NO330664B1 - Apparat for handtering av streamere for bruk pa seismiske undersokelsesfartoyer - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen angår et apparat for streamerhåndtering for bruk på seismiske undersøkelsesfartøyer, og er mer bestemt opptatt av slike apparater for bruk på seismiske undersøkelsesfartøyer av den typen som brukes ved utførelse av 3D marine seismiske undersøkelser som dekker store områder.

For å utføre en 3D marin seismisk undersøkelse, blir et nettverk av marine seismiske streamere, som hver typisk er flere tusen meter lang og omfatter et stort antall hydrofoner og tilknyttet elektronisk utstyr som er distribuert langs lengden, tauet ved omkring 5 knop bak et seismisk undersøkelsesfartøy, som også tauer én eller flere seismiske kilder, typisk luftkanoner. Akustiske signaler produsert av de seismiske kildene blir ledet ned gjennom vannet inn i jorden under, hvor de blir reflektert fra de forskjellige lag. De reflekterte signalene mottas av hydrofonene i streamerne, blir digitalisert og så transmittert til det seismiske undersøkelsesfartøyet, hvor de blir lagret og minst delvis behandlet med det endelige mål å bygge opp en representasjon av jordens lag i området som blir undersøkt.

På det nåværende tidspun2qkt, omfatter et typisk streamernettverk som brukes av søkeren et 700 m bredt nettverk med åtte likt separerte streamere, som hver er omkring 4000 m lang. Streamerne blir tauet av deres innføringer (eng: lead-ins), dvs. de armerte elektriske kablene som fører elektrisk kraft, kontroll og datasignaler mellom fartøyet og streamerne, som beskrevet i søkerens US patent nr. 4 798 156, og deres spredning blir kontrollert og vedlikeholdt av MONOWING ledeplater (eng: deflectors) av den typen som er beskrevet i søkerens US patent nr. 5 357 892. Bredere nettverk som omfatter flere streamere kan oppnås ved å bruke teknikken til søkerens PCT patentsøknad nr. PCT/IB98/01435 (WO 99/15913).

Fra tid til tid kan det være ønskelig å endre lengden på én eller flere streamere i et nettverk når man er på sjøen. Siden hver streamer vanligvis er dannet av et stort antall hovedsakelig identiske, 100 m lange streamerseksjoner koblet sammen ende til ende, blir en slik endring typisk oppnådd ved å overføre deler fra en streamer til en annen. Dette innebærer typisk å delvis kveile inn en streamer til bare de delene som skal forflyttes fortsatt er i vannet, og koble fra disse delene og koble dem til en lastekran, og bruke lastekranen for å overflytte de frakoblede delene til en annen streamerstasjon. Denne prosedyren har en ulempe i at den omfatter flere medlemmer av mannskapet og er tidsforbrukende og upraktisk. Det er derfor en hensikt med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et håndteringsapparat for streamere som lindrer mint én av disse ulempene.

US 5284323 angår et apparat for å legge ut og hente inn streamere på et seismisk undersøkelsesfarøy under sleping. Dette gjøres ved å benytte en sekundær trommel som avlaster primærtrommelen under oppkveiling for å hindre at store spenninger i kveilen forårsaker skader på streameren. Apparatet omfatter ledemilder tilpasset til å være montert på streamerdekket til fartøyet for å strekke seg på tvers over en del av bredden til steamerdekket og tralleanordninger som kan beveges på tvers av streamerdekket.

DE 2540196 omhandler gruntgående fartøy eller luftputefartøy som sleper slep delvis eller helt neddykket i vannet. For å redusere uønskede sideveis krefter omfatter fartøyet en anordning omfattende en skinne eller kabel som er forbundet med en rulleanordning/talje slik at tauelinens effektive festepunkt til fartøyet kan reposisjoneres etter behov.

DE 2453422 omhandler en innretning for å føre en slepetrosse over en skansekledning på et slepefartøy. En føring som kan beveges langs ytterkanten av akterdekket er anordnet for å redusere slitasje på slepetrossen.

US 5199659 angår et apparat for å trekke inn en seismisk kabel med redusert belastning på kabeltrommelen. Apparatet omfatter krager og en gripeanordning.

