NO20131507A1 - Fremgangsmåte og system for geofysiske undersøkelser i marine omgivelser - Google Patents

Abstract

Geofysiske undersøkelser i marine omgivelser. Minst enkelte av de illustrerende utførelsene er fremgangsmåter som innbefatter: feste av en første sensormodul til en sensorkabel som har en ytre hylse eller kappe, hvilken første sensormodul er elektrisk isolert fra en elektrisk leder anordnet inne i den ytre hylse av sensorkabelen; feste av en andre sensormodul til sensorkabelen, hvilken andre sensormodul er elektrisk isolert fra en elektrisk leder anordnet inne i den ytre hylse i sensorkabelen; utlegging av sensorkabelen og sensormodulene på en sjøbunn; kommunikasjon med sensormodulen via den elektriske leder anordnet inne i den ytre hylse; innsamling av geofysiske data ved hjelp av den første og andre sensormodul mens sensorkabelen er på sjøbunnen; og nedlasting av geofysiske data fra den første og den andre sensormodul, til et datamaskinsystem.

Description

Bakgrunn

Geofysisk overvåkning eller undersøkelse er en teknikk der tredimensjonale geofysiske «avbildninger» av tilstanden i en undergrunnsformasjon opptas ved bruk av energi (så som akustisk, elektromagnetisk etc.) som trenger inn i undergrunns-formasjonen. Geofysisk undersøkelse finner sted ikke bare på land, men også i marine omgivelser. Marinbasert geofysisk undersøkelse innebærer betydelige ut-fordringer som ikke møtes ved landbaserte undersøkelsessystemer.

Kort beskrivelse av tegningene

For en detaljbeskrivene av eksempler på utførelser, skal nå vises til de til-hørende tegninger, hvor: Figur 1 viser et perspektivutsnitt av en geofysisk undersøkelse utført i en marin omgivelse og i samsvar med minst enkelte utførelsesformer; Figur 2 viser et perspektivutsnitt av en sensorkabel og tilkoplede sensormoduler, i samsvar med minst enkelte utførelsesformer; Figur 3 viser et sideoppriss, som et delvis utsnitt, av en sensormodul i samsvar med minst enkelte utførelsesformer; Figur 4 viser et blokkskjema over et koplingssystem mellom sensorkabelen og en sensormodul i samsvar med minst enkelte utførelsesformer; Figur 5 viser et blokkskjema over et koplingssystem mellom sensorkabelen og sensormodulen, i samsvar med minst enkelte utførelsesformer her viste; Figur 6 viser et oppriss som et utsnitt av en sensormodul i samsvar med minst enkelte utførelsesformer; Figur 7 viser et blokkskjema over en kontroll/styrekrets i en sensormodul og i samsvar med minst enkelte utførelsesformer; Figur 8 viser et blokkskjema over et eksempel på et system i samsvar med minst enkelte utførelsesformer, og Figur 9 viser en fremgangsmåte i samsvar med minst enkelte utførelses-former.

Benevnelser og terminologi

Visse uttrykk vil her være brukt i beskrivelsen nedenfor og i kravene for å angi bestemte systemkomponenter. Slik en fagmann vil innse, kan forskjellige selskaper ha forskjellig navn på samme komponent. Dette dokument tar ikke sikte på å skille mellom enkelte komponenter som bare er forskjellige i benevnelse, men ikke i funksjon.

I den gjennomgåelse som følger nedenfor og i kravene, vil uttrykkene «å innbefatte» og «å omfatte» brukes på en ikke nærmere fastsatt måte, og bør derfor tolkes som i betydningen «innbefattet, men ikke begrenset til...». Også uttrykket «å kople» eller «kopler» er ment å bety enten en indirekte eller en direkte forbindelse. Således vil det, når en første innretning er koplet til en andre innretning, bety at denne kopling eller forbindelse kan være utført via en direkte forbindelse eller via en indirekte forbindelse via andre innretninger og forbindelser.

«Frigjørbart koplet» vil her bety at en første innretning er mekanisk koplet til en andre innretning på slik måte at den første innretning mekanisk kan frigjøres fra den andre innretning uten skade eller uten å måtte demontere noen av disse innretninger eller innretninger anordnet mellom dem. Innretninger som er koplet slik at en frigjøring eller fråkopling krever avkutting, bryting, deformasjon, ødeleggelse eller demontering, vil her ikke betraktes å være frigjørbart koplet.

«Marine omgivelser» vil her bety undervannsbeliggenhet uavhengig av vannets saltinnhold. Således vil også et sted under vann i en vannmasse av ferskvann også betraktes å være en marin omgivelse.

«Sjøbunn» vil her bety grensen mellom en vannmasse og den underliggende bunn i form av et sediment eller en bergmasse. Uttrykket sjøbunn skal ikke innebære noe vedrørende vannets saltinnhold, og således vil også grenseflatene mellom en vannmasse av ferskvann og det underliggende sediment eller en sjøbunn av bergmasse inngå i uttrykket sjøbunn.

«På sjøbunnen» betyr enten i direkte kontakt med, eller ikke høyere oppe enn 15-16 m over sjøbunnen.

«Overflate» i forbindelse med toppen av en vannmasse, vil her bety enhver posisjon 30-35 m under gjennomsnittlig nivå på sjøoverflaten og over.

Detaljert beskrivelse

Den gjennomgang som følger er rettet mot forskjellige utførelser av oppfinnelsen. Selv om én eller flere av disse utførelser kan være å foretrekke, vil ut-førelsene som er presentert ikke måtte tolkes, eller på annen måte brukes som begrensende for omfanget av det som rommes i kravene. I tillegg, vil en fagperson måtte forstå at beskrivelsen nedenfor har bred anvendelse, og gjennomgåelsen av en hvilken som helst utførelsesform er bare ment å være et eksempel på denne utførelsesform og ikke ment å antyde at rammen for beskrivelsen eller kravene er begrenset til den beskrevne utførelsesformen.

Forskjellige typiske eller eksemplifiserte systemer og fremgangsmåter er rettet mot geofysisk overvåking i marine omgivelser der sensorene som brukes for den geofysiske overvåking (så som geofoner, hydrofoner, akselerometre, elektroder, magnetometre), er stasjonære og anordnet på eller nær sjøbunnen. Mer særskilt, vil i det minste enkelte av de forskjellige utførelsesformer være systemer der en avstand mellom sensorene langs en sensorkabel kan velges før utleggingen. Beskrivelsen vender seg først mot illustrative systemer for å orientere leseren, og deretter til spesifikke løsninger når det gjelder installasjon og bruk av de gjennomgåtte eksempler på systemer.

Figur 1 viser et perspektivutsnitt av en del av en marin omgivelse, hvor det vises utleggingen av sensorer for en marinebasert geofysisk undersøkelse eller overvåking. Særskilt viser figur 1 vannoverflaten 100.1 en avstand D under vannoverflaten 100 ligger sjøbunnen 102, og under sjøbunnen 102 ligger en undergrunnsformasjon av interesse, i eksemplet et hydrokarbonreservoar 104. I enkelte områder vil den nøyaktige dybde av sjøbunnen 102 være lett utskillbar, så som på steder der sjøbunnen er fastlagt av et bergsjikt. På andre steder, kan sjøbunnen 102 måtte fastlegges i et lag av silt, sand, slam og/eller organisk materiale som har en økende tetthet med økende dybde, startende fra en tetthet som tilnærmet er den samme som det omgivende vann. Således vil den nøyaktige dybde der sjøbunnen 102 begynner, være vanskeligere å fastlegge i enkelte tilfeller.

I eksemplet på omgivelsen vist på figur 1 ligger et stasjonært fartøy 106, illustrert som en båt. Det stasjonære fartøy 106, kan i eksemplet være holdt på plass ved hjelp av ett eller flere ankere (ikke særskilt vist), eller det stasjonære fartøy 106 kan være dynamisk posisjonert for å holde seg på plass et bestemt sted. Kommunikativt koplet til et datamaskinsystem på det stasjonære fartøy 106, er vist en sensorkabel 108 som strekker seg fra det stasjonære fartøy 106 til sjøbunnen 102. I andre eksempler på systemer, kan det stasjonære fartøy være en bøye som er koplet til sensorkabelen 108, og dessuten kommunikativt koplet til landbaserte data-maskinsystemer (så som kommunikativt koplet til via satellitt eller til en trådløs overføring fra punkt til punkt). Sensorkabelen 108 omfatter flere sensormoduler (så som sensormodulene 110) som er tilordnet sensorene egnet for geofysisk undersøkelse, så som hydrofoner, geofoner, akselerometre, elektroder og/eller magnetometre.

