NO174616B - Overflate-referert paravane - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører overflate-referert paravane for bruk ved sleping av et objekt i et vannlegeme langs en diskret bane parallell med, men sideveis adskilt fra slepefartøyets bane, der paravanen har et oppdriftsskrog med en langsgående senterlinje, en kjøl festet til oppdriftsskroget og som strekker seg generelt nedad i vannlegemet, og en slepekabel som er festet til både paravanen og slepe-fartøyet .

En overflatereferert paravane av denne type fremgår av norsk patent nr. 156861.

Innenfor f.eks.området av marin geofysisk undersøkelse, kan oppfinnelsen anvendes til å slepe seismiske kilder og/eller seismiske mottakerkabler langs diskrete baner parallelt med, men sideveis forskjøvet fra slepefartøyets bane.

I senere år har søket etter olje og gass flyttet seg fra land. For å lokalisere potensielle fralands olje- og gassreservoarer, har det vært nødvendig å utvikle nye anordninger og teknikker for å gjennomføre marin geofysiske undersøkelsesoperasjoner. På grunn av det uvennlige miljøet hvor de gjennomføres, er slike operasjoner typisk meget vanskelige og kostbare å utføre.

Den primære fremgangsmåten for å utføre marin geofysisk undersøkelsesoperasjoner involverer bruken av slepbare, marine seismiske kilder og seismiske mottakerkabler. De grunnleggende prinsipper ved denne undersøkelsesmetode er velkjente for fagfolk. Den seismiske kilden innfører seismiske signaler i vannlegemet. Disse signaler forplanter seg ned gjennom vannet, over vann-bunn grenseskiktet, og inn i de underjordiske geologiske formasjoner, og blir i en viss grad reflektert av grenseskiktene mellom hosliggende formasjoner. De reflekterte signaler beveger seg oppad gjennom de geologiske formasjoner og vannlegemet til en seismisk mottakerkabel som er plassert nær overflaten av vannlegemet. Den seismiske mottakerkabelen inneholder typisk et antall hydrofoner som er adskilt langs dens lengde og som registrerer de reflekterende signaler. Analyse av signalene som registreres av hydrofonene kan gi verdifull informasjon vedrørende strukturen av de underjordiske geologiske formasjoner og eventuell olje- og gassansamling deri.

Tidlige maringeofysiske undersøkelsesoperasjoner ble generelt utført "på-linje". Med andre ord ble den seismiske kilden eller kildene og den seismiske mottakerkabelen slept i alt vesentlig direkte bak det seismiske fartøyet, og de resulterende geofysiske data var gyldig kun for et relativt smalt bånd langs fartøyets bane. Således måtte det seismiske fartøyet foreta et antall passeringer langs relativt tett adskilte baner for å innsamle de nødvendige geofysiske data for et gitt undersøkelsesområde. Dette krav bidro direkte til kostnaden og vanskeligheten med å utføre marine, geofysiske undersøkelsesoperasjoner.

For å redusere antallet av passeringer av det seismiske fartøyet som er nødvendig for et hvilket som helst gitt undersøkelseområde, og dermed kostnaden ved å gjennomføre undersøkelsen, har den fralands geofysiske industri utviklet forskjellige anordninger og teknikker for å øke bredden av feltet av geofysiske data som oppsamles under hver passering av det seismiske fartøyet. Generelt involverer slike anordninger og teknikker bruken av flere seismiske kilder og/eller seismiske mottakerkabler, hvor hver av disse slepes av det seismiske fartøyet langs en diskret bane som er parallell med, men sideveis forskjøvet fra de andre kildenes og mottakerkabelens baner. Typisk er sideveisavstanden for kildene og mottakerkablene symmetriske om det seismiske fartøyets bane. Det skal her vises til den brede seismiske kilden som er omhandlet i TJ.S. patent 4.323.989.

I tillegg til å redusere antallet av passeringer som er nødvendige for et bestemt undersøkelsesområde, kan bruken av flere seismiske kilder og/eller seismiske mottakerkabler forbedre kvaliteten av de resulterende geofysiske data. Eksempelvis kan bruken av en oppstilling av seismiske kilder øke signal-/støyforholdet for signalet som registreres av hydrofonene, hvorved geofysiske data med høyere kvalitet blir resultatet. Bruken av en flerhet av seismiske kilder som aktiveres eller avfyres samtidig kan øke energimengden i den seismiske pulsen, hvorved data tillates å bli samlet fra meget dype underjordiske formasjoner.