I henhold til den foreliggende oppfinnelsen, er det tilveiebragt et apparat for streamerhåndtering for bruk på et seismisk undersøkelsesfartøy, idet apparatet omfatter ledemidler tilpasset til å være montert på streamerdekket til fartøyet for å strekke seg på tvers over minst en del av bredden til streamerdekket, og tralleanordninger som kan beveges på tvers av streamerdekket, hvor tralleanordningene er tilpasset til å gripe inn i ledemidlene for å bli ledet av dem i sin bevegelse på tvers av streamerdekket, og hvor tralleanordningene omfatter en klemmeanordning for å gripe den innenbords enden av en del av en streamer som har sin andre ende utplassert over akterenden til streamerdekket; og at ledemidlene er anordnet nær akterenden til streamerdekket.

Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte for streamerhåndtering på et seismisk undersøkelsesfartøy som omfatter: å vikle inn en første streamer over en tralle inntil en innenbordsende til den første streameren når trallen;

å klemme innenbordsenden til den første streameren til en klemmeanordning;

å koble den klemte delen til den første streameren fra den gjenværende delen av den første streameren;

å flytte trallen og den klemte delen til den første streameren ved å bruke ledemidler montert på fartøyet til en posisjon til en andre streamer; og

å forbinde den klemte delen til den første streameren til en ende til den andre streameren.

Dermed, når det er ønskelig å overføre del av en første streamer til enden av en andre streamer, for å øke lengden av den andre streameren, og antatt at den andre streameren innledende er fullt viklet inn, er trallemidlene posisjonert ved utplasseringsstasjonen til den første streameren og den første streameren blir viklet inn over trallemidlene til den innenbords enden av den første streamerdelen til den delen som skal overføres når trallemidlene. Innenbordsenden til den delen blir så klemt i klemmeanordningen, slik at trallemidlene og dens klemmeanordning tar opp lasten til den delen av streameren som skal forflyttes (som fortsatt er anbrakt over akterpartiet til streamerdekket) og resten av den første streameren blir koblet fra den delen som skal forflyttes. Trallemidlene, og den enden av streamerdelen som er klemt til den, blir så flyttet lateralt til de når utplasseringsstasjonen til den andre streameren, hvoretter enden til den andre streameren blir koblet til enden til streamerdelen som er klemt til trallemidlene. Ved dette punktet, utløses klemmeanordningen og den andre streameren, som nå har økt lengde, kan bli fullstendig utplassert.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, omfatter apparatet to slike trallemidler, som hver kan beveges på tvers over hovedsakelig hele av en respektiv halvdel (babord eller styrbord) av bredden av streamerdekket.

Fordelaktig omfatter ledemidlene, for hvert av trallemidlene, respektive ledeskinner tilpasset til å være sikret til, men med en avstand over streamerdekket, og den eller hver tralleanordning(en) omfatter minst et ledehjul som griper inn i undersiden av ledeskinnen, og fortrinnsvis to slike ledehjul som er atskilt i retningen til bevegelsen av tralleanordningen.

Fortrinnsvis er den eller hver ledeskinne(en) anbrakt mellom sin tralleanordning og akterenden til streamerdekket.

Typisk er akterenden til streamerdekket anordnet med en beskyttelses- (eller sikkerhets-) skinne som strekker hele sin bredde ved omkring livhøyde, hvor den eller hver tralleanordning(en) kan omfatte minst én lederuller som griper inn i innenbordssiden til beskyttelsesskinnen, og fortrinnsvis to slike lederuller som er atskilt i retningen til bevegelsen av tralleanordningen.

Praktisk er den eller hver tralleanordning(en) også anordnet med minst ett støttehjul som løper på streamerdekket.

Fortrinnsvis er den eller hver tralleanordning(en) motordrevet, f.eks. ved hjelp av respektive hydrauliske motorer som fast er anbrakt ved én ende av ledeskinnen til tralleanordningen og som driver tralleanordningen via en kjede festet til tralleanordningen.

Praktisk omfatter den eller hver tralleanordning(en) lagringsrom, fortrinnsvis i form av minst én skuff for oppbevaring av verktøy og lignende.

