NO172872B

NO172872B - Anordning ved seismiske energikilder

Info

Publication number: NO172872B
Application number: NO904484A
Authority: NO
Inventors: Hans Cappelen; Odd Olav Vatne; Oeyvind Soerbotten; Einar Gjestrum
Original assignee: Geco As
Priority date: 1990-10-17
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1993-06-07
Also published as: NO904484L; US5164922A; GB2249177A; GB9121906D0; FR2668265A1; GB2249177B; NO904484D0

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning ved seismiske energikilder opphengt i oppdriftsinnretninger for fastholding av kildene i et forutbestemt mønster for innbyrdes samvirke ved seismiske undersøkelser, og hvor kildene er fastholdt via støtabsor-berende, fjærende innretninger.

Ved seismiske undersøkelser til sjøs blir det etter et seismisk fartøy tauet en eller flere streamere, dvs. kabler som inneholder seismisk mottagelsesutstyr såsom hydrofoner, samt en eller flere sammenstillinger av seismiske energikilder. Alt etter bruksforhold og undersøkelsesparametre kan disse seismiske energikilder utgjøres av vannkanoner, luftkanoner e.l i et varierende antall. En typisk slik seismisk energikilde er en luftkanon som består av et sylindrisk hus med et eller flere kamre. Disse kamre lades med et komprimert medium under høyt trykk og mediet brått frigjøres og ekspanderer i omgivelsen slik at det dannes en kraftig bølgefront som mer eller mindre vil oscillere i vannet. Denne energiutladning som gjentas med hyppige mellomrom utgjør en stor belastning på det omgivende mekaniske utstyr og vil også påvirke de omkringliggende samvirkende energikilder hvis det ikke treffes spesielle tiltak eller sørges for en definert innbyrdes plassering.

Disse forhold medfører at det stilles store krav til det utstyr som slepes gjennom sjøen både til dets konstruksjon og til vedlikeholdet og det er ved seismiske undersøkelser en stor utgiftspost og hindring i gjennomføring av en undersøkelse at det kan bli nødvendig med utskiftninger av utstyret underveis henholdsvis justeringer av feilinnrettinger som er fremkommet på grunn av de sjokkbelastninger som er utløst av de seismiske energikilder.

Man har tidligere forsøkt å forbedre forholdene med hensyn til den mekaniske konstruksjon og plassering av seismiske energikilder i et slep. Således er det f.eks. i NO patentsøknad nr.

89 3950 beskrevet en rammeinnretning for fastholding av luftkanoner i en bestemt konfigurasjon i en ramme, hvor det også er innebygget støtabsorberende ledd eller elementer i kanonopphenget for å dempe ned de støt og rystelser som frembringes ved utløsningen av kanonen. Den konstruksjon man der har kommet frem til er av en relativ komplisert art og utformingen av de sjokkabsorberende elementer må også tilpasses til de benyttede kilder, slik at dette utstyr ikke bare vil bli meget kostbar, men hvis det skal være effektivt, vil det også være beheftet med en rekke vedlikeholds- og tilpasningsom-kostninger.

I NO patentsøknad nr. 88 5044 som tilhører søkeren er det beskrevet en rammekonstruksjon som i prinsippet er av samme art som den rammekonstruksjon som er beskrevet i norsk søknad nr. 89 3950, dvs. en såkalt "cluster"-anordning hvor luftkanonene skal fastholdes i et nøye definert avstandsforhold for å samvirke på riktig måte med hverandre. Man har ved denne konstruksjon i selve fastholdingsanordningen for de enkelte kanoner integrert støtabsorberende elementer, som opptar de mest vesentlige trekkrefter ved utladningen, men det dreier seg her også om en permanent konstruksjon som må tilpasses for de beregnede parametre.

Hensikten med foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning ved seismiske energikilder som er opphengt i oppdriftsinnretninger for fastholding av kildene på en definert måte, hvor det samtidig vil bli opptatt de sjokk, støt og trykkrefter som det seismiske utstyr utsettes for under avfyringen og hvor anordningen vil avdempe vidtgående de belastninger som oppstår, uavhengig av deres størrelse og retning, slik at det oppnås en anordning av vesentlig enklere art enn det som har vært tidligere kjent og hvor vedlikeholds-arbeidet holdes på et minimalt nivå.

Denne hensikt oppnås ved en anordning av den innledningsvis nevnte art, som er kjennetegnet ved det om fremgår av kravene.