For at et enkelt fartøy skal slepe flere seismiske kilder og/eller seismiske mottakerkabler langs sideveis adskilte parallelle baner, må midler tilveiebringes for å bevirke at objektene som slepes beveger seg sideveis vekk fra slepe-fartøyets bane. Et slikt middel fremgår av U.S. patent 4.130.078 der det beskrives en anordning som omfatter minst to parallelle deflektorer som er festet til et flyteelement. Hver av deflektorene består av en rekke av parallellskovler som er orientert skrått relativt anordningens bane, slik at hydrodynamisk trykk på skovlene tvinger anordningen i en sideveis retning. Skovlene kan være enten buete eller flate plater. Mengden av sideveisforskyvning som frembringes ved denne anordning er avhengig av hastigheten som den slepes gjennom vannet, og anordningen kan ikke fjernstyres.

En annen anordning for sideveis forflytning av banen for et objekt som slepes, er omhandlet i U.S. patent 3.613.629 som består av en strømlinjet flottør med en avlederoppstilling som er stivt opphengt under flottøren. Hydrodynamisk trykk på avlederen bevirker anordningen til å bevege seg sideveis vekk fra slepefartøyets bane. Slik som med anordningen i U.S. patent 4.130.078 er størrelsen for sideveis forskyvning som frembringes i henhold til U.S. patent 3.613.629 avhengig av dens hastighet gjennom vannet og kan ikke fjernstyres.

Nok en annen anordning for sideveis forflytning av banen for et objekt som slepes omhandles i tidligere nevnte U.S. patent 4.323.989. Den anordningen omfatter en langstrakt flottør som er utstyrt med et fjernjusterbart ror. Den eneste sideveiskraften som frembringes av denne kjente anordning er kraften som skyldes hydrodynamisk trykk på roret. Følgelig er anordningen ikke i stand til å oppnå store sideveis forskyvninger. Utrigginger på fartøyet anvendes til å øke den maksimale sideveisforskyvning som frembringes av anordningen.

Nedsenkede paravaner er blitt anvendt tidligere i flere forbindelser for marine operasjoner. Ved eksempelvis kommersiell fiskeoperasjoner er neddykkete paravaner blitt anvendt til å holde åpent et fiskenett som slepes av et fartøy. Neddykkede paravaner er også blitt anvendt for minesveipingsoperasjoner for sideveis å forskyve minesveip-ingsutstyrets bane vekk fra slepefartøyets bane. Et eksempel på en slik nedsenket paravane er beskrevet i U.S. patent 2.960.960. Denne kjente paravane består av en krummet hydrofoilformet paravanevinge som inneholder en dybdestyre-mekanisme. Når paravanevingen slepes gjennom vannet, vil den krummede hydrofoilformen generere en i alt vesentlig sideveis hydrodynamisk kraft som ligner "løftet" som genereres av en aerofoil. Denne sideveis hydrodynamiske kraft bevirker paravanevingen til å bevege seg sideveis vekk fra slepe-fartøyets bane. Slik som med de overf late-ref ererte anordninger som er beskrevet ovenfor, er størrelsen av sideveisbevegelsen avhengig av slepefartøyets hastighet, og paravanevingen kan ikke fjernstyres. Dessuten, såfremt paravanevingen holdes i en i alt vesentlig vertikal orienter-ing, vil den sideveis hydrodynamiske kraft ha en vertikal komponent som vil bevirke dybden av paravanvingen til å variere.

Av annen kjent teknikk nevnes britisk patentpublikasjon 2.122.562 som omhandler en pelagisk tråledør eller paravane for undervannsbruk. Den pelagiske tråledøren eller paravanen har en hydrofoil profil og slepemiddel for å slepe paravanen gjennom vannet. Paravanen innbefatter styremiddel hvorved den effektive angrepsvinkel kan fjernstyres. Styremidlet omfatter en hanefot (bridle) som er bevegelig relativt paravanen ved hjelp av en ledeskrue, men det foreligger ikke mulighet for en fast positiv angrepsvinkel og et separat og særpreget fjernstyrt styringsmiddel.

Fra US-patent 4.003.278 er kjent en nedsenket paravane som kan anvendes til å styre sideveis-posisjonen for en marin hydrofonkabel som utsettes for tverrgående strømmer. Paravanen anvender en deformerbar hydrofoil som har en variabel angrepsvinkel for å styre den sideveis posisjonen av kabelen.

I britisk patentpublikasjon 2.116.927 er beskrevet en nedsenket anordning i form av en vinge som har to hule senkekasser (caissons) som sideveis forskyver en slept sammenstilling med hensyn til banen for en slepende farkost. Anordningen anvender en fortrengingsmetode for å styre retningen av anordningen og stabiliseres i en vertikal posisjon i vannet ved å anvende et materiale med egenvekt som er lavere enn den for sjøvannet, i en senkekasse. For å endre anordningens retning, forflyttes materialet fra en senkekasse til den andre. Anordningen er utformet til å bli nedsenket, og har således, såfremt den ikke forblir vertikal, en vertikal kraftkomponent som gjør den dybdeustabil, hvilket bevirker vesentlige dybdekontrolleringsproblemer.

