MXPA06014117A - Prediccion de corriente en investigaciones sismicas. - Google Patents

Abstract

Un método para utilizarse en una investigación sísmica que incluye la determinación de la forma de un cable sísmico durante una investigación sísmica; la determinación de la tensión del cable sísmico en una pluralidad de puntos a lo largo del cable sísmico; y la predicción de corriente que impactará el cable sísmico de la forma determinada y la tensión determinada. El método puede ser practicado bidimensionalmente en el contexto de una investigación marina que emplea una adaptación de capturador remolcado o tridimensionalmente en el contexto de colocar una adaptación de cables en el fondo del océano sobre el lecho marino. Las corrientes pronosticadas pueden, en algunas modalidades, ser utilizadas para hacer correcciones de dirección para los cables sísmicos.

Description

PREDICCIÓN DE CORRIENTE EN INVESTIGACION ES SÍSMICAS Cam po de la Invención La presente invención pertenece al campo de investigaciones sísmicas y más particularmente, a la predicción de corrientes durante el despliegue del equipo de investigación . Antecedentes de la Invención La exploración sísmica es realizada, tanto en tierra como en el ag ua. En ambos ambientes, la exploración comprende investigar formaciones geológicas subterráneas para ver si se encuentran depósitos de hidrocarburos. Generalmente una investigación comprende el despliegue de fuentes acústicas y sensores sísmicos en ubicaciones previamente determinadas. Las fuentes imparten ondas acústicas en las formaciones geológicas. Las características de la formación geológica reflejan las ondas acústicas a los sensores. Los sensores reciben las ondas reflejadas, las cuales son detectadas, acondicionadas y procesadas para generar los datos sísmicos. El análisis de los datos sísmicos entonces puede indicar ubicaciones probables de depósitos de hidrocarburos. El conocimiento exacto de las colocaciones de la fuente y el sensor es importante para la exactitud del análisis. En las investigaciones de tierra, la colocación exacta no es particularmente difícil debido a que las condiciones ambientales son generalmente relativamente estables. Las fuentes y los sensores pueden ser colocados fácilmente en donde se desea y, una vez colocados, generalmente no cambian en grado importante alguno. Sin embargo, las investigaciones marinas, son diferentes del todo. Las investigaciones marinas llegan por lo menos en dos tipos. En un primero, una adaptación de capturadores y fuentes son remolcados detrás de una embarcación de investigación . En un segu ndo tipo, una adaptación de cables sísmicos, incluyendo cada uno sensores múltiples, es colocada en el fondo del océano o el lecho marino y la fuente es remolcada desde la embarcación de investigación . En ambos casos, muchos factores complican la determinación de la colocación de los sensores, incluyendo el aire, corrientes, profundidad del agua e imposibilidad de acceso. Una técnica crecientemente común en la investigación sísmica marina, es conocida como la "investigación sísmica de lapso de tiempo". Esta técnica, esencialmente repite investigaciones anteriores después de un tiempo para revelar los cambios en los depósitos de hidrocarburos. Un medio para hacer esto es colocar las fuentes sísmicas y los receptores tan cerca como sea racionalmente práctico a las posiciones de las fuentes acústicas y receptores de la investigación anterior. Entre los factores de complicación anteriormente mencionados, figuran predominantemente las corrientes del océano. Las corrientes pueden variar de manera significativa , tanto en dirección como en fuerza con el curso de la investigación sísmica marina. Por ejemplo, se debe considerar que una investigación con una adaptación típica remolcada, en la cual una embarcación remolca 8 capturadores, en cada 6 km de longitud y separados por 1 00 metros. En cualquier momento determinado, la investigación cubre 4.2 km2. La embarcación de investigación entonces remolcará generalmente los capturadores hacia atrás y hacia delante en distancias de, por ejemplo, 1 20 km. Por lo tanto, la investigación cubrirá un área bastante grande y las corrientes dentro del área de investigación pueden variar de manera dramática. O, en una investigación en el fondo del océano, se pone mucha atención en la colocación de los cables sísmicos conforme son colocados. El control sobre las colocaciones ayuda a optimizar la velocidad del despliegue y la exactitud evita el enredado del cable sísmico con otras obstrucciones, tales como otros cables o aparatos subacuáticos. Sin embargo, las corrientes pueden variar de manera importante en diferentes profundidades. Los cables sísmicos son sometidos a corrientes variables de manera compleja conforme descienden a través de la columna de agua que va hacia el lecho del mar. Por lo tanto, la capacidad para pronosticar o proyectar lo que harán las corrientes en el futuro cercano es considerada como muy valiosa. Si el investigador conoce lo que las corrientes harán , pueden actuar de manera proactiva para compensar los efectos no deseados de las corrientes. Por ejemplo, en una investigación de adaptación remolcada, el investigador puede dirigir los desviadores, aves y otros elementos que se pueden dirigir de la adaptación para mantener la posición deseada de los capturadores. De un modo similar, en una investigación en el fondo del océano, el investigador podría dirigir la embarcación conforme son desplegados los cables para ayudar a compensar el arrastre inducido por las corrientes. Por lo tanto, se puede utilizar el conocimiento de las corrientes entrantes para mitigar los errores de colocación antes de que ocurran -una forma de control de alimentación directa- en vez de esperar que ocurran errores y luego corregirlos- una forma de control de retroalimentación . Las técnicas actuales aplican diferentes técnicas de diseño para proyectar la forma y/o la posición del cable sísmico durante el despliegue. Estos modelos consideran las características físicas del cable sísmico (es decir, peso, diámetro, etc. ) y toman en cuenta el efecto pronosticado de las corrientes de mar en el cable sísmico conforme desciende al lecho marino. Sin embargo, dicho método proporciona solamente un modelo o proyección de la forma del cable sísmico y son pronosticados en un conocimiento limitado de las propiedades del mar. La presente invención se refiere a la solución o por lo menos a la reducción de uno o todos los problemas anteriormente mencionados. Breve Descripción de la Invención La presente invención , en sus diferentes modalidades, incluye un método para utilizarlo en una investigación sísmica. I ncluyendo el método la determinación de la forma del cable sísmico durante la investigación sísmica; la determinación de la tensión del cable sísmico en una pluralidad de puntos a lo largo del cable sísmico; y la predicción de una corriente que impactará el cable sísmico a parti r de la forma determinada y la tensión determinada . El método puede ser practicado de una manera bidimensional en el contexto de la investigación marina que emplea una adaptación de capturador remolcado o tridimensional en el contexto de colocar una adaptación de cables en el fondo del océano o lecho marino. Las corrientes pronosticadas pueden , en algunas modalidades, ser utilizadas para hacer las correcciones de dirección para los cables sísmicos. Breve Descripción de los Dibujos La presente invención puede ser entendida haciendo referencia a la sig uiente descripción tomada en conjunto con los dibujos adjuntos, en los cuales los números de referencia similares identifican elementos similares, en los cuales: La figura 1 es un diagrama esquemático de una embarcación de investigación sísmica y el equipo de adquisición de datos sísmicos asociado; La figura 2A y 2B ilustran de manera conceptual un controlador de la adaptación como puede ser utilizada en la modalidad de la figura 1 ; La figura 3 ilustra una modalidad particular de un método de acuerdo con la presente invención; La figura 4 ilustra una modalidad particular del sistema de investigación de la figura 1 ; La figura 5A y 5B son una vista transversal horizontal esquemática a través de un capturador sísmico marino y un capturador adherido al dispositivo de colocación , como se muestra pri mero en la figura 4 y una vista transversal vertical esquemática a través del dispositivo de colocación del capturador de la figura 5A, respectivamente; La figura 6 es una representación conceptualizada del cable sísmico y la embarcación de investigación de la modalidad de la figura 1 que ilustra varios de los factores de la implementación de la presente invención ; La figura 7 es una representación conceptualizada de un cable sísmico y un ave que se puede dirigir de la modalidad de la figura 4, que ilustra varios de los factores de la implementación de la presente invención ; La figura 8 ilustra la investigación sísmica marina de la figura 4 en el perfil e incluye la transmisión de datos sísmicos a las instalaciones de una base; La figura 9 ilustra una modalidad en la cual la presente invención puede ser aplicada para los datos de herencia para ayudar a determinar líneas de navegación para las investigaciones posteriores; y La figura 1 0 ilustra otra modalidad del método de la presente invención más general que los presentados en la figura 3 o la figura 9. Aunque la presente invención es susceptible a varias modificaciones y formas alternativas, los dibujos ilustran a modo de ejemplo las modalidades específicas aqu í descritas detalladamente.

