NL193781C

NL193781C - Inrichting voor het stabiliseren van seismische energiebronnen.

Info

Publication number: NL193781C
Application number: NL9101175A
Authority: NL
Inventors: Harald Furu
Original assignee: Geco As
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 2000-10-06
Also published as: US5138582A; GB9114934D0; GB2248949B; NO903110D0; NL9101175A; FR2664709B1; GB2248949A; FR2664709A1; NO170866C; NO903110L; NL193781B; NO170866B

Description

1 193781

Inrichting voor het stabiliseren van seismische energiebronnen

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het stabiliseren van seismische energiebronnen in verband met seismisch onderzoek op zee waarbij een drijvend middel of drijver gesleept wordt achter een 5 vaartuig en de seismische energiebronnen onder die drijver opgehangen zijn met behulp van ophanglijnen waarvan de lengten kunnen worden geregeld door de bekrachtiging van aandrijfmiddelen voor die lijnen.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Britse Octrooischrift 2152216A en toont een aantal seismische bronnen 6 die door middel van ophanglijn 7 hangen aan het drijforgaan 1. De ophanglijnen zijn in lengte instelbaar doordat zij gewikkeld zijn om trommels 8 die aangebracht zijn op een gemeenschappelijke as, 10 aangedreven door een motor 10.

Kolom 3, regels 42-47 van de aangehaalde publicaties zegt dat het mogelijk is de as 9 te verdelen om een deelgroep van de luchtkanonnen onafhankelijk van de andere omlaag te kunnen brengen. In dat geval moet ook een corresponderend aantal aandrijfmotoren worden aangebracht.

Dit betekent dus geen individuele instelling van de kanonnen doch verdeling van de kanonnen in een 15 aantal groepen (arrays), die dan als groep worden behandeld.

Er is geen enkele aanwijzing in de beschrijving voor de gedachte om alle luchtkanonnen afzonderlijk omhoog en omlaag te brengen.

Verder bevat deze publicatie geen suggestie voor het gebruik van een sensor voor het vaststellen van de druk- en/of bewegingsomstandigheden.

20 Bij seismisch onderzoek op zee worden seismische pulsen uitgezonden vanuit een of meer energiebronnen die in het water worden gesleept, hangend aan drijfmiddelen. Seismisch onderzoek heeft ten doel gegevens te verschaffen die de ondergrondse stratificaties met de grootst mogelijke nauwkeurigheid beschrijven. Daartoe worden pulsen met geschikte frequenties uitgezonden vanuit de seismische energiebronnen, zodat het signaal de aardkorst binnendringt en gedeeltelijk door verschillende lagen wordt 25 gereflecteerd. De corresponderende reflecties worden waargenomen met behulp van een seismische ontvangkabel, een zogenaamde streamer, die een lengte kan hebben van enkele duizenden meters.

Seismische energiebronnen vormen gewoonlijk zogenaamde lucht-, gas- of waterkanonnen. Bij het onderzoek in ondiep water worden ook bronnen gebruikt die een elektrische plug ontladen.

Bij dat onderzoek waarbij een reeks seismische kanonnen achter elkaar door het water wordt gesleept, 30 en waar de uitgezonden signalen gereflecteerd moeten worden door verschillende geologische lagen die verdeeld zijn over grote oppervlakken, zal zeer veel achtergrondruis verschijnen en zal een reeks meet-onnauwkeurigheden resulteren zowel aan de zijde van de zender als aan de zijde van de ontvanger. Vroegere pogingen waren hoofdzakelijk gericht op het vermijden van achtergrondruis en op het verkrijgen van zo nauwkeurig en duidelijk mogelijke signalen. In dit verband werden onnauwkeurigheden als gevolg 35 van beweging van het water, d.w.z. golfbeweging die speciaal diepteverplaatsing van de posities van de signaalzenders veroorzaken, genegeerd. Het enige verband waarin rekening wordt gehouden met de aanwezigheid van die golfbeweging, was het ontwerp van het gesleepte lichaam waaraan de seismische kanonnen opgehangen worden, om dat lichaam zo gelijkmatig mogelijk in de zee te laten glijden, en dus op lineaire wijze te bewegen. De genoemde principes en bijbehorende problemen worden beschreven in een 40 ouder Noors octrooi van aanvrager, nr. 150 016. Dezelfde benadering van het probleem wordt ook gevonden in het Noorse octrooi 148 762 en in het Noorse octrooi 16 478.

Geen van de genoemde concepten verschafte echter een bevredigende oplossing voor het probleem dat metingen in zware zee onnauwkeurig worden, omdat zelfs met de compensatie van golfbeweging die werd bereikt door de bekende systemen, er nog hoogteverschillen zullen zijn tussen de plaatsen van afzonderlijke 45 luchtkanonnen in zware zee.

