una tracción en el cable de 12 toneladas, velocidad de 70 m/min, y 3000 m umbilicales de 35 mm de diámetro. • Lavador a chorro de alta presión para limpiar equipo recuperado . • Anillos de deslizamiento eléctricos y de fibra óptica. • Impulsor hidráulico de estructura en A de esfuerzo compensado con polea de cable umbilical y tambor de frenado amortiguado. · SWL de 15 T, 4 m de alcance en estado marítimo seis. • Sistema de Administración de Amarrado (TMS, por sus siglas en inglés) 21, estilo campana con torno de cable y devanado de palanca valorado a una profundidad de 3000 m, cámara con capacidad umbilical de 400 m, luces, y anillos de deslizamiento. B. Portadores OBS Las unidades receptoras sísmicas (también den ominadas como unidades "Sísmicas de Fondo Oceánico" (OBS, por sus siglas en inglés) 14) se almacenan en portadores generalmente abiertos fuertes y ligeros 15 (denominados alternativamente como "canastas de despliegue") . En las figuras 3A y 3B se muestra un portador elemental 15. Típicamente se pueden acomodar de manera removible de cuatro a dieciséis unidades receptoras 14 en cada portador (véase la figura 4) dependiendo de sus dimensiones y resistencia y la capacidad del buque soporte. Con referencia a las figuras 3A y 3B, el portador 15 comprende cuatro bahías que están definidas por una estructura rectilínea. El portador 15 tiene cuatro postes esquineros 29, dispuestos en un rectángulo que usa cuatro vigas conectoras superiores 30 y cuatro vigas conectoras inferiores 31. En dos lados opuestos del portador 15 y entre postes verticales 32 y en el centro de los extremos, en un nivel intermedio, se encuentran cuatro rieles 33 que definen cuatro compartimientos o bahías para recibir unidades receptoras sísmicas 14 similar a cajones en una cómoda. En otras modalidades del portador, puede proveerse un número menor o mayor de compartimientos . En la parte superior de los postes esquineros 29 se encuentran cáncamos 34 para conexión de una línea portadora. Cada bahía tiene una placa soporte receptora 57 en su parte inferior. Esta placa ayuda a soportar al portador en un lecho marino lodoso blando. Las cuatro bahías, en este ejemplo, son accesibles desde dos lados opuestos (véase la figura 3B) . Los postes de estructura 29 facilitan el apilamiento, el movimiento por medio de carretillas elevadoras cuando se carga y descarga el buque, y el fácil manejo de cubierta. Equipo sísmico La preocupación principal en relación con las unidades OBS receptoras 14 durante un uso prolongado en aguas profundas es el suministro de energía eléctrica, la vida de las baterías así como una solución de recipiente apropiado para las baterías. Se han considerado varias soluciones. Actualmente, la solución más prometedora es el uso de esferas o cilindros de vidrio huecos rellenos con baterías alcalinas de larga duración. Tal solución puede proporcionar una duración operacional de hasta cinco meses. Este concepto es una modificación de tecnología probada usada en estudios OBS convencionales de aguas profundas . El hidrófono y los transductores deberán modificarse para las profundidades apropiadas de las aguas . SeaBed Geophysical de Trondheim, Noruega proporciona servicios de adquisición y procesamiento tridimensionales a la industria petrolera. Dos de los directores en SeaBed, Eivind Berg y Bj ornar Svenning, jugaron papeles principales en el desarrollo de la tecnología de nodos SUMIC (SUbsea seisMIC (Sísmico Submarino) ) de Statoil que se empleó para adquirir la primera imagen del Campo Tommeliten envuelto en gas de Statoil en 1993. Su trabajo y el de su colega James Martin dieron inicio a la actual actividad sísmica del fondo oceánico de componentes múltiples de los últimos ocho años. En 1999 la Sociedad de Geofísicos de Exploración concedió la Medalla de Oro Kaufmann a Berg, Svenning y Martin en reconocimiento de sus logros . La figura 5 muestra un ejemplo de una unidad receptora OBS 14 usada por SeaBed. La unidad receptora se muestra antes de insertarse dentro de las bahías del portador 15 de las figuras 3A y 3B. La estructura de esta unidad es similar a la del portador de las figuras 3A y 3B con cuatro postes esquineros y vigas horizontales. Dentro del interior en forma de caj de la estructura de rejilla, se proveen los siguientes elementos: tres contenedores cilindricos 40, 41, 42 para baterías receptoras, equipo electrónico y auxiliares relacionados, un casquillo receptor de herramienta de ROV 43 (con un collar 50) , un medio asegurador 44 (cuyos medios se describirán con referencia a las figuras 8A y 8B) dispuesto en el interior del casquillo receptor de la herramienta de ROV 43, y una unidad de sensor 45 para recibir ondas sísmicas del lecho marino. La unidad de sensor 45 se