For å kunne legge ut sensorkabelen 108 (og sensormodulen 110) på sjø-bunnen 102, kan et arbeidsfartøy 112 holde sensorkabelen på en utlegger 114, som på tegningen er indikert som en trommelkonstruksjon hvor sensorkabelen 108 kan kveiles opp. Arbeidsfartøyet 112 kan seile bort fra det stasjonære fartøyet 106 mens det samtidig mater ut sensorkabelen 108 fra utleggeren 114, og med sensorkabelen 108 til sist ført ned til å bli liggende på sjøbunnen. Systemet på figur 1 viser som et eksempel hvordan sensorkabelen 108 strekker seg i rett linje fra det stasjonære fartøy 106, men dette er bare et eksempel, og arbeidsfartøyet 112 kan i stedet legge ut sensorkabelen i et hvilket som helst egnet mønster i forhold til lokaliseringen av det stasjonære fartøy 106. Ved presis måling av posisjon og hastighet av arbeidsfartøyet, og dessuten kjennskap til avstanden mellom sensormodulene og vanndybden, vil posisjoneringen av hver sensormodul kunne bestemmes nøyaktig. I nok andre eksempler på systemer, kan sensorkabelen 108 legges ut ved hjelp av et fjernstyrt fartøy (ROV) eller fra en egenstyrt farkost (AOV) som utfører utleggingen av sensorkabelen 108, og står i forbindelse med de enkelte sensormoduler 110.

Uavhengig av den nøyaktige utleggingsmekanisme, og når sensorkabelen 108 (og i enkelte tilfeller andre sensorkabler som ikke spesielt er vist) er lagt ut mot sjøbunnen 112, kan en geofysisk undersøkelse eller overvåking finne sted ved å frigi energi (så som ved hjelp av en luftkanon, en vibrator, en antenne eller en magnet-spole) nede i vannet. Måling av signaler som vender tilbake til sensormodulene etter refleksjon fra ett eller flere karakteristiske steder under sjøbunnen, registreres i sensormodulene 110, så som refleksjoner av den akustiske eller elektromagnetiske energi eller fra det hydrokarbonførende reservoar 104. Etter at den geofysiske undersøkelse er fullført eller komplett, kan sensorkabelen 108 i dette eksempel tas opp, enten ved bruk av arbeidsfartøyet 114 eller det stasjonære fartøyet 106. Systemet vist på figur 1 er bare et eksempel for å orientere leseren. Mange variasjoner som gjelder utleggingen av én eller flere sensorkabler ned til sjøbunnen vil være mulige, og således skal ikke eksemplet på et system og vist på figur 1, leses slik at det begrenser mulige utleggingssenarioer til bare å gjelde det viste system-eksempel.

Det foreligger et stort antall parametere tilordnet geofysiske overvåkinger og som kan velges og/eller tilpasses for en hvilken som helst særskilt situasjon. Som et eksempel, kan den fysiske posisjon hvor energien frigis, velges for å oppnå bestemte mål for den geofysiske undersøkelse. Styrken av den frigitte energi, kan justeres (så som at styrken av den frigitte energi kan innstilles som en funksjon av dybden ned til den hydrokarbonførende formasjon 104 under sjøbunnen 102). Mønsteret for sensorkabelen 108 langs sjøbunnen 102 kan tilpasses for å møte bestemte behov i undersøkelsen (så som et utvidet mønster for undersøkelser over et større område, og et tett mønster for å bestemme særskilte egenskaper i forbindelse med et kjent hydrokarbonreservoar). Videre vil dessuten avstanden «S» mellom sensormodulene kunne velges slik at man oppnår visse mål (så som overvåkinger av grunne hydrokarbonreservoarer som trenger små avstander, mens overvåkinger av dype hydrokarbonreservoarer kan bruke utvidede avstander).

I den relaterte teknikkens stilling vil avstanden mellom sensormodulene kunne styres og kontrolleres via sensorkabelen. Dette betyr at man i slik relatert teknikks stilling, kan dele den komplette sensorkabel opp i flere sensorkabeldeler, der hver sensorkabeldel har en kontakt i hver ende. En kontakt betyr i denne forbindelse en elektrisk og/eller optisk koplingsinnretning konfigurert for bruk i marine omgivelser. En komplett sensorkabel vil være bygget opp ved å kople sensormoduler i rekke mellom sensorkabeldeler ved hjelp av kontakter. Således kan den komplette sensorkabel bygges opp ett stykke av gangen, med avstanden mellom de enkelte moduler bestemt av lengden av sensorkabeldelene.

Sensorkabler innenfor den relaterte kjente teknikk, har begrensninger og/eller mangler. Dersom det er ønsket en forskjellig avstand mellom sensormodulene, brukes en helt forskjellig sensorkabel (med kortere eller lengre lengder av sensorkabeldelene). Videre representerer hver kontakt en diskontinuitet i den ytre hylse av sensorkabelen, hvor vann kan trenge inn og mekanisk svikt lettere vil kunne finne sted. Videre kan sensormodulene selv, ved å kople sammen sensormoduler og sensorkabeldeler i rekke, ta opp mekanisk belastning (så som strekk) under utleggingen og inntrekkingen.

Problemene ovenfor vil i det minste delvis være overkommet i et system der sensormodulene kan være koplet til en sensorkabel ved et hvilket som helst sted langs en utvidet aksial lengde av sensorkabelen, uten at det trengs diskontinuiteter i den ytre hylse av sensorkabelen. Dette innebærer at sensormodulene koples til sensorkabelen uten bruk av kontakter. Figur 2 viser i perspektiv en del av et geofysisk system 200 i samsvar med minst enkelte utførelsesformer. Særskilt viser figur 2 en sensorkabel 108, så vel som to sensormoduler 204 og 206. Sensormodulen 204 er vist fullstendig koplet til sensorkabelen 108, mens sensormodulen 206 er vist delvis koplet til sensorkabelen 108 for å vise et eksempel på et slikt system.

Sensorkabelen 108 omfatter en langstrakt ytre kappe eller hylse 208. I eksemplet kan denne ytre hylse 208 anta en hvilken som helst egnet form. I et eksempel på et slikt system, kan den langstrakte ytre hylse 208 være fleksibel og dannet av polyuretan, men andre vanntette polymere og ikke-magnetiske materialer kan også brukes. Den ytre hylse 208 fastlegger en sentral akse 210 langs lengde-retningen av den ytre hylsen. I enkelte eksempler på systemer, kan sensorkabelen 108 ha en lengde på flere kilometer, og således kan den ytre hylse 208 ha en tilsvarende lengde. Den ytre hylse 208 fastlegger et innvendig volum 212.1 dette innvendige volum 208 ligger én eller flere ledere, og eksempler på systemer kan omfatte to elektriske ledere 214 og 216. Som illustrert, kan de elektriske ledere være anordnet på motsatte sider av det innvendige volum 212, men en slik plassering er egentlig ikke strengt nødvendig. Andre anordninger og/eller komponenter kan likeledes ha sin plass inne i det innvendige volum (så som styrkeelementer) så vel som anordninger for å muliggjøre en relativ posisjonering av de elektriske ledere 214 og 216, men de ytterligere anordninger er ikke vist på figur 2, for ikke unødvendig å komplisere tegningen. Den ytre hylse fastlegger også en ytterdiameter (OD), og hvor ytterdiameteren er den samme, ikke bare ved de steder der eksemplet på sensormodulene 204 og 206 er koplet, men også mellom sensormodulene og utenfor.

I tillegg til de elektriske ledere 214 og 216 (og eventuelle styrkeelementer), kan det innvendige volum 212 være fylt med en i alt vesentlig ikke-sammenpressbar substans slik at sensorkabelen 108 beholder sin form ved dybder innenfor de marine omgivelser. I eksempler på systemer, kan det innvendige volum 212 være fylt med en vann- eller petroleumbasert væske, eller en vann- eller petroleumbasert gel. I den utstrekning sensorkabelen skal legges ut på sjøbunnen, kan sensorkabelen 108 ha negativ oppdrift, og substansen i det innvendige volum 212 kan velges slik at det oppnås en særskilt oppdrift.

Idet det vises til figur 2 fortsatt, fremgår at sensormodulen 204 er koplet til sensorkabelen 108, og særskilt koplet slik at sensormodulen 204 butter imot og omslutter den ytre hylse 208 eller kappe. Eksemplet på en sensormodul 204 omfatter en bunndel 220 og en lokkdel 222.1 enkelte tilfeller, kan lokkdelen være koplet til bunndelen ved hjelp av et hengsel (ikke vist på figur 2) på den ene side og kan være koplet til bunndelen 220 via en lås 224 anordnet motsatt hengselet. Det er inne i bunndelen 220 de enkelte innretninger ligger, så som sensoren og en kontroll/styrekrets koplet til sensoren (gjennomgått videre nedenfor).

Sensormodulen 206 kan ha en tilsvarende utforming og konstruksjon som sensormodulen 204. I skissen som figur 2 utgjør, er imidlertid modulen 206 vist i en konfigurasjon der bunndelen 226 butter imot den ytre hylse 208, men der lokkdelen 228 er i åpen konfigurasjon. Mekanisk kopling av en sensormodul (så som sensormodulen 206), kan således innebære åpning av lokkdelen 228 i forhold til bunndelen 226. I den åpne konfigurasjon, kan imidlertid bunndelen 226 (eller alternativt lokkdelen 228) være anordnet med butting eller anlegg mot den ytre hylse 208 eller kappe. Når så sensormodulen er på ønsket aksialt sted, kan lokkdelen 228 lukkes og låsen 230 låses til bunndelen 226. Det skal her bemerkes at selv om låsen 230 er vist koplet til lokkdelen, vil låsen 230 også kunne være koplet til bunndelen, eller låsen kan omfatte flere komponenter fordelt over lokkdelen 228 og bunndelen 226. Videre, kan flerenhets- eller multippellåser brukes.