Sin embargo, deberá quedar entendido, que la presente descripción de las modalidades específicas no pretende limitar la presente invención a las formas particulares descritas, sino por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que se encuentran dentro del espíritu y alcance de la presente invención, tal y como lo definen las reivindicaciones adjuntas. Descripción Detallada de la Invención Las modalidades ilustrativas de la presente invención se describirán a continuación. Por razones de claridad , no son descritas todas las características de una implementacion real en esta especificación. Por supuesto, se podrá apreciar que en el desarrollo de cualquiera de dichas modalidades reales, se deben tomar numerosas decisiones específicas de la implementacion para lograr las metas específicas de los desabolladores, tales como el cumplimiento con restricciones relacionadas con el sistema o relacionadas con el negocio, las cuales variarán de una implementación a otra. Además, deberá apreciarse que dicho esfuerzo de desarrollo, aunque es complejo y consume tiempo, sería una rutina que se emprende para aquellos expertos en la técnica que tienen el beneficio de la presente descripción. La figura 1 ilustra un sistema de investigación 1 00. En esta modalidad particular, el sistema de investigación 1 00 generalmente incluye una adaptación 1 03 remolcada por una embarcación de investigación 1 06 a bordo de la cual se encuentra un controlador de la adaptación 109. La adaptación remolcada 103 comprende ocho cables sísmicos marinos 112 (solamente uno indicado) que pueden estar, por ejemplo, cada uno cerca de una distancia de un largo de 6 km. Observar que el número de cables sísmicos 112 en la adaptación remolcada 103 no es material para la práctica de la presente invención. Por lo tanto, las modalidades alternativas pueden emplear diferentes números de cables sísmicos 112. Los cables sísmicos que se encuentran más al exterior 112 de la adaptación podrían estar separados por 700 metros, dando como resultado una separación horizontal entre los cables sísmicos de 100 metros en una configuración mostrada de separación horizontal regular. Una fuente sísmica 115, generalmente es una pistola de aire o una adaptación de pistolas de aire, también se muestra siendo remolcada por la embarcación de investigación sísmica 106. Observar que en las modalidades alternativas, la fuente sísmica 115 puede no ser remolcada por la embarcación de la investigación 106. En vez de ello, la fuente sísmica 115 puede ser remolcada por una segunda embarcación (no mostrada), suspendida desde una boya (tampoco mostrada) o desplegada de algún modo conocido en la técnica. Al frente de cada uno de los cables sísmicos 112 se encuentra un desviador 118 (solamente uno indicado) y en la parte trasera de cada uno de los cables sísmicos 112 se encuentra una boya posterior 120 (solamente indicada una). El desviador 118 coloca horizontalmente el extremo frontal 113 del cable sísmico 112 más cercano a la embarcación de la investigación sísmica 1 06. La boya posterior 1 20 crea el arrastre en el extremo posterior 1 14 del cable sísmico 1 1 2 más lejos de la embarcación de investigación sísmica 1 06. La tensión creada en el cable sísmico 1 1 2 por el desviador 1 1 8 y la boya posterior 1 20 dan como resultado una forma simplemente lineal del cable sísmico 1 1 2 mostrado en la figura 1 . Localizada entre el desviador 1 1 8 y la boya posterior 1 20 se encuentra una pluralidad de dispositivos de colocación de cables sísmicos, conocidos como "aves" 1 22. Las aves 1 22 pueden estar localizadas en i ntervalos regulares a lo largo del cable sísmico, tal como de una distancia de 200 a 400 metros. En esta modalidad particular, las aves 1 22 son utilizadas para controlar la profundidad en la cual van a ser remolcados los cables sísmicos 1 1 2, generalmente a unos cuantos metros. Los cables sísmicos 1 1 2 también incluyen una pluralidad de receptores sísmicos 1 24, o "hidrófonos" (solamente uno indicado) distribuidos a lo largo de su longitud. El controlador de la adaptación 1 09 generalmente hace interfase con el sistema de navegación (no mostrado) de la embarcación de investigación 1 06. A partir del sistema de navegación , el controlador de la adaptación 1 09 obtiene cálculos de los parámetros en todo el sistema , tales como la dirección de remolque, la velocidad de remolque y la dirección de la corriente y la velocidad medida de la corriente. En la modalidad ilustrada, el controlador de la adaptación 1 09 monitorea las posiciones reales de cada una de las aves 1 22 y está programado con las posiciones deseadas de o las separaciones mínimas deseadas entre los cables sísmicos 1 1 2. Las posiciones horizontales de las aves 1 22 pueden ser calculadas utilizando diferentes técnicas bien conocidas en el arte. Las posiciones verticales o profundidades de las aves 1 22 generalmente son monitoreadas utilizando sensores de presión (no mostrados) adheridos a las aves 1 22. El controlador de la adaptación puede ser implementado como un aparato de cómputo montado en una rejilla 200, ilustrado en las figuras 2A y 2B. El aparato de cómputo 200 incluye un procesador 205 que se comunica con algún almacenamiento 21 0 en el bus del sistema 21 5. El almacenamiento 21 0 puede incluir un disco duro y/o memoria de acceso aleatorio ("RAM") y/o almacenamiento removible tal como un disco magnético 21 7 y un disco óptico 220. El almacenamiento 21 0 está codificado con una estructura de datos 225 para almacenar un conjunto de datos adquirido como resultado de la investigación, un sistema operativo 230, un software de interfase del usuario 235 y una aplicación 265. El software de interfase del usuario 235 en conjunto con una pantalla 240, implementan una interfase del usuario 245. La interfase del usuario 245 puede incluir dispositivos y/o periféricos, tales como almohadillas de teclas o el teclado 250, un ratón 255 o una palanca de juegos 260. El procesador 205 ejecuta bajo el control del sistema operativo 230 el cual puede ser prácticamente cualquier sistema operativo conocido en la técnica . La aplicación 265 es invocada por el sistema operativo 230 al momento del encendido, reajuste o am bos o al momento de las instrucciones manuales a través de la interfase del usuario 245, dependiendo de la implementación del sistema operativo 230. La figura 3 ilustra un método 300 realizado de acuerdo con la presente invención . En general , el método comienza determinando (en el paso 31 0) la forma de un cable sísmico (por ejemplo, un cable sísmico 1 1 2 de la figura 1 ) durante una investigación sísmica y la determinación (en el paso 320) de la tensión en el cable sísmico en una pluralidad de puntos a lo largo del cable sísmico. La determinación de la forma del cable (en el paso 31 0) y de la tensión del cable (en el paso 320) pueden ocurrir en paralelo o en serie. Una vez que son determinadas la forma y la tensión (en los pasos 31 0, 320), entonces el método 300 pronostica (en el paso 31 0) una corriente del océano que impactará el cable sísmico de la forma determinada y la tensión determinada . Observar que el método 300 se ha manifestado en términos de un solo cable, es deci r, un cable sísmico 1 1 2 en una adaptación remolcada 1 03 de la figura 1 . Sin embargo, los expertos en la técnica apreciarán que el método puede ser extrapolado a otros cables sísmicos 1 12 y hasta todos los cables sísmicos 1 1 2 de la adaptación 1 03. Además, debido a la presente descripción, los expertos en la técnica podrán fácilmente hacerlo. El método 300 es implementado en el software por la aplicación 265, mostrado en la figura 2B, al momento de la invocación . Para un entendimiento mayor de la presente invención , ahora se describirá una modalidad particular. La fig ura 4 ilustra un caso especial de un sistema de investigación sísmica 1 00 de la figura 1 .