conecta al equipo electrónico de los contenedores 40, 41 y 42 por medio de un cable (no visible) . La unidad de sensor 45 comprende un collar inferior 4G para penetrar el lecho marino en su posición de operación. Una placa generalmente plana en el extremo inferior de la unidad evita a que la unidad se hunda profundamente en un lecho marino blando. Una característica del sistema SeaBed es que, después de que una unidad receptora 14 se coloca sobre el suelo marino un ROV sujeta una manija de operación 47 y remueve (véase la figura 7, etapa 5) la unidad de sensor 45 de la estructura de la unidad y la planta verticalmente y a una corta distancia (aproximadamente 1 metro) de la estructura. Este método aisla al sensor del ruido mecánico y eléctrico. Un solo cable corto flexible conecta a los dos. Este enfoque también produce una mayor fidelidad de vector que los sistemas que simplemente colocan sensores sobre el suelo marino y usan la gravedad para proporcionar la fuerza de acoplamiento. Las unidades receptoras de SeaBed 14 también se denominan como unidades "CASE" (CAbleless SEismic (Sísmicas sin Cables) ) . La figura 4 muestra al portador 15 de las figuras 3A y 3B con dos unidades receptoras sísmicas 14 de la figura 5 dispuestas en diagonal en posiciones opuestas. Las figuras 6A y 6B muestran los elementos del medio asegurador en una posición en operación y en una posición liberada, respectivamente. En la figura 8A se muestra una herramienta de ROV 49 en una posición remota, y alineada para su inserción dentro del casquillo receptor 43 de la herramienta de E.OV. "El medio asegurador 44 comprende una ménsula vertical 51 localizada en la parte inferior 52 de la unidad receptora sísmica 14, un brazo de palanca pivotado 53 conectado en un ' extremo a la parte superior de la ménsula y conectado en el extremo opuesto a un pasador asegurador orientado hacia abajo 54 por medio de una ranura 55. El pasador asegurador 54 está dispuesto para enganchar un rebajo o abertura coincidente 57A (figura 3A) en una placa inferior 57 del portador para asegurar a la unidad receptora sísmica 14 en el portador 15.

El otro extremo del brazo de palanca pivotado 53 está conectado a una barra vertical de activación 61, cuyo extremo superior está conectado a un plato de activación articulado 58 dispuesto para pivotar en su extremo inferior entre una posición cerca del extremo interno del casquillo 43 (figura 6A, en su posición asegurada) , y una posición enganchada por la herramienta de ROV 49 (figura 6B, en su posición liberada) . El plato de activación 58 tiene, en su lado interno, una orejeta central 59 conectada con el extremo superior de la barra de activación 61, y tiene, en su lado externo e inferior, una orejeta 60 conectada con la estructura rígida del receptor sísmico 14. Otros mecanismos aseguradores o de enganche se sugieren con facilidad a aquellos con experiencia en la técnica.

C. Operaciones La movilización tiene lugar en sitios de la cubierta. Debido a la complejidad de los sistemas y a la cantidad del equipo, debe usarse mano de obra calificada. Un supervisor en el sitio deberá estar presente en todo momento durante el periodo de movilización. La instalación y la conexión de sistemas de aire a alta presión seguirá procedimientos reconocidos. Si se requiere atracar al muelle, el dueño de la embarcación estará a cargo de las operaciones . Durante la colocación de los portadores 15 y del equipo de cubierta, debe tenerse cuidado para asegurar que rutas de escape, salidas de emergencia, hidrantes contra fuego, aparatos salvavidas no se bloquean o se hagan inaccesibles debido al arreglo de la cubierta. Debe trabajarse un plan completo para aparejar, incluyendo la disposición de la cubierta y análisis de trabajo seguro antes de iniciar la movilización. El aseguramiento y fijación de carga temporal se puede hacer soldándola a la cubierta. Si se requieren deberán disponerse columnas de soporte, vigas y placas para lograr un aparejado apropiado y seguro. Si no se puede realizar la fijación por soldadura, deberá considerarse la reubicación antes de usar métodos no rígidos como encadenar, atar u otros. Si se eligen tales soluciones, se necesitará la aprobación de agencias responsables. Las autoridades apropiadas deberán certificar toda la soldadura y los aparatos de levantamiento instalados . El área de operaciones del ROV es decidida por el equipo y procedimiento de los operadores de los ROV. Detalles de esto los entienden bien aquellos con experiencia en la técnica. Un pequeño contenedor de la cubierta puede localizarse cerca del área de despliegue del ROV y funcionará como una estación de preparación unidades OBS . Preferentemente, se usa una pluralidad de portadores 15 (véanse las figuras 1 y 7) para descender simultáneamente un gran grupo de unidades OBS cerca del lecho marino. Esto permite que el ROV gaste la mayoría de su tiempo operacional a grandes profundidades efectuando trabajo útil. El portador 15 es ascendido y descendido mediante una línea de una grúa operadora de portadores 19 dispuesta en el extremo posterior del buque de operación 13. El ROV 20 (el contenedor de control 21 no se muestra por simplicidad) es suspendido por una línea desde la grúa de lanzamiento y recuperación del ROV 23 en el buque de operación 13. 