NO332073B1

NO332073B1 - Deflektoranordning

Info

Publication number: NO332073B1
Application number: NO20032741A
Authority: NO
Inventors: Emmanuel Keskes; Philippe Saint-Pere
Original assignee: Westerngeco Seismic Holdings
Priority date: 2000-12-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2012-06-18
Also published as: GB0030743D0; AU2002222363B2; EP1349773B1; US20080205192A1; NO20032741L; CA2433286A1; WO2002047968A1; NO20032741D0; EP1349773A1; BR0116232A; US7660190B2; AU2236302A; EA200300687A1

Abstract

En deflektoranordning (22) for bruk med en taueline mellom et seismisk undersøkelsesfartøy og et slep, særlig en seismisk stramer eller streamergruppe, i vannet bak fartøyet omfatter en vertikalt orientert vingeformet kropp (28) formet for å produsere i bruk en sideveis kraft som driver tauelinen sideveis med hensyn på bevegelsesretningen til tauefartøyet. Den vingeformede kroppen (28) omfatter ett eller flere oppdriftselementer, og en bom som strekker seg bakover (32). En dreibar kontrollflate (54) strekker seg sideveis fra bommen (32) og er formet for å produsere i bruk en kraft som har en hovedsakelig vertikal komponent. Vinkelen til kontrollflaten er Fjernkontrollerbarfor å kunne kontrollere dybden til deflektoranordningen.

Description

Denne oppfinnelsen angår deflektoranordninger av den type som blir brukt mellom et tauefartøy og et slep lokalisert i vannet, f.eks. en seismisk streamer eller streamergruppe, eller en seismisk kildegruppe, for å trekke slepet ut til én side av fartøyet, for å posisjonere det ved en ønsket sideforskyvning fra kursen fulgt av fartøyet.

En deflektoranordning av denne typen er beskrevet i detalj i vår US patent nr.

5 357 892, og omfatter en vingeformet deflektorkropp som har en fjernopererbar dreibar arm eller «bom» som strekker seg bakover fra et punkt nær midten av bakkanten av den vingeformede kroppen. I bruk er den vingeformede kroppen opphengt under en flåte slik at den er fullstendig neddykket og posisjonert generelt vertikalt i vannet, og er forbundet til tauefartøyet ved hjelp av en taueline, mens slepet er forbundet til enden av bommen fjernt fra den vingeformede kroppen. Ettersom anordningen blir trukket gjennom vannet, produserer den vingeformede kroppen en sideveis kraft, eller «løft», som beveger slepet sideveis. Dette løftet kan bli variert ved å justere vinkelen til bommen fra fartøyet, og dermed tillate at den sideveis forskyvningen av tauet fra kursen til fartøyet blir variert ved bruk.

Deflektoranordningen i US patent nr. 5 357 892 har blitt vellykket kommersialisert av søkeren som hans MONOWING deflektoranordning. I bruk blir rulle stabilitet for anordningen tilveiebragt av forbindelsen til flåten, mens stabilitet for anordningen om en vertikal akse er tilveiebragt av draget produsert av slepet.

MONOWING deflektoranordningene som i dag er i bruk er svært store, typisk 7,5 meter høye ganger 2,5 meter brede, og veier flere tonn. De er vanligvis opphengt rundt 2 meter til 8 meter under flåten ved hjelp av slik som et fibertau, og har også en sikkerhetslenke som er ment å forhindre adskillelse av flåten og den vingeformede kroppen i tilfelle tauet brytes. I grovt vær, kan den øvre delen av den vingeformede kroppen stige opp ut av vannet, og tillate at tauet som forbinder den vingeformede kroppen og flåten blir slakt. Hvis den vingeformede kroppen så faller brått, kan tauet og muligens til og med sikkerhetslenken brytes, og/eller deres innfestingspunkter på den vingeformede kroppen kan bli alvorlig skadet.

