NO20120642A1

NO20120642A1 - Procedure, system and device for navigation of towed marine equipment

Info

Publication number: NO20120642A1
Application number: NO20120642A
Authority: NO
Inventors: Jan Moellerhaug; Tom Samuelsen
Original assignee: Partnerplast As
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2013-12-02

Abstract

En fremgangsmåte, system og anordning for navigasjon av slept marint utstyr slik som seismiske streamere og lignende. Anordningen omfatter minst en vinge og et ror.A method, system and device for navigating towed marine equipment such as seismic streamers and the like. The device comprises at least one wing and a rudder.

Description

FREMGANGSMÅTE, SYSTEM OG ANORDNING FOR NAVIGASJON AV SLEPT MARINT UTSTYR METHOD, SYSTEM AND DEVICE FOR NAVIGATION OF TOWED MARINE EQUIPMENT

Den foreliggende oppfinnelse vedrører området for marine operasjoner og fremgangsmåte, system og anordning for navigasjon av utstyr som slepes, for eksempel seismiske streamere og lignende. The present invention relates to the area of marine operations and method, system and device for navigation of towed equipment, for example seismic streamers and the like.

Formålet for seismiske undersøkelser er å undersøke og kartlegge geologiske formasjoner og strukturer i havbunnen og under denne. Seismiske kilder, slik som luftkanoner er tatt i bruk for å generere akustiske pulser i vannet som reflekteres fra havbunnen og de underliggende formasjonene. Den reflekterte energien for de akustiske pulsene avføles av hydrofoner. Et mangfold av hydrofoner er plassert langs et mangfold av streamere for å utføre en god 3D seismisk kartlegging av de underliggende geologiske egenskapene. I tradisjonelle seismiske undersøkelser er streamere og kilder / "gun arrays" (eng. sources) slept av fartøy slik som et seismikkfartøy. Skipet navigerer til ønsket område av interesse, og streamerne og kildene er anordnet i matriser med flytelegemer, bøyer og diverter for å kartlegge et så stort areal som mulig for hvert sett med kartleggingsdata. På en slik måte er det mulig å dekke en definert bredde av hver strekning tilbakelagt av slepefartøyet. For å kunne dekke et enda større område må slepefartøyet foreta en sving og slepe utstyret tilbake langs den tidligere kartlagte linjen, og hele tiden tenke på faren for å overlappe for mye eller for å etterlate hull som ikke er undersøkt forårsaket ved å holde en altfor bred bane i forhold til det forrige løpet. The purpose of seismic surveys is to investigate and map geological formations and structures in and below the seabed. Seismic sources, such as air guns, are used to generate acoustic pulses in the water that are reflected from the seabed and the underlying formations. The reflected energy of the acoustic pulses is sensed by hydrophones. A variety of hydrophones are placed along a variety of streamers to perform a good 3D seismic survey of the underlying geological features. In traditional seismic surveys, streamers and sources / "gun arrays" (eng. sources) are towed by vessels such as a seismic vessel. The ship navigates to the desired area of interest and the streamers and sources are arranged in arrays of floats, buoys and diverters to survey as large an area as possible for each set of survey data. In such a way, it is possible to cover a defined width of each section covered by the towing vessel. In order to cover an even greater area, the towing vessel must make a turn and tow the equipment back along the previously mapped line, all the while being aware of the danger of overlapping too much or of leaving unsurveyed gaps caused by keeping too wide a line course compared to the previous race.

For å opprettholde en pålitelig og forutsigbar spredning av streamere har industrien kommet opp med flere måter å sikre dette på. En ofte brukt fremgangsmåte er å arrangere divertere nær streamerne og kildene som trekke streamerne og kildene utover når de trekkes fremover av et fartøy, og således bidra til å posisjonere streamerne i forhold til skipet. Avhengig av lengden av linje og kabler mellom streamerne og kilder er det mulig å ha en relativt kontrollert bevegelsesbane for streamerne og kilder i forhold til det slepende fartøyet. In order to maintain a reliable and predictable spread of streamers, the industry has come up with several ways to ensure this. A frequently used method is to arrange diverters close to the streamers and sources which pull the streamers and sources outwards when they are pulled forward by a vessel, thus helping to position the streamers in relation to the ship. Depending on the length of line and cables between the streamers and sources, it is possible to have a relatively controlled movement path for the streamers and sources in relation to the towing vessel.

I en 4-D kartlegging av geologiske formasjoner på, og under, havbunnen, er tidsaspektet lagt til 3-D undersøkelseskonseptet. Repetisjon av en 3-D undersøkelse, flere ganger, av det samme geologiske området, muliggjør funksjonen av å observere endringer i det undersøkte området over tid. Det er mange utfordringer å overvinne med tradisjonell marine undersøkelsesutstyr for å kunne være i stand til å utføre pålitelige og nøyaktige 4-D seismiske undersøkelser av geologiske formasjoner på, og under, havbunnen. Det er viktig å fange inn kartleggingsdata med høy geografisk nøyaktighet for å sikre en nøyaktig 4D undersøkelse. Små avvik fra de tidligere banene som samler de historiske datasettene fører til en mindre nøyaktig 4D undersøkelse. In a 4-D mapping of geological formations on, and under, the seabed, the time aspect is added to the 3-D survey concept. Repetition of a 3-D survey, several times, of the same geological area, enables the function of observing changes in the surveyed area over time. There are many challenges to overcome with traditional marine survey equipment to be able to perform reliable and accurate 4-D seismic surveys of geological formations on, and below, the sea floor. It is important to capture mapping data with high geographic accuracy to ensure an accurate 4D survey. Small deviations from the previous trajectories that collect the historical datasets lead to a less accurate 4D survey.