1. Colocación subacuática de las Unidades Receptoras Sísmicas Para la colocación geográfica de los receptores 14, pueden usarse dos sistemas; USBL y LUSBL. Ambos son capaces de colocar las unidades OBS con una precisión de 5 a 10 m. Sin embargo el sistema LUSBL es la solución más precisa y preferida, dado que tiene una precisión potencial de menos de 3 m. Este sistema también acortará el tiempo operacional consumido por la fase ¦ de despliegue. Se sugiere un gran sistema fuente omnidireccional con presión de cresta a cresta de 105 bar metros. El tamaño de la fuente se relaciona con los grandes desplazamiento que se requieren y la gran profundidad del área objetivo. 2. Área de Estudio Sísmico y Configuración En una modalidad, el método operacional para despliegue y recuperación hace uso de una unidad OBS ligera 14 y uso de un ROV de un buque de RSV de Posicionamiento Dinámico. Se usan dos buques; un buque fuente 12 y un buque de manejo 13. Además, puede ser económico introducir un segundo buque de manejo durante la fase de despliegue inicial. El tiempo estimado para el despliegue de cada unidad receptora OBS es menor que media hora. El tiempo de recuperación será aproximadamente el mismo. La colocación de 900 unidades en dos fases de despliegue, con 450 nodos en cada una, se considera una opción económica y efectiva en tiempo. Una vez que el portador 15 está a la profundidad correcta (véase la etapa 2 de la figura 7) , el ROV extiende su brazo dentro del portador para liberar el seguro 44 y soportar una unidad OBS. Enseguida (véase la etapa 3), esa unidad OBS 14 se extrae de la bahía del portador y se planta en el lecho marino (véase la etapa 4) . Posteriormente (véase la etapa 5) , en el caso de las unidades OBS hechas por Seabed Geophysical, el ROV planta el sensor sísmico 45 en el lecho marino. Finalmente, el ROV regresa al portador 15 para repetir el ciclo (véanse las etapas 6 a 8) hasta que el portador se vacía. La recuperación (véase la figura 9) de las unidades OBS del lecho marino invierte las etapas previamente descritas . Cuando el brazo del ROV sale del portador 15, la unidad OBS 14 está asegurada a la estructura del portador por el medio asegurador 4. Las investigaciones geotécnicas han mostrado que las unidades OBS 14 pueden plantarse y también estar bien acopladas al fondo marino de un área de estudio en el Golfo de México. Esto se basa en comparaciones de pruebas anteriores en el Mar del Norte así como en varias pruebas de fiordos con condiciones similares de fondo marino geotécnico que las del Golfo de México. Ese estudio también concluyó que : (i) Con un espaciamiento de receptores de 500 iti, un área de estudio cubierta por 900 receptores y teniendo un desplazamiento de disparo de 10 km, se deberá ser capaz de imaginar apropiadamente reserva objetivo usando disparos lanzados cada 50 m dentro de la cuadrícula de disparo. (ii) Los datos de onda P y de onda S se obtendrán la reserva objetivo para un amplio intervalo de ángulos acimutales y desplazamientos. (iii) Con base en los datos de respaldo recibidos, las unidades receptoras OBS deberán lograr un buen acoplamiento usando un receptor con faldilla para todas las condiciones del fondo marino. (iv) Se asume que las unidades OBS son bien plantadas en áreas en donde la inmersión es menor que 15 a 20 grados. Aún si 120 ubicaciones están en áreas con pendientes muy inclinadas, solo treinta y cinco unidades, o cuatro por ciento (4%) del número de unidades planeadas, necesitará moverse más de 50 m fuera de la posición predefinida. (v) Se espera que el ruido generado por la actividad de aparejos tenga solo efecto local en los datos registrados (es decir, en un radio de 2 km) . (vi) Una buena elección es que las baterías alcalinas de larga duración y la electrónica de registro estén dentro de una caja de vidrio hermética al agua . (vii) Para la colocación precisa de las unidades, un sistema que utiliza LUSBL tiene una precisión de colocación potencial de 3 m. (viii) Se sugiere una gran fuente omnidireccional con una presión de cresta a cresta de aproximadamente 105 barias-metro . (ix) Las baterías de larga duración proporcionan nuevas posibilidades en la realización