El sistema de investigación sísmica 400, mostrado en la figura 4, difiere de la investigación sísmica 1 00, mostrado en la figura 1 , por la inclusión de aves que se pueden dirigir 1 22' en los cables sísmicos 1 1 2' de la adaptación 1 03'. En una modalidad particular, las aves q ue se pueden dirigir 1 1 2' son implementadas en aves que se pueden dirigir Q-finTM conforme son empleadas por Western Geco, el cesionario de la presente invención , en sus investigaciones sísmicas. Los principios de diseño, operación y uso de dichas aves que se pueden dirigir se encuentra en la Solicitud PCT Internacional WO 00/20895, titulada "Sistema de Control para la Colocación de Capturadores Sísmicos Marinos", presentada de acuerdo con el Tratado de Cooperación de Patentes en Septiembre 28, 1 999, a nombre de Services Petroliers Schiumberger como cesionarios de los inventores Oyvind Hillesund et al. ("La Solicitud '895"). Este docu mento está incorporado a la presente descripción como referencia para todos los propósitos que sean establecidos en la presente invención y para todas las enseñanzas. El texto siguiente en relación con la figuras 5A y 5B está exceptuado de este documento. La figura 5A muestra un tipo de ave 1 22' que tiene la capacidad de controlar la colocación de los cables sísmicos 1 1 2' tanto en las direcciones verticales como horizontales. U na segunda modalidad del ave 1 22' se describe en nuestra Solicitud PCT I nternacional No. WO 98/28636, titulada "Dispositivos de Control para Controlar la Colocación de un Capturador Sísmico Marino", presentada en Diciembre 1 9, 1 997, a nombre de Geco AS como cesionario del inventor Simón Bittleston ("La Solicitud '636"). Es posible un número de diseños alternativos para las aves que se pueden dirigir 1 22' verticalmente y horizontalmente, incluyendo aquellas que utilizan un ala de movimiento completo con alerones, tres alas de movimiento completo, y cuatro alas de movimiento completo, siendo el principal el de dos alas independientes, conceptualmente, del diseño más simple y más robusto. En la figura 5A, una porción del cable sísmico 1 1 2' es mostrado con un ave adjunta 1 22' . Una línea de comunicación 524, la cual puede consistir de un manojo de cables de transmisión de datos de fibra óptica y cables de transmisión de corriente, pasa a lo largo de la longitud del cable sísmico 1 1 2' y está conectada a los sensores sísmicos, receptores sísmicos 1 24, que están distribuidos a lo largo de la longitud del cable sísmico y hacia el ave 1 22'. El ave 1 22' tiene preferentemente un par de alas movibles independientemente 528 que son conectadas a los ejes rotatorios 532 que se hacen girar por los motores del ala 534 y que permite la orientación de las alas 528 con respecto al cuerpo del ala 530 que va a ser cambiado. Cuando las flechas 532 de las aves 122' no son horizontales, esta rotación ocasiona que cambie la orientación horizontal de las alas 528 y por lo tanto, que cambien las fuerzas horizontales que son aplicadas al cable sísmico 1 12' por el ave 122' . Los motores 534 puede ser cualquier tipo de aparato con capacidad de cambiar la orientación de las alas 528 en relación con el capturador 1 1 2'. Los motores son preferentemente, ya sea eléctricos o accionadores hidráulicos. El sistema de control local 536 controla el movimiento de las alas 528 calculando un cambio deseado en el ángulo de las alas 528 y luego operando selectivamente los motores 534 para efectuar este cambio. Este control es ejercido dentro del contexto de las instrucciones del controlador de adaptación 1 09, que muestra la figura 5, recibido por la línea de comunicaciones 524. Dichas instrucciones pueden incluir, por ejemplo, la colocación horizontal y vertical deseadas. Aunque la modalidad preferida ilustrada utiliza un motor separado 534 para cada una de las alas 528. También sería posible mover independientemente las alas 528 utilizando un solo motor 534 y un mecanismo de transmisión que se puede accionar de manera selectiva . La figura 5B muestra una vista transversal vertical esquemática a través del ave que se puede dirigir 1 22' que permitirá la operación del sistema de control de la presente invención el cual se describirá con mayor detalle. Los componentes del ave 1 22' mostrados en la figura 5B incluyen las alas 528 y el cuerpo 530. También mostrados en la figura 5B se encuentran el eje de coordenada horizontal 538 y un eje de coordenada vertical 540. Durante la operación del sistema de control de colocación del capturador, el controlador de la adaptación 1 09, mostrado en la figura 4, preferentemente transmite en intervalos regulares (tales como que cada cinco segundos) una fuerza horizontal deseada 542 y una fuerza vertical deseada 544 al sistema de control local 536. La fuerza horizontal deseada 542 y la fuerza vertical deseada 544 son combinadas dentro del sistema de control local 536 para calcular la magnitud y dirección de la fuerza total deseada 546 que ha solicitado el controlador de la adaptación 1 09 al sistema de control local para aplicar a los cables sísmicos 1 1 2' . El controlador de la adaptación 1 09 podría proporcionar alternativamente la magnitud y dirección de la fuerza total deseada 546 al sistema de control local 536, en vez de la fuerza horizontal deseada 542 y la fuerza vertical deseada 544. Aunque la fuerza horizontal deseada 542 y la fuerza vertical deseada 544 son calculadas preferentemente por el controlador de la adaptación 1 09, también es posible que el sistema del control local 536 calcule una o ambas de estas fuerzas utilizando un programa de conversión de fuerza de desplazamiento localizado. Este tipo de programa de conversión localizada puede, por ejemplo, utilizar tablas de consulta o la rutina de conversión que asocia ciertas magnitudes y direcciones de los desplazamientos vertical u horizontal con ciertas magnitudes y direcciones de los cambios en las fuerzas vertical u horizontal requeridas. Utilizando este tipo de modalidad , el controlador de la adaptación 1 09 puede transmitir la información de la ubicación del sistema de control local 536, en vez de la información de la fuerza. En vez de la fuerza vertical deseada 544, el controlador de la adaptación 1 09 puede transmitir la profundidad vertical deseada y el sistema de control local 536 puede calcular la magnitud y dirección de la desviación entre la profundidad deseada y la profundidad real . De un modo similar, en vez de transmitir una fuerza horizontal deseada 542, el controlador de la adaptación 1 09 puede transmitir la magnitud y dirección del desplazamiento entre la posición horizontal real y la posición horizontal deseada del ave 122' . Cuando el sistema de control local 536 tiene una nueva fuerza horizontal deseada 542 y una fuerza vertical deseada 544 para ser aplicada, las alas 528 generalmente no se encontrarán en la orientación correcta para proporcionar la dirección de la fuerza total deseada 546 requerida. Como se puede observar en la figura 5B, las alas 528 introducen una fuerza dentro del cable sísmico 1 1 2' a lo largo del eje perpendicular al eje de rotación de las alas 528 y perpendicular al capturador. Este eje de fuerza 548 generalmente no está alineado de manera correcta con la fuerza total deseada 546 cuando son recibidos nuevos valores de fuerza horizontal y vertical deseadas del controlador de la adaptación 1 09 o son determinadas por el sistema de control local 536 y alguna rotación del ave 122' se requiere antes que el ave 1 22' pueda producir la fuerza total deseada 546. Como se puede apreciar, el eje de fuerza 548 está relacionado directamente con el ángulo de rotación del ave, designado en la figura 5B como f. El sistema de control local 536 optimiza el proceso de control proyectando la fuerza total deseada 546 en el eje de fuerza 548 (es decir, multiplicando la magnitud de la fuerza total deseada por el coseno del ángulo de desviación 550) para producir una fuerza deseada intermedia 552 y luego ajustar el ángulo común del ala a (el ángulo de las alas con respecto al cuerpo del ave 530 o el ángulo promedio, si existe un ángulo de adaptación no-cero) para producir esta magnitud de fuerza a lo largo del eje de fuerza . El ángulo de ala común deseado calculado es comparado con el ángulo de ala común real para calcular un cambio deseado en el ángulo de ala común y los motores del ala 534 son accionados para producir este cambio deseado en la orientación de las alas. El ángulo de extensión entonces es introducido en las alas 528 para producir un movimiento de rotación en el cuerpo del ave 530 (es decir, para girar el eje de fuerza 548 para ser alineado con la fuerza total deseada 546). El ángulo de extensión es la diferencia entre los ángulos de las alas 528 con respecto al cuerpo del ave 530. Conforme gira el cuerpo del ave 530 y el eje de fuerza 548 llega a estar más cercanamente alineado con la fuerza total deseada 546, el ángulo de rotación del ave y la velocidad angular de rotación del ave son monitoreados, el ángulo de extensión es reducido de manera incremental y el ángulo común es aumentado de manera incremental hasta que la fuerza deseada intermedia 552 se encuentra en la misma dirección de la misma magnitud que la fuerza total deseada. El sistema de control local 536 regula de manera cuidadosa el ángulo de extensión para asegurar que el capturador sea estable en el grado de libertad de rotación . El ángulo de ala común calculado y el ángulo de extensión también son regulados por el sistema de control local 536 para evitar que las alas 528 se caigan y asegurar que el ángulo de extensión es priorizado. Cuando se utiliza el tipo de aves descritas en la solicitud de '636, en donde el ave 1 22' es adherida de manera rígida y no puede girar con respecto al cable sísmico 1 1 2', el sistema de control deberá tomar en cuenta el giro del capturador. De otro modo, el ave 1 22' puede utilizar todo su ángulo de extensión disponible para contrarrestar el giro de los cables sísmicos 1 1 2'. El ave 122' entonces no podrá alcanzar el ángulo de rotación demandado y la fuerza generada disminuirá. En la función anti-giro, el giro del capturador es calculado por la filtración de la función de ponderación de las mediciones del ángulo de extensión, en vez de simplemente promediar las mediciones del ángulo de extensión para mejorar el ancho de banda del cálculo. La función anti-giro se engancha cuando el giro calculado ha alcanzado un valor crítico y entonces ignora el control de la trayectoria más cercana a la normal del ángulo de rotación calculado. La función anti-giro fuerza el ave 1 22' para que gire en la dirección opuesta al giro agregando ±1 80° al ángulo de rotación demandado. Una vez que el giro ha sido reducido a un valor aceptable, se desactiva la función anti-giro y se continúa el cálculo de trayectoria normal más corta. La función que no es de giro es implementada por el controlador de la adaptación 1 09 el cual monitorea el ángulo de extensión de todas las aves 1 22' en cada cable sísmico 1 1 2'. En intervalos regulares o cuando el ángulo de extensión ha alcanzado un valor crítico, el controlador de la adaptación 1 09 da instrucciones a cada sistema de control local 536 para girar cada ave 1 22' en la dirección opuesta al giro. El número de revoluciones hechas por cada ave 122' es monitoreado en la función anti-giro y esta función es desactivada una vez que el giro ha alcanzado un nivel aceptable.