Til ennu ytterligere belysning av teknikkens stand vises det til norsk patent 166.425 som omhandler en paravane som anvendes for å styre dybde og retning av slepte seismiske kildeoppstillinger, med to vinger for å generere sideveis kraft. Tilslutningsvinkelen fjernstyres ved å justere et hanefot (bridle) system som i sin tur justerer tilnærmings-vinkelen for hele paravanen. Paravanen inneholder hus for et paravaneslept seismisk kildeutstyr.

Som beskrevet ovenfor kan bruken av flere seismiske kilder og/eller flere seismiske mottakerkabler som slepes langs diskret baner parallelt med, men sideveis adskilt fra det seismiske fartøyets bane, være meget gunstige for å utføre marine geofysiske undersøkelsesoperasjoner, både fra det synspunkt å redusere kostnaden for utførelse av undersøkelsen og fra det synspunktet å forbedre kvaliteten av de resulterende geofysiske data. Imidlertid er nøyaktigheten og påliteligheten av de resulterende geofysiske data avhengig av nøyaktig å opprettholde sideveisavstanden for de forskjellige komponenter i systemet over hele den tid som det seismiske fartøyet traverserer undersøkelsesområdet. Således vil fordelen som skyldes bruken av flere kilder og/eller flere mottakerkabler gå tapt hvis slepesystemet ikke er i stand til å kunne fjernstyres og justeres for å kompensere for endringer i slepefartøyets hastighet eller variasjoner i vind, bølger eller strømmer. Følgelig eksisterer behovet for en fjernstyrbar anordning som er i stand til å opprettholde sideveisforskyvningen for et slept objekt innenfor visse grenser over et bredt område av driftsbetingelser.

Den innledningsvis nevnte paravanen kjennetegnes ifølge oppfinnelsen ved at kjølen har et hydrofoilformet tverrsnitt og er festet til undersiden av oppdriftsskroget ved en fast, positiv angrepsvinkel i forhold til den langsgående senterlinje for nevnte oppdriftsskrog, slik at passeringen av kjølen gjennom nevnte vannlegeme genererer en i alt vesentlig sideveis hydrodynamisk kraft på kjølen, og at paravanen dessuten innbefatter fjernstyrbart styringsmiddel festet til oppdriftsskroget på et sted som er forskjellig fra nevnte kjøl, idet nevnte styringsmiddel er tilpasset til å bli fjernstyrt fra slepefartøyet for å styre paravanens kurs. Paravanen ifølge oppfinnelsen tilfredsstiller behovet som er beskrevet ovenfor for en anordning som er i stand til å opprettholde den sideveis forskyvning av et slepeobjekt innenfor visse grenser over et bredt område av driftsbetingelser. Dessuten, på grunn av dens enestående konstruksjon, er paravanen i stand til å oppnå og opprettholde større sideveis forskyvninger enn hva som hittil har vært mulig under anvendelse av konvensjonelle overflate-refererte anordninger.

Når den krummede, hydrofoilformete kjølen passerer gjennom vannet frembringes en sideveis hydrodynamisk kraft som er tilsvarende løftet som frembringes av en aerofoil. Denne sideveis hydrodynamiske kraft bevirker paravanen til å bevege seg sideveis vekk fra slepefartøyets bane i retningen av sideveiskraften.

Ifølge en foretrukket utførelsesform kan kjølen være plassert foran eller bak nevnte fjernstyrbare styringsmiddel.

For marine geofysiske undersøkelsesoperasjoner vil både babord og styrbord (venstre og høyre) paravaner typisk bli anvendt til å gi et symmetrisk mønster av kilder og mottakerkabler. Som nærmere beskrevet nedenfor, er den eneste forskjellen mellom en babord paravane og en styrbord paravane tverrsnittsformen av kjølen, hvor en er "speilbildet" av den andre.

Størrelsen av sideveiskraften som frembringes av den krummete hydrofoilformete kjølen, økes ved at kjølen festes til oppdrif tsskroget slik at kordelinjen for det krummede hydrofoilformede tverrsnittet danner en positiv angrepsvinkel med skrogets langsgående senterlinje. Dette vil bevirke en hydrodynamisk trykkraft på kjølens trykkside når den passerer gjenom vannet som vil være i alt vesentlig i den samme retningen som, og vil være supplementær til, den sideveis hydrodynamiske kraft som genereres av den krummete hydrofoilformede kjølen. I tillegg, slik som nærmere beskrevet nedenfor, kan den effektive angrepsvinkelen varieres ved å endre punktet eller punktene hvor slepekabelen festes til kjølen.

Det fjern-styrbare styringsmidlet kan, ifølge en utførelses-form av paravanen, omfatte et i alt vesentlig vertikalt ror, og et rorstyr ingsmiddel som er tilpasset til å styre og justere den vinkelmessige posisjonen for nevnte ror om en i alt vesentlig vertikal akse.