Oppfinnelsen omfatter også et seismisk undersøkelsesfartøy omfattende streamerhåndteringsapparat som definert i en av de foregående forklaringene av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet kun ved hjelp av eksempel, med referanse til de tilhørende tegningene, hvor: Fig. 1 er et planriss av et dypt marinseismisk undersøkelsesfartøy, hovedsakelig ved vannlinjenivået, hvor fartøyet omfatter streamerhåndteringsapparat i henhold til den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 2 er et planriss av streamerdekket til fartøyet i fig. 1; Fig. 3 er et aktersnitt av fartøyet i fig. 1 og 2; Fig. 4 er et sideriss av streamerhåndteringsapparatet til den foreliggende oppfinnelsen; og

Fig. 5 og 6 er henholdsvis ende- og toppriss av apparatet i fig. 4.

Fartøyet for dype marine seismiske undersøkelser vist i tegningene, er generelt indikert ved 10, og er tema for PCT patentsøknad nr. PCT/GB98/01832 (WO 99/00295). Fartøyet 10 har et enkeltskrog 12 av fortrengningstypen som typisk er like over 80 m langt ved vannlinjen (og like under 90 m langt totalt), med en fartøybredde på omkring 24 m. Maksimum deplasement for fartøyet 10 er typisk omkring 7500 tonn.

Som det kan ses i fig. 1, er formen til skroget 12 ved vannlinjen rimelig konvensjonell, på den måten at bredden til skroget øker jevnt og økende fra baugen 14 til en midtdel 16 med hovedsakelig uniform bredde og så minker progressivt, men mye mindre, fra midtdelen til et bredt, avkuttet akterspeil 18. Under vannlinjen, øker avsmalningen mot akterspeilet 18 progressivt med dybden.

Fartøyet 10 har mesteparten, hvis ikke alle, hovedtrekk felles med et fartøy av sin type og størrelse, f.eks. flere dieselmotorer, baupropeller, elektriske generatorer, losji for 60-70 personer, en helikopterplattform, vinsjer, lastekraner, nødutstyr, etc. Imidlertid, siden disse kan anta hvilken som helst av flere velkjente og konvensjonelle former, og ikke er relevante for den foreliggende oppfinnelsen, vil de ikke bli beskrevet i detalj av enkelthetsgrunn.

I tillegg er fartøyet 10 arrangert i henhold til oppfinnelsen for å utføre dype marine seismiske undersøkelser, som nå vil bli beskrevet.

Som dermed kan ses i fig. 2, har fartøyet 10 et streamerdekk 20 som strekker seg akterover fra midtdelen 16, lineært økende i bredde etter som det gjør det fra omkring 24 m på senterdelen til omkring 37,5 m ved akterspeilet 18, hvor økningen i bredde finner sted symmetrisk på hver side av for- og aktersenterlinjen til fartøyet 10. Den fulle lengden til streamerdekket er omkring 36 m, mens høyden til streamerdekk 20 over vannlinjen til fartøyet 10 typisk er omkring 9 m.

Innenfor midtdelen 16 til fartøyet 10, er seksten store motordrevne streamertromler 22 distribuert på tvers av bredden til fartøyet, hvor hver trommels akse strekker seg hovedsakelig horisontalt og på tvers av fartøyet 10 og er i stand til å lagre en respektiv streamer opp til 6000 m lang, sammen med en innføring. De ytre fire tromlene 22 på hver side av senterlinjen til fartøyet 10 er montert minst delvis under streamerdekket 20, mens de indre åtte tromlene er montert på selve streamerdekket, hvor tromlene delvis er innfelt for å tilpasse dem til det tilgjengelige rommet. De nedre tromlene 22 overvikler, mens de øvre undervikler.

Ved sentrum av akterspeilet 18 av fartøyet 10, under streamerdekket 20, er et dekk 24 kjent som kanondekket. Fra kanondekket 24, er det plassert seismiske kilder 26, typisk flere luftkanonseismiske kilder av den typen som er beskrevet i søkerens US patent nr. 4 686 660, typisk ved å bruke et håndteringssystem av den typen som er beskrevet i søkerens US patent nr. 5 488 920.

