NO148762B

NO148762B - DEVICE FOR CONDUCTING SEISMIC SURVEYS IN THE SEA

Info

Publication number: NO148762B
Application number: NO822339A
Authority: NO
Inventors: Tor-Arvid Haugland; Ole-Kristian Selvaer; Atle Kleiven
Original assignee: Seismic Profilers As
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1983-08-29
Also published as: NO822339L; NO148762C

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt en anordning til seismiske undersøkelser i sjøbunnen. The present invention generally relates to a device for seismic investigations in the seabed.

Ved en form for seismiske undersøkelser sendes kraftige lydbølger mot bunnen og refleksjoner av lydbølgene fra for-skjellige strata under bunnen registreres og registreringene anvendes som grunnlag for nærmere studium. In a form of seismic research, powerful sound waves are sent towards the bottom and reflections of the sound waves from different strata below the bottom are recorded and the registrations are used as a basis for further study.

Lydbølgene avgis av luftkanoner som tilføres trykkluft The sound waves are emitted by air cannons which are supplied with compressed air

fra et slepende fartøy og som avfyres efter et bestemt program. Luftkanonene henger i bøyer eller andre flytelegemer og befinner seg noen meter under havflaten. Siden hver luft- from a towing vessel and which is fired according to a specific program. The air cannons hang from buoys or other floating bodies and are located a few meters below the sea surface. Since each air-

kanon henger i hver sin bøye, vil luftkanonenes posisjoner ved det tidligere kjente utstyr bli sterkt påvirket av selv små bølgebevegelser, og disse avvikelser fra antatt posisjon kan virke uheldig inn på måleresultatene. Dette gjelder i særlig grad variasjoner i luftkanonenes dybde under havflaten, men også den innbyrdes horisontale avstand mellom luftkanonene har stor interesse i denne sammenheng. cannon hang in their respective buoys, the positions of the air cannons with the previously known equipment will be strongly influenced by even small wave movements, and these deviations from the assumed position can have an adverse effect on the measurement results. This particularly applies to variations in the depth of the air cannons below sea level, but also the mutual horizontal distance between the air cannons is of great interest in this context.

Formålet med oppfinnelsen er å oppheve denne ulempe slik The purpose of the invention is to eliminate this disadvantage as follows

at bølgebevegelsenes innvirkning på måleresultatene gjennom de nevnte posisjonsvariasjoner reduseres til et minimum. that the impact of wave movements on the measurement results through the aforementioned positional variations is reduced to a minimum.

Den kjente teknikk på dette område kan ansees representert ved norsk patentsøknad 80.1153, britisk patent 1 551 635 og US-patent 2 774 955. Nærmere bestemt tar således oppfinnelsen utgangspunkt i en anordning av den art hvor et antall seismiske energikilder er opphengt i et langstrakt flytelegeme som slepes efter et fartøy med slepelinen fra fartøyet festet til flytelegemet. De nye og særegne trekk ved anordningen ifølge oppfinnelsen består i første rekke i at flytelegemet i operasjon har et dypgående som er vesentlig større enn flytelegemets fribord og bredde. Dette flytelegeme kan f.eks. være en flottør, paravane eller lignende som blir lite eller ikke påvirket av små bølgebevegelser, og følger større bølgebevegelser på en riktigere måte sett fra et undersøkelsessynspunkt enn de kjente arrangementer av kanoner beregnet for slepning og samtidig ut-sendelse av lydbølger. The known technology in this area can be considered represented by Norwegian patent application 80.1153, British patent 1 551 635 and US patent 2 774 955. More specifically, the invention is thus based on a device of the kind where a number of seismic energy sources are suspended in an elongated floating body which is towed behind a vessel with the tow line from the vessel attached to the floating body. The new and distinctive features of the device according to the invention consist primarily in the fact that the floating body in operation has a draft which is significantly greater than the floating body's freeboard and width. This floating body can e.g. be a float, paravane or the like that is little or not affected by small wave movements, and follows larger wave movements in a more correct way from a survey point of view than the known arrangements of cannons intended for towing and simultaneous emission of sound waves.

Oppfinnelsen er ytterligere kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningen der: Fig. 1 viser akterenden av et fartøy som sleper en paravane The invention is further characterized by the features reproduced in the claims and will be explained in more detail below with reference to the drawing where: Fig. 1 shows the stern of a vessel towing a paravane

med luftkanoner i henhold til oppfinnelsen, with air cannons according to the invention,

Fig. 2 viser det samme som Fig. 1, men med paravanen flytende Fig. 2 shows the same as Fig. 1, but with the paravane floating

i en annen bølgeform, og in a different waveform, and

Fig. 3 viser en foretrukket profil eller skrogform av paravanen. Fig. 3 shows a preferred profile or hull form of the paravane.