Problemet med etablert teknologi er at plassering av streamere og kilder avhengig for det meste av å posisjonere skipet på linje med en ønsket bane over området som skal undersøkes, og behovet for nøyaktig og presis navigering av streamerne og kildene kan ikke oppfylles siden bevegelsene av streamerne og kildene er påvirket av vær, bølge, strøm og hastighet av slepefartøy. The problem with established technology is that placement of streamers and sources depends mostly on positioning the ship in line with a desired trajectory over the area to be surveyed, and the need for accurate and precise navigation of the streamers and sources cannot be met since the movements of the streamers and the sources are affected by weather, waves, currents and speed of towing vessels.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning, system og fremgangsmåte for nøyaktig posisjonering av et slept marint utstyr, slik som kilder og mottakere i en marin operasjon, for eksempel en seismisk undersøkelse, som overvinner problemene som er definert ovenfor. The purpose of the invention is to provide a device, system and method for accurate positioning of towed marine equipment, such as sources and receivers in a marine operation, for example a seismic survey, which overcomes the problems defined above.

I de følgende eksemplene som beskriver oppfinnelsen beskrives marine seismiske undersøkelser hvor utstyr blir slept av et fartøy, slik som et skip. Oppfinnelsen er ikke begrenset til denne bruken, siden det er mange innretninger som kan dra nytte av en forbedret nøyaktighet i å navigere slept utstyr i vannet. In the following examples describing the invention, marine seismic surveys are described where equipment is towed by a vessel, such as a ship. The invention is not limited to this use, as there are many devices that can benefit from improved accuracy in navigating towed equipment in the water.

Oppfinnelsen er videre rettet mot en oppfinnelse som omfatter en ny anordning som er innrettet til å bli anordnet som en styreanordning for flottør (FSU: Float Steering Unit) som skal brukes foran og festet til utstyret som slepes og for det formål å posisjonere utstyret i ønsket lateral posisjon bak slepefartøyet. The invention is further directed to an invention which includes a new device which is designed to be arranged as a float steering unit (FSU: Float Steering Unit) to be used in front of and attached to the equipment being towed and for the purpose of positioning the equipment in the desired lateral position behind the towing vessel.

FSUen er spesielt tilpasset for å sikre nøyaktig plassering av det slepte utstyret som den er festet til. Bruken av en vinge (eng.: foil) og et ror montert vertikalt rundt en kobling til det slepte utstyret, slik som et klokkehus sikrer løft og sideveis manøvrering. The FSU is specially adapted to ensure accurate positioning of the towed equipment to which it is attached. The use of a wing (eng.: foil) and a rudder mounted vertically around a coupling to the towed equipment, such as a bell housing ensures lift and lateral manoeuvring.

Hver FSU enhet er elektrisk forbundet med fartøyet ved hjelp av en kabel som gir elektrisk kraft og datakommunikasjon for styring- og kontrollformål. Den relative posisjon for hver FSU enheten er fullt overvåket fra fartøyet, hvor flyteelementenes nøyaktige posisjon er tilveiebrakt av et posisjoneringssystem, slik som GPS, anordnet på flyteleelementet. Each FSU unit is electrically connected to the vessel by means of a cable that provides electrical power and data communication for steering and control purposes. The relative position of each FSU unit is fully monitored from the vessel, where the floating elements' exact position is provided by a positioning system, such as GPS, arranged on the floating element.

I dette dokumentet er bruken av uttrykket frontstyreenhet (forkortelse: FSU) brukt utelukkende for anordningen i oppfinnelsen. In this document, the term front control unit (abbreviation: FSU) is used exclusively for the device in the invention.

Oppfinnelsen omfatter videre en Float Steering og Positioning System (FSPS ) bestående av et antall individuelle komplett uavhengig manøvrerbare FSUer, kontroll og overvåkingssystem (FCU) som betjenes fra fartøyets kontrollrom og / eller dekk, en grensesnittenhet (FIPU) for elektrisk tilkobling til FSUen, og et posisjoneringssystem (f.eks.: GPS, DYNAV) som kan kobles sammen enten ved UHF (f.eks.: radio) eller ved seriell data-overføring (f.eks.: RS485), og en fremgangsmåte for å anvende slike FSPS og FSUer. Systemet og fremgangsmåten innbefatter videre utførelsesformer hvor et mangfold av FSUer, blir brukt for å navigere og styre marint utstyr, slik som streamere og flytere uavhengig av hverandre og / eller som en hel rekke og / eller som et antall matriser. The invention further comprises a Float Steering and Positioning System (FSPS) consisting of a number of individual fully independently maneuverable FSUs, control and monitoring system (FCU) operated from the vessel's control room and/or deck, an interface unit (FIPU) for electrical connection to the FSU, and a positioning system (eg: GPS, DYNAV) which can be connected either by UHF (eg: radio) or by serial data transmission (eg: RS485), and a method of using such FSPS and FSUs. The system and method further includes embodiments where a plurality of FSUs are used to navigate and control marine equipment, such as streamers and floats independently of each other and/or as a whole array and/or as a number of arrays.

I en ytterligere utførelsesform omfatter oppfinnelsen en rekke FSPSer som opererer i kombinasjon for å generere en større målestokk undersøkelse. In a further embodiment, the invention comprises a number of FSPSs operating in combination to generate a larger scale survey.