Ved bruk passerer streamerne, indikert heller diagrammatisk ved 28, over respektive ledere 30 og så langs lengden av streamerdekket mot akterspeilet 18 til fartøyet 10. Etter som de passerer over streamerdekket 20, passerer streamerne 28 via respektive strekkavlastende anordninger 32, og ved akterspeilet 18 passerer hver av dem over respektive ytterligere ledere, denne gangen i form av en spoleblokk 34. For å spare plass, kan spoleblokkene 34 være av den typen som er beskrevet i søkerens PCT patentsøknad nr. PCT/IB97/00156 (WO 97/29302). Hver spoleblokk 34 danner en del av et respektivt streamerhåndteringsapparat, som streameren 28 kan bli hevet og senket med hensyn til streamerdekket 20 med, som beskrevet detaljert i den tidligere nevnte PCT patentsøknad nr. PCT/GB98/01832.

Når de er utplassert over akterspeilet 18 til fartøyet 10, blir de seksten streamerne 28, tauet med omkring 5 knop av fartøyet formet til et nettverk typisk opptil 1500 m bredt, ved å bruke søkerens MONOWING ledeplater og teknikken til søkerens PCT patentsøknad nr. PCT/IB98/01435 som tidligere nevnt. Dette brede streamernettverket blir så brukt, i forbindelse med de seismiske kildene 26, for å utføre en 3D marin seismisk undersøkelse som beskrevet tidligere.

Hver av streamerne 28 er dannet av et stort antall hovedsakelig identiske streamerdeler, typisk hver 100 m lang, som utløsbart er forbundet sammen ende til ende ved elektriske eller elektrooptiske koblinger. Som allerede nevnt, kan det noen ganger være ønskelig å endre lengden til én eller flere av streamerne 28 ved å overføre streamerdeler fra en streamer til en annen streamer mens streamerne blir tauet. Dette oppnås ved å bruke det ekstra apparatet for streamerhåndtering i fig. 4-6.

Altså er det ekstra streamerhåndteringsapparatet i fig. 4-6 basert på to traller med hjul montert på streamerdekket 20 til fartøyet 10, og som hver kan beveges på tvers av streamerdekket tvers over en respektiv halvdel (babord eller styrbord) av sin bredde: én av disse trallene, den til babord, er vist ved 40 i fig. 4-6 ved hver ende av området for tverrgående bevegelse.

Streamerdekket 20 er anordnet med en innover-lenende beskyttelses- (eller sikkerhets-) skinne 42 med livhøyde, som strekker seg på tvers av hele sin akterkant og delvis rundt hjørnene ved babord og styrbord ender av akterkanten. Beskyttelsesskinnen 42 omfatter et kontinuerlig stålrør 44 som danner dens innoverlenende topp og som er sikret til streamerdekket 20 ved krumme braketter (eller støtter (eng: stanchions)) 46 som er atskilt, og en krum kledning 48 som er sikret til utenbords sidene av brakettene 46 og som strekker seg fra røret 44 ned til akterkanten av streamerdekket for å forme en kontinuerlig glatt, krum flate som streamerne 28 kan hvile på når de blir håndtert. To opplinjerte ledeskinner eller bjelker 50, én for hver tralle 40, er sikret til streamerdekket 20, under beskyttelsesskinnen 42, ved hjelp av braketter 51, på en slik måte at de er adskilt rett over streamerdekket og strekker seg hovedsakelig parallelt med beskyttelsesskinnen 42. Som det vil ses, fungerer beskyttelsesskinnene 50 begge for å sikre de respektive trallene 40 til streamerdekket 20 og for å lede bevegelsen av trallene på tvers av streamerdekket, mens beskyttelsesskinnen 42 ytterligere leder begge traller.

Altså har hver av trallene 40 en generelt rektangulær kropp 52 som støttes på streamerdekket 20 på et hjul 53 som har pneumatisk dekk. Kroppen 52 er anordnet nær bunnen av sin akterside med en brakett 54 som bærer to atskilte ledehjul 56, som griper inn i undersiden av de respektive ledeskinner 50. Aktersiden til trallen 40 er også anordnet, over braketten 54, med to ytterligere atskilte lederhjul 57 som griper inn i toppen av ledeskinnen 50. Ledehjulene 52 har aksielt atskilte flenser 58 som omfavner toppen av ledeskinnen 50 slik at ledehjulene 56, 57 sammen virker for å sikre trallen 40 til streamerdekket 20. Et par atskilte konkave lederuller 59, montert på toppen av aktersiden til kroppen 52, griper inn i den innenbords siden av røret 44 til ledeskinnen 42, slik at ledeskinnen 42 og ledeskinnene 50 begrenser trallene 40 til å bevege seg på tvers av streamerdekket 20.