Haciendo referencia nuevamente a la figura 3, la forma del cable sísmico 1 12" puede ser determinada (en el paso 31 0) utilizando cualquiera de una variedad de técnicas conocidas en el arte. Por ejemplo, se puede utilizar equipo de sistema de posicionamiento global basado en satélite para determinar las posiciones del equipo. Alternativamente, o además del GPS, pueden ser empleados técnicas de colocación acústica generalmente empleadas. Las posiciones horizontales de las aves 1 22 pueden ser calculadas, por ejemplo, utilizando los tipos del sistema de colocación acústica aqu í descritos: (i) Carta de Patente Norteamericana 4,992,990, titulada "Método para Determinar la Colocación de Capturadores Sísmicos en el Sistema de Medición de Reflejo Sísmico", emitida en Febrero 12, 1 991 , a Geco A.S. como cesionario de los inventores Langeland , et al . (La "Patente '990"); (ii) Solicitud de Patente Norteamericana Serie No. 1 0/531 , 143, titulada "Método y Aparato para Colocar Cables de Percepción Sísmica", presentada en Abril 8, 2005, a nombre de James L. Martin et al . (La "Solicitud ?43"); y (i¡¡) Solicitud Internacional Serie No. PCT/GB 03/04476 titulada "Método y Aparato para la Determinación de la Posición del Receptor Acústico", presentada en Octubre 13, 2003, a nombre de James L. Martin et al. (La "Solicitud '476"). Estos documentos están incorporados a la presente descripción como referencia para todos los propósitos establecidos en la presente descripción. Sin embargo, puede ser utilizada cualquier técnica adecuada conocida en el arte para la determinación de la forma del cable. Observar que la Patente '990 se relaciona con el uso de una adaptación remolcada mientras que la Solicitud ?43 y la Solicitud '476 se relacionan con cables del fondo del océano. Una diferencia importante entre los dos es que el caso del capturador remolcado puede ser simplificado a un problema bidimensional mientras que el caso de los cables del fondo del océano es tridimensional. El efecto de la profundidad o posición vertical del cable sísmico 112 en la modalidad de la figura 1, no es considerado como el componente vertical de la corriente que generalmente es pequeño en relación con la corriente en los planos paralelos al mar. Por lo tanto, en el caso bidimensional puede ser considerado un subconjunto de un caso tridimensional. Por lo tanto, las técnicas de determinación de posición descritas en la Solicitud '143 y la Solicitud '476 son aplicables tanto a las aplicaciones de la adaptación remolcada como a las modalidades del fondo del océano. Observar que el caso de la adaptación remolcada, también podría ser diseñado como 3D. Sin embargo , se preferiría generalmente un modelo 2D, ya que los movimientos y corrientes de interés principal tienen lugar en el plano paralelo al plano de la superficie del mar en la profundidad de los capturadores. Por lo tanto, un modelo 2D sería más efectivo en costo para los cálculos. Sin embargo, el cable del lecho marino, no se está moviendo en un plano y debería ser diseñado como 3D. Por razones de proporcionar una explicación más completa , para ayudar a entender de manera mejor la presente invención , generalmente se describirá una técnica de colocación acústica particular. En general , una técnica de colocación emplea un método de triangulación con una o más fuentes acústicas y tres o más receptores acústicos. Las fuentes acústicas generan señales acústicas que se pueden distinguir de las generadas por la fuente sísmica 1 1 5, mostradas en la figura 1 . Más particularmente, la siguiente explicación proviene de la Patente 990 incorporada como referencia anteriormente. U na técnica adecuada de colocación acústica está basada en la trilateración acústica. La trilateración comprende el uso de las mediciones de distancia hidroacústicas entre una pluralidad de transceptores acústicos (es decir, los receptores sísmicos 1 24) acomodada de la manera adecuada. Al mismo tiempo, son determinados por lo menos dos puntos del sistema de medición por medio de los métodos de navegación de superficie. Estos puntos pueden ser preferentemente la embarcación de investigación 1 06, la boya posterior 1 20 del capturador sísmico 1 1 2 o de una manera aún más provechosa, un flotador (por ejemplo, el desviador 1 1 8) el cual es remolcado por la embarcación 1 06 de una manera tal que está localizado al lado de o cerca del principio del capturador sísmico 1 1 2. Debido a que todas las unidades del sistema de medición , ya sean boyas, flotadores, fuentes sísmicas, embarcaciones o capturadores sísmicos, son más o menos sumergidos, es una materia que se puede medir de manera bastante simple a distancia entre estas unidades debajo de la superficie por medio de mediciones de distancia hidroacústica. Por lo tanto, se proporcionan transceptores acústicos en cada punto, cuya distancia mutua se desea determinar, es decir, a bordo de la embarcación 1 06 de la fuente sísmica 1 1 5, en los puntos del extremo de las secciones de estiramiento sísmico y posiblemente también en las secciones activas de los capturadores sísmicos 1 1 2 y en el flotador o flotadores remolcados por la embarcación 1 06, así como en las boyas posteriores 120. Por ejemplo, una embarcación 1 06 y un flotador o la embarcación 1 06 y la boya posterior, pueden ahora ser colocados de manera adecuada por medio de los sistemas de navegación de superficie. Por medio de las mediciones de distancia entre los aparatos de medición hidroacústica , es decir, los transceptores acústicos, puede ser establecida una red triangular, que comprende la embarcación 1 06, los flotadores, las boyas 1 20, los puntos de los capturadores sísmicos 1 1 2 y las fuentes sísmicas 1 1 5. Entonces la red triangular puede ser establecida entre cada punto de medición y los puntos de medición de la red triangular a la que nos podemos referir como las posiciones de referencia absoluta, por ejemplo, la colocación de una embarcación 1 06 o una boya 1 20. De ah í que la posición de todos los transceptores acústicos puede ser determinada de manera absoluta . Las mediciones de distancia acústica pueden ser integradas con determinaciones de posición , por ejemplo, en un sistema de cómputo localizado a bordo de la embarcación 1 06. Observar que la determinación de la forma ocurre, en esta modalidad particular, conforme es remolcado el cable sísmico 1 1 2. La embarcación de investigación 1 06 generalmente remolca la adaptación 1 03 alrededor de 2.5 m/s. Debido que la colocación acústica del cable permite que conozcamos la forma del cable generalmente cada 1 0 segundos en cada 1 00 metros de cable, el espacio y tiempo de los derivados parciales pueden ser calculados con una resolución similar en tiempo y espacio. Regresando a la figura 3, se puede determinar la tensión del cable sísmico 1 1 2' (en el paso 320) utilizando cualquiera de una variedad de técnicas conocidas en el arte. Por ejemplo , la tensión puede ser medida por un calibrador de deformación , en el cual la resistencia eléctrica de una longitud de cable varía en proporción directa con el cambio de cualquier deformación aplicada a la misma. Si no está disponible una medición directa , la determinación (en el paso 320) se puede hacer calculando la tensión. Se puede llegar a cálculos bastante justos utilizando, por ejemplo, el diámetro del cable y la velocidad en la cual se está moviendo. (El diámetro es una característica física conocida del cable y la velocidad puede ser determinada utilizando la información de colocación asociada con la investigación de la misma). Sin embargo, generalmente es más fácil la medición y generalmente presentará resultados más exactos. Haciendo referencia nuevamente a la figura 3, en esta modalidad particular, la predicción de corriente del océano (en el paso 330), invierte las ecuaciones diferenciales parciales que describen las dinámicas del cable en el agua para solucionar la corriente desconocida conociendo la forma del cable y la tensión como una función de tiempo. Las formulaciones matemáticas de las ecuaciones diferenciales que describen las dinámicas de cable en el agua se describen en varios artículos de la literatura abierta , por ejemplo, tales como se describen en : (i) Dowling, Ann P. , en "The Dynamics of Towed Flexible Cylinders. Parte 1 . Neutrally Buoyant Elements", 1 87 Journal of Fluid Mechanics páginas 507 a 532 ( 1 988); (ii ) Dowling , Ann P. , en "The Dynamics of Towed Flexible Cylinders. Parte 2. Neutrally Buoyant Elements", 1 87 Journal of Fluid Mechanics páginas 533 a 571 ( 1 988); y (iii) Ablow, C. M. & Schecter, S. , en "N umerical Simulation of U ndersea Cable Dynamics", 1 0 Ocean Engineering páginas 443 a 457 (1 983).