I dette dokumentet beskriver bruken av forkortelsen FSPS (Float Steering Positioning System) FSUen i et system hvor FSUen er anordnet festet til en flåte eller utstyr som omfatter posisjoneringsutstyr, for eksempel en GPS-mottaker, og navigasjonsenhet, slik at FSPS kan navigere og styre utstyret FSUen er montert til i en ønsket lateral retning. In this document, the use of the abbreviation FSPS (Float Steering Positioning System) describes the FSU in a system where the FSU is arranged fixed to a float or equipment that includes positioning equipment, such as a GPS receiver, and navigation unit, so that the FSPS can navigate and steer the equipment The FSU is mounted in a desired lateral direction.

I det følgende vil foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen vil bli beskrevet med henvisning til figurene, hvor In the following, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the figures, where

Fig. 1 illustrerer et sidesnitt av FSU enheten. Fig. 1 illustrates a side section of the FSU unit.

Fig. 2 illustrerer et snitt forfra av FSU enheten. Fig. 2 illustrates a section from the front of the FSU unit.

Fig. 3 viser et snitt ovenfra av FSU enheten med roret og vingen i sammentrukket posisjon. Fig. 3 shows a section from above of the FSU unit with the rudder and wing in the retracted position.

Fig. 4 illustrerer et skrå snitt fra undersiden av FSU enheten med roret og vingen i en sammentrukket posisjon. Fig. 4 illustrates an oblique section from the underside of the FSU unit with the rudder and wing in a retracted position.

Fig. 5 viser et snitt ovenfra av FSU enheten med roret og vingen i en utstrakt posisjon. Fig. 5 shows a section from above of the FSU unit with the rudder and wing in an extended position.

Fig. 6 viser et skrått snitt fra undersiden av FSU enheten med roret og vingen i en utstrakt posisjon. Fig. 7 viser et skrått snitt fra undersiden av FSU enheten med roret og vingen i en utstrakt posisjon. Fig. 8 illustrerer et skrått snitt ovenfra av FSU enheten med roret og vingen i en sammentrukket posisjon. Fig. 9 illustrerer en sidevisning av FSU enheten med tverrsnitt BG -BG og BH- BH indikert. Fig. 10A og 10B illustrerer tverrsnittet i tverrsnitt BG -BG med roret og vingen i en henholdsvis sammentrukket og utvidet posisjon. Fig. 11A og 11B illustrerer tverrsnittet i tverrsnitt BH- BH med roret og vingen i en henholdsvis sammentrukket og utvidet stilling. Fig. 6 shows an oblique section from the underside of the FSU unit with the rudder and wing in an extended position. Fig. 7 shows an oblique section from the underside of the FSU unit with the rudder and wing in an extended position. Fig. 8 illustrates an oblique section from above of the FSU unit with the rudder and wing in a retracted position. Fig. 9 illustrates a side view of the FSU unit with cross section BG - BG and BH - BH indicated. Figs. 10A and 10B illustrate the cross section in cross section BG - BG with the rudder and wing in a contracted and extended position respectively. Figs 11A and 11B illustrate the cross-section in cross-section BH-BH with the rudder and the wing in a contracted and extended position, respectively.

Fig. 12 illustrerer snitt fra front av FSU enheten med tverrsnitt BJ -BJ indikert. Fig. 12 illustrates a section from the front of the FSU unit with cross section BJ -BJ indicated.

Fig. 13 illustrerer tverrsnittet i tverrsnitt BJ -BJ. Fig. 13 illustrates the cross section in cross section BJ -BJ.

Fig. 14 illustrerer en visning av FSU ovenfra med tverrsnitt BW -BW og BU - BU indikert. Fig. 14 illustrates a view of the FSU from above with cross sections BW -BW and BU - BU indicated.

Fig. 15 illustrerer tverrsnittet i tverrsnitt BU -BU. Fig. 15 illustrates the cross section in cross section BU - BU.

Fig. 16 illustrerer tverrsnittet i tverrsnitt BW -BW. Fig. 16 illustrates the cross section in cross section BW -BW.

Fig. 17 illustrerer et tverrsnitt av vingen eller roret som viser den innvendige utformingen av en utførelsesform som omfatter lagertilkoblingspunkter og seksjon AC indikert. Fig. 17 illustrates a cross-section of the wing or rudder showing the interior design of an embodiment comprising bearing connection points and section AC indicated.

Fig. 18 illustrerer tverrsnitt i seksjon AC. Fig. 18 illustrates a cross section in section AC.

Fig. 19A og 19B illustrerer henholdsvis sidesnitt og toppsnitt av en montering av FSU foran en luftkanon streamer og som er koblet til en separat flottør foran streamerflottøren. Fig. 20A og 20B illustrerer henholdsvis sidesnitt og toppsnitt av en montering av FSU foran en luftkanon streamer og som er koblet til streamerflottøren selv. Figs. 19A and 19B illustrate a side section and a top section, respectively, of an assembly of the FSU in front of an airgun streamer and which is connected to a separate float in front of the streamer float. Fig. 20A and 20B illustrate respectively a side section and a top section of an assembly of the FSU in front of an air cannon streamer and which is connected to the streamer float itself.

Fig. 21 illustrerer blokkdiagram av FSPS, Float Steering and Positioning System. Fig. 21 illustrates the block diagram of the FSPS, Float Steering and Positioning System.

Fig.22 illustrerer blokkdiagram av skipsinstallert utstyr. Fig.22 illustrates a block diagram of ship-installed equipment.

Fig. 23 illustrerer FSU koblingsskjema. Fig. 23 illustrates the FSU connection diagram.

Fig. 24 illustrerer en matrise av flottørposisjoner i forhold til en midtre referanse. Fig. 24 illustrates a matrix of float positions relative to a central reference.