I samsvar med eksempler på systemer, kan en sensormodul være anordnet på i alt vesentlig en hvilken som helst posisjon langs sensorkabelen 108. I den del eller seksjon av sensorkabelen som er vist på figur 2, vil for eksempel sensor-modmodulene kunne være anordnet ved et hvilket som helst sted, og således kan avstanden S være satt eller innstilt til å passe til en hvilken som helst særskilt geofysisk overvåking eller undersøkelse, uten behov for å gjelde en forskjellig sensorkabel 108. Videre kan den ytre hylse 208 være sammenhengende over lange strekninger i aksialretningen (på annen måte fastsatt ved at flere sensormoduler kan være anordnet over en sammenhengende lengde av den ytre hylse), og derved elimineres behovet for kontakter. Videre er det slik at i den utstrekning aksiale krefter overføres langs sensorkabelen 108 (under utlegging, under opptrekking), vil disse aksiale krefter ikke opptas av sensormodulene, hvilket kan gjøre konstruksjonen og utformingen av sensormodulene rimeligere og billigere enn sensormoduler som må kunne oppta aksial belastning pådratt på sensorkabelen.

Figur 3 viser et sideoppriss av to separate sensormoduler i samsvar med ytterligere eksempler på systemer. Særskilt omfatter den sensormodul 300 som er vist til venstre en bunndel 302 og lokkdelen 304, der lokkdelen 304 er vist koplet til bunndelen 302 via et hengsel 303.1 enkelte situasjoner, kan bunndelen 302 og lokkdelen 304 også angis som et koplingselement. Lokkdelen 304 og bunndelen 302 avgrenser en passasje 306 gjennom sensormodulen, der denne passasje 306 avgrenser en innerdiameter konfigurert for å ligge an mot og omskrive ytterdiameteren av en sensorkabel (ikke vist på figur 3). Bunndelen 302 og lokkdelen 304 kan være laget av et hvilket som helst egnet materiale, så som et plastmateriale, metall-materialer og kombinasjoner. I samsvar med eksempler på systemer, avgrenser bunndelen 302 et innvendig volum 308 (delvis vist i utsnitt) innenfor hvilke forskjellige elektriske komponenter kan være anordnet, idet disse elektriske komponenter vil bli omtalt nærmere nedenfor.

Sensormodulen 310 på høyre side på figur 3, viser at lokkdelen i andre eksempler på systemer, i stedet for at denne lokkdel 312 er hengslet til bunndelen 314, kan være helt frigjørbar fra bunndelen 314. I disse eksempler på systemer, kan låsene 316 og 318 på motsatte sider av lokkdelen 312, på motsatte sider av bunndelen 314, eller begge, brukes til å kople sensormodulen til sensorkabelen ved den ønskede aksiale posisjon langs sensorkabelen 108.

Beskrivelsen vender seg nå mot en gjennomgåelse av den kommunikative kopling mellom sensormodulene (så som 110, 204, 206, 300, 310) og de elektriske ledere (så som 214, 216) inne i sensorkabelen 108.1 de enkelte eksempler på systemer, kan sensormodulene være anordnet ved i alt vesentlig en hvilken som helst posisjon langs sensorkabelen 108, og som beskrevet, kan den ytre hylse 208 eller kappe være sammenhengende i områdene der sensormodulene er forbundet. I disse eksempler på systemer, kan således kontroll/styrekretsene og sensorene inne i sensormodulene være elektrisk isolert fra de elektriske ledere som er anordnet in den ytre hylse 208 av sensorkabelen 108. Ikke desto mindre er kontroll/styre-kretsene kommunikativt koplet til én eller flere av de elektriske ledere. Nærmere bestemt vil hver kontroll/styrekrets i eksemplene på systemer og innenfor hver sensormodul kunne være induktivt koplet til den ene eller flere av de elektriske ledere 214 og 216 inne i den ytre hylse 208 eller kappe, slik at kontroll/styrekretsen kan motta kommunikasjon fra et datamaskinsystem som har kommando over den geofysiske undersøkelse.

Figur 4 viser et blokkskjema for de elektriske forbindelser i et eksempel på et system som omfatter en sensormodul som kommunikativt er koplet til en sensorkabel. Særskilt viser figur 4 et system 400 som omfatter en datamaskin 402 på overflaten og kommunikativt koplet til de elektriske ledere 214 og 216 tilhørende en sensorkabel 108. Til tross for det faktum at figur 4 er et blokkskjema for elektrisk forbindelse, er den ytre hylse 208 eller kappe av sensorkabelen 208 vist med stiplede linjer for å formidle visse konsepter. Således ligger de elektriske ledere 214 og 216 inne i den ytre hylse 208, og er elektrisk koplet til datamaskinen 402 på overflaten. Figur 4 viser også forskjellige komponenter tilordnet et eksempel på en sensormodul. Særskilt viser figur 4 en kontroll/styrekrets 404 koplet til sensoren 406. Sensoren 406 er én eller flere sensorer som er egnet for bruk innen geofysisk undersøkelse. I et eksempel på et system, er sensoren 406 en hydrofon som registrerer akustisk energi som faller inn på sensoren. I et annet eksempel på et system, er sensoren 406 en geofon som registrerer bevegelse (forskyvning) tilordnet akustisk energi som faller inn på sensoren. I nok et ytterligere eksempel på systemer, kan sensoren 406 være ett eller flere akselerometre (det vil si et treakset akselerometer) hvis sensor(er) registrerer akselerasjon tilordnet akustisk energi som faller inn på sensoren(e). I andre eksempler på systemer, kan sensoren 406 være en elektrode eller et magnetometer som registrerer elektromagnetisk feltamplitude og/eller fase innfallende på sensoren. I nok andre tilfeller, kan en kombinasjon av to eller flere forskjellige typer sensorer være innbefattet i sensoren 406.

Den ene eller hver sensor 406 er kommunikativt koplet til kontroll/styrekretsen 404. I eksemplet på systemer, leser kontroll/styrekretsen 404, ut fra kommando fra datamaskinen 402 på overflaten, data som dannes av sensoren 406 og lagrer disse data for senere nedlasting. Kontroll/styrekretsen 404 kan også avbryte datainn-samlingen ut fra en kommando fra datamaskinen 402 på overflaten, og videre kan kontroll/styrekretsen sende deler av disse data eller samtlige data til datamaskinen på overflaten via sensorkabelen 108. Kontroll/styrekretsen 404 kan for eksempel

(gjennomgått i nærmere detalj nedenfor) lagre de data som er samlet opp av sensoren 406 for nedlasting til datamaskinen 402 på overflaten (eller et eventuelt annet datamaskinsystem) når sensormodulen, i hvilken kontroll/styrekretsen 404 er anordnet, er tatt opp til overflaten. Imidlertid vil mindre mengder av disse data (enkelte ganger kalt kvalitetskontrolldata (QC)) sendes opp til datamaskinen 402 på overflaten fra kontroll/styrekretsen 404 under tidsperioder når sensormodulen er i posisjon på sjøbunnen.

I de enkelte eksempler på systemer, kommuniserer kontroll/styrekretsen 404 med datamaskinen 402 på overflaten via den ene eller flere elektriske ledere anordnet inne i sensorkabelen 108. Nærmere bestemt er kontroll/styrekretsen 404 og datamaskinsystemet 402 i eksempler på systemer kommunikativt koplet til tross for det faktum at kontroll/styrekretsen 404 er elektrisk isolert fra de elektriske ledere 214 og 216 via i det minste den ytre hylse 208 eller kappe, den ytre omslutning av bunndelen, og i mange tilfeller den isolasjon som dekker de elektriske ledere 214 og 216 selv. I systemet på figur 4, er kontroll/styrekretsen koplet til en elektrisk leder 410 som er anordnet inne i bunndelen i sensormodulen og anordnet på slik måte at denne elektriske leder 410 strekker seg parallelt med i det minste én av de øvrige elektriske ledere. Som illustrert, vil i enkelte tilfeller den elektriske leder 410 være anordnet slik at den strekker seg parallelt med både den elektriske leder 214 og den elektriske leder 216. Den kommunikative kopling i eksemplet på systemer, vil være et induktivt koplingssystem.