de la operación más eficiente y menor consumo de tiempo. (x) El equipo de registro no deberá tener impacto en el ambiente del lecho marino, sin peligro de explosión durante la recuperación y sin gases explosivos de las cargas de baterías. De la descripción anterior, se observará que aquellos con experiencia en la técnica podrán apreciar numerosas variaciones, alternativas y modificaciones. Consecuentemente, esta descripción deberá interpretarse únicamente como ilustrativa y para el propósito de enseñar a aquellos con experiencia en la técnica la manera de llevar a cabo la invención. Pueden hacerse varios cambios en la forma, los materiales, el tamaño y el arreglo de las partes. Por ejemplo, los dibujos ilustran una estructura similar a una caja rectilínea para una unidad receptora hecha de una pluralidad de barras metálicas huecas que tienen una sección transversal cuadrada. Otra modalidad emplea material estructural hecho de un elastómero de poliuretano que se moldea o se funde en dos mitades simétricas que son unidas por medio de pernos para formar la estructura de la unidad OBS . Además, se pueden sustituir elementos equivalentes para aquellos ilustrados y descritos. Las partes pueden invertirse y ciertas características de la invención pueden usarse independientemente de otras características de la invención. Como otro ejemplo, la descripción anterior describe solo un receptor acoplado al ROV en todo momento. Otro arreglo tendrá al ROV portando unidades receptoras múltiples para el despliegue de una a la vez. También sería ventajoso desplegar un caché de receptores en el suelo marino y para usar un submarino autónomo el cual está programado para recuperar receptores del caché sin monitoreo humano continuo. Como ejemplo final, pueden haber sitios en el lecho marino que son especialmente blandos y débiles. Un diseño de portador (como el de las figuras 3 y 4) , que utiliza una placa inferior 57 localizada muy cerca de la parte inferior de las bahías del portador, puede que no evite que las bahías inferiores se hundan tan profundo. Una solución es extender las patas y la placa inferior debajo de las bahías receptoras. Esto resistiría un hundimiento muy profundo dentro del lecho marino de tal forma que se prevendría que el ROV accediera con seguridad a los receptores. Por lo tanto, se apreciará que pueden realizarse varias modificaciones, alternativas, variaciones, y cambios sin alejarse del espíritu y alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones anexas. Desde luego, se pretende que las reivindicaciones anexas cubran todas esas modificaciones consideradas dentro del alcance de las reivindicaciones . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (26)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método de exploración sísmica en un cuerpo de agua definido por un lecho marino y una superficie, caracterizado por que comprende las etapas de : (a) cargar de manera removible una pluralidad de receptores autónomos de datos sísmicos del fondo oceánico en un portador localizado por arriba de la superficie del agua, contando los receptores con una memoria para registrar las vibraciones del lecho marino y teniendo un interruptor para activar esa memoria; (b) desplegar el portador dentro- del agua y relativamente cerca del lecho marino; (c) descargar esos receptores de datos del portador y depositar cada receptor sobre el lecho marino y a lo largo de una línea de estudio; (d) ubicar una fuente de energía sonora en el agua; y (e) operar remotamente ese interruptor en los receptores de datos para activar las memorias y comenzar a registrar la respuesta del lecho marino hacia esa fuente.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue adicionalmente comprende las etapas de: (f) remover esos receptores de datos del lecho marino y cargarlos en el portador; y (g) remover el portador del agua.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa (a) el portador se coloca en una embarcación que flota sobre la superficie del agua; y la etapa (b) se efectúa descendiendo el portador dentro del agua usando una grúa localizada en esa embarcación.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3 , caracterizado porque la etapa (c) se efectúa usando un vehículo operado remotamente localizado en el agua y amarrado a un buque en la superficie del agua.
5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el buque es la embarcación en la cual se localiza la grúa.
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el portador comprende: una pluralidad de compartimientos para insertar de manera liberable un número correspondiente de receptores de datos sísmicos del fondo oceánico; y un acoplamiento para conectar a una línea desde un buque de superficie .