Las soluciones numéricas a estas ecuaciones hacen posible simular cambios en la forma del cable, debidos a los cambios proporcionados en las corrientes. Las ecuaciones de diferencial parcial que describen las dinámicas de cable en el agua son invertidas para solucionar la corriente desconocida, conociendo la forma y tensión del cable como una función de tiempo. Debido a que la colocación acústica del cable sísmico 1 1 2' nos permite conocer la forma del cable generalmente cada 1 0 segundos y cada 1 00 metros del cable sísmico 1 1 2' se pueden calcular los derivados de espacio y tiempo parciales con una resolución similar en tiempo y espacio. También midiendo/calculando la tensión del cable a lo largo del cable sísmico 1 1 2' pueden ser solucionadas las corrientes, El método también es aplicable cuando están presentes elementos que se pueden dirigir en el cable. Ocurrirán algunas inexactitudes de la medición en las posiciones del cable, las cuales ocasionarán inexactitudes adicionales en el cálculo de las corrientes durante la diferenciación numérica . Estos errores pueden ser reducidos por métodos conocidos para suavizar los datos en el espacio y el tiempo. También , debido que la fuerza de dirección de los elementos que se pueden dirigir es una función de la corriente, se puede un procedimiento iterativo, por ejemplo, el de Newton-Raphson , cuando está presente dicha fuerza . El método de Newton-Raphson , también algunas veces denominado el método de Newton o la iteración de Newton , es un algoritmo de descubrimiento cuadrado que ocasiona los primeros pocos términos de las series Taylor de la función de f (x) en la cercanía de la raíz sospechada . Están disponibles varias fuentes sobre esta técnica, tales como en el libro de Whittaker, E. T. y Robinson , G . , "El Método de Newton-Raphson". (The Newton-Raphson Method). Capítulo §44 y El Cálculo de Observaciones: U n Tratado de Matemáticas Numéricas, páginas 84 a 87 (cuarta edición New York: Dover 1 967). Además, en el extremo frontal de alta tensión 1 1 3 del cable sísmico 1 1 2' , los cambios de corriente tienen menos impacto en la curvatura del cable que una tensión posterior de baja tensión 1 14. Por lo tanto, se espera que por la presente invención la predicción directa de la corriente del océano sola será más exacta en el extremo posterior 1 14 del cable sísmico 1 1 2' que en el extremo frontal de alta tensión 1 1 3. Para compensar esto, algunas modalidades pueden aumentar la presente invención con mediciones reales de corriente. Generalmente, un Perfilador Acústico de Corriente Doppler ("ADCP") 1 07 está montado en la embarcación de investigación 1 06 y las mediciones de la corriente de la columna de agua debajo de la embarcación de investigación 1 06 cada 60 segundos o un tiempo similar. La velocidad general de la embarcación es de 2.5 m/s, lo cual significa que la corriente es medida aproximadamente cada 1 50 metros a lo largo del recorrido. Esto proporciona un primer cálculo para una distribución de corriente a lo largo del cable sísmico 1 1 2' cuando la embarcación de investigación 1 06 está siguiendo un recorrido para la producción sísmica . Debido a que el extremo posterior 1 14 del cable sísmico 1 1 2' generalmente alcanza la posición en l ínea de la embarcación de investigación 1 06 varias décimas de minutos después de que la embarcación de investigación 1 06 ha pasado esta posición , es probable que la corriente del extremo posterior sea inexacta mediante las mediciones solas. También es conocido que la corriente puede variar considerablemente del cable sísmico a bordo más al exterior 1 1 2a al puerto del cable sísmico 1 1 2b. Combinando las mediciones en la embarcación de investigación 1 06 u otras ubicaciones del extremo frontal pueden ser calculadas la solución matemática invertida para las formas del cable de la distribución de corriente a lo largo de cada cable sísmico 1 1 2' . Durante el proceso de iteración para establecer la distribución de corriente a lo largo del cable sísmico 1 1 2' se debe de proporcionar más peso a la corriente medida en el extremo frontal de la extensión. La medición de corriente por medio del ADCP 1 07 puede ser mejorada adicionalmente midiendo la corriente en otros puntos de la extensión diferentes a la embarcación de investigación 1 06. Haciendo referencia a la nomenclatura de la Tabla 1 y los conceptos ilustrados en las figuras 6 y 7 , se puede lograr un modelo matemático y método de solución sin elementos q ue se pueden dirigir a lo largo de la flotación neutral del cable que no se extiende aplicando la Segunda Ley de Newton : Tabla 1. Nomenclatura del Caso 2D Para formas del cable ligeramente variables, es típico que la mayoría de los cables sísmicos remolcados puedan volver a mostrar el término de inercia que puede ser ignorado: as Jl ds " Las velocidades tangencial y normal para los cables son representadas por: V^V,-u (5) en donde u, v son las velocidades normales y en línea de la corriente del océano, respectivamente, en relación con un sistema de coordenadas fijo en tierra. La fuerza tangencial por unidad de longitud es: y la fuerza normal por unidad de longitud es: el método inverso comprende obtener estas fuerzas: .-r ^^-^ - tí}.^-. mediante la diferenciación numérica - la cual es un problema ligeramente difícil . Con el objeto de facilitar la diferenciación numérica , se necesitan medidas de posición y tensión exactas. En este caso, una expresión explícita para (u , v) puede ser encontrada . Primero revisamos la regularización de los problemas medianamente indeseables. Supongamos que K es un operador integral compacto de la función s en un intervalo. U n ejemplo pertinente y la versión simplificada de nuestro problema es solucionar K[ f]=g en donde K se deja inverso de la diferenciación , K[g']=g y g es conocido con algún error. El método de regularización generalizada de Tikhonov es para encontrar un f que minimiza: en donde el término de penalidad f es generalmente tomado como una forma cuadrada o seminormal, tal como | |P[ f - f0]| |2 para un operador diferencial P, y algún valor típico de f, (0. Esto representa un intercambio entre la adaptación de los datos y poner en vigor una restricción anterior razonable en la norma de la solución . Cuando se separan , K es representado por una matriz condicionada K y ( y g son vectores. Ahora la regularización tiene una interpretación estad ística. Supongamos que f es una variable aleatoria valuada, la función de densidad de probabilidad representa la información anterior acerca de esta variable antes de que sean medidos los datos. También supongamos que el ruido de los datos g tiene alguna distribución conocida. En los casos en que los errores sean Gaussianos con un promedio de cero y una variación s2 y la anterior sea una distribución proporcional para exp(-cp(fj) la solución de Tikhonov regularizada (el minimizador de la Ecuación (11)), maximiza entonces la distribución de probabilidad posterior proporcionada por la distribución anterior y la medición (para algún valor de a). Un método regulariza el parámetro deseado (u, v) utilizando un término de penalidad como se definió anteriormente mediante un operador de diferencia que aproxima un operador diferencial parcial en el espacio y el tiempo. Un segundo método calcula una distribución anterior para los parámetros deseados (u, v) como funciones de espacio y tiempo del ADCP 107, el cual proporciona un cálculo razonablemente estrecho de la corriente más allá de la embarcación de investigación 106, la información conocida de las corrientes de la marea y un cálculo de la variabilidad de la corriente como una función del tiempo después de que fue medida. Este cálculo podría ser hecho de las observaciones sobre un período de tiempo adecuado de una boya anclada o en arrastre. Aún cuando el operador de diferencia simple tiene el inverso supuesto de la matriz de covarianza, el balance entre los términos espacial y temporal podría ser obtenido empíricamente de dichos datos. Observar que, cerca de la embarcación de investigación 106, el cálculo de la corriente de la posición de los cables sísmicos 112' es menos exacto