DYNAV er brukt på figurene for å representere det utvalgte GPS-systemet for en bestemt utførelse av oppfinnelsen. Oppfinnelsen er ikke begrenset til anvendelse av DYNAV posisjoneringssystemet, men kan gjøre bruk av et hvilken som helst posisjoneringssystem, så som hvilken som helst type av GPS-systemer eller annet utstyr som gir en nøyaktig estimering av den geografiske posisjonen til FSUen og utstyret som slepes. DYNAV is used in the figures to represent the selected GPS system for a particular embodiment of the invention. The invention is not limited to the use of the DYNAV positioning system, but can make use of any positioning system, such as any type of GPS system or other equipment that provides an accurate estimation of the geographical position of the FSU and the equipment being towed.

Uttrykket flottør er brukt i dette dokumentet for å representere en hvilken som helst form for flytende enhet som tilveiebringer flytende støtte for FSUen, og kan omfatte, men er ikke begrenset til bøyer, båter, lektere. The term float is used in this document to represent any type of floating device that provides floating support for the FSU, and may include but is not limited to buoys, boats, barges.

Uttrykket slept utstyr er brukt i dette dokumentet for å representere alle typer utstyr som brukes i et maritimt miljø, og kan omfatte, men er ikke begrenset til streamere, kilder, luftkanoner, hydrofoner, kameraer, prøvetakere, slanger, ubåter, innhøsting utstyr. The term towed equipment is used in this document to represent all types of equipment used in a maritime environment and may include but is not limited to streamers, springs, air guns, hydrophones, cameras, samplers, hoses, subs, harvesting equipment.

FSU 1 omfatter en vinge 2 og et ror 3. Vingen er av en asymmetrisk utforming som gir et konstant løft på minimalt areal og er anordnet i en hovedsakelig vertikal stilling ved en første side av senterlinjen 20 til FSU enheten. Vingen 2 er utformet for å tillate en bevegelse som er dreibart rundt en lagerkobling 4 ved toppen og bunnen av den fremre del av vingen 2 i henholdsvis en topplate 15 og en bunnplate 16 som vist på fig. 3 og 7. Vingen er dreibart beveget med en skyve- eller en trekkhandling som utøves ved et tredje tilkoblingspunkt 9 fortrinnsvis i den bakre del av vingen 2. Skyve- og trekkraften kan stamme fra en aktuator slik som en motor og en hydraulisk sylinder 7, selv om mange andre typer kraftgenerering og utøvelsesmidler kan tilby den samme skyve- og trekkraften. Vingen 2 er montert på styrbord side av FSU 1 dersom FSU 1 er beregnet på å kobles til utstyr beregnet til å følge fartøyet på styrbord side av kjølvannslinjen, eller midtre referanse som vist i fig. 24, eller vingen 2 er montert på babord side av FSU hvis FSU er beregnet på å koples til utstyr beregnet til å følge fartøyet på babord side av kjølvannslinjen. FSU 1 comprises a wing 2 and a rudder 3. The wing is of an asymmetric design which provides a constant lift on a minimal area and is arranged in a mainly vertical position at a first side of the center line 20 of the FSU unit. The wing 2 is designed to allow a movement which is rotatable around a bearing link 4 at the top and bottom of the front part of the wing 2 in a top plate 15 and a bottom plate 16 respectively as shown in fig. 3 and 7. The wing is rotatably moved with a pushing or pulling action which is exerted at a third connection point 9, preferably in the rear part of the wing 2. The pushing and pulling force can originate from an actuator such as a motor and a hydraulic cylinder 7, although many other types of power generation and means of exercise can offer the same thrust and pull. Wing 2 is mounted on the starboard side of FSU 1 if FSU 1 is intended to be connected to equipment intended to follow the vessel on the starboard side of the wake line, or middle reference as shown in fig. 24, or wing 2 is mounted on the port side of the FSU if the FSU is intended to be connected to equipment intended to follow the vessel on the port side of the wake line.

Likeledes anordnet er et ror 3 av en symmetrisk utforming anordnet i en hovedsakelig vertikal stilling på en andre side motsatt den første side av senterlinjen 20 av FSUen 1. En separat styrt aktuator beveger roret symmetrisk om sine lagerkoblingspunkter 5, og aktuatoren 6 som utøver bevegelseskraften er tilkoblet i et tredje kontaktpunkt 8 på den innad vendende side av roret, fortrinnsvis i en bakre stilling i forhold en linje mellom rorlagertilkoblingene. Roret 3 gir opphav til null løft i en nøytral stilling, med potensialet til lik forskyvning til hver sin side som skaper et positivt løft i forhold til vingen eller et negativt løft relativ vingeløftet. Likewise arranged is a rudder 3 of a symmetrical design arranged in a substantially vertical position on a second side opposite the first side of the centerline 20 of the FSU 1. A separately controlled actuator moves the rudder symmetrically about its bearing coupling points 5, and the actuator 6 which exerts the movement force is connected in a third contact point 8 on the inward-facing side of the rudder, preferably in a rear position relative to a line between the rudder bearing connections. The rudder 3 gives rise to zero lift in a neutral position, with the potential for equal displacement to either side creating a positive lift relative to the wing or a negative lift relative to the wing lift.