Alternativt kan det fjern-styrbare styringsmiddel omfatte en kraftdrevet propelldyse som er opphengt under skroget og orientert til å gi en i alt vesentlig horisontal skyvekraft, og et posisjonsstyringsmiddel tilpasset til å styre og justere den vinkelmessige posisjonen for nevnte kraftdrevne propelldyse om en i alt vesentlig vertikal akse.

Videre vil det, ifølge oppfinnelsen, være fordelaktig at slepekabelen er oppdelt i første og andre kordeler nær paravanen, og at kjølen har øvre og nedre slepekabel-festeblokker montert på denne, idet nevnte første og andre kordeler i nevnte slepekabel er festet henholdsvis til nevnte øvre og nedre slepekabel-festeblokker. Dessuten kan nevnte øvre og nedre slepekabel-festeblokker hver ha et flertall av langsgående, adskilte hull derigjennom, idet nevnte øvre og nedre kordeler er tilpasset til å bli festet til nevnte blokker ved et hvilket som helst av nevnte langsgående, adskilte hull.

En radiobølgeforbindelse som har en sender plassert ombord på slepefartøyet og en mottaker/styreenhet avstemt til den samme frekvenskanalen som senderen plassert ombord på paravanen, vil typisk kunne anvendes for fjernaktivering og styring av rorstyremidlet. Et hvilket som helst egnet rorstyremiddel kan anvendes.

Paravanen ifølge den foreliggende oppfinnelse kan omfatte ytterligere perifert utstyr, slik som rorposisjonsavfølere, avstands- og asimutmålingsinstrumentering, og ytterligere radiobølgeforbindelse for kommunikasjon mellom det seismiske fartøyet og paravanen. Data fra disse avfølere og instrumen-ter kan kontinuerlig mates inn i en datamaskin som er plassert ombord på det seismiske fartøyet som ville kontinuerlig overvåke det nøyaktige stedet for paravanen og iverk-sette eventuelle nødvendig korrigerende handlinger for nøyaktig å opprettholde sideveisforskyvningen av paravanen.

Den faktiske operasjon og fordelen ved den foreliggende oppfinnelse vil bedre forståes ved å henvise til den etter-følgende detaljerte beskrivelse og de vedlagte tegninger. Fig. 1 er et perspektivriss som illustrerer hovedkomponentene i en første utførelsesform av paravanen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et perspektivriss som illustrerer hovedkomponenten av en andre utførelsesform av paravanen. Fig. 3 er et sidevertikalriss av utførelsesformen av paravanen vist i fig.l. Fig. 4 er et bunnplanriss, i delvis snitt av paravanen tatt langs linjen 4-4 i fig. 3 og som viser det krummede hydrofoilformede tverrsnittet av en "babord" paravanekjøl. Fig. 5 er et bunnplanriss, i delvis snitt, som viser det krummede hydrofoilformede tverrsnittet av en en "styrbord" paravanekjøl. Fig. 6 er et bunnplanriss tatt langs linjen 6-6 i fig. 3 og viser en utførelsesform av slepepunktjusteringsbokken. Fig. 7 er et delvis skjematisk planriss som viser paravanen ifølge den foreliggende oppfinnelse anvendt til å slepe flere seismiske kilder. Fig. 8 er et skjematisk planriss som viser paravanen anvendt til å slepe flere seismiske mottakerkabler.

Selvom oppfinnelsen skal beskrives i forbindelse med de foretrukne utførelsesformer, vil det forståes at oppfinnelsen ikke er begrenset til disse. Derimot er den beregnet til å dekke samtlige alternativer, modifikasjoner og ekvivalenter som kan innbefattes innenfor oppfinnelsens ide og omfang.

De to primære utførelsesformer av paravanen er vist, henholdsvis i figurene 1 og 2. Fig. 1 illustrerer "lystbåt"-utførelsesformen av paravanen, mens fig. 2 illustrerer "frontstyrings"-utførelsesformen. Som nærmere beskrevet nedenfor, ligger hovedforskjellen mellom lysbåt og front-styringsutførelsesformen av paravanen i plasseringen av styremidlet relativt kjølen. I lystbåtutførelsen (fig. 1) er styremidlet (roret 16) plassert bak kjølen. I frontstyre-utførelsesformen (fig. 2) er styremidlet (propelldysen 60) plassert foran kjølen.

I utførelsesformen som er vist i fig. 1, 3 og 4, er de primære komponenter av paravanen generelt angitt med 10, oppdrif tsskroget 12, kjøl 14, ror 16 og slepekabel 18 (kun fig.l) som forbinder paravanen 10 med slepefartøyet 20 (se figurene 7 og 8). I tillegg, slik som nærmere beskrevet nedenfor omfatter paravanen 10 også et rorstyremiddel for å styre og justere vinkelposisjonen for roret 16 om en i alt vesentlig vertikal akse.