conforme son más estrechamente restringidos. Sin embargo, el ADCP proporciona en este caso una predicción de corriente más confiable. Mientras que lejos de la embarcación 1 06, en donde los cables sísmicos 1 1 2' son más libres para moverse con la corriente, la información del ADCP 1 07 en la embarcación 1 06 proporciona una indicación más eficiente de la corriente (en una posición determinada relativa al lecho marino, el ADCP 1 07 dice solamente lo que la corriente fue cuando la embarcación de investigación 1 06 paso sobre ese punto). La combinación de estas dos incertidumbres, pero fuentes complementarias de información , conducirán a un estimado más confiable de la corriente de cualquiera de ellos individualmente. Con modelos de probabilidad lo suficientemente simples, el cálculo máximo a posteriori ("MAP") puede ser obtenido utilizando técnicas de optimización . Tomando el sistema utilizado en la Ecuación (3) y la Ecuación (4), en donde los términos de inercia comprendidos son ignorados: K\flr-T (12) (13) K = <9 d en donde ahora K es inverso de, ^< como el sistema lineal impuesto de las ecuaciones. Actualmente la tensión T es conocida de u na manera bastante exacta, de modo que la Ecuación ( 1 3) podría ser considerada como el problema inverso. Para la formulación más simple, suponiendo que los errores Gaussianos de la variable múltiple en los datos y un Gaussiano de variable múltiple antes de f 1 y fn , la regularización estándar generalizada de Tikhonov, ver el libro de A. Tarantola , "Teoría del Problema I nverso" (I nverse Problem Theory) (Elsevier 1 987), produce un cálculo MAP como la solución del sistema lineal de ecuaciones. Relajando los supuestos Gaussianos, para los supuestos de Gauss-Markov más débiles, consultar la Publicación de M . Foster en "An Application of the Wiener Kolmogorov Smoothing Theory to Matrix I nversión ," 9 J . SIAM páginas 387-392 ( 1 961 ), la solución generalizada de Tikhonov es el calculador lineal óptimo. Otro método, que demanda computacionalmente formular el modelo de probabilidad para los parámetros (u, v) y entonces utilizando la relación no lineal para calcular la fu nción de densidad de probabilidad para f 1 y (n, da como resultado u n problema de optimización no cuadrático. En esta etapa , conforme la optimización ya no es cuadrática, u y v podrían ser utilizados como las variables primarias. Esto podría ser solucionado mediante técnicas estándar de optimización , tales como el método de gradiente no lineal conjugado. En este caso, los términos de inercia y los elementos que se pueden dirigir a lo largo del cable, también podrían ser incluidos si se necesitan . El uso de elementos que se pueden dirigir separados, es decir, aves que se pueden dirigir 1 22' en los cables sísmicos 1 1 2' no introduce algunas consideraciones prácticas. Las aves que se pueden dirigir 1 22' como se describen de una manera más completa anteriormente con referencia a la figura 5A, consisten de un tubo rígido de 1 m (es decir, el cuerpo 530) con dos alas que se pueden dirigir individualmente 528 adheridas al mismo. Las aves que se pueden dirigir 122' generalmente están localizadas de manera usual en cada distancia de 300 a 400 metros a lo largo del cable. En principio, existen dos métodos diferentes para incluir las fuerzas que se originan de las aves que se pueden dirigir 122' dentro del cálculo a) incluirlas como un punto de fuerza en la dirección normal y tangencial para el cable sísmico 112'; y b) incluir las aves que se pueden dirigir 122' como la fuerza distribuida por la distancia de separación ds. Para la opción (a), se prefiere una resolución muy densa de la forma del cable, siendo la confiabilidad una función de la densidad. Por lo tanto, en la actualidad, la opción (b) es más atractiva. Para la opción de fuerza distribuida, es decir la opción (b), las ecuaciones para los segmentos que contienen el elemento que se pueden dirigir se convierten en, para el caso 2D: en donde f*= CL(a,)V: (17) y el ángulo de ataque efectivo.

O8) El vector dentro del flujo en relación con el sistema de coordenadas de cable fijo * =[ -" -?] = [^] (19) otcontrol es un ángulo de control determinado para las aves que se pueden dirigir 1 22' en relación con el eje del capturador. El ángulo ain de flujo interno es proporcionado por el arctano, ¦ En este caso, un puede ser aplicado esquema de iteración , por ejemplo, un método de Newton Raphson , para solucionar el vector de corriente desconocido (u , v). Las correcciones de dirección entonces pueden ser calculadas de la determinación de la forma y aplicadas por medio de las aves que se puedan dirigir 1 22' . El controlador de la adaptación 1 09 mantiene preferentemente un modelo dinámico de cada uno de los cables sísmicos 1 1 2' y utiliza las posiciones deseada y real del ave 1 22' para calcular de manera regular las fuerzas horizontales y verticales actualizadas deseadas de las aves 1 22' que las aves 1 22' impartirían en los cables sísmicos 1 12' para moverlos de su posición real a las posiciones deseadas. Debido a que el movimiento del cable sísmico 1 1 2' ocasiona ruido acústico (tanto del flujo del agua pasando las estructuras del ala del ave, como del flujo de corriente cruzada a lo ancho de la piel del capturador mismo), los movimientos del cable deben de ser restringidos y mantenidos en la corrección mínima requerida para colocar de manera adecuada los cables sísmicos 1 1 2' . En cualquier sistema de control de un dispositivo de colocación que sobrecalcula consistentemente el tipo de corrección requerido y ocasiona que el ave 1 22' se salga del recorrido, la colocación pretendida introduce el ruido no deseable en los datos sísmicos que están siendo adquiridos por el capturador. En los sistemas actuales, este tipo de ruido de sobrecorrección con frecuencia es equilibrado contra el "ruido" o "manchado" ocasionado cuando los sensores sísmicos de los cables sísmicos 1 1 2' son desplazados de sus posiciones deseadas. El controlador de la adaptación 1 09 calcula preferentemente las fuerzas vertical y horizontal deseadas basadas en el comportamiento de cada cable sísmico 1 1 2' y también toma en cuenta el comportamiento de la adaptación completa 1 03. Debido a la cantidad de la muestra relativamente baja y la demora de tiempo asociadas con el sistema de determinación de posición horizontal , el controlador de la adaptación 1 09 ejecuta el software predictor de posición para calcular las posiciones reales de cada una de las aves 1 22'. El controlador de la adaptación 1 09 también revisa los datos recibidos del sistema de navegación (no mostrado) de la embarcación de investigación 1 06 y los datos serán llenados si faltan. La interfase entre el controlador de la adaptación 1 09 y el sistema de control local, generalmente operará con una frecuencia de muestreado de por lo menos 0. 1 Hz. El controlador de la adaptación 1 09 generalmente adquirirá los siguientes parámetros del sistema de navegación de la embarcación : velocidad de la embarcación (m/s), cabeceo de la embarcación (grados), velocidad de la corriente (m/s), cabeceo de la corriente (grados) y la ubicación de cada una de las aves 122' en el plano horizontal en un sistema de coordenadas fijo de la embarcación . La presente invención puede ser utilizada para producir velocidades relativas de las aves 1 22' con respecto al agua , tanto en las direcciones "en línea", como en "línea cruzada". Alternativamente, el controlador de la adaptación 1 09 podría proporcionar al sistema de control local la velocidad horizontal y el ángulo dentro del flujo del agua . Los valores de fuerza y velocidad son entregados continuamente por el control de la adaptación 1 09 como valores separados para cada una de las aves 122' en cada cable sísmico 1 1 2' durante la operación del sistema de control . La presente invención admite variaciones en la aplicación. Por ejemplo, la presente invención se puede adaptar para colocar operaciones en capa para los cables en el fondo del océano ("OBCs") en tres dimensiones, suponiendo que pueden ser desarrollados y empleados elementos que se pueden dirigir adecuados. Extendiendo la explicación