Hver tralle 40 blir drevet av respektive hydrauliske motorer 60, montert på streamerdekket 20 ved den ytre enden av den respektive ledeskinnen 50, via respektive doble kjeder 62. De motsatte endene av denne doble kjede 62 er festet til sin tralle 40, og kjedet strekker seg fra trallen til den respektive motor 60, rundt respektive driverkammer (cogs) 64 drevet av motoren, langs den fulle lengden til den respektive ledeskinnen 50, rundt respektive tomkammer 66 ved den andre enden av respektive ledeskinner 50 og tilbake til trallen.

Den øvre flaten 68 til kroppen 52 for hver tralle 40 er omkring livhøyde slik at trallen effektivt virker som en flyttbar arbeidsbenk, og er anordnet med en streamerklemme 70 som er tilpasset til å omkranse og gripe metallkoblingen anordnet ved enden av hver 100 m streamerdel som danner streamerne 28. Kroppen 52 til hver tralle 40 omfatter også en skuff 72 hvor verktøy for å arbeide på streamerne 28 kan bli oppbevart.

Hver tralle 40 er anordnet på én side med en bolt eller stoppehake (pawl) 74 som kan gripe inn i en respektivt horisontalt utstrekkende pipe eller rør 76 sveiset til undersiden av røret 44 til beskyttelsesskinnen 42 normalt på den, ved hver streamerstasjon tvers over streamerdekket 20, slik at trallen kan bli låst i posisjon ved hver streamerstasjon.

I bruk, når det er ønskelig å forflytte en endedel av en første streamer til enden av en andre streamer, for å øke lengden av den andre streameren, og antatt at den andre streamer allerede er viklet inn, er den passende av trallene 40 beveget på tvers over streamerdekket 20 og låst i posisjon ved streamerstasjonen til den første streameren, under streameren (siden, som beskrevet i den tidligere nevnte PCT patentsøknad nr. PCT/GB98/01832, spoleblokkene 34 støtter streamerne godt over streamerdekket 20 mens streamerne er utplassert for normal bruk). Den første streameren blir så bundet inn over trallen 40 til innenbordsenden til den delen som skal bli forflyttet nærmer seg trallen. Spoleblokken 34 blir så senket som beskrevet i PCT patentsøknad nr. PCT/GB98/01832, og senker dermed streameren, inntil endekoblingen til streamerdelen som definerer den innenbords enden til den delen av den første streameren som skal bli forflyttet når den øvre flaten 68 til trallen 40 og kan bli klemt i streamerklemmen 70. Trallen 40 og klemmen 70 tar nå opp lasten representert ved streamerdelen som skal forflyttes, som delvis hviler på den krumme kledningen 48, men enda stort sett i sjøen bak fartøyet 10. Innenbordsdelen til den første streameren blir så koblet fra den delen som skal forflyttes og muligens viklet på sin trommel 22.

Deretter blir trallen 40 beveget på tvers av streamerdekket 20 og låst i posisjon ved streamerstasjonen til den andre streameren, hvis ende blir forbundet til enden av streamerdelen som holdes i klemmen 70. Til slutt løsnes klemmen 70, spoleblokken 34 heves tilbake til sin normale høyde og den andre streameren, nå med økt lengde, blir fullstendig utplassert på vanlig måte.

Apparatet for streamerhåndtering basert på trallene 40 er ekstremt enkelt og effektivt i bruk, og gjør det mulig for én person å utføre forflytningen beskrevet over raskt, enkelt og sikkert.

Mange modifikasjoner kan bli gjort til den beskrevne utførelsen av oppfinnelsen. F.eks., kan to traller 40 bli anordnet for hver halvdel av streamerdekket 22 (noe som utgjør fire traller totalt). Men i grensen, kan en enkelt tralle 40 som kan beveges over hele bredden til streamerdekket bli brukt på mindre fartøyer. I tillegg kan trallene 40 bli drevet av elektriske (heller enn hydrauliske) motorer, og kan anta andre former som er i stand til ledet bevegelse på tvers av akterenden til streamerdekket.