Ved oppfinnelsen dreier det seg først og fremst om å fastholde seismiske energikilder i et forutbestemt mønster, idet kildene skal ut fra disse posisjoner virke i fellesskap for å oppnå spesielle seismiske pulsemønstre. For at imidlertid disse kilder ikke skal påvirke hverandre innbyrdes er det derved viktig at kildene er fastholdt på en slik måte at støt og vibrasjoner fra denne ene kilde ikke overføres til den andre. Man har i de tidligere konstruksjoner tradisjonelt gjort dette ved en støtabsorberende opplagring av de enkelte kilder. Ved den foreliggende oppfinnelse er det tatt utgangspunkt i en ny grunnidé som består i at de seismiske energikilder i så stor grad som mulig fullstendig skal "isoleres" fra de andre kilder når det gjelder overføring av støtkrefter, vibrasjoner osv. og det viktige ved oppfinnelsen er at det skal kunne absorberes eller kompenseres for slike krefter i alle retninger. Man vil således ved oppfinnelsen også kunne oppta siderettede krefter. For å oppnå dette er det benyttet ringformede, i det vesentlige sirkulære, fleksible fjærende organer i hvilke det er inn-montert stive fastholdingsinnretninger for de seismiske energikilder. Man kan således i et ringformet slikt element anbringe fastholdingsorganer for flere seismiske energikilder som således holdes fullstendig avdempet i forhold til hverandre av det fjærende organ, eller man kan anbringe slike ringformede organer som mellomledd mellom de seismiske energikilder og en stiv rammekonstruksjon.

Oppfinnelsen skiller seg ved dette klart fra den idé som er benyttet i norsk patentsøknad nr. 89 3950 og også norsk patent nr. 165 857, hvor det kun dreier seg om å absorbere krefter i en bestemt retning, dvs. at det skal forhindres at disse forplanter seg i en stiv konstruksjon. Oppfinnelsen kan utformes på en rekke forskjellige måter, idet anordningen kan anbringes som mellomledd mellom den seismiske energikilde og de bærende organer eller den kan benyttes som en stabil, men likevel fjærende rammekonstruksjon.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av utførelseseksempelet som er fremstilt på tegningene, som viser: Fig. 1 a-c tre forskjellige utførelsesformer for oppfinnelsen, Fig. 2 og 3 to forskjellige utførelser som viser en detalj ved

anordningen ifølge oppfinnelsen,

Fig. 4-6 prinsippskisser som illustrerer tre ytterligere

utførelsesformer for oppfinnelsen, og

Fig. 7 et ytterligere detaljriss svarende til figurene 2

og 3.

På tegningen er det som illustrasjon benyttet variasjoner av et fjærelement av den type som f.eks. er beskrevet i norsk patentsøknad nr. 82 1262 og norsk patent nr. 159 550. Andre varianter av fjærelementer basert på bruken av festeplater og stålvaiere, hvor f.eks. en stålvaier er trædd gjennom feste-platene i en skruelinjeform er også tidligere kjent og hører til teknikkens stand. Det kan imidlertid også være tenkelig å bruke andre elementer enn stålvaiere som fjærlementer, f.eks. gummielastiske elementer eller bladfjærer, men den kjente utførelse med bruk av stålvaiere som fjærelementer har vist seg særlig velegnet og kostnadsbesparende.

På fig. la og lb er det antydet et flytelegeme som befinner.seg ved vannoverflaten og som på konvensjonell måte slepes etter et seismisk undersøkelsesfartøy. I dette flytelegeme 1 er det opphengt et seismisk energikildearrangement med oppheng av en eller flere luftkanoner som på tegningen rent generelt er antydet ved 3. I lineopphenget vil det i henhold til vanlig praksis være integrert de nødvendige ledninger for lufttilfør-sel og styring av de seismiske energikilder. Dette utstyret er generelt antydet ved henvisningstallet 2 på fig. la og lb.

Ved den utførelse som er vist på fig. la er"tre luftkanoner 3 anbragt i en rammekonstruksjon for å holdes i en definert forutbestemt innbyrdes avstand fra hverandre og hvor de tre luftkanoner skal holdes upåvirket av hverandre ved de belastninger som fremkommer ved avfyringen. Til dette formål er hele rammeelementet utformet som en anordning i henhold til oppfinnelsen. Rammen er således utformet av en serie av sirkulære stålvaierelementer som tilsammen danner en fleksibel, elastisk fjærende sirkulær ramme som er betegnet med 4. Ved festepunktene for luftkanonene er det anordnet et stivt festeorgan 5 som utgjør en integrert del av rammeanordningen, dvs. anordningen i henhold til oppfinnelsen. Stålvaierlementene kan derved være ført gjennom og/eller være festet til disse organer 5 og/eller være fastskrudd eller fastspent i disse eller fjærorganene 4 kan være vaierstykker som er faststøpt eller fastskrudd i organene 5 slik at det dannes en enhetlig ramme som kan tilpasses det ønskede formål. Festeorganene kan være plateelementer som utstrekker seg i lengderetning av luftkanonene, dvs. inne i papirplanet og gir feste til flere slike vaiersirkelrammer, i avhengighet av den stivhet som er ønsket for rammen. I utførelseseksempelet på fig. la er lineopphenget festet direkte på to av disse festeorganer 5 slik at man har en relativt stiv opphenging. Et alternativ til dette er illustrert på fig. lc, hvor luftkanonene er noe annerledes enn plassert i forhold til hverandre og hvor lineopphenget er anbragt i et fjærefesteorgan 5 slik at det der er benyttet opphenging kun i en line. På fig. lb er det illustrert en mulig opphenging av kun en luftkanon eller flere luftkanoner som skal anordnes etter hverandre i retning vinkelrett til papirplanet. Kanonene kan da opphenges i en anordning i henhold til oppfinnelsen hvor festeorganene 5 står diametralt motsatt til hverandre og hvor de fjærende organer 4 danner buer på begge sider.