7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque cada compartimientos tiene un par de barras deslizantes separadas lateralmente para acomodar a los receptores de datos sísmicos del fondo oceánico similares a cajones en una cómoda.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el portador comprende al menos tres columnas verticales y separadas horizontalmente que definen un número correspondiente de patas en sus extremos inferiores para descansar sobre una base.
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque cada una de las columnas tiene un extremo superior que define a la base mediante la cual un portador puede apilarse sobre otro portador.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el portador comprende al menos cuatro compartimientos .
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los receptores comprenden: (a) una estructura que se adapta para ser soportada por el lecho marino; (b) un suministro de energía portado por la estructura y conectado operativamente a la memoria por medio del interruptor; y (c) un módulo de control, portado por la estructura y conectado operativamente al suministro de energía, para operar el interruptor en respuesta a una señal transmitida dentro del agua desde el buque.
12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el receptor comprende: (d) una placa portada en la parte inferior de la estructura y debajo del suministro de energía y del módulo de control para resistir el hundimiento dentro del lecho marino .
13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el receptor comprende un geófono conectado operativamente a esa memoria.
14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el geófono se conecta de manera removible a esa estructura.
15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el suministro de energía comprende: una pluralidad de baterías que son portadas en al menos un recipiente a presión generalmente hueco que comprende dos partes separables y coincidentes, cada una de las partes cuenta con bordes coincidentes; y un sello entre esos bordes coincidentes para formar una unión hermética al agua entre el interior y el exterior de ese recipiente en al menos una profundidad de 1524 metros (5000 pies) .
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el portador comprende una pluralidad de compartimientos para alojar de manera removible el menos dos de los receptores, y medios aseguradores para asegurar de manera liberable ese receptor en un compartimiento; y en donde la etapa (c) incluye la etapa de usar el vehículo operado remotamente para operar el medio asegurador antes de descargar el receptor.
17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las etapas (a) , (b) y (c) se repiten mientras que los receptores previamente depositados registran la respuesta del lecho marino a esa fuente; y en donde la fuente de la etapa (d) es una fuente dual.
18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el área de estudio se define por una pluralidad de líneas de disparo generalmente paralelas, en donde las líneas están alejadas del orden de 25 a 100 metros, y en donde las unidades receptoras se distribuyen en una cuadrícula tosca con un espaciamiento nominal del orden de 100 a 500 metros.
19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa (e) se realiza antes de la etapa (d) .
20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el geófono se adapta para detectar ondas de corte y ondas de compresión, y está eléctricamente conectado a la memoria; y adicionalmente incluye un collar para que el geófono penetre el lecho marino.
21. 21. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el medio asegurador comprende: un pasador adaptado para pasar a través de una abertura en la estructura; y una palanca soportada por ese compartimiento, operada por medio del vehículo operado remotamente y conectada de manera pivotante al pasador para engancharse de manera liberable con la estructura.
22. 22. Un aparato de estudio del fondo oceánico, caracterizado porgue comprende: (a) un portador que comprende al menos ocho compartimientos generalmente abiertos que están dispuestos de lado a lado y de parte posterior a parte posterior en dos niveles ; (b) una estructura adaptada para insertarse de manera removible en uno de los compartimientos; (c) al menos un recipiente a presión portado por la estructura, el recipiente comprende dos unidades coincidentes y un sello entre las unidades para formar una unión hermética al agua entre el interior y el exterior del recipiente al menos a una profundidad de 1219.2 metros (4000 pies); (d) una pluralidad de baterías localizadas en el interior del recipiente; . (e) un sensor sísmico de ondas de corte y ondas de compresión que está adaptado para estar en comunicación acústica con el lecho marino y conectado eléctricamente a una memoria; (f) un interruptor que conecta operativamente la memoria a las baterías; (g) un módulo de control portado por la estructura para operar el interruptor en respuesta a una señal transmitida dentro del agua; _y (h) un acoplamiento portado por la estructura y adaptado para conectarse de manera removible a un brazo que se extiende desde un vehículo operado remotamente.
23. 23. El aparato de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el recipiente comprende dos hemisferios huecos .
24. 24. El aparato de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el portador tiene un lado frontal y un lado posterior, y cada lado comprende dos hileras de compartimientos y dos columnas de compartimientos .
25. 25. El aparato de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el recipiente a presión tiene generalmente la forma de un cilindro.
26. 26. El aparato de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque adicionalmente incluye medios portados por el portador para asegurar de manera removible una estructura en cada compartimiento.