Induktiv kopling er, i det minste delvis, basert på magnetfelt som omgir en leder ved tilstedeværelse av elektrisk strøm som går i lederen. Særskilt, og idet man betrakter tradisjonell elektrisk strøm (det vil si hullstrøm, mens den aktuelle elektron-strøm går i motsatt retning), vil et magnetfelt etableres rundt en elektrisk leder og være kjennetegnet ut fra «høyrehåndsregelen» (der tommelen angir retningen av strømmen, mens de øvrige fingrenes bevegelse når hånden går fra åpen stilling til lukket stilling representerer retningen av det magnetiske felt). Således vil den elektriske strøm i lederen 410, i den retning som er indikert med pilen 412, frem-bringe et magnetfelt. Magnetfeltet som frembringes av den elektriske strøm strekker seg utover fra lederen 410. I de enkelte utførelsesformer er den elektriske leder 410 anordnet inne i sensormodulen slik at lederen er fysisk nær (det vil si innenfor 5 cm, og i enkelte tilfeller innenfor 2 cm) en elektrisk leder inne i sensorkabelen 108. Nærheten av den elektriske leder 410 til en elektrisk leder inne i sensorkabelen 108, gjør det mulig for det magnetiske felt som etableres som følge av strømmen i lederen 410 til i det minste delvis å omslutte den del av den elektriske leder inne i sensorkabelen 108 som strekker seg parallelt med lederen 410.1 eksemplet på et system, og vist på figur 4, strekker en del 414 av den elektriske leder 216 seg parallelt med den tilsvarende del av den elektriske leder 410, og således vil det magnetfelt som etableres av den elektriske strøm i lederen 410 i det minste delvis omslutte delen 414 av den elektriske leder 216.

Et andre aspekt ved den induktive kopling, kan omfatte det fenomen at elektrisk strøm kan induseres i en elektrisk leder når den elektriske leder utsettes for et tidsvarierende magnetisk felt. Følgelig vil det i samsvar med eksemplet på systemer, finne sted en kommunikativ kopling fra kontroll/styrekretsen 404 til datamaskinen 402 på overflaten ved etableringen av en tidsvarierende elektrisk strøm i den elektriske leder 410. Den tidsvarierende elektriske strøm som går i lederen vil således etablere et tidsvarierende magnetfelt rundt denne leder, og siden delen 414 av den elektriske leder 216 er utsatt for det tidsvarierende magnetfelt, vil elektriske strømmer induseres i den elektriske leder 216 proporsjonale med strømflyten i lederen 410. Det motsatte vil også foregå. Dette betyr at kommunikativ kopling fra datamaskinen 402 på overflaten til kontroll/styrekretsen 404, kan finne sted ved etableringen av tidsvarierende elektrisk strøm i den elektriske leder 216, slik at det dannes et tidsvarierende magnetfelt rundt lederen. Siden den elektriske leder 410 er utsatt for det tidsvarierende magnetfelt, induseres elektriske strømmer i den elektriske leder 410 proporsjonale med strømflyten i lederen 216. Således kan toveis kommunikasjon finne sted mellom datamaskinen 402 på overflaten og kontroll/styre-kretsen 404, til tross for det faktum at kontroll/styrekretsen 404 og datamaskinsystemet 402 er elektrisk isolert fra hverandre.

Eksemplet på et system vist på figur 4, illustrerer det som kan kalles et differensialt signaleringssystem. Dette innebærer at den tidsvarierende elektriske strøm (så som den elektriske strøm som er illustrert ved pilen 412) i den elektriske leder 410 induserer en tilsvarende strøm i delen 414 av den elektriske leder 216. Siden samme strøm går i både den elektriske leder 410 nær delen 416 av den elektriske leder 214, vil en motsatt strøm induseres i den elektriske leder 214. Således vil kommunikative signaler fra kontroll/styrekretsen 404 til datamaskinsystemet 402 på overflaten, kunne detekteres ved å registrere forskjeller i strøm og/eller spenninger mellom de elektriske ledere 214 og 216. Likeledes vil kommunikative signaler fra datamaskinen 402 på overflaten til kontroll/styrekretsen 404, kunne sendes ved indusering av forskjellige strømmer og/eller spenninger mellom de elektriske ledere 214 og 216. Bruk av differensiell signalering vil imidlertid bare være et eksempel, og andre systemer er mulige.

Figur 5 viser et blokkskjema over et alternativt system for kommunikativ elektrisk kopling mellom kontroll/styrekretsen 404 og de elektriske ledere 214 og

216. Særskilt omfatter systemet 500 på figur 5 kontroll/styrekretsen 404, en elektrisk leder 502 (som er ført parallelt med og nær den elektriske leder 216), så vel som en elektrisk leder 504 (som er ført parallelt med og nær den elektriske leder 214). I dette eksempel på et system, kan således kontroll/styrekretsen 404 sende og motta datakommunikasjon via den elektriske leder 216 ved bruk av induktiv kopling, og likeledes sende og motta datakommunikasjon via den elektriske leder 214 på basis av induktiv kopling. Kommunikasjonene via den elektriske leder 214 behøver ikke være de samme som, eller i det hele tatt være relatert til, kommunikasjonene via den elektriske leder 216. Som et eksempel, kan kontroll/styrekretsen sende meldinger til datamaskinen på overflaten (ikke vist på figur 5) via den induktive kopling ved bruk av den elektriske leder 216, og kontroll/styrekretsen kan motta meldinger fra datamaskinen på overflaten via den induktive kopling ved bruk av den elektriske leder 214. Videre kan det være slik at selv om sensorkabelen har to (eller flere) elektriske ledere, vil det ikke være strengt nødvendig at kontroll/styrekretsen 404 er kommunikativt koplet til samtlige ledere i sensorkabelen. Som et eksempel, kan en sensormodul være anordnet og bygget opp til å være kommunikativt koplet til bare én enkelt (eller et mindre undersett av) den eller de elektriske ledere inne i sensorkabelen, slik at én enkelt eller dedikerte grupper av sensormoduler blir viet til særskilte kommunikasjonssignalveier inne i sensorkabelen.

Vender vi tilbake til figur 4, fremgår at enkelte eksempler på systemer som har den elektriske leder 410 anordnet parallelt med en del av én eller flere elektriske ledere inne i sensorkabelen 108, kan være tilstrekkelige til å etablere kommunikativ kopling mellom kontroll/styrekretsen 404 og datamaskinsystemet 402 på overflaten. For imidlertid å kunne øke koplingsvirkningsgraden mellom de elektriske ledere i sensormodulen og de elektriske ledere i sensorkabelen 108, kan den elektriske leder 410 i andre eksempler på systemer, være tilordnet ett eller flere sett av magnetisk materiale. På figur 4 er vist at systemet 400 omfatter et magnetisk materiale 420 tilordnet den elektriske leder 410 og en del 414 av den elektriske leder 216, og systemet 400 kan også omfatte et magnetisk materiale 422 tilordnet den elektriske leder 410 og delen 416 av den elektriske leder 214. Settene av magnetisk materiale, kan være av et hvilket som helst lavreluktansmateriale som er aktuelt tilgjengelig (så som stabler av tynne plater eller strimler av metallmateriale, slik som brukt i statorer i elektriske motorer) eller utviklet senere.

I ikke-magnetiske medier (så som luft, plast, det frie rom), vil magnetfeltet som er tilordnet en elektrisk strøm i den elektriske leder 410, strekke seg utover en viss avstand fra den elektriske leder 410 (som en funksjon av feltstyrken). Ved tilstedeværelse av et magnetisk materiale, vil imidlertid magnetfeltet søke å konsentreres til hovedsakelig å følge dette magnetiske materialet (igjen som en funksjon av feltstyrken). I eksemplet på system og vist på figur 4, og med referanse til det magnetiske materialet 420 for å illustrere dette, vil den elektriske leder 410 være anordnet slik at det magnetiske materialet 420 blir anordnet rundt lederen 410. I enkelte eksempler på systemer, kan den elektriske leder være ført gjennom en åpning i det magnetiske materialet 420. Naturligvis kan det magnetiske materialet 420 være avgrenset til det ytre deksel eller lignende på sensormodulen (i dette tilfelle bunndelen). I områder der det magnetiske materialet foreligger, vil magnetfeltet som etableres av den elektriske strøm i den elektriske leder 410, ha tendens til å være samlet inne i det magnetiske materialet, men vil følge en utvidet vei i områder som mangler dette magnetiske materialet (så som i retning av delen 414 av den elektriske leder 216). Det magnetiske materialet vil således søke å fokusere eller dirigere magnetfeltet mot delen 414 av den elektriske leder 216. Fokuseringen eller rettingen av det magnetiske felt, øker den induktive kopling mellom lederen 410 og delen 414 av lederen 216. Den fokuserende virkning av det magnetiske materialet 420, vil likeledes foreligge i datakommunikasjoner fra datamaskinsystemet 402 på overflaten langs de elektriske ledere inne i sensorkabelen 108.

Figur 6 viser et tverrsnitt i form av et oppriss, av sensorkabelen og en sensormodul, idet snittet hovedsakelig er tatt langs linjene 6-6 på figur 2. Særskilt viser figur 6 eksempler på en sensormodul 204 som omfatter bunndelen 220 og lokkdelen 222.