Lagertilkoblingene 4, 5 til roret 3 og vingen 2 kan erstattes av en svingeaksel forbundet i respektive angitte lagertilkoblingspunkter (eng.: bearing points) 4, 5 på topp-platen og bunnplaten. Bruken av en aksel er ønskelig når komponenter er laget i et lettere materiale, slik som plast. I denne beskrivelsen når lagerkoblingskonseptet forklares skal det være underforstått at dreiebevegelsen kan være rundt en svingeaksel som erstatter lagertilkoblingene. The bearing connections 4, 5 to the rudder 3 and the wing 2 can be replaced by a pivot shaft connected in respective specified bearing connection points (eng.: bearing points) 4, 5 on the top plate and the bottom plate. The use of an axle is desirable when components are made of a lighter material, such as plastic. In this description, when the bearing coupling concept is explained, it should be understood that the turning movement can be around a pivot shaft that replaces the bearing connections.

Det skal også forstås at kontaktpunktet av aktuatorene kan være plassert foran svingeakselen eller linjen mellom lager tilknytningspunkter, i hvilket tilfelle det er sannsynlig å anordne vinge-og ror lagertilkoblingene i den bakre enden av roret eller vingen. Denne alternative utformingen er ikke vist i figurene. It should also be understood that the contact point of the actuators may be located in front of the pivot shaft or the line between bearing connection points, in which case it is likely to arrange the wing and rudder bearing connections at the rear end of the rudder or wing. This alternative design is not shown in the figures.

Når vinge 2 utøver en konstant mindre løftekraft enn roret 3 på maksimal dreieutslag, kan den totale kombinerte kraft av roret og vingen kontrolleres ved uavhengig å kontrollere utslag av When wing 2 exerts a constant less lift force than rudder 3 at maximum turning range, the total combined force of the rudder and wing can be controlled by independently controlling the range of

roret 3 og vingen 2 for å styre FSUen til en av sidene i en sideveis bevegelse. the rudder 3 and the wing 2 to steer the FSU to one of the sides in a lateral movement.

I en utførelse av oppfinnelsen den asymmetriske vingen 2 satt i en posisjon for å gi et konstant definert løft. Det symmetriske ror 3 brukes til å utføre små justeringer i FSU posisjon uten å ha behov for å endre angrepsvinkel til vingen 2. Roret 3 er utformet for å være i stand til å gis likt utslag til begge sider. For å sette ut FSUen 1 direkte bak fartøyet, må vingen 2 være i stand til å bli justert for å hindre at FSUen 1 styrer direkte ut i posisjon. For å oppnå dette, må vinge 2 stilles inn for å gi et tilnærmet nulløft. Roret kan være utformet slik at den gir en raskere reaksjon på ror 3 bevegelse enn til vingen 2, og dermed være i stand til å foreta rask sidebevegelse av FSU 1. In one embodiment of the invention, the asymmetric wing 2 is set in a position to provide a constant defined lift. The symmetrical rudder 3 is used to make small adjustments in the FSU position without needing to change the angle of attack of the wing 2. The rudder 3 is designed to be able to give the same effect to both sides. To deploy the FSU 1 directly behind the vessel, the wing 2 must be able to be adjusted to prevent the FSU 1 steering directly out into position. To achieve this, wing 2 must be set to give an approximate zero lift. The rudder can be designed so that it gives a faster reaction to rudder 3 movement than to wing 2, and thus be able to make rapid lateral movement of FSU 1.

Vinge og rorstilling styres av en eller flere aktuatorer 6, 7. Motorstørrelse eller størrelsen på kraften som kreves av aktuatoren er avhengig av aktuatorlengden, hastigheten og stilling i forhold til ror- eller vingeaksel. Avhengig av den nødvendige hastighet for å endre angrepsvinkelen av roret eller vingen, må skyvekraften være større enn holdekraften dersom bevegelsen er mot større angrepsvinkel. Wing and rudder position are controlled by one or more actuators 6, 7. Engine size or the amount of power required by the actuator depends on the actuator length, speed and position in relation to the rudder or wing shaft. Depending on the speed required to change the angle of attack of the rudder or wing, the thrust must be greater than the holding force if the movement is towards a greater angle of attack.

Forskjellige aktuatorer for bevegelse av ror og vinge kan brukes. Disse kan omfatte, men er ikke begrenset til: motor, eventuelt med kjedeoverføring, hydraulisk sylinder, elektrisk sylinder, viskose kobling. Different actuators for movement of the rudder and wing can be used. These may include, but are not limited to: engine, possibly with chain transmission, hydraulic cylinder, electric cylinder, viscous coupling.

Gitter 11,12,13 er montert til FSUens topplaten 15 og bunnplaten 16, og er plassert foran vingen 2 og roret 3. Gitterets primære funksjon er å beskytte FSU en mot fremmedlegemer enten den er i havet eller på dekket av et fartøy, eller i transport. Gitteret kan ta ulike former med stenger i ulike retninger, mønstret nett eller andre. Gitteret kan være flatt eller buet. Grids 11,12,13 are mounted to the FSU's top plate 15 and bottom plate 16, and are placed in front of the wing 2 and the rudder 3. The grid's primary function is to protect the FSU from foreign objects whether it is in the sea or on the deck of a vessel, or in transportation. The grid can take different forms with bars in different directions, patterned netting or others. The grid can be flat or curved.

Vinge og ror designet er eksemplifisert i dette dokumentet med én vinge og ett ror. Oppfinnelsen kan imidlertid omfatte flere enn én vinge, og / eller mer enn ett ror. Det er også innenfor rammen av oppfinnelsen å bruke alle typer formede ror, og vinge(r), og ikke være begrenset til eksemplene som er skissert på figurene. The wing and rudder design is exemplified in this document with one wing and one rudder. However, the invention may include more than one wing, and/or more than one rudder. It is also within the scope of the invention to use all types of shaped rudders, and wing(s), and not be limited to the examples outlined in the figures.