Oppdriftsskroget 12 tilveiebringer hele oppdriften som er nødvendig for at paravanen 10 skal flyte på overflaten av vannlegemet. Fortrinnsvis er oppdriftskroget 12 av hul konstruksjon slik at rorstyremidlet og annet ytre utstyr kan oppbevares deri. Del av eller hele skroget 12 kan fylles med et lukket celleskum som en beskyttelse mot lekkasje. Skroget 12 vil typisk være laget av et passende lettvektsmateriale, slik som glassfiber eller aluminium. En fjernbar, vanntett luke 22 kan anvendes for å gi adgang til skrogets 12 indre, slik det er velkjent innenfor teknikken. Oppdriftsskroget 12 bør utformes for i alt vesentlig å redusere slepemotstanden for paravanen 10, samtidig som der opprettholdes adekvat hydrodynamisk stabilitet. Som vist her, er skroget 12 utformet lignende et konvensjonelt surfe-brett. Andre former kan imidlertid anvendes, om ønskelig.

Det primære formålet med kjølen 14 er å generere den sideveiskraft som er nødvendig for å bevege paravanen sideveis vekk fra slepefartøyets bane. Som klarere vist i figurene 3 og 4, er kjølen 14 en krummet hydrofoil som er festet til bunnen av oppdriftsskroget 12 og strekker seg generelt nedad i vannlegemet. Ettersom paravanen 10 slepes gjennom det omgivende vann, frembringer kjølen 14 en sideveis hydrodynamisk kraft 4 på den samme måte som en aerofoil genererer løft. Det vil forstås at den sideveis hydrodynamiske kraft som genereres av kjølen 14 faktisk er en liten kraft pr. arealenhet fordelt over hele overflatearealet av kjølen 14, og at kraften F som vist på tegningene, er resultanten som oppnås ved å addere sammen samtlige av disse mindre krefter. For en kjøl som har et jevnt tverrsnittsareal fra topp til . bunn, vil kraftenvvære lokalisert på midtpunktet av kjølens vertikale spenn.

Kjølen 14 er stivt festet til flensplaten 24 som er fjernbart festet til oppdriftsskroget 12 ved hjelp av bolter 26 eller lignende. Ballast 32 (se fig.3), som kan være sand, betong, stål, bly eller lignende, kan plasseres i kjølens 14 bunn for å øke paravanens 10 hydrodynamiske stabilitet. Den gjenvær-ende del av kjølen 14 kan være skumfylt som en beskyttelse mot lekkasje. Slik som med skroget 12 vil kjølen 14 typisk være laget av et lettvektsmateriale, slik som glassfiber eller aluminium.

Som vist i figurene 1, 2 og 3, er kjølen 14 vist med en bakoverhelning fra topp til bunn. Denne bakoverhelning er kjent som kjølens 14 "akterfall". Selvom det ikke er nødvendig for oppfinnelsen, har en viss mengde av akterfall tendens til å forbedre de hydrodynamiske håndteringskarakte-ristika for paravanen 10. Som vist er akterfallet for kjølen 14 omtrentlig 10° fra vertikalen. Imidlertid kan så meget som 45° eller mer akterfall anvendes hvis ønskelig.

Fortrinnsvis hør kjølen 14 utformes og monteres for derved i alt vesentlig å maksimalisere den sideveis hydrodynamiske kraften F som genereres ved føring av kjølen gjennom det omgivende vann. Som vist i fig. 4 har det krummete hydrofoilformede tverrsnittet av kjølen 14 en praktisk talt flat trykkside 14a og en meget krummet side 14b som gir redusert trykk. Imidlertid kan andre krummede hydrofoilformer anvendes, om ønskelig. Typisk vil kjølen 14 være festet til flensplaten 24 slik at kordelinjen 28 av dens tverrsnitt danner en positiv angrepsvinkel "a" med oppdriftskrogets 12 langsgående senterlinje 30. Med "kordelinje" forstås en rett linje som forbinder den fremre kanten 14c og den bakre kanten 14d på hydrofoiltverrsnittet, og en "positiv angrepsvinkel" betyr at den fremre kanten 14c av hydrofoilen er blitt dreiet vekk fra oppdriftsskrogets 12 langsgående senterlinje 30 i retningen av sideveiskraften F, som vist i figur 4). Angrepsvinkelen cx kan være så liten som en eller to grader eller så stor som 10 til 15 grader. Imidlertid går de hydrodynamiske strømningskarakteristika for kjølen tapt, tilsvarende steilevinkelen for en aerofoil, utover en viss vinkel (den "kritiske" vinkel).