I eksemplet på en sensormodul, er lokkdelen 222 koplet til bunndelen 220 via et hengselelement 600 (der dreieaksen om hengselelementet 600 står normalt på tegneplanet). Bunndelen 220 avgrenser et innvendig volum 602. Inne i dette innvendige volum 602 ligger kontroll/styrekretsen 404, sensoren 406, og den elektriske leder 410. På figur 6 er også vist tverrsnitt av de magnetiske materialer 420 og 422 anordnet i det innvendige volum 602.1 eksemplet på system, strekker den elektriske leder 410 seg gjennom åpninger i de magnetiske materialer 420 og 422, så som en åpning 604 tilordnet det magnetiske materialet 422. Som gjennomgått ovenfor, tjener de magnetiske materialer 420 og 422 til å fokusere de magnetfelt som etableres av den elektriske leder 410, mot de respektive elektriske ledere 216 og 214. Likeledes fokuserer de magnetiske materialer 420 og 422 magnetfelt etablert av lederne 214 og 216, mot den elektriske leder 410.

Beskrivelsen vender seg nå mot et eksempel på et elektrisk system som kan implementeres inne i en sensormodul. Figur 7 viser et blokkskjema over strøm- og signalføringen i en kontroll/styrekrets tilhørende en sensormodul og i samsvar med i det minste noen utførelsesformer. Særskilt viser figur 7 at man i eksempler på systemer kan ha en kontroll/styrekrets 404 delt opp logisk i en kommunikasjons modul 700, en strømforsyningsmodul 740, et datamaskinsystem 702 og et batteri 704. Hvert enkelt av disse elementer vil gjennomgås etter tur, idet det startes med batteriet 704.

Batteriet 704 kan være et hvilket som helst egnet oppladbart batteri, eller et tilsvarende batterisystem innrettet for å kunne gi driftsenergi til de øvrige komponenter i kontroll/styrekretsen 404, så vel som å sørge for strømforsyning til den ene eller flere sensorer (idet sensorene ikke særskilt er vist på figur 7). I enkelte tilfeller, kan batteriet 704 gi strøm til de enkelte elektriske komponenter for utvidet driftstid (så som en måned eller mer) over perioder når en sensormodul holdes ved sjø-bunnen. Dette betyr at i tilfeller der ikke noen elektrisk kraft kan tilføres via sensorkabelen 108, tjener batteriet 704 som driftskilde for flere geofysiske under-søkelser som kan strekke seg over dager eller uker. I andre tilfeller kan batteriet 704 lades ved kraft som trekkes ut fra sensorkabelen, slik det er illustrert ved den elektriske forbindelse 706 mellom kraftforsyningsmodulen 740 og batteriet 704. De enkelte elektriske forbindelser mellom batteriet 704 og de øvrige kontroll/styrekrets-anordninger 404 som trekker driftsenergi fra batteriet 704, er ikke vist, for ikke unødvendig å komplisere tegningen.

Eksemplet på en kontroll/styrekrets 404 omfatter videre kommunikasjonsmodulen 700. Som navnet tilsier, kan denne kommunikasjonsmodul 700 være som et grensesnitt mellom datamaskinsystemet 702 og de elektriske ledere i sensorkabelen, over hvilke meldinger utveksles med datamaskinen på overflaten. I eksemplet på system og ved å ta i betraktning de første meldinger som mottas av kontroll/styrekretsen via den elektriske leder 410, vil denne elektriske leder 410 typisk være koplet til et høypassfilter 710. Dette høypassfilter kan filtrere ut mer lavfrekvente signaler (så som de signaler som brukes til å lade batteriet, gjennomgått nærmere nedenfor). Høypassfilteret 710 kan ta i bruk andre elektriske hjelpemidler, så som impedanstilpasning og signalforsterkning. Det resulterende signal fra høy-passfilteret 710 er koplet til en kommunikasjonskrets 712. Kommunikasjonskretsen 712 utfører demodulasjon og/eller dekoding av de signaler som mottas via sensorkabelen 108. Den presise innvendige elektriske oppbygging av kommunikasjonsmodulen vil være avhengig av typen modulasjon og kommunikasjonssystem som er implementert via sensorkabelen. I enkelte systemer, vil for eksempel modulasjons-systemet kunne være en amplitudeendringsnøkling satt i system, der binære tilstander kodes inn i forskjellige amplituder av bærefrekvensen (så som: av som den ene tilstand og: på som den andre tilstand). I nok andre tilfeller, kan modulasjons-systemet være et frekvensforskyvningsnøklingssystem, der binære tilstander kodes inn i forskjellige frekvenser (så som ved at en første frekvens representerer en første binær tilstand, mens en andre frekvens representerer en andre binær tilstand). Videre kan eksempler på systemer bruke kvadraturamplitudemodulasjon (QAM) der de elektriske ledere i sensorkabelen samtidig fører signaler ved forskjellig frekvens, og der forskjellige mulige tilstander er kodet inn i relasjonen mellom de to samtidig førte signaler. Uavhengig av hvilket modulasjonssystem som brukes, vil meldinger som sendes fra datamaskinen på overflaten til sensormodulen bli demodulert og dekodet ved hjelp av kommunikasjonskretsen 712 og videreført til datamaskinsystemet 702.

Forskjellige typer meldinger kan sendes fra datamaskinen på overflaten til datamaskinsystemet 702. Som et eksempel, kan datamaskinen på overflaten sende en melding til datamaskinsystemet 702 for start av registrering av data fra en tilknyttet sensor tilordnet den geofysiske undersøkelse eller leting. Likeledes kan, ved et senere tidspunkt, datamaskinen på overflaten sende en melding til sensormodulen for å avslutte innsamlingen av data fra den tilknyttede sensor. Andre eksempler på meldinger innbefatter tidsreferanser.

Når det gjelder tidsreferanser, opprettholder hver sensormodul 404 en presis

tidsreferanse. I mange tilfeller opprettholdes tidsreferansen ved hjelp av datamaskinsystemet 702 basert på en meget nøyaktig krystalloscillator (ikke særskilt vist). For å kunne analysere de geofysiske data som er samlet inn via samtlige sensormoduler, i den hensikt å identifisere parametere for en undergrunnsformasjon, noteres den

nøyaktige ankomsttid for den akustiske energi i hver sensormodul. For inn-ledningsvis å danne samsvar mellom tidsreferansene for samtlige sensormoduler som er koplet til en sensorkabel, kan datamaskinen på overflaten sende én eller flere meldinger som innbefatter en tidsreferanse. Datamaskinsystemet 702 kan således motta en melding med en tidsreferanse, og oppdatere tidsreferansen for kontroll/styrekretsen 404 i samsvar med meldingen. Videre kan, i enkelte tilfeller, sensormodulene være holdt på sjøbunnen over lengre tidsperioder (så som en måned eller mer), og over slike utvidede tidsperioder vil det kunne forekomme avvik i tidsangivelsen, så som mellom sensormoduler, selv om hver sensormodul holder en meget presis tidsreferanse. Igjen kan datamaskinen på overflaten ivareta slike problemer ved å sende tidsreferanser til sensormodulene (så som en kringkastings-melding), slik at hver sensormodul mottar denne melding og kan korrigere sin aktuelle tid for bedre å gi samsvar med den tid som oppfattes av hver sensormodul.

Det vises fortsatt til figur 7, idet retningen av meldingsflyt ikke er begrenset til bare meldinger fra datamaskinen på overflaten til sensormodulen. I enkelte systemer, kan kontroll/styrekretsen 404, og særskilt kommunikasjonsmodulen 700, sende meldinger til datamaskinen på overflaten via sensorkabelen. Meldings- omfanget spenner fra bekreftelsesmeldinger (så som bekreftelse av en kommando om å starte registrering) til lengre meldinger med datanyttelast dirigert til datamaskinen på overflaten. Man kan, som et eksempel, tenke seg at kontroll/styre-kretsen 404 på figur 7 har lagret hos seg en stor mengde sensordata registrert i løpet av en geofysisk undersøkelsesperiode. I enkelte eksempler på systemer, kan kontroll/styrekretsen 404 under den geofysiske undersøkelse, etter den geofysiske undersøkelse, eller i begge tilfeller, sende de aktuelle data til datamaskinen på overflaten via sensorkabelen ved bruk av et hvilket som helst egnet modulasjons-skjema. I enkelte tilfeller kan samtlige data som registreres av kontroll/styrekretsen 404 bli sendt opp til overflaten, mens i andre tilfeller vil bare en liten del sendes for kvalitetskontrollformål (det vil si QC-data).