FSUen 1 er montert til et koblingshus (eng. bell house) / kobling 19 eller tilsvarende med en klemme 17 og FSUen kan rotere fritt rundt utstyret som slepes. Fri rotasjon av FSUen i forhold til utstyret er ønsket når FSUen 1 er for eksempel montert til en luftkanon-kabel 21 via et koblingshus 19 og håndteres og lagt til hvile på skipets dekk. Når de blir lagt ned på dekk vil FSUen 1 dermed ikke forsøke å vri luftkanonkabelen 21 som er koblet via koblingshus 19. Heller ikke vil uønsket trykk utøves på FSUen 1 som følge av klemming eller annet som et resultat av tilkoblet utstyr. The FSU 1 is mounted to a bell house / coupling 19 or equivalent with a clamp 17 and the FSU can rotate freely around the equipment being towed. Free rotation of the FSU in relation to the equipment is desired when the FSU 1 is, for example, mounted to an air cannon cable 21 via a coupling housing 19 and is handled and laid to rest on the ship's deck. When they are laid down on the deck, the FSU 1 will thus not attempt to twist the air cannon cable 21 which is connected via the coupling housing 19. Nor will unwanted pressure be exerted on the FSU 1 as a result of pinching or otherwise as a result of connected equipment.

Den frie rotasjonsfunksjonen kan alternativt tilveiebringes av klemmen 17 selv eller av funksjonene i koblingshuset / kontakten 19. The free rotation function can alternatively be provided by the clamp 17 itself or by the functions in the coupling housing / connector 19.

FSUen er eventuelt utstyrt med ett eller flere hjul 10 montert på bunnplaten 16. Hjulene er montert for transportformål og enkel manøvrering når den ikke er i drift i vann. The FSU is optionally equipped with one or more wheels 10 mounted on the bottom plate 16. The wheels are mounted for transport purposes and easy maneuvering when it is not in operation in water.

Fig. 15 viser en utførelse av lokasjonen av beskyttelsesboks rundt den elektriske boksen som inneholder elektrisk utstyr som er nødvendig for å kontrollere aktuatorer og posisjonering av FSU. Det elektriske utstyret inne i boksen i FSU kan kobles til FIPU med et elektrisk grensesnitt og en kommunikasjonskabel. Fig. 15 shows an embodiment of the location of the protective box around the electrical box containing electrical equipment necessary to control actuators and positioning of the FSU. The electrical equipment inside the box in the FSU can be connected to the FIPU with an electrical interface and a communication cable.

Vinge 2 og ror 3 posisjoner kan måles og overvåkes av en magnet og en føler som vist i fig. 18. Wing 2 and rudder 3 positions can be measured and monitored by a magnet and a sensor as shown in fig. 18.

Magneten og sensoren kan være plassert i topplatens tilkoblingspunkt 4, 5 eller bunnplatens forbindelsespunkter 4, 5 av vingen 2 og ror. På fig. 4 er sensorhuset 18 vist i bunnplatens tilkoblingspunkt av vingen 2 og ror 3. The magnet and the sensor can be located in the top plate connection point 4, 5 or the bottom plate connection points 4, 5 of the wing 2 and rudder. In fig. 4, the sensor housing 18 is shown in the bottom plate connection point of the wing 2 and rudder 3.

Det er videre en ønsket funksjon i FSU å være utformet så symmetrisk som mulig. Dette er ønskelig i forhold til optimal styringsevne til vingen 2 og ror 3. It is also a desired function of the FSU to be designed as symmetrically as possible. This is desirable in relation to optimal controllability of wing 2 and rudder 3.

I en utførelse av oppfinnelsen omfatter vingen og / eller roret en ytterligere manøver -funksjon ved å gjøre den dreiekontaktpunkt 4,5 traverserbart bevegelig i topplate- og / eller bunnplatekobling slik at vinge og / eller roret kan avvike fra en vertikal stilling, eksempelvis + / - 20 °. Den vertikale forskyvning kan reguleres ved en eller flere ytterligere aktuatorer. In one embodiment of the invention, the wing and/or the rudder comprise a further maneuvering function by making the turning contact point 4,5 traversably movable in the top plate and/or bottom plate connection so that the wing and/or the rudder can deviate from a vertical position, for example + / - 20 °. The vertical displacement can be regulated by one or more additional actuators.

Ved å endre vinkelen til dreie-"aksen " av vinge og / eller ror vil det resulterende løftet også gi et vertikalt løft. Denne vertikale løftekomponent kan brukes til å stabilisere FSU hvis FSU av en eller annen grunn er kommet ut av vannrett posisjon. By changing the angle of the pivot "axis" of the wing and/or rudder, the resulting lift will also provide vertical lift. This vertical lifting component can be used to stabilize the FSU if for some reason the FSU has come out of a horizontal position.

Det vertikale løftet kan også brukes til å endre dybden for hvor FSU opererer. The vertical lift can also be used to change the depth at which the FSU operates.

Hvis det av forskjellige grunner de symmetriske egenskapene er endret kan det også være mulig å feste motvekter på passende steder på FSU for å få FSU til å ligge vannrett når den henger i sitt oppheng. If, for various reasons, the symmetrical properties have changed, it may also be possible to attach counterweights in suitable places on the FSU to make the FSU lie horizontally when it hangs in its suspension.