Slepekabelen 18 forbinder paravanen 10 med slepefartøyet 20 (se fig. 7 og 8). Typisk vil kabelen 18 være forbundet med paravanens 10 kjøl 14. Alternativt kan imidlertid denne festes til skroget 12 om ønskelig. Som vist i figurene 1 og 2 er kabelen 18 delt i to separate kordeler 18a og 18b nær kjølen 14. Kordelen 18a er festet til slepepunkt-justeringsblokken 19a som er plassert nær kjølens 14 topp, mens kordelen 18b er festet til slepepunkt-justeringsblokken 19b som er plassert nær kjølens 14 bunn. Ettersom den resulterende sideveiskraften F som genereres av kjølen 14 er rettet vekk fra kabelen 18 og er plassert mellom de to slepepunkt justeringsblokkene, vil denne doble fastgjøring hjelpe til med å holde paravanen 10 i en opprett stilling under sleping.

Som klarest vist i fig. 6, har hver av slepepunkt-justerings-b lokkene 19a og 19b en rekke av hull 21 anbragt gjennom disse. Kabelkordelen 18a og 18b kan festes hhv. til slepepunkt-justeringsblokker 19a og 19b ved et hvilket som helst av disse hull. Man har funnet at størrelsen av sideveiskraften som frembringes av kjølen 14 øker ettersom forbindelses-punktet beveger seg mot det bakre av kjølen 14. Denne økning i sideveiskraft skyldes det faktum . at når forbindelses-punktet beveger seg bakover, vil hele paravanen 10 ha tendens til å skjevstilles eller "krabbe" sideveis noe, hvorved den effektive angrepsvinkel økes.

Som vist i fig. 1 til 4 er paravanen 10 en venstre eller "babord" paravan. Med andre ord, når den slepes gjennom vannet, vil paravanen 10 bevege seg sideveis mot venstre vekk fra slepefartøyets bane. For geofysiske undersøkelsesopera-sjoner vil en høyre eller "styrbord" paravane typisk også være nødvendig for å tilveiebringe en symmetrisk oppstilling av kilder og/eller mottakerkabler. Slik det vil være innlysende for fagfolk, vil tverrsnittet av kjølen på en styrbord paravane typisk være "speilbildet" av tverrsnittet på en babord paravanes kjøl. Fig. 5 illustrerer et planriss fra undersiden av kjølen 15 på en styrbord paravane. Trykksiden 15a, siden 15b med redusert trykk, og en angrepsvinkel cx er speilbildene av de som er vist i fig. 4 for en babord paravanes kjøl. Følgelig vil sidekraften F som frembringes av kjølen 15 også være i den motsatte retning. Fortrinnsvis vil flensplaten 24 og monteringshullene 34 deri være identiske for både babord og styrbord kjøl, slik at den ene eller annen type av kjøl kan festes til et gitt skrog 12.

Idet der på ny vises til fig. 1, 3 og 4, kan den sideveis forskyvning av paravanen 10 når den slepes gjennom vannet fjernstyres og justeres ved hjelp av roret 16. Typisk vil roret 16 være en i alt vesentlig vertikal plate som er festet til en aksel 36 som strekker seg oppad inn i det indre av oppdriftskroget 12 gjennom et hensiktsmessig vanntett lager eller foring (ikke vist).

Som anmerket ovenfor anvendes et rorstyremiddel for å styre og justere denne vinkelmessige posisjon av roret 16 om en i alt vesentlig vertikal akse (dvs. akselen 36). Et passende rorstyremiddel, generelt angitt med 37, er vist i fig. 4. En vinkelarm 38 er fast festet ved en av sine ender til akselen 36. Den andre armen av vinkelarmen 38 er dreibart festet til en elektrisk skyv-trekk aktivator 40 ved hjelp av sjakkel 42 og stang 44. Elektrisk kraft til å aktivere aktivatoren 40 tilveiebringes av batteri 46 via elektriske ledninger 48. Ved å strekke ut eller trekke tilbake stangen 44, er aktivatoren 40 i stand til å justere den vinkelmessige posisjon av roret inntil ca. ±45° fra sin nøytrale stilling (som vist). Andre passende rorstyremidler vil være innlysende for fagfolk.

Rorstyremidlet må være i stand til å kunne aktiveres og styres fra et fjerntliggende sted, slik som slepefartøyet. Dette kan skje via en elektrisk navlestreng som strekker seg fra fartøyet til paravanen. Fortrinnsvis vil imidlertid rorstyremidlet aktiveres ved hjelp av en radiobølgeforbind-else. En radiobølgesender 47 (se fig. 7) er plassert ombord på fartøyet 20 og en mottaker/styreenhet 49 (avstemt til den samme frekvenskanalen som senderen) er plassert i det indre av paravanens 10 skrog 12. Typisk vil en antenne 50 (se fig. 3) for mottaker styreenhet 49 være plassert i massen 52 som er montert på skrogets 12 akterdel. Masten 52 kan også inneholde annet ytre utstyr, slik som sender eller mottaker-antenner for rorposisjons avfølere eller avstands og asimutmålings instrumentering. Slik det er velkjent innenfor teknikken, kan senderen 47 og mottaker/styreenheten 49 anvendes til å fjernaktivere og styre bevegelsen av aktivatoren 40 og derved rorets 16 vinkelposisjon.