Vi ser nærmere på datamaskinsystemet 702 i eksemplet på kontroll/styre-kretsen 404. I enkelte tilfeller omfatter datamaskinsystemet 700 en prosessor 720 koplet til et lager 722. Prosessoren 720 kan være en hvilken som helst tilgjengelig eller senere utviklet prosessor. Lageret 722 kan være prosessorens 720 arbeids-lager for iverksetting av instruksjoner. I enkelte systemer vil lageret være en rekke eller gruppering av innretninger av typen RAM (lager med tilfeldig tilgang). Selv om prosessoren 720 og lageret 722 i enkelte systemer kan være separate komponenter som driftsmessig er koplet sammen, vil i et eksempel på systemet, prosessoren 720 og lageret 722 utgjøre en felles integrert komponent i form av en mikrostyrekrets («microcontroller») med lavt strømforbruk. Prosessoren 720 kan videre være koplet til et langtidslager 724. Dette lager 724, kan omfatte et hvilket som helst egnet langtids lagringsmedium eller anordninger for flyktig lagring, så som en gruppering av lagre av typen RAM (arbeidslagre) med batteristøtte, eller én eller flere lagrings-innretninger av typen «flash memory», det vil si lyn- eller hurtiglagre. I eksempler på systemer kan langtidslageret 724 være det sted som lagrer instruksjoner som muliggjør datamaskinsystemet 702, og således vil kontroll/styreelektronikken 404 kunne tjene som en sensormodul i et geofysisk undersøkelsessystem. Videre kan langtidslageret 724 være det sted hvor sensordata som er registrert i løpet av en geofysisk undersøkelse bli lagret inntil disse data kan sendes opp til overflaten via den geofysiske kabel, og/eller «lastes ned» når sensormodulen er tatt opp til overflaten.

I tilfeller der sensordata er holdt i en sensormodul inntil sensormodulen er brakt tilbake til overflaten, kan kontroll/styreelektronikken 404 videre omfatte en kommunikasjonsport 730 som kommunikativt er koplet til datamaskinsystemet 702. I ikke-neddykket tilstand, kan kommunikasjonsporten 730 være tilgjengelig (det vil si ved å fjerne én eller flere forseglede paneler for tilgang) for å utføre forskjellige oppgaver, så som nedlasting av registrerte sensordata fra lagtidslageret 724 og oppdatering av datamaskinsystemets 704 programvare eller maskinvare. Den fysiske og elektriske protokoll som implementeres ved kommunikasjonsporten 730, kan anta en hvilken som helst egnet form, så som ved USB (universal seriekoplet port) eller det såkalte «FireWire» system angitt som IEEE 1391.

Figur 7 viser videre at batteriet 704 i enkelte eksempler på systemer vil kunne ha tilstrekkelig kapasitet for energilagring til å strømforsyne en sensormodul over perioden for én eller flere geofysiske undersøkelser. I andre tilfeller, vil imidlertid batteriet 704 måtte lagres eller i det minste delvis lagres under tidsperioder når sensormodulen er neddykket. Således vil det være i samsvar med andre eksempler på systemer at kontroll/styrekretsen 404 videre omfatter en strømforsyningsmodul 740. Som navnet tilsier, vil en slik strømforsyningsmodul 740 være bygget opp og utformet for å kunne trekke kraft fra sensorkabelen og bruke denne til å lade batteriet 704. I et eksempel på et system, omfatter strømforsyningsmodulen 740 et lav-passfilter 742. Som et eksempel, vil et strømforsyningssignal kunne overføres via de elektriske ledere 214 og 216, og der dette strømforsyningssignal har en første

frekvens, mens datakommunikasjonene (enten til eller fra sensormodulen) kan være kodet via signaler som har høyere frekvens eller frekvenser. Lavpassfilteret 742 kan således trekke ut de lavfrekvenssignaler som induseres over på lederen 410, og kan sørge for andre elektriske egenskaper, så som impedanstilpasning. Eksemplet på et kraftforsyningssignal som passerer lavpassfilteret 742, kan deretter føres til en likerettet krets 744 som omvandler den tidsvarierende strøm (det vil si vekselstrøm (AC)) til et likestrømsignal (DC). Likestrømsignalet frembragt i likeretterkretsen kan deretter påtrykkes en strømreguleringskrets 746. Strømreguleringskretsen 746 kan sørge for en hvilken som helst egnet innstilling eller kontroll av energiflyten eller strømmen, så som en spenningsregulering, en strømregulering og -kontroll, og en ladingsstyring (for eksempel for automatisk avslag av lading).

De forskjellige utførelsesformer som er gjennomgått så langt, har vært under forutsetning av en sensorkabel med to elektriske ledere, og at kommunikasjon med alle disse sensormoduler vil kunne oppnås via to elektriske ledere. I enkelte eksempler på systemer, vil to ledere være tilstrekkelig (så som ved kortere sensorkabler eller ved sensorkabler som er tilkoplet et mindre antall sensormoduler). I andre tilfeller, vil imidlertid lengden av sensorkabelen og/eller antallet sensormoduler koplet til sensorkabelen gjøre kommunikasjonen med hver enkelt sensormodul vanskelig. I enkelte tilfeller, vil ytterligere elektriske ledere inne i den ytre hylse eller kappe 208 måtte innbefattes, med sensormodulene enten utformet for kommunikasjon med bestemte ledere i sensorkabelen eller ved at den radiale posisjon av sensormodulene blir tilpasset slik at hver sensormodul kommuniserer med en særskilt elektrisk leder eller et særskilt sett av elektriske ledere. I andre tilfeller, vil imidlertid sensorkabelen logisk være delt opp i mindre kommunikasjonsområder, der hvert område kan ha flere sensormoduler og der et brebånds oppfølgende kommunikasjonssystem kommuniserer med hvert logisk område.

Figur 8 viser blokkskjematisk et eksempel på et system der sensorkabelen er delt opp i logiske områder. Særskilt viser figur 8 en sensorkabel 108 som omfatter den ytre hylse 208 (idet den ytre hylse er vist med stiplede linjer). Sensorkabelen 108 er logisk delt opp i flere kommunikasjonsområder 800, 802 og 804. Innenfor hvert kommunikasjonsområde ligger flere elektriske ledere. I området 800 ligger for eksempel de elektriske ledere 806 og 808.1 området 802 ligger de elektriske ledere 810 og 812, og endelig ligger de elektriske ledere 814 og 816 i området 804.. Således kan sensorkabeldelene som så langt er gjennomgått (og vist på figur 2) utgjøre et område innenfor en overordnet sensorkabel.

I tillegg til de elektriske ledere i hvert område, kan sensorkabelen 108 på figur 8 videre omfatte én eller flere elektriske ledere 820 for elektrisk kraft (strøm-forsyning) og én eller flere basiskommunikasjonskanaler 822. I et eksempel på en utførelse, er denne basiskommunikasjonskanal 822 bygget opp med én eller flere fiberoptiske kabler, en koaksialkabel eller flere slike kabler, ett eller flere snodde ledningspar, eller kombinasjoner av dette. Som navnet innebærer, er basiskommunikasjonskanalen 822 i eksemplet på utførelser en hovedkommunikasjonsvei til og fra datamaskinen 402 på overflaten. Hvert kommunikasjonsområde tar ut meldingstrafikk ifra denne basiskommunikasjonskanal 822 og tilfører meldingstrafikk til basiskommunikasjonskanalen 822 via sin respektive grensesnittanordning. Som et eksempel, kan grensesnittenheten 830 være en slik anordning som trekker ut driftskraft (forsyningsstrøm) fra de elektriske ledere 820, og den kan tilføre slik driftskraft til lederne 806 og 808 for å gi kraft til de tilkoplede sensormoduler 832, 834 og 836. Grensesnittenheten 830 kan ta ut meldingstrafikk fra basiskommunikasjonskanalen, bestemt for sensormodulene i kommunikasjonsområdet 800, og kan tilføre meldingstrafikk til basiskommunikasjonskanalen 822 fra sensormodulene i kommunikasjonsområdet 800. Tilsvarende, kan grensesnittenheten 840 ta ut driftskraft fra de elektriske ledere 820, og kan tilføre slik driftskraft til lederne 810 og 812 for å gi kraftforsyning til de tilkoplede sensormoduler 842, 844 og 846. Grensenittenheten 840 kan ta ut meldingstrafikk fra basiskommunikasjonskanalen og bestemt for sensormodulene i kommunikasjonsområdet 802, og den kan tilføre meldingstrafikk til basiskommunikasjonskanalen 822 fra sensormodulene i kommunikasjonsområdet 802. Tilsvarende, kan grensesnittenheten 840 ta ut driftskraft fra de elektriske ledere 820 for kraftforsyning, og kan gi driftskraft til lederne 810 og 812 for å gi kraft/strøm-forsyning til de tilkoplede sensormoduler 842, 844 og 846. Endelig, kan grensesnittenheten 850 trekke ut driftskraft fra de elektriske ledere 820 for slik kraft, og kan gi driftskraft til lederne 814 og 816 for forsyning til de tilkoplede sensormoduler 852, 854 og 856. Grensesnittenheten 850 kan ta ut meldingstrafikk fra basiskommunikasjonskanalen for signalveien, for sensormodulene i kommunikasjonsområdet 802, og den kan tilføre meldingstrafikk til basiskommunikasjonskanalen 822 fra sensormodulene i kommunikasjonsområdet 802.