Som vist på fig. 19A og fig. 20A er det flere måter å montere FSUen 1 i et FSPS system. Ett alternativ er å koble FSUen 1 til luftkanonkabelen 21 gjennom e koblingshus 19, og la den henge i lenker 25 fra flottør som bærer navigasjonsenheten, FCU, som vist i fig. 20A eller til en separat flottør foran flottøren som bærer FCU som avbildet i fig. 19 A. I det siste tilfelle er FSUen 1 valgfritt forbundet med FCU flottøren også med et stag 26 stivere enn kjeden 25. Dette vil bedre manøvrerbarheten. As shown in fig. 19A and fig. 20A there are several ways to mount the FSU 1 in an FSPS system. One alternative is to connect the FSU 1 to the air cannon cable 21 through a connector housing 19, and let it hang in links 25 from the float carrying the navigation unit, FCU, as shown in fig. 20A or to a separate float in front of the float carrying the FCU as depicted in fig. 19 A. In the latter case, the FSU 1 is optionally connected to the FCU float also with a strut 26 stiffer than the chain 25. This will improve maneuverability.

FSU tilbyr flere tilknytningspunkter 15 for kjeder 25 og stag 26. FSU offers several attachment points 15 for chains 25 and struts 26.

The Float Steering and Positioning System, FSPS, beskrevet i fig. 21 viser de viktigste komponentene og funksjonene i oppfinnelsen. I figuren er navigasjons-systemet et DYNAV navigasjonssystem, og antennen 33 som er montert på flottøren 32 vil kontinuerlig gi den nøyaktige posisjonen til FSUen 1. FSUenl kommuniserer med Float Control Unit ( FCU ) enten ved en kabellinje eller via radio. Navigasjonssystemet mottar inndata fra navigasjonsenheten på flottøren 32. Med disse inndata er det mulig for Float Control Unit ( FCU ) å stadig gjøre riktige justeringer til vinge 2 og ror 3 for å holde FSU i riktig posisjon. FCU opereres typisk fra fartøyets kontrollrom eller dekk, selv om det er lett å forestille seg en mer fjern plassering for disse operative ressurser, som kan kommunisere med en operasjonslokasjon via et trådløst medium. The Float Steering and Positioning System, FSPS, described in fig. 21 shows the most important components and functions of the invention. In the figure, the navigation system is a DYNAV navigation system, and the antenna 33 which is mounted on the float 32 will continuously provide the exact position of the FSU 1. The FSUenl communicates with the Float Control Unit (FCU) either by a cable line or via radio. The navigation system receives input from the navigation unit on the float 32. With this input it is possible for the Float Control Unit (FCU) to constantly make correct adjustments to wing 2 and rudder 3 to keep the FSU in the correct position. The FCU is typically operated from the vessel's control room or deck, although it is easy to imagine a more distant location for these operational resources, which can communicate with an operational location via a wireless medium.

FSPS systemet som er nærmere beskrevet i fig. 22 krever et sett av inndata og utdata for å kunne kontrollere de tilkoblede flottørene til ønsket posisjon. The FSPS system, which is described in more detail in fig. 22 requires a set of inputs and outputs to be able to control the connected floats to the desired position.

De ønskede posisjonene til flottørene kan være en forhåndsinnstilt konfigurasjon av spredning med en relativ avstand i henhold til kundens krav. Andre kundespesifiserte posisjonsreferanser kan gjøres i henhold til kundens spesifikasjoner. The desired positions of the floats can be a preset configuration of spread with a relative distance according to the customer's requirements. Other customer-specified position references can be made according to the customer's specifications.

Fløttørposisjoner er tilgjengelig fra DYNAV posisjoneirngssystem og behandles i FCUen ( Float Control Unit). Resultatet av denne behandlingen resulterer i en vinkelinnstilling av roret og vingen. Float door positions are available from the DYNAV positioning system and are processed in the FCU (Float Control Unit). The result of this treatment results in an angular setting of the rudder and wing.

Videre i fig. 22 er FIPU; flottørgrensesnitt og effektenhet (eng.: Float Interface and Power unit), og elektrisk kommunikasjon- og kraftfordelingsmodul. DYNAVen betegner posisjonsmålesystem, mens navigasjonssystemet er et posisjonsreferansesystem. Further in fig. 22 is FIPU; float interface and power unit (eng.: Float Interface and Power unit), and electrical communication and power distribution module. DYNAV stands for position measurement system, while the navigation system is a position reference system.

Et typisk scenario for et sett med flere FSUer som blir trukket av et fartøy og overvåket av FCUen er vist i flottørposisjonskonfigurasjonen på fig. 24.1 utgangspunktet er flottørposisjonene innstilt ved å justere styrbar vinge 2 til en forhåndsinnstilt vinkel valgt for den enkelte flottør. Det laterale løftet til vingen 2 vil normalt være tilstrekkelig for å holde flottøren i den ønskede posisjonen. Hvis posisjonen avviker fra ønsket posisjon, vil roret 3 justeres tilsvarende. Stillingene vil da under normale forhold styres utelukkende av det styrbare ror 3 for å oppnå flottørposisjonen. I tilfelle roret 3 er ikke i stand til å holde posisjon innenfor en toleranse dY, vil vingen 2 justeres til enten å øke eller minske løftet tilsvarende. A typical scenario for a set of multiple FSUs being towed by a vessel and monitored by the FCU is shown in the float position configuration of Fig. 24.1 the float positions are initially set by adjusting steerable wing 2 to a pre-set angle selected for the individual float. The lateral lift of the wing 2 will normally be sufficient to keep the float in the desired position. If the position deviates from the desired position, the rudder 3 will be adjusted accordingly. Under normal conditions, the positions will then be controlled exclusively by the steerable rudder 3 to achieve the float position. In the event that the rudder 3 is unable to maintain position within a tolerance dY, the wing 2 will be adjusted to either increase or decrease the lift accordingly.