Operasjonen av paravanen 10 er vist i fig. 7. Slepefartøyet 20 beveger seg i retningen av pilen og sleper en på-linje seismisk mottakerkabel 54 sammen med styrbord paravane 10. To seismiske kilder 56 er festet til kabelen 18 mellom fartøyet 20 og babord paravane 10. Kabelen 10 kan festes direkte til fartøyet 20 eller, valgfritt, til en utrigger 23 for derved å øke den maksimale sideveis forskyvning for paravanen 10. Typisk vil en styrbord paravane (ikke vist) og to ytterligere seismiske kilder 56 anvendes til å gi symmetri om fartøyets 20 bane. Det vil forstås at ytterligere kilder og mottakerkabler kunne også anvendes, om ønskelig.

Det ønskes å opprettholde de sideveis forskyvninger S^ og S2 mellom fartøyets 20 bane og de to seismiske kilder 56 så nøyaktig som mulig under den tid som det seismiske fartøyet beveger seg over unsersøkelsesområdet. For å gjøre dette, må den fjernstyrbare paravanen 10 holdes så nær som mulig på en sideveis forskyvning P. Dette skjer ved vedvarende å overvåke posisjonen for paravanen 10 relativt fartøyet 20 og å fjernjustere vinkelposisjonen for roret 16 for derved å kompensere for eventuelle endringer som skyldes variasjoner i vind, bølger, strømmer eller fartøyets 20 hastighet.

Den faktiske kursen for paravanen 10 vil sannsynlig variere innenfor visse grenser som angitt med den stiplede linjen 58 i fig. 7. Størrelsen av variasjonen, AP, vil være avhengig av følsomheten for systemet som anvendes til å detektere og kompensere for posisjonsendringer av paravanen 10. Hvis eksempelvis deteksjon av posisjonsendringer foretas visuelt, kan AP være vesentlig. På den annen side kan AP reduseres i vesentlig grad ved bruken av elektronisk avstands og asimut målings instrumentering sammen med en automatisk datamaskin (ikke vist) som er plassert ombord på fartøyet 20. Utmatning fra avstands og asimutmålings instrumenteringen ville bli vedvarende overvåket av datamaskinen som ville avgi passende instruksjoner via radiobølgeforbindelsen for å korrigere for eventuelle endringer i paravanens 10 posisjon. En rorposi-sjonsavføler (ikke vist) ombord på paravanen 10 kan også anvendes for vedvarende å overvåke posisjonen av roret 16 og å angi når roret har nådd sin maksimumbevegelse.

Fig. 8 illustrerer skjematisk bruken av den foreliggende oppfinnelse for å slepe flere seismisk mottakerkabler. Fartøyet 10 fortsetter i retningen av pilen og sleper en eller flere seismiske kilder 56 (to er vist) i alt vesentlig direkte bak fartøyet. Babord paravanene 10a og styrbord paravanene 10b er hver forbundet med fartøyet 20 ved hjelp av en kabel 18 på den måte som er tidligere beskrevet. En eller flere seismiske mottakerkabler 54 er festet til hver av kablene 18. Hver av paravanene fjernstyres ved hjelp av en separat, diskret radiokanal for derved å opprettholde sideveis avstanden mellom de seismiske mottakerkabler 54 så nøyaktig som mulig under den tid som fartøyet 20 beveger seg over undersøkelsesområdet.

Som angitt ovenfor er frontstyringsutførelsen av paravanen vist i fig. 2. I denne f rontstyrings utførelsesform er kjølene 14 plassert bak styremidlet som, som vist, er en kraftdrevet propelldyse 60.

Propelldysen 60 er festet til en i alt vesentlig vertikal aksel 62 som strekker seg oppad inn i skroget 12 gjennom et passende vanntett lager eller foring (ikke vist). Den vinkelmessige posisjon av propelldysen 60 er fjernstyrbar på den samme måte som beskrevet ovenfor for roret 16. I tillegg inneholder propelldysen 60 en propell 64 som typisk vil være drevet av en elektrisk motor (ikke vist) plassert i det fremre huset 66 på propelldysen 60. Et eller flere batterier som er plassert i skrogets 12 indre (ikke vist) eller en elektrisk navlestreng (ikke vist) kunne anvendes til å drive motoren. Alternativt kunne et hydraulisk drivsystem anvendes til å drive propellen 64. Følgelig, .i tillegg til å gi et akseptabelt styremiddel, kan propelldysen 60 også anvendes til uavhengig å drive paravanen 10. Dette kan øke den maksimale sideveis forskyvning som kan oppnås ved hjelp av paravanen.