Det vises til kommunikasjonsområdet 800 som illustrativt for samtlige kommunikasjonsområder, og der grensesnittenheten 830 kan kommunisere via basiskommunikasjonskanalen ved bruk av denne basiskommunikasjonskanals 822 kommunikasjonsprotokoll. Som et eksempel, vil det i situasjoner der basiskommunikasjonskanalen 822 er en fiberoptisk kanal, kunne foregå kommunikasjon fra/til datamaskinen på overflaten og grensesnittenhetene ved hjelp av en synkron optisk nettarbeidsprotokoll (SONET). I nok andre eksempler på tilfeller, kan basiskommunikasjonskanalen 822 være dedikert et punkt/punkt-system (det vil si et datamaskinsystem 402 for hver grensesnittenhet 830, 840 og 850 via separate kanaler). I et bestemt eksempel på et system, kan de separate kanaler hver være innrettet for overføring via kobberledning og underlagt protokollsystemer av typen Ethernet.

Uavhengig av hvilken type fysisk system og protokollimplementering som foreligger i basiskommunikasjonskanalen 822, kan grensesnittenheten 830 formidle protokollomforming og meldingspakkeoverføring til og fra sensormodulene innenfor eksemplet på et kommunikasjonsområde 800. På den side de elektriske ledere 806 og 808 er, vil en hvilken som helst egnet kommunikasjon som system og med tilhørende protokoll kunne brukes. Som et eksempel, kan kommunikasjonen mellom grensesnittenheten 830 og sensormodulene 832, 834 og 836 implementere et modi-fisert nettverk av typen «token ring» («symbolring»), der hver sensormodul kommuniserer bare når sensormodulene mottar det virtuelle «token symbol» som gir tillatelse til kringkasting. I andre tilfeller kan et tidsdelt multipleksskjema brukes for å tilordne tidsvinduer innenfor hvilke hver sensormodul kan kringkaste meldinger.

Uavhengig av nøyaktig hvilken protokoll som brukes, kan en logisk oppdeling av sensorkabelen i kommunikasjonsområder tilveiebringe bedre toveis-kommunikasjon mellom datamaskinen 402 på overflaten og sensormodulene. Det skal bemerkes at eksemplet på grensesnittenheter 830, 840 og 850, kan være fysisk for store til å kunne innordnes inne i den ytre hylse eller kappe 208 i enkelte tilfeller. Således vil grensesnittenhetene i enkelte eksempler på systemer, kunne være koplet inne i sensorkabelen 108 på periodisk måte (så som én for hver kilometer) ved hjelp av «våtkontakter» for således å etablere hvert kommunikasjonsområde.

Figur 9 illustrerer en fremgangsmåte som er i samsvar med i det minste enkelte utførelsesformer. Særskilt starter denne fremgangsmåte (blokk 900 i flyt-skjemaet) med å omfatte tilkopling av en første sensormodul til en sensorkabel som har en ytre kappe eller hylse, der denne første sensormodul er elektrisk isolert fra en elektrisk leder anordnet inne i sensorkabelens ytre hylse (blokk 902). Som et eksempel, kan feste innebære å feste en sensormodul slik det er vist på figur 2, til sensorkabelen, ved hjelp av en mekanisme av typen «muslingskjell». Fremgangsmåten kan deretter innbefatte feste av en andre sensormodul til sensorkabelen, idet denne andre sensormodul er elektrisk isolert fra en elektrisk leder anordnet inne i den ytre hylse på sensorkabelen (blokk 904). Enten etter feste av de enkelte sensormoduler, eller samtidig med feste av sensormodulene, kan fremgangsmåten innbefatte anordning av sensorkabelen og sensormodulene på en sjøbunn (blokk 906). Som et eksempel, kan sensorkabelen 108 være ført ned i vannet etter at en sensormodul er festet til dekket på arbeidsfartøyet 112. Deretter kan fremgangsmåten omfatte: kommunikasjon med sensormodulene via den elektriske leder anordnet inne i den ytre kappe eller hylse (blokk 908); innsamling av geofysiske data ved den første og andre sensormodul, mens sensorkabelen er på sjøbunnen (blokk 910); og nedlasting til et datamaskinsystem av de geofysiske data fra den første og den andre sensormodul (blokk 912). Nedlastingen kan finne sted mens sensormodulene er på sjøbunnen (så som via de elektriske ledere tilhørende sensorkabelen), eller nedlastingen kan finne sted når hver sensormodul er ført tilbake opp til overflaten (så som via kommunikasjonsporten 730). Etter dette avsluttes fremgangsmåten (blokk 912), men i enkelte tilfeller kan den startes om igjen ved den neste geofysiske undersøkelse.

Det refereres hertil «én bestemt utførelse», «en utførelse», «en særskilt utførelse», og «enkelte utførelser eller utførelsesformer», og disse uttrykk indikerer at et bestemt element eller en bestemt karakteristikk er innbefattet i minst én utførelse eller utførelsesform av oppfinnelsen. Selv om uttrykkene «i én utførelse», «en utførelse», «en bestemt utførelse», og «enkelte utførelser» kan foreligge på forskjellige steder, vil disse ikke nødvendigvis referere til samme utførelse.

Gjennomgåelsen ovenfor er ment å være illustrerende for den foreliggende oppfinnelses prinsipper og forskjellige utførelser eller utførelsesformer. En rekke variasjoner og modifikasjoner vil være åpenbare for fagfolk innenfor området, når gjennomgåelsene ovenfor er fullt studert og forstått. Som et eksempel, vil vannet utenfor sensorkabelen, i tilfeller der det bare er en enkelt leder anordnet inne i sensorkabelen 108, kunne brukes som en returvei for elektrisk strøm. Det er her ment at kravene nedenfor skal tolkes for å kunne omfatte alle slike variasjoner og modifikasjoner.

Claims (31)

1. Fremgangsmåte som omfatter: feste av en første sensormodul til en sensorkabel som har en ytre hylse eller kappe, hvor den første sensormodul er elektrisk isolert fra en elektrisk leder anordnet inne i den ytre hylse tilhørende sensorkabelen; feste av en andre sensormodul til sensorkabelen, idet denne andre sensormodul er elektrisk isolert fra en elektrisk leder anordnet inne i den ytre hylse tilhørende sensorkabelen; festeanordning av sensorkabelen og sensormodulene på en sjøbunn; kommunikasjon med sensormodulene ved hjelp av den elektriske leder anordnet inne i den ytre hylse; innsamling av geofysiske data ved den første og den andre sensormodul mens sensorkabelen er på sjøbunnen; og nedlasting til et datamaskinsystem av geofysiske data fra den første og den andre sensormodul.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor feste av den første sensormodul videre omfatter tilkopling av den første sensormodul slik at i det minste en del av den første sensormodul blir liggende an mot, og omslutter den ytre hylse eller kappe.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor nedlastingen ytterligere omfatter kommunikasjon av i det minste en del av de geofysiske data, til datamaskinsystemet via den elektriske leder, mens sensorkabelen er anordnet på sjøbunnen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvor nedlastingen videre omfatter: opptak av sensorkabelen fra sjøbunnen; og nedlasting av i det minste en del av de geofysiske data fra den første sensormodul via en kommunikasjonsport tilhørende den første sensormodul; og nedlasting av i det minste en del av de geofysiske data fra den andre sensormodul via en kommunikasjonsport tilhørende den andre sensormodul.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor nedlastingen videre omfatter: opptak av sensorkabelen fra sjøbunnen; og nedlasting av geofysiske data fra den første sensormodul via en kommunikasjonsport tilhørende den første sensormodul; og nedlasting av geofysiske data fra den andre sensormodul via en kommunikasjonsport tilhørende den andre sensormodul.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor festet av den første sensormodul videre omfatter feste av den første sensormodul ved et sted på sensorkabelen der ytterdiameteren av den ytre hylse eller kappe er den samme.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor festet av den første sensormodul videre omfatter feste av den første sensormodul ved et sted på sensorkabelen der den ytre hylse eller kappe er sammenhengende langs en aksial lengde av sensorkabelen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor kommunikasjonen videre omfatter sending av en kommando for å starte registrering av geofysiske data, hvilken sending utføres i det minste delvis via den elektriske leder.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor kommunikasjonen videre omfatter sending av en tidsreferanse via den elektriske leder.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor de geofysiske data omfatter minst én datatype som er valgt fra gruppen bestående av: seismiske data, elektromagnetiske data, eller en hvilken som helst kombinasjon av disse.

11. System omfattende: en sensorkabel som på sin side omfatter: en ytre hylse eller kappe, hvilken ytre hylse avgrenser et innvendig volum; og en første elektrisk leder anordnet inne i det innvendige volum; en første sensormodul som omfatter: et koplingselement konfigurert for frigjørbar kopling til den ytre hylse av sensorkabelen; en sensor koplet til koplingselementet; og en kontroll/styrekrets kommunikativt koplet til sensoren, hvilken kontroll/ styrekrets er konfigurert til å være elektrisk isolert fra den første elektriske leder, og der kontroll/styrekretsen er konfigurert for å være kommunikativt koplet til den første elektriske leder når koplingselementet er koplet til den ytre hylse.