På Fig. 1 er et fartøy 1 i ferd med å slepe luftkanoner In Fig. 1, a vessel 1 is in the process of towing air cannons

2 som på i og for seg kjent måte tilføres trykkluft gjennom en slange 3 som ligger mellom fartøyet 1 og luftkanonene 2. Luftkanonene avfyres efter et bestemt program og lydbølgenes forplantningsmønster danner grunnlag for vurdering av sjø-bunnens oppbygning. Erfaring har vist at et antall på f.eks. syv kanoner pr. paravane gir en tilfredsstillende lydpulsform, men forutsetningen er at man i avfyringsøyeblikket vet hvor kanonene befinner seg i vannet. Dette er vanskelig å bestem-me ved de tidligere kjente arrangementer av slike luftkanoner når det er bølgedannelser på vannflaten. Selv små bølger fører til at luftkanonene endrer sin posisjon uavhengig av hverandre med de uheldige virkninger dette har, som forklart tidligere. 2 which, in a manner known per se, is supplied with compressed air through a hose 3 which lies between the vessel 1 and the air cannons 2. The air cannons are fired according to a specific program and the propagation pattern of the sound waves forms the basis for assessing the structure of the seabed. Experience has shown that a number of e.g. seven guns per paravane gives a satisfactory sound pulse shape, but the prerequisite is that at the moment of firing you know where the cannons are in the water. This is difficult to determine with the previously known arrangements of such air cannons when there are wave formations on the water surface. Even small waves cause the air cannons to change their position independently of each other with the unfortunate effects this has, as explained earlier.

Luftkanonene 2 henger i et flytelegeme 4 som kan være en langstrakt flottør med tilstrekkelig bæreevne, og hver luftkanon er festet til flytelegemet ved hjelp av en line 5. I det viste eksempel er flytelegemet godt og vel 20 meter langt og slepes efter fartøyet 1 med en line 6 som langs en del av sin lengde kan være kombinert med slangen 3. Flytelegemet 4 kan med fordel utformes som en paravane fordi det da er i stand til å følge fartøyet 1 til side for dette, og man kan an-vende to eller flere paravaner på hver side av fartøyet. Ved samtidig avfyring av e.eks. fire serier med luftkanoner opp-nås et lydbølgemønster som er fordelaktig for undersøkelsene. Paravanen 4 med tilhørende luftkanoner 2 vil bevege seg roli-gere i sjøen enn luftkanoner som henger i hver sin bøye. På Fig. 1 er det forsøkt antydet en småkrapp sjø som ville ha vir-ket forstyrrende inn på tidligere kjente anordninger, men som med paravanen i henhold til oppfinnelsen gir tilfredsstillende resultater. The air cannons 2 hang in a floating body 4 which can be an elongated float with sufficient carrying capacity, and each air cannon is attached to the floating body by means of a line 5. In the example shown, the floating body is well over 20 meters long and is towed behind the vessel 1 with a line 6 which along part of its length can be combined with the hose 3. The floating body 4 can advantageously be designed as a paravane because it is then able to follow the vessel 1 aside for this, and one can use two or more paravanes on each side of the vessel. In case of simultaneous firing of e.g. four series of air cannons achieve a sound wave pattern that is advantageous for the investigations. The paravane 4 with associated air cannons 2 will move more calmly in the sea than air cannons that hang in their own buoys. In Fig. 1, a small shallow sea has been attempted to be indicated which would have had a disruptive effect on previously known devices, but which with the paravane according to the invention gives satisfactory results.

Også med økende bølgelengde, særlig ved dønninger som Also with increasing wavelength, especially with swells such as

ofte er tilstede, får luftkanonene 2 med anordningen i henhold is often present, the air cannons 2 with the device are given accordingly

til oppfinnelsen en riktigere bevegelse i sjøen, noe som er vist på Fig. 2. Alle luftkanoner under flytelegemet vil holde seg på linje og i stort sett samme dybde under vannflaten. to the invention a more correct movement in the sea, which is shown in Fig. 2. All air cannons under the floating body will stay in line and at roughly the same depth below the water surface.