På fig. 5 er det illustrert en anordning i henhold til oppfinnelsen utformet på en annen måte. Det er her benyttet en stiv rammekonstruksjon, som i det viste eksempel er utformet trekantformet. I denne rammekonstruksjon er det i hjørnene anbragt en fjærende anordning svarende til den som er vist på fig. lb, som holder fast en luftkanon 3. Ved en slik utforming vil krefter som utøves på luftkanonene i alle retninger bli absorbert av fjærorganene 4 og det vil være mulig med en noe mer individuell tilpasning av fjæringskreftene og opptak av belastning ved de enkelte kanoner.

På fig. 6 er det vist en ytterligere variant hvor det er benyttet en stiv ramme. Her er rammen utformet sirkulær på tegningen, men det kunne også være benyttet f.eks. en kvad-ratisk stiv ramme e.l. På denne ramme er det festet anordninger av den art som er vist på fig. lb, men hvor det er anordnet tre festeorganer 5 på det fjærende, elastiske organ 4. Mellom to mot hverandre liggende slike festeorganer 5 er det anbragt og festet en luftkanon 3. Det oppnås på denne måte en variant til utførelsen på fig. 5, med en stivere fastholding av luftkanonene .

Fig. 2, 3, og 7 illustrerer til slutt detaljer ved utformingen av anordningen ifølge oppfinnelsen. Det er her på fig. 2 og 3 illustrert hvordan en luftkanon 3 ved hjelp av klemfester som er festet til et av festeorganene 5 forbinder kanonen 3 stivt med den fjærende anordning. Fig. 2 og 3 skiller seg kun ved at det er anordnet to delte fjærende segmenter på fig. 3, mens det bare er benyttet én, men lenger på fig. 2. Det nedre festeorgan 5 blir så forbundet enten med en stiv ramme som på fig. 5 eller med en fjærende ramme som på fig. 4. På fig. 4 som er en kombinasjon av de to tidligere omtalte utførelser er det benyttet en dobbelt avfjæring.

På fig. 7 er det illustrert mer detaljert den anordning som er illustrert på fig. la, hvor det fjærende organ 4 utgjør selve rammen, mens luftorganene er festet til festeorganene 5.

Som det fremgår av ovennevnte beskrivelse ser man at mange modifikasjoner vil være mulig innenfor oppfinnelsens ramme.

Selv om oppfinnelsen i utførelseseksemplene er illustrert med energikildene anbragt på utsiden av en rammekomstruksjon er det f.eks. et klart alternativ istedet å anbringe dem inne i rammen.

Claims

1. Anordning ved seismiske energikilder (3) opphengt i oppdriftsinnretninger (1) for fastholding av kildene (3) i et forutbestemt mønster for innbyrdes samvirke ved seismiske undersøkelser, og hvor kildene (3) er fastholdt via støtabsor-berende, fjærende innretninger (4), karakterisert ved at det på de seismiske energikilder (3) er montert minst et stivt festeorgan (5) som utgjør en del av et ringformet, i det vesentlige sirkulært fleksibelt ettergivende, fjærende organ (4), og at det i et slikt ringformet, fjærende, organ (4) er anordnet minst et og fortrinnsvis flere slike festeorganer (5) .

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det i det ringformede organ (4) er innsatt et festeorgan (5) for integrering av flere ringformede organer (4) i en fast eller fleksibel rammekonstruksjon.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den seismiske innretnings lineoppheng er festet til et festepunkt (5) mellom de seismiske innretninger (fig. lcj.

4. Anvendelse av en ramme innbefattende en ringformet, i det vesentlige sirkulært fleksibelt ettergivende, fjærende organ i hvilket det er innsatt minst to stive festeorganer til fastholding og fiksering av flere seismiske energikilder i et forutbestemt mønster for bruk ved marinseismiske undersøkelser.