12. System ifølge krav 11, hvor koplingselementet videre omfatter: en bunndel; en lokkdel; et låseelement konfigurert for kopling av lokkdelen til bunndelen; en passasje gjennom den første sensormodul og avgrenset ved bunndelen og lokkdelen, hvilken passasje avgrenser en innerdiameter konfigurert til tilpasning til en ytterdiameter av den ytre hylse; hvor koplingselementet er konfigurert til å ligge an mot den ytre hylse i sensorkabelen.

13. System ifølge krav 12, hvor koplingselementet er konfigurert til å omslutte den ytre hylse i sensorkabelen.

14. System ifølge krav 12, hvor koplingselementet videre omfatter et hengsel koplet mellom bunndelen og lokkdelen, hvilket hengsel er anordnet motsatt låseelementet.

15. System ifølge krav 11, hvor den første sensormodul videre omfatter: et innvendig volum avgrenset av den første sensormodul; en andre elektrisk leder anordnet inne i det innvendige volum av den første sensormodul; et magnetisk materiale anordnet rundt den andre elektriske leder inne i det innvendige volum i den første sensormodul, hvilket magnetisk materiale er konfigurert for å lede en magnetisk fluks etablert rundt den andre elektriske leder, mot den første elektriske leder.

16. System ifølge krav 11, hvor den første sensormodul videre omfatter: et innvendig volum; en andre elektrisk leder anordnet inne i det innvendige volum i den første sensormodul; et magnetisk materiale anordnet rundt den andre elektriske leder i det innvendige volum i den første sensormodul, hvilket magnetisk materiale er konfigurert for å lede et magnetfelt etablert rundt den første elektriske leder, mot den andre elektriske leder.

17. System ifølge krav 11: hvor sensorkabelen videre omfatter en andre elektrisk leder anordnet i det innvendige volum; hvor den første sensormodul videre omfatter: et innvendig volum; en tredje elektrisk leder anordnet inne i det innvendige volum i den første sensormodul; et første magnetisk materiale anordnet rundt den tredje elektriske leder inne i det innvendige volum i den første sensormodul, hvilket første magnetisk materiale er konfigurert for å lede magnetisk fluks etablert rundt den andre elektriske leder, mot den første elektriske leder; en fjerde elektrisk leder anordnet inne i det innvendige volum i den første sensormodul; og et andre magnetisk materiale anordnet rundt den tredje elektriske leder inne i det innvendige volum i den første sensormodul, hvilket magnetisk materiale er konfigurert for å lede magnetisk fluks etablert rundt den andre elektriske leder, mot den andre elektriske leder.

18. System ifølge krav 11, hvor kontroll/styrekretsen videre omfatter: en kommunikasjonsmodul konfigurert for å utveksle datakommunikasjon med den første elektriske leder; en prosessor koplet til kommunikasjonsmodulen; et lager koplet til prosessoren; hvor lageret lagrer et program som, når utført av prosessoren, bevirker at prosessoren: starter innsamling og lagring av data fra sensoren som følge av en første kommando kommunisert langs den første elektriske leder og mottatt fra kommunikasjonsmodulen; og avslutter innsamling av data fra sensoren som følge av en andre kommando kommunisert langs den første elektriske leder og mottatt fra kommunikasjonsmodulen.

19. System ifølge krav 11, hvor kontroll/styrekretsen videre omfatter: en kommunikasjonsmodul konfigurert for å utveksle datakommunikasjon med den første elektriske leder; en prosessor koplet til kommunikasjonsmodulen; et lager koplet til prosessoren; hvor lageret lagrer et program som, når utført av prosessoren, bevirker prosessoren til å: motta en tidsreferanse, hvilken tidsreferanse er kommunisert langs den første elektriske leder og mottatt fra kommunikasjonsmodulen; og oppdatere en tidsreferanse etablert av kontroll/styrekretsen.

20. System ifølge krav 11, hvor kontroll/styrekretsen videre omfatter: en kommunikasjonsmodul konfigurert for å utveksle datakommunikasjon med den første elektriske leder; en prosessor koplet til kommunikasjonsmodulen; et lager koplet til prosessoren; hvor lageret lagrer et program som, når utført av prosessoren, bevirker at prosessoren sender deler av data innsamlet fra sensoren via kommunikasjonsmodulen, hvilken sending utføres langs den første elektriske leder.

21. System ifølge krav 11, videre omfattende en kommunikasjonsport koplet til kontroll/styrekretsen, og hvor den første sensormodul er konfigurert for å muliggjøre tilgang til kommunikasjonsporten når sensormodulen er i en ikke-neddykket tilstand.

22. System ifølge krav 11, hvor sensoren omfatter minst én sensor valgt fra den gruppe som består av: geofoner, hydrofoner, akselerometre, elektroder, magnetometre, og en hvilken som helst kombinasjon av disse.

23. Sensormodul omfattende: en bunndel konfigurert for frigjørbar kopling til en ytre hylse eller kappe til- hørende en sensorkabel, hvilken bunndel avgrenser et innvendig volum; en sensor anordnet inne i det innvendige volum; en passasje som avgrenses, i det minste delvis, av en bunndel, hvilken passasje avgrenser en innvendig diameter konfigurert for å passe til en ytterdiameter av den ytre hylse; og en kontroll/styrekrets kommunikativt koplet til sensoren, hvilken kontroll/styre krets er konfigurert til å være elektrisk isolert fra elektriske ledere i sensorkabelen, og hvor kontroll/styrekretsen er konfigurert til å være kommunikativt koplet til i det minste én elektrisk leder i sensorkabelen når bunndelen er koplet til den ytre hylse.

24. System ifølge krav 23, videre omfattende: en lokkdel; og et låseelement konfigurert for å kople lokkdelen til bunndelen; hvor bunndelen og lokkdelen er konfigurerte til å omslutte den ytre hylse av sensorkabelen.

25. System ifølge krav 23, hvor sensormodulen videre omfatter: en første elektriske leder anordnet inne i det innvendige volum; et magnetisk materiale anordnet rundt den første elektriske leder inne i det innvendige volum, hvilket magnetisk materiale er konfigurert til å lede en magnetisk fluks etablert rundt den første elektriske leder, mot en elektrisk leder inne i sensorkabelen.

26. System ifølge krav 23 og videre omfattende: en første elektrisk leder anordnet inne i det innvendige volum; et magnetisk materiale anordnet rundt den første elektriske leder inne i det innvendige volum, hvilket magnetisk materiale er konfigurert for å lede et magnetfelt etablert rundt den første elektriske leder, mot en elektrisk leder inne i sensorkabelen.

27. System ifølge krav 23, hvor kontroll/styrekretsen videre omfatter: en kommunikasjonsmodul konfigurert for å utveksle datakommunikasjon med en elektrisk leder inne i sensorkabelen; en prosessor koplet til kommunikasjonsmodulen; et lager koplet til prosessoren; hvor lageret lagrer et program som, når utført av prosessoren, bevirker prosessoren til å: starte innsamling og lagring av data fra sensoren ved en første kommando kommunisert langs den elektriske leder i sensor- kabelen og mottatt fra kommunikasjonsmodulen; og avslutte innsamling av data fra sensoren ved en andre kommando kommunisert langs den elektriske leder i sensorkabelen og mottatt fra kommunikasjonsmodulen.

28. System ifølge krav 23, hvor kontroll/styrekretsen videre omfatter: en kommunikasjonsmodul konfigurert for å utveksle datakommunikasjon med en elektrisk leder inne i sensorkabelen; en prosessor koplet til kommunikasjonsmodulen; et lager koplet til prosessoren; hvor lageret lagrer et program som, når utført av prosessoren, bevirker prosessoren til å: motta en tidsreferanse, hvilken tidsreferanse er kommunisert langs den elektriske leder i sensorkabelen og mottatt fra kommunikasjonsmodulen; og oppdatering av en tidsreferanse opprettholdt av kontroll/styrekretsen.

29. System ifølge krav 23, hvor kontroll/styrekretsen videre omfatter: en kommunikasjonsmodul konfigurert for å utveksle datakommunikasjon med en elektrisk leder i sensorkabelen; en prosessor koplet til kommunikasjonsmodulen; et lager koplet til prosessoren; hvor lageret lagrer et program som, når utført av prosessoren, bevirker prosessoren til å sende deler av data som er innsamlet fra sensoren via kommunikasjonsmodulen, hvilken sending utføres langs den elektriske leder i sensorkabelen.

30. System ifølge krav 23, videre omfattende en kommunikasjonsport koplet til kontroll/styrekretsen, hvor bunndelen er konfigurert til å muliggjøre tilgang til kommunikasjonsporten når sensormodulen er i en ikke-neddykket tilstand.

31. System ifølge krav 23, hvor sensoren omfatter i det minste én sensor valgt fra den gruppe som består av: geofoner, hydrofoner, akselerometre, elektroder, magnetometre, og en hvilken som helst kombinasjon av disse.