Fig. 3 viser en paravanes skrogform som et stort sett trekantet profil. Det er antydet en vannflate 10 med para-vanens dekk 13 liggende litt over vannflaten slik at det blir et temmelig lavt fribord. Dekket 13 er vist hovedsakelig plant, og den ene sideflate 11 på skroget danner tilnærmet en rett vinkel med dekket 13. Den annen sideflate 12 danner en spiss vinkel med den første sideflate, slik at dybden D av skroget blir vesentlig større enn bredden W. Med en lengde på f.eks. 20 meter som nevnt ovenfor, kan bredden være 0,35 m og dybden 0,75 m. Skjevheten i skrogprofilet tjener til å lette slepning ut til side for fartøyet som nevnt ovenfor. Fig. 3 shows the hull shape of a paravane as a largely triangular profile. A water surface 10 is indicated with the para-van's deck 13 lying slightly above the water surface so that there is a fairly low freeboard. The tire 13 is shown mainly flat, and one side surface 11 of the hull forms approximately a right angle with the tire 13. The other side surface 12 forms an acute angle with the first side surface, so that the depth D of the hull is substantially greater than the width W. With a length of e.g. 20 meters as mentioned above, the width can be 0.35 m and the depth 0.75 m. The skew in the hull profile serves to facilitate towing out to the side for the vessel as mentioned above.

Et utvidet parti 15 stikker sideveis ut fra dekket 13 An extended part 15 protrudes laterally from the tire 13

over sideflatene 11 og 12. Dette utstikkende parti er bl.a. gunstig for stabiliteten av paravanen, da det utgjør en opp-driftreserve. Det er klart at et slikt utstikkende parti kunne vært tildannet bare på den ene side av skroget, og i så fall over den mer vertikale sideflate 11. over the side surfaces 11 and 12. This protruding part is, among other things, beneficial for the stability of the paravane, as it constitutes an uplift reserve. It is clear that such a protruding part could have been formed only on one side of the hull, and in that case over the more vertical side surface 11.

Med den viste skrogform, som har stor dybde i forhold With the hull shape shown, which has great depth in proportion

til bredden og smalner av nedad, blir det i prinsippet oppnådd at den våte eller neddykkede overflate av skroget er gjenstand for minimale variasjoner under bruk, hvilket er ensbetydende med at paravanen (flytelegemet) utsettes for minst mulige uønskede bevegelser eller akselerasjoner som kan gi variasjon i luftkanon-posisjonene. Med sikte på dette er det også av vesentlig betydning at slepelinen fra fartøyet er festet direkte til flytelegemet, slik det fremgår av Fig. 1, og ikke til luftkanonene, slik det hittil har vært vanlig ved seismiske undersøkelser. to the width and tapers downwards, it is in principle achieved that the wet or submerged surface of the hull is subject to minimal variations during use, which means that the paravane (floating body) is exposed to the least possible unwanted movements or accelerations that can cause variation in the air cannon positions. With a view to this, it is also of significant importance that the towline from the vessel is attached directly to the floating body, as can be seen from Fig. 1, and not to the air cannons, as has hitherto been common in seismic surveys.

Forankringen av slepelinen 6 til flytelegemet 4 ifølge The anchoring of the towline 6 to the floating body 4 according to

Fig. 1 skjer gjennom to stålvaierstykker 7 og 8 som letter slepningen av flytelegemet sideveis i forhold til fartøyet. Fig. 1 occurs through two steel cable pieces 7 and 8 which facilitate the towing of the floating body laterally in relation to the vessel.

Claims

1. Device for carrying out seismic surveys in the seabed by firing seismic energy sources near the sea surface, where a number of seismic energy sources (2) are suspended in an elongated floating body (4, 14) which is towed behind a vessel (1) with the tow line (6) from the vessel attached to the floating body, characterized in that the floating body (4, 14) in operation has a draft that is significantly greater than the freeboard and width (W) of the floating body.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the floating body (14) has at least twice as much depth (D) as width (W).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the width (W) of the floating body (14) decreases with depth.

4. Device according to claim 3, characterized in that the cross-section of the floating body (14) has approximately the shape of a triangular edge, where a mainly flat tire (13) forms an approximately right angle with one (12) of the side surfaces of the floating body.

5. Device according to one of the preceding claims 1-4, characterized in that the floating body (14) near the top of one or both side surfaces (11, 12) has a laterally protruding part (15) which constitutes a buoyancy reserve.

6. Device according to one of the preceding claims 1-5, characterized in that one of the side surfaces of the floating body (4) is provided with two traction elements (7, 8), preferably in the form of pieces of wire, as the tow line (6) from the vessel is attached to.