Met het gewone gebruik van luchtkanonnen die in groepen zijn geplaatst is het echter zeer belangrijk dat de kanonnen tijdens de ontsteking zo goed mogelijk op hetzelfde niveau worden gehouden. In het geval van bijvoorbeeld luchtkanonnen die onderling zijn aangepast om te worden beschouwd als een puntvormig ontstekende bron (zoals beschreven in het Noorse octrooi 147 655) zal beweging tijdens ontstekings-50 operaties, veroorzaakt door golfwerking of een andere overeenkomstige ruisinterferentie, tot gevolg hebben dat de uitgezonden impuls bij verschillende pulsen een verschillend karakter heeft.

Het doel van de uitvinding is dan ook een inrichting te verschaffen waarmee seismische energiebronnen, tenminste bronnen van een groep, op een gewenst niveau in het water worden gehouden, en om verder een bepaald eerder niveau te kunnen handhaven.

55 De inrichting van een in de aanhef genoemde soort wordt volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de inrichting sensors (5) voor de druk- en/of verplaatsingsomstandigheden omvat aangebracht in de nabijheid van die seismische bronnen (2), om de omstandigheden van druk en/of verplaatsing rondom deze bronnen 193781 2 op te nemen en de voor die omstandigheden representatieve signalen over te dragen; besturingsmiddelen (9) om de van de sensors (5) afkomstige signalen te ontvangen, welke besturingsmiddelen functioneel verbonden zijn met de aandrijfmiddelen om, als reactie op de van de sensors afkomstige signalen, de aandrijfmiddelen (6) zo te besturen dat de lengten van de ophanglijnen (3) wordt ingesteld en de seismische 5 bronnen zoveel mogelijk op gelijke diepten worden gehouden.

Dit signaal wordt dan gebruikt om een aandrijfmiddel te besturen dat een mechanisme in werking zet om bijstelling van de ophanging van de bron teweeg te brengen om hem tot het gewenste niveau terug te brengen. Door zulke opnamen van de dieptewaarde continu uit te voeren kan de energiebron ook continu omhoog- en omlaaggebracht worden en kan een gewenst niveau worden gehandhaafd. Dit betekent dat alle 10 signalen worden uitgezonden vanaf dezelfde afstand boven de zeebodem, zodat metingen kunnen worden gecorreleerd en foutbronnen als gevolg van afwijking van de positie van de emissie van de seismische impuls worden geëlimineerd.

De uitvinding wordt hierna in meer bijzonderheden beschreven aan de hand van uitvoeringen die schema-15 tisch zijn weergegeven in de tekeningen, waarin figuur 1 het principe toont van een eerste uitvoering van de uitvinding; figuur 2 een tweede uitvoering toont met een tussensectie die wordt gebruikt tussen de drijfmiddelen en de seismische bronnen, en figuur 3 een variant toont van de uitvoering van figuur 2.

20

In figuur 1 is schematisch een overzicht weergegeven van een groep seismische energiebronnen, bijvoorbeeld luchtkanonnen 2, waarbij die luchtkanonnen hangen aan een gesleept lichaam of drijfmiddel 1 dat achter een vaartuig wordt gesleept. De sleepinrichting is niet weergegeven, omdat dit wordt beschouwd als bekende techniek die door de uitvinding niet wordt bestreken. Alleen die elementen zijn weergegeven 25 welke kunnen worden beschouwd als van belang voor de uitvinding.

Aan het drijfmiddel 1 hangt een aantal seismische luchtkanonnen 2, bevestigd met behulp van omlaag-hangende lijnen 3, en onderling verbonden met behulp van een lijn 6. De gesleepte opstelling wordt gesleept in de richting van de pijl die links in de figuur is weergegeven.

In elk van de ophanglijnen 3 is een druk- of bewegingssensor 5 aanwezig, dicht boven de seismische 30 energiebron. Sensor 5 zendt continu detectiepulsen uit die, op een niet in bijzonderheden getekende wijze, langs lijn 3 worden overgedragen naar een besturingseenheid 9 die aanwezig is aan het drijfmiddel 1 of aan boord van het slepende vaartuig. Besturingseenheid 9 zal de ontvangen pulsen vergelijken met elkaar en met een bepaalde waarde en zal, op basis van de verschilwaarden, motoren 6 in werking stellen van de lijnen die bijstelling vereisen om de betreffende energiebron in de juiste positie te brengen. Motoren 6 zijn in 35 deze uitvoering aanwezig in het drijfmiddel en zijn dus beschermd tegen weersomstandigheden. Die aandrijfmiddelen kunnen voorzien zijn van flexibele klauwkoppelingen, die ook aangebracht kunnen zijn in het drijfmiddel.