Paravanen ifølge den foreliggende oppfinnelse kan være av en hvilken som helst passende størrelse. For marine geofysiske undersøkelsesoperasjoner vil imidlertid lengden av oppdriftsskroget 12 generelt være mellom ca. 3 meter og ca. 7,6 meter. Likeledes vil bredden av skroget generelt være fra ca. 0,6 meter til ca. 1,2 meter og dybden av kjølen vil generelt være fra ca. 1,5 meter til ca. 3 meter.

Den foreliggende oppfinnelse og de beste utførelsesformer som forestilles for utøvelse av oppfinnelsen er blitt beskrevet. Det skal forstås at oppfinnelsen ikke er unødig begrenset til det foregående, hvilket er blitt angitt kun for illustrerende formål. Forskjellige modifikasjoner og alternativer av oppfinnelsen vil være innlysende for fagfolk uten at det avvikes fra oppfinnelsens sanne omfang. Eksempelvis kunne de to forskjellige styremidlene som er vist i figurene 1 og 2 (roret 16 og propelldysen 60) ombyttes med roret 16 anvendt på frontstyrings utførelsesformen av oppfinnelsen og propelldysen 60 anvendt på lystbåtutførelsesformen. Følgelig skal oppfinnelsen begrenses kun av omfanget av de etterfølgende patentkrav.

Claims (9)

1. Overflate-referert paravane for bruk ved sleping av et objekt i et vannlegeme langs en diskret bane parallell med, men sideveis adskilt fra slepefartøyets bane, der paravanen har et oppdriftsskrog (12) med en langsgående senterlinje (30), en kjøl (14) festet til oppdriftsskroget (12) og som strekker seg generelt nedad i vannlegemet, og en slepekabel (18) som er festet til både paravanen og slepefartøyet, karakterisert ved at kjølen har et hydrof oilformet tverrsnitt og er festet til undersiden av oppdriftsskroget (12) ved en fast, positiv angrepsvinkel (a) i forhold til den langsgående senterlinje (30) for nevnte oppdriftsskrog (12), slik at passeringen av kjølen (14) gjennom nevnte vannlegeme genererer en i alt vesentlig sideveis hydrodynamisk kraft (F) på kjølen (14), og at paravanen dessuten innbefatter fjernstyrbart styringsmiddel (16) festet til oppdriftsskroget (12) på et sted som er forskjellig fra nevnte kjøl (14), idet nevnte styringsmiddel (16) er tilpasset til å bli fjernstyrt fra slepefartøyet for å styre paravanens kurs.

2. Overflate-referert paravane som angitt i krav 1, karakterisert ved at kjølen (14) er plassert foran nevnte fjern-styrbare styringsmiddel (16).

3. Overflate-referert paravane som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte kjøl (14) er plassert bak nevnte fjern-styrbare styringsmiddel (16).

4. Overflate-referert paravane som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at nevnte fjern-styrbare styringsmiddel (16) omfatter: et i alt vesentlig vertikalt ror, og et rorstyringsmiddel (37) som er tilpasset til å styre og justere den vinkelmessige posisjonen for nevnte ror om en i alt vesentlig vertikal akse.

5 . Overflate-referert paravane som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at nevnte fjern-styrbare styringsmiddel (16) omfatter: en kraftdrevet propelldyse (60) som er opphengt under skroget (12) og orientert til å gi en i alt vesentlig horisontal skyvekraft, og et styringsmiddel (37) tilpasset til å styre og justere den vinkelmessige posisjonen for nevnte kraftdrevne propelldyse (60) om en i alt vesentlig vertikal akse.

6. Overflate-referert paravane som angitt i krav 1, 2, 3, 4 eller 5, karakterisert ved at slepekabelen (18) er oppdelt i første og andre kordeler (18a, 18b) nær paravanen, og at kjølen (14) har øvre og nedre slepekabel-f esteblokker (19a, 19b) montert på denne, idet nevnte første og andre kordeler (18a, 18b) i nevnte slepekabel (18) er festet henholdsvis til nevnte øvre og nedre slepekabel-festeblokker (19a, 19b).

7. Overflate-referert paravane som angitt i krav 6, karakterisert ved at nevnte øvre og nedre slepekabel-festeblokker (19a, 19b) hver har et flertall av langsgående adskilte hull derigjennom, idet nevnte øvre og nedre kordeler (18a, 18b) er tilpasset til å bli festet til nevnte blokker ved et hvilket som helst av nevnte langsgående, adskilte hull.

8. Overflate-referert paravane som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at det hydrofoilformede tverrsnitt av kjølen (14) er utformet slik at i alt vesentlige sideveis hydrodynamiske kraft er rettet mot babord side av paravanen.

9. Overflate-referert paravane som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at det hydrofoilformede tverrsnittet av kjølen (14) er utformet slik at nevnte i alt vesentlig sideveis hydrodynamisk kraft rettes mot styrbord side av paravanen.