bidimensional anterior, para la 3D completa se podría hacer un ejercicio matemático que podrían efectuar un ingeniero o un matemático experto. Observar en este aspecto, la Publicación de Yilmaz Turkilmaz, en "Modeling and Control of Towed Seismic Cables", Cap. 2 (2004) (I SBN : páginas 82-471 -6249-0). Para este caso, el modelo 3D incluyendo el del cable, tiene que ser aplicado como se describe, por ejemplo en la Ecuación (3) y el término de gravitación y término de flotación están incluidos en las ecuaciones. Una técnica adecuada de determinación de formas, se describe en la Solicitud de Patente Norteamericana Serie No. 1 0/531 , 143, titulada "Método y Aparato para la Colocación de Cables de Percepción Sísmica" presentada en Abril 8, 2005, a nombre de James L. Martin et al . En este caso, las mediciones de tensión son relativamente más importantes cuando algún cable se encuentra en el lecho marino algo dentro de la colu mna de agua . Para esto se necesita el muestreado espacial denso de colocación . En la colocación exacta pasada de cada 1 50 a 400 metros a lo largo del cable se proporcionará información poco útil acerca de las corrientes en aguas planas. Sin embargo, los planes futuros para el muestreado más denso harán que este método sea más factible. Por lo tanto, la presente invención proporciona un método para pronosticar la distribución de corriente del océano en tiempo real a lo largo del cable sísmico, ya sea en un capturador remolcado o en una operación de cable que yace en el lecho marino basado en la forma y la tensión , la forma del cable medida en la tensión del cable como una función del tiempo. El método también puede incluir corrientes medidas en puntos separados para aumentar la exactitud de la corriente pronosticada. Los elementos que se pueden dirigir en los cables, por ejemplo, las aves que se pueden dirigir en los capturadores remolcados, también pueden ser incluidas en el método. La predicción de la corriente desconocida utiliza las ecuaciones diferenciales de movimiento para el cable y soluciones directamente dentro de un inverso, en donde son utilizadas y medidas una o más observaciones de la forma del cable o las tensiones del cable son estimadas para determinar la distribución de corriente a lo largo del cable que ocasiona esta forma de cable en particular. La presente invención también admite la variación en diferentes aspectos de la implementación . Por ejemplo, el método también puede utilizar las corrientes medidas, por ejemplo, a lo largo de la trayectoria de la embarcación y/o la información de corriente de la marea como un supuesto ponderado para lo que es la corriente. En el extremo de alta tensión del capturador en donde la sensibilidad de la forma del cable a las corrientes es más pequeña, la función de ponderación para la corriente medida será la más grande y en el extremo posterior 1 14 la ponderación será la más pequeña. La presente invención puede encontrar uso en , por ejemplo, la investigación sísmica de largo tiempo, en donde se desea la colocación exacta de los sensores del hidrófono en el cable del capturador. Mediante el conocimiento detallado de la corriente se puede dirigir a los desviadores del capturador, la embarcación y otros elementos que se pueden dirigir, en base al conocimiento de las corrientes entrantes (control de alimentación directa), en vez de esperar de manera pasiva que el cable salga del objetivo y luego dirigirlo (control de retroalimentación). La presente invención también puede encontrar uso para mejorar la dirección del cable para investigaciones marinas remolcadas cuando la embarcación hace un giro de 1 80° . Es bien conocido que los cables obtendrán un flujo cruzado inducido en las vueltas y que la magnitud de este flujo cruzado puede ser muy importante. Tratando de dirigir el cable transversalmente durante una vuelta sin el conocimiento del flujo cruzado local, se puede ocasionar que los reflectores se descompongan, que se enreden, o lleguen a la superficie. La meta es girar tan pronto como sea posible de una manera segura. Debido a que el flujo cruzado local alrededor de las aves que se pueden dirigir puede ser pronosticado por la presente invención , las aves se pueden dirigir de una manera eficiente y los momentos de las vueltas pueden ser reducidos. Las modalidades descritas anteriormente generalmente comprenden el uso del método de la invención durante la investigación de corriente, es decir, que está siendo conducida en una investigación en el momento en que el método es empleado. Sin embargo, la presente invención no está limitada a este sistema. La invención también puede ser aplicada a datos de "herencia", es decir datos de investigaciones anteriores que han sido archivados contra algunos datos de investigación que han sido archivados, para su uso futuro. Debido al alto costo de investigación , los datos adquiridos generalmente son guardados por períodos de tiempo relativamente largos. También se desea frecuentemente realizar investigaciones múltiples de la misma área en un período de tiempo relativamente prolongado. En estas circunstancias, el método de la presente invención puede ser aplicado a los datos de herencia para ayudar a determinar las líneas de navegación para investigaciones posteriores en la misma área. De una manera más particular, la figura 8 ilustra la investigación sísmica 400 de la fig ura 4 en el perfil . La investigación sísmica marina 1 00 puede ser realizada virtualmente en cualquier cuerpo de agua . La unidad de recolección de datos 109 recolecta los datos sísmicos para el procesamiento. La unidad de recolección de datos 1 09 puede procesar los datos sísmicos mismos, almacenar los datos sísmicos para el procesamiento en un momento posterior, transmitir los datos sísmicos a una ubicación remota para el procesamiento o alguna combinación de estas modalidades. Los datos pueden ser almacenados en un medio de almacenamiento magnético portátil (no mostrado) o trasmitidos de manera inalámbrica desde la embarcación de investigación 1 06 a un centro de procesamiento 140 para procesarlos de acuerdo con la presente invención . Generalmente, en una investigación marina, ésta será de acuerdo con enlaces de satélite 142 y un satélite 143. Los datos son archivados entonces para el centro de procesamiento 140 o alguna otra ubicación adecuada en un medio de almacenamiento adecuado. El medio puede ser magnético, tales como cinta magnética o un disco magnético. O, el medio puede ser óptico, tal como un disco óptico. El método entonces puede ser aplicado para pronosticar las corrientes que podrían ser encontradas en una investigación futura. La línea de navegación para la investigación puede ser planeada entonces con anticipación a partir de aquellas corrientes pronosticadas.

La figura 9 ilustra un ejemplo 900 por medio del cual puede ser implementada esta modalidad particular. El método 900 comienza determinando (en el paso 905) la forma de cable sísmico durante la investigación sísmica pasada de los datos de herencia. Luego, el método 900 determina (en el paso 91 0) la tensión del cable sísmico en una pluralidad de puntos a lo largo del cable sísmico durante la investigación sísmica pasada. Luego el método calcula (en el paso 91 5) una corriente pasada a la que se llegó desde la determinación de la forma y la tensión del cable sísmico en la investigación sísmica pasada. Esto quiere decir, que el método 900 calcula la corriente que, en combinación con la operación de la embarcación y otras condiciones ambientales, generaron la forma y tensión del cable sísmico. Entonces el método 900 pronostica (en el paso 920) una corriente de una forma determinada y la tensión determinada. Esta corriente pronosticada es la corriente pronosticada que será encontrada en una investigación futura y puede ser tan simple como una adopción del cálculo (en el paso 91 5) o tan complicada como hacer correcciones para condiciones cambiadas, por ejemplo, una velocidad de remolque más rápida, vientos más altos, etc. Finalmente el método 900 determina (en el paso 925) la línea de navegación para la investigación futura de la corriente pronosticada.