In figuur 2 is een andere uitvoering weergegeven, waarin een tussensectie aanwezig is tussen drijfmiddel 1 en de seismische bronnen 2, welke tussensectie een stijf of een flexibel orgaan kan zijn. Motoren met 40 aandrijfeenheden voor bijstelling van de positie van de respectieve seismische bronnen kunnen zo worden aangebracht in de tussensectie 4. Besturingseenheid 9 kan ook worden ondergebracht in tussensectie 4 of kan in drijfmiddel 1 worden geplaatst of op het vaartuig, zoals tevoren. Als tussensectie 4 stijf is, kan het voldoende zijn om druk- of bewegingssensors, bijvoorbeeld aan de eindgebieden van sectie 4, aan te brengen zoals aangeduid bij punten 5. Gebaseerd op de meetresultaten uit die punten kan de tussensectie 45 omhoog of omlaag worden gebracht met behulp van motoren 6, die in onderlinge samenwerking in werking worden gesteld, of de ophangingen 3' van de luchtkanonnen in tussensectie 4 kunnen langer of korter worden gemaakt om hetzelfde effect te bereiken, met motoren met lieren 6' die in het laatste geval in werking worden gesteld. Deze twee mogelijkheden kunnen uiteraard ook worden gecombineerd. Als de tussensectie 4 flexibel is, zodat hij zich kan aanpassen aan een golfvormige beweging, zal het in werking 50 stellen van aandrijfmiddelen 6' van het grootste belang zijn.

De derde in de tekening getekende variant, in figuur 3, is een modificatie van figuur 2 waarin een tussensectie wordt gebruikt. In dit geval zijn de aandrijfmiddelen, gevormd door motor- en liermiddelen met bijbehorende koppelingen, weer in drijfmiddel 1 geplaatst om mogelijk te maken dat tussensectie 4 op een gewenste hoogte wordt gehouden en in horizontale positie. Als alternatief kan de motor ook worden 55 ondergebracht in de tussensectie. Besturingseenheid 9 is weer in het drijfmiddel geplaatst. Het verschil met de uitvoering van figuur 2 is dat er geen speciale aandrijfmiddelen aanwezig zijn voor bijstelling van lijnen 3'. In plaats daarvan zijn de lijnen voorzien van physische dempingsmiddelen om rukken en schokken tegen

Claims

3 193781 te werken, zodat dus de seismische bron zo stabiel mogelijk op de gewenste hoogte blijft. Die physische dempers kunnen ook bij de andere uitvoeringen worden gebruikt. Het was de bedoeling dat de uitvinding gebruikt kan worden ongeacht de aard van de gebruikte ' drijfmiddelen/ophangmiddelen, en vele modificaties zullen dan ook binnen het kader van de uitvinding 5 mogelijk zijn. Het doel is ruis te dempen die zich naar beneden voortplant tot de bron van seismische energie met behulp van de ophangmiddelen en om de seismische energiebronnen zo stabiel mogelijk op hetzelfde niveau te houden. Om een gewenst niveau van de seismische bronnen te waarborgen kan nog een sensor 8 worden aangebracht in de sleeplijn van de groep energiebronnen, zoals aangegeven in figuur 1, welke sensor signalen uitzendt die additioneel kunnen bijdragen aan het handhaven van een stabiel 10 niveau van de gesleepte uitrusting. Het zal ook duidelijk zijn dat de uitvinding niet samenhangt met speciale soorten seismische energiebronnen of drijfmiddelen. 15

1. Inrichting voor het stabiliseren van seismische energiebronnen in verband met seismisch onderzoek op zee, waarbij een drijvend middel of drijver gesleept wordt achter een vaartuig en de seismische energiebronnen onder die drijver opgehangen zijn met behulp van ophanglijnen waarvan de lengten kunnen worden geregeld door de bekrachtiging van aandrijfmiddelen voor die lijnen, met het kenmerk, dat de inrichting 20 sensors (5) voor de druk- en/of verplaatsingsomstandigheden omvat, aangebracht in de nabijheid van die seismische bronnen (2), om de omstandigheden van druk en/of verplaatsing rondom deze bronnen op te nemen en de voor die omstandigheden representatieve signalen over te dragen; besturingsmiddelen (9) om de van de sensors (5) afkomstige signalen te ontvangen, welke besturingsmiddelen functioneel verbonden zijn met de aandrijfmiddelen om, als reactie op de van de sensors (5) afkomstige signalen, de aandrijf-25 middelen (6) zo te besturen dat de lengten van de ophanglijnen (3) wordt ingesteld en de seismische bronnen zoveel mogelijk op gelijke diepten worden gehouden.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat hij omvat een afzonderlijke ophanglijn voor elke seismische bron (2); een afzonderlijk aandrijf middel (6) voor elke ophanglijn; een afzonderlijke sensor (5) behorend bij elke ophanglijn en aangebracht in de nabijheid van elke daaraan opgehangen seismische bron 30 (2), waarbij elke ontvanger (5) naar de besturingsmiddelen (9) signalen overbrengt die representatief zijn voor de druk- en/of verplaatsingsomstandigheden van elke bijbehorende seismische bron, waarbij de besturingsmiddelen (9) de door de sensors (5) overgedragen signalen vergelijken en als reactie daarop de lengten van de ophanglijnen (3) instellen.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat hij verder een tussensectie (4) omvat, opgehangen 35 onder de drijvende middelen door middel van ophanglijnen, waarbij de bronnen opgehangen zijn aan de tussensectie. Hierbij 2 bladen tekening