Claims (14)

1. Apparat for streamerhåndtering for bruk på et seismisk undersøkelsesfartøy (10), idet at apparatet omfatter ledemidler tilpasset til å være montert på streamerdekket (20) til fartøyet for å strekke seg på tvers over minst en del av bredden til streamerdekket, og tralleanordninger (40) som kan beveges på tvers av streamerdekket, hvor tralleanordningene er tilpasset til å gripe inn i ledemidlene for å bli ledet av dem i sin bevegelse på tvers av streamerdekket,karakterisert vedat tralleanordningene omfatter en klemmeanordning (70) for å gripe den innenbords enden av en del av en streamer som har sin andre ende utplassert over akterenden til streamerdekket; og at ledemidlene er anordnet nær akterenden til streamerdekket.

2. Apparat som i krav 1, karakterisert vedat det omfatter to av nevnte tralleanordninger (40), som hver kan beveges på tvers over hovedsakelig hele en respektiv halvdel (babord eller styrbord) av bredden til streamerdekket (20).

3. Apparat som i krav 1 eller 2, karakterisert vedat ledemidlene omfatter, for den eller hver tralleanordning(en), en respektiv ledeskinne (50) tilpasset til å være sikret til, men atskilt over streamerdekket, der den eller hver tralleanordning(en) (40) omfatter minst ett ledehjul (56) for å gripe inn i undersiden av ledeskinnen.

4. Apparat som i krav 3, karakterisert vedat den eller hver tralleanordning(en) (40) omfatter to av nevnte ledehjul (56), som er atskilt i bevegelsesretningen til tralleanordningen.

5. Apparat som i krav 3 eller 4, karakterisert vedat den eller hver ledeskinne(en) (50) er anordnet mellom dens tralleanordninger og akterenden til streamerdekket.

6. Apparat som i et av de foregående krav, karakterisert vedat det kan brukes der hvor akterenden til streamerdekket er anordnet med en beskyttelsesskinne (42) som strekker sin fulle bredde, hvor den eller hver tralleanordning(en) omfatter minst én lederuller (59) som griper inn i innenbordssiden til ledeskinnen.

7. Apparat som i krav 6, karakterisert vedat den eller hver tralleanordning(en) (40) omfatter to av nevnte lederuller (59), som er atskilt i bevegelsesretningen til tralleanordningen.

8. Apparat som i et av de foregående krav, karakterisert vedat den eller hver tralleanordning(en) (40) er anordnet med minst ett støttehjul (53) som løper på streamerdekket.

9. Apparat som i et av de foregående krav, karakterisert vedat den eller hver tralleanordning er motordrevet ved hjelp av en respektiv hydraulisk motor (60) som er fast anordnet i én ende av ledeskinnen (50) til tralleanordningen og som river tralleanordningen via et kjede (62) forbundet til tralleanordningen.

10. Et seismisk undersøkelsesfartøy (10) som omfatter streamerhåndteringsapparat som i et av de foregående krav.

11. Fremgangsmåte for streamerhåndtering på et seismisk undersøkelsesfartøy,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: å vikle inn en første streamer over en tralle inntil en innenbordsende til den første streameren når trallen; å klemme innenbordsenden til den første streameren til en klemmeanordning; å koble den klemte delen til den første streameren fra den gjenværende delen av den første streameren; å flytte trallen og den klemte delen til den første streameren ved å bruke ledemidler montert på fartøyet til en posisjon til en andre streamer; og å forbinde den klemte delen til den første streameren til en ende til den andre streameren.

12. Fremgangsmåte som i krav 11, karakterisert vedat den ytterligere omfatter å løsne klemmeanordningen.

13. Fremgangsmåte som i krav 11-12, karakterisert vedat den ytterligere omfatter å utplassere den forbunnede delen av den første streameren og den andre streameren.

14. Fremgangsmåte som i krav 11-13, karakterisert vedat ledemidlene omfatter en ledeskinne som er tilpasset til å sikres til, men atskilt fra, streamerdekket, idet trallen omfatter minst ett ledehjul for å gripe inn i undersiden av ledeskinnen.