Por lo tanto, la figura 1 0 presenta un método 1 000 que es otra modalidad del método de la presente invención más general a aquella presentada en la figura 3 o la figura 9. El método 1 000 es un método para utilizarse en la investigación sísmica . El método 1 000 comienza determinando (en el paso 1 005) la forma del cable sísmico durante la investigación sísmica. Luego el método 1 000 determina (en el paso 1 01 0) la tensión de cable sísmico en una pluralidad de puntos a lo largo del cable sísmico. Y finalmente, el método 1 000 pronostica (en el paso 1 01 5) una corriente a partir de la forma determinada y la tensión determinada. Como se puede apreciar de la explicación anterior, algunas porciones de las investigaciones detalladas aquí presentadas en términos de un software implementado, comprenden representaciones simbólicas de operaciones de bits de datos dentro de una memoria en un sistema de cómputo o un aparato de cómputo. Estas descripciones y representaciones son los medios utilizados por los expertos en la técnica para transportar de manera más efectiva la sustancia de su trabajo a otros expertos en la técnica. El proceso y operación requieren manipulaciones físicas de cantidades físicas. Generalmente, aunque no necesariamente, estas cantidades toman la forma de señales eléctricas, magnéticas u ópticas con capacidad de ser almacenadas, transferidas, combinadas, comparadas o manipuladas de otro modo. Se ha probado conveniente algunas veces, principalmente como un uso común , referirse a estas señales, como bits, valores, elementos, símbolos, caracteres, términos números y similares. Sin embargo, deberá mantenerse en mente que todos estos términos similares deberán ser asociados con las cantidades físicas correctas y las marcas convenientes únicamente aplicadas a estas cantidades. Como se puede apreciar en la presente descripción , a menos que se manifieste específicamente lo contrario o de otro modo, estas descripciones se refieren a las acciones y procesos de un aparato electrónico, que manipula y trasforma los datos representados como cantidades físicas (electrónicos, magnéticos, u ópticos) dentro de algún almacenamiento de aparato electrónico en otros datos representados de manera similar como cantidades físicas dentro del almacenamiento o en la transmisión o aparatos de pantalla. Como ejemplo los términos que indican dicha descripción son , sin limitación, los términos "procesamiento" , "computación" , "cálculo", "determinación", "despliegue en pantalla" y similares. Observar también que los aspectos implementados del software de la presente invención generalmente son codificados de alguna forma del medio de almacenamiento de programa o implementados en algún tipo de medio de transmisión . El medio de almacenamiento del programa puede ser magnético (por ejemplo, un diskette o disco duro) u óptico (por ejemplo, una memoria solo de lectura de disco compacto o "CD ROM") y puede ser solamente de lectura o de acceso aleatorio. De un modo similar, un medio de transmisión pueden ser pares de cables retorcidos, cable coaxial , de fibra óptica o algún medio de transmisión adecuado conocido en la técnica. La presente invención no está limitada por estos aspectos en cualquier implementación determinada. Esto concluye la descripción detallada. Las modalidades particulares anteriormente descritas solamente son ilustrativas, ya que la presente Invención puede ser modificada y practicada de maneras diferentes pero equivalentes que podrán ser aplicadas por aquellos expertos en la técnica que tienen el beneficio de las presentes enseñanzas. Además, no se pretenden limitaciones a los detalles de construcción o diseños aquí mostrados, diferentes a los descritos en las siguientes reivindicaciones. Por lo tanto, es evidente que las modalidades particulares descritas anteriormente pueden ser alteradas o modificadas y todas dichas variaciones están consideradas dentro del alcance y espíritu de la presente invención. Por consiguiente, la protección aquí prevista es como se establece en las reivindicaciones siguientes.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1 . U n método para utilizarse en una investigación sísmica , el cual comprende: determinar la forma del cable sísmico durante la investigación sísmica; determinar la tensión del cable sísmico en una pluralidad de puntos en el cable sísmico; y pronosticar la corriente de una forma determinada y una tensión determinada. 2. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque la determinación de la forma del cable sísmico incluye determinar la forma del cable en una colocación acústica. 3. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque la determinación de la forma del cable sísmico incluye determinar la forma de un capturador en una adaptación remolcada. 4. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque la determinación de la forma del cable sísmico incluye determinar la forma de un cable en el fondo del océano durante el despliegue. 5. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque la determinación y la tensión del cable sísmico incluye determinar la tensión en el frente y en un extremo posterior del cable sísmico. 6. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque la determinación de la tensión del cable sísmico incluye medir la tensión en el cable sísmico. 7. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque la tensión del cable sísmico incluye calcular la tensión del cable sísmico. 8. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque la predicción de la corriente incluye invertir ecuaciones diferenciales parciales describiendo las dinámicas del cable sísmico. 9. El método tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado porque la inversión parcial de las ecuaciones diferenciales incluye la regularización de los datos. 1 0. El método tal y como se describe en la reivindicación 8 , caracterizado porque la predicción de la corriente incluye pronosticar la corriente a partir de las estad ísticas de la variación espacial y temporal en la magnitud y dirección de la corriente. 1 1 . El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque la predicción de la corriente incluye pronosticar una corriente que impactará el cable sísmico. 1 2. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 1 , caracterizado porque la predicción de la corriente que impactará el cable incluye la determinación de un cálculo máximo a posteriori de la corriente del océano que impacta el cable sísmico de una distribución de probabilidad supuesta de los errores de medición en las tensiones y colocaciones y una distribución de probabilidad supuesta de la magnitud y dirección de la corriente. 1 3. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque la predicción de la corriente incluye pronosticar la corriente a partir de las estadísticas de variación espacial y temporal en la magnitud y dirección de la corriente. 14. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , el cual comprende además: medir la corriente con el paso del tiempo; y aplicar las mediciones de corriente para mejorar las predicciones de corriente; 1 5. El método tal y como se describe en la reivindicación 14, el cual comprende además aplicar la predicción mejorada de la corriente para compensar un impacto proyectado en el cable sísmico. 1 6. El método tal y como se describe en la reivindicación 14, caracterizado porque la medición de la corriente en la embarcación incluye medir la corriente mientras se remolca el cable sísmico. 1 7. El método tal y como se describe en la reivindicación 14, caracterizado porque la medición de la corriente en la embarcación incluye medir la corriente mientras se despliega el cable sísmico. 1 8. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , el cual comprende además realizar la investigación sísmica. 1 9. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , el cual comprende además un elemento que se puede dirigir para compensar el impacto de la corriente pronosticada . 20. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 9, caracterizado porque la operación del elemento que se puede dirigir incluye la operación de la embarcación de investigación. 21 . El método tal y como se describe en la reivindicación 1 9, caracterizado porque la operación del elemento que se puede dirigir incluye la operación de un ave que se puede dirigir. 22. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 9, el cual comprende además determinar las fuerzas de dirección que actúan en el cable sísmico y en donde el pronóstico de la corriente incluye pronosticar la corriente de las fuerzas de dirección determinadas. 23. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , el cual comprende además determinar las fuerzas de dirección que actúan en el cable sísmico, en donde la predicción de la corriente incluye pronosticar la corriente de las fuerzas de dirección determinadas. 24. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque: la determinación de la forma y la tensión del cable sísmico incluye determinar de los datos de herencia la forma y tensión de un cable sísmico en una investigación sísmica pasada; el método comprende además calcular la corriente a que se llegó anteriormente a partir de la forma determinada de y la tensión del cable sísmico en la investigación sísmica pasada; la predicción de la corriente incluye pronosticar una corriente en una investigación futura a partir del cálculo de la corriente pasada: 25. El método tal y como se describe en la reivindicación 24, el cual comprende además determinar líneas de navegación para una investigación futura de la corriente pronosticada. 26. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque: la predicción de la forma y tensión del cable sísmico incluye pronosticar la forma y tensión de un cable sísmico en una investigación actual de los datos de corriente; y la predicción de la corriente incluye pronosticar una corriente en la investigación de corriente. 27. Un aparato, el cual comprende: una embarcación de investigación; un cable sísmico con capacidad de ser desplegado desde la embarcación de investigación; y en un aparato de cómputo a bordo de la embarcación de investigación, programado para realizar un método para utilizarse en la investigación sísmica, el cual comprende: determinar la forma del cable sísmico durante la investigación sísmica; determinar la tensión del cable sísmico en una pluralidad de puntos a lo largo de cable sísmico; y pronosticar una corriente que impactará el cable sísmico a partir de la forma determinada en la tensión determinada. 28. El aparato tal y como se describe en la reivindicación 27, caracterizado porque la determinación de la forma del cable sísmico en el método programado incluye determinar la forma del cable de una colocación acústica. 29. El aparato tal y como se describe en la reivindicación 27 , caracterizado porque la determinación de la forma de cable sísmico en el método programado incluye determinar la forma de un capturador en una adaptación remolcada. 30. El aparato tal y como se describe en la reivindicación 27, caracterizado porque la determinación de la forma del cable sísmico en el método programado incluye determinar la forma de un cable en el fondo del océano durante el despliegue. 31 . El aparato tal y como se describe en la reivindicación 27 , caracterizado porque la determinación de la tensión del cable sísmico en el método programado incluye la determinación de la tensión en el extremo frontal y en el posterior del cable sísmico. 32. El aparato tal y como se describe en la reivindicación 27, caracterizado porque la determinación de la tensión del cable sísmico en el método programado incluye medir la tensión del cable sísmico. 33. El aparato tal y como se describe en la reivindicación 27, caracterizado porque la determinación de la tensión del cable sísmico en el método programado incluye calcular la tensión del cable sísmico. 34. El aparato tal y como se describe en la reivindicación 27, caracterizado porque la predicción de la corriente en el método programado incluye invertir ecuaciones de diferencial parcial que incluyen las dinámicas del cable sísmico. 35. El aparato tal y como se describe en la reivindicación 27, caracterizado porque el método programado comprende además; medir la corriente con el paso del tiempo; y aplicar las mediciones de corriente para mejorar las predicciones de corriente.