Systemet kan også omfatte et sett med elektronikk, som beskrevet i en utførelsesform i fig. 23. Float Steering Unit ( FSU ) 1 omfatter elektronikken, aktuatorer og sensorer for å stille ror 3 og vinge 2 vinkler i henhold til" instillings- verdier" mottatt fra FCU. The system can also comprise a set of electronics, as described in an embodiment in fig. 23. Float Steering Unit (FSU) 1 comprises the electronics, actuators and sensors to set the rudder 3 and wing 2 angles according to "setting values" received from the FCU.

Kommunikasjonen med toppside FCU kan tilveiebringes via en RS485 buss. Lokal kontroll ( manuell) kan tilveiebringes ved hjelp av induktive brytere som opereres ved bruk av en ekstern magnet. Communication with the topside FCU can be provided via an RS485 bus. Local control (manual) can be provided by means of inductive switches operated by the use of an external magnet.

Den elektroniske boksen inneholder et kretskort inkludert to uavhengige motorer for aktuator 6, 7 kontroll og to posisjon-feedback 18 for å måle vinkler på ror 3 og vinge 2. The electronic box contains a circuit board including two independent motors for actuator 6, 7 control and two position feedback 18 to measure angles on rudder 3 and wing 2.

I tilfelle tap av kommunikasjon og / eller strømforsyning, vil FSUen 1 eksempelvis opprettholde vinge 2 posisjonen mens roret 3 vil gå til sin midtstilling. In the event of a loss of communication and/or power supply, the FSU 1 will for example maintain the wing 2 position while the rudder 3 will go to its middle position.

De ulike elementene i FSU er utformet og tilrettelagt for ulike funksjoner og en sentral parameter er robusthet. The various elements in the FSU are designed and arranged for different functions and a central parameter is robustness.

De enkelte deler som inngår i FSU er laget av et vannutholdelig materiale slik som et kompositt plastmateriale, plast, rustfritt stål, aluminium eller annet materiale som oppfyller kravet til belastning og miljø, eller en hvilken som helst kombinasjon av disse materialer. The individual parts included in the FSU are made of a water-resistant material such as a composite plastic material, plastic, stainless steel, aluminum or other material that meets the load and environment requirements, or any combination of these materials.

I én utførelsesform, når det brukes i seismiske undersøkelser, skal FSU motstå trykkrefter som stammer fra luftkanoner avfyrt på nært hold. Vanligvis utøver en 300 kubikktomme luftkanon ca. 500 psi maksimum transienter på 3 meter. Flere luftkanoner kan bli brukt i klynger nær FSUen. In one embodiment, when used in seismic surveys, the FSU must withstand compressive forces originating from air cannons fired at close range. Typically a 300 cubic inch air cannon exerts approx. 500 psi maximum transients at 3 meters. Several air cannons can be used in clusters near the FSU.

Claims

1. Control device for float (1) comprising: a rudder (3) and a wing (2), where the wing and the rudder are rotatably movable around connection points (4, 5) in a top plate (15) and a bottom plate (16).

2. Control device for float (1) as described in claim 1, wherein the vane (2) is mounted in a substantially vertical position on a first side of a center line (20) of the control device (1) and is rotatably movable around bearing connection points (4) on the vane .

3. Control device for float (1) as described in claim 2, where the control device further comprises an actuator (7), the actuator (7) being mounted on the bottom plate (16) and connected to the vane (2) in a position (9) behind the vane's bearing connection points (4), as the wing (2) is mounted between the top plate (15) and the bottom plate (16).

4. A float control device (1) as described in any one of the preceding claims wherein the rudder (3) is mounted in a substantially vertical position on a second side of the center line (20) of the control device (1) and is pivotally movable about bearing connection points (5). on the helm.

5. Control device for float (1) as described in claim 4, where the control device further comprises an actuator (6), the actuator (6) being mounted on the bottom plate (16) and connected to the rudder (3) in a position (8) behind the bearing connection points (5), and that the rudder (5) is mounted between the top plate (15) and the bottom plate (16).

6. Control device for float (1) as described in any of the preceding claims and further comprising a grid (11,12,13) which is mounted to the top plate (15) and the bottom plate (16) in front of the rudder (3) and the wing (2) ).

7. Control device for float (1) as described in any of the preceding claims and further comprising wheels (11) mounted on the bottom plate (16).

8. Control device for float (1) as described in any of the preceding claims and further comprising a clamping device for connecting the control device to a coupling housing (19).

9. Bearing connection point (4) in a wing (2) as described in claim 2, further comprising a first magnet indicating a position of the wing and a sensor for sensing the position of the magnet.

10. Bearing connection point (5) in a rudder (3) as described in claim 4, further comprising a second magnet indicating a position of the rudder, and a sensor for sensing the position of the magnet.

11. System for controlling and positioning a towed float system comprising any number of float control devices (1) as described in claims 1 to 10.

12. System for controlling and positioning a towed float system as described in claim 11 comprehensively a control and monitoring system that is controlled remotely in relation to the individual control devices.

13. System for controlling and positioning a towed float system as described in claim 11 or 12 and further comprising a limit heat unit for electrical communication to and from the control devices.

14. System for controlling and positioning a towed float system as described in claim 13 and further comprising a positioning system (33) which can be connected either by wireless communication or by communication via a communication cable of a control and monitoring system.

15. System for controlling and positioning a towed float system as described in claim 11 and further comprising that the control devices are attached to a float (31,32).

16. Method for controlling marine equipment comprising a control device as described in any of claims 1 to 10.

17. Method for controlling marine equipment, as described in claim 16 and further comprising a system as described in any of claims 11 -14.