I tillegg til dette, blir dybden som den nåværende deflektoranordningen opererer på effektivt bestemt av lengden på tauet som forbinder den til flåten. Som resultat av dette kan operasjonsdybden til deflektoranordningen ikke hurtig bli variert mens anordningen er utplassert i vannet. Og siden den normale operasjonsdybden til den nåværende deflektoranordningen typisk er noen få meter, i tilfelle av start av dårlig vær ved en undersøkelse, må anordningen og alle streamerne og annet utstyr direkte eller indirekte festet til dem bli berget opp på tauefartøyet, og så gjenutplassert når det dårlige været har passert, idet begge disse operasjoner er svært tidsforbrukene.

US 3618555 foreslår et tauesystem hvor en avledningsenhet er forbudet med den bakre enden av en tauekabel fra et tauefartøy. Avledningsenheten har en vinge, en stabilisator og en elevator som kan beveges mellom en posisjon hvor elevatoren er parallell til stabilisatoren og en hevet posisjon. Bevegelsen av elevatoren fra en posisjon til en annen endrer angrepsvinkelen til vingen og endrer dermed avledningsenhetens sideveis posisjon.

EP 0613025 foreslår en deflektoranordning for bruk med en taueline mellom et tauefartøy og et slep i vannet bak fartøyet. Anordningen har en hovedsakelig sylindrisk kropp og vinger som strekker seg ut fra kroppen. Ett eller flere oppdriftselementer er anbrakt i kroppen. En kabel som forbinder anordningen med slept utstyr og/eller tauefartøyet kan være forbundet til anordningen.

Det er en hensikt ved den foreliggende oppfinnelsen å lette ulempene som kommer frem fra forbindelsen av deflektoranordningen til flåten.

I henhold til den foreliggende oppfinnelsen, er det tilveiebrakt en deflektoranordning for bruk med en taueline mellom et tauefartøy og et slep i vannet bak fartøyet, idet anordningen omfatter en vingeformet hovedkropp formet til i bruk å produsere en sideveis kraft som driver tauelinen sideveis med hensyn til bevegelsesretningen til tauefartøyet, ett eller flere oppdriftselementer anbrakt i og/eller sikret til de øvre endene av den vingeformede hovedkroppen, en bom som strekker seg bakover fra den vingeformede hovedkroppen og en fjernopererbar dreibar kontrollflate som strekker seg sideveis fra bommen og er formet for i bruk å produsere en kraft som har en vertikal komponent, og derved kontrollere dybden på deflektoranordningen hovedsakelig uavhengig av den sideveis posisjonen til deflektoranordningen.

Det vil forstås at siden deflektoranordningen i henhold til oppfinnelsen kan generere en kontrollerbar vertikal kraft, kan denne kraften, sammen med oppdriften til den ene eller de flere oppdriftselementene bli valgt og justert slik at den separate overflateflåten ikke lenger er påkrevd, og operasjonsdybden til anordningen kan bli fjernkontrollert mens anordningen er utplassert i vannet. Særlig, ved start av dårlig vær, kan deflektoranordningen og dens slep fås til å dykke til en større dybde, hvor effekten av dårlig vær er svært redusert, til været forbedres.

Fordelaktig har de ett eller flere oppdriftselementer en oppdrift valgt for å gi den totale anordningen en liten positiv oppdrift.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, omfatter deflektoranordningen ytterligere en vingeformet hjelpekropp, mindre enn den førstnevnte (eller hoved-)vingeformede kroppen, sikret til enden av bommen fjernt fra den vingeformede hovedkroppen og formet for å i bruk produsere en sideveis kraft i generelt motsatt retning av den som er produsert av den vingeformede hovedkroppen. Fordelaktig omfatter denne utførelsen ytterligere fjernopererbare midler for å variere vinkelen til den vingeformede hjelpekroppen for å variere den sideveis kraften produsert av den vingeformede hjelpekroppen, og dermed variere den sideveis kraften produsert av den vingeformede hovedkroppen.

Den dreibare kontrollflaten og de fjernopererbare midlene er fortrinnsvis begge hydraulisk drevne.

Fordelaktig har den vingeformede hjelpekroppen en bakkantklaff (eng: flap) vinklet vekk fra bommen, typisk med omkring 35°.

Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte for å utføre en marin seismisk undersøkelse, idet fremgangsmåten omfatter å taue et flertall sideveis adskilte seismiske streamere over et område som skal undersøkes, hvor den sideveis posisjonen og dybden til minst én av streamerne er kontrollert av en deflektoranordning i henhold til en av de tidligere fremstillingene av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet ved hjelp av kun eksempel, med referanse til de medfølgende tegningene, hvor: Fig. 1 er et noe skjematisk riss av et seismisk undersøkelsesfartøy som utfører en marin seismisk undersøkelse; Fig. 2 er et noe skjematisk delsnittriss av en første utførelse av en deflektoranordning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, for bruk i utførelsen av undersøkelsen i fig. 1;

Fig. 3A og 3B er respektive perspektivriss av deflektoranordningen i fig. 2.

Det seismiske undersøke Ises fartøyet vist i fig. 1 er indikert generelt med 10 og er fortrinnsvis som beskrevet i vår PCT patentsøknad nr. PCT/GB98/01832 (WO 99/00295). Fartøyet 10 er vist tauende en seismisk kilde 15, typisk en TRISOR multippel luftkanonkilde av typen beskrevet i vårt US patent nr. 4 757 482, og en gruppe 16 av fire hovedsakelig identiske streamere 18. Imidlertid skal det forstås at i praksis kan mange flere enn fire streamere bli tauet, f.eks. ved å bruke teknikkene beskrevet i vår PCT patentsøknad nr. PCT/IB98/01435 (WO 99/15913). Streamerne 18 blir tauet ved hjelp av deres respektive innføringer 20 (dvs. de svært sterke stål-eller fiberforsterkede elektriske eller elektrooptiske kabler som fører elektrisk kraft, kontroll- og datasignaler mellom fartøyet 10 og streamerne), og deres spredning er kontrollert av to deflektoranordninger, indikert ved 22, forbundet til de respektive fremre ender 24 av de to ytterste streamerne. Deflektoranordningene 22 virker i samarbeid med respektive spredelinjer 26 forbundet mellom fremre ende 24 av hver ytre streamer 18 og den fremre enden 24 til dens nabostreamer for å holde en hovedsakelig uniform avstand mellom streamerne.

En av deflektoranordningene 22 er vist i mer detalj i fig. 2, 3A og 3B. Deflektoranordningen 22 er i generelt prinsipp lik deflektoranordningen i vår US patent nr. 5 357 892, men er en mye forbedret versjon av denne. Særlig har deflektoranordningen 22 en vingeformet kropp 28 som i bruk er koblet til en respektiv ytre innføring 20 via en taue forankring 27 (eng: bridle), og som tilsvarer deflektorkroppen 2 i US patent nr. 5 357 892. Imidlertid har den vingeformede hovedkroppen 28 forbedret hydrodynamisk tverrsnittsform og omfatter en bakkantklaff 29 (eng: flap) med fast vinkel, hvor begge trekk forbedrer løft. Den vingeformede hovedkroppen 28 har også virvelkontrollerende endeplater 30 (se fig. 3A og 3B) av typen beskrevet i vår PCT søknad nr. PCT/FR99/02272, for å redusere drag og forbedre stabilitet, og er stort sett laget av titan for å redusere vekt, mens taue forankringen 27 omfatter et par titanlenker 52 (se fig. 3A og 3B).

I tillegg er vinkelarmen 10 i US patent nr. 5 357 892 erstattet av en bakoverstrekkende fast vinkelbom 32 som er avtagbart forbundet i én ende 34 til lavtrykkssiden 36 av kroppen 28 nær bakkantklaffen 29 ved en monteringsbrakett 38. Bommen 32 er av sandwich-konstruksjon og er laget fra to like formede plater 39 som er boltet sammen med intervaller langs deres lengde og som sandwicher mellom seg monteringsbraketten 38. Typisk blir bommen 32 tatt av fra braketten 38 når deflektoranordningen 22 er på fartøyet 10 for å forenkle stuing. Den andre enden 40 av bommen 32 har et taueøye 42, i bruk koblet til den fremre enden 24 av en respektiv av de to ytterste streamerne 18.

En vingeformet hjelpekropp 44 som er mye mindre enn kroppen 28 i lengde, tykkelse og korde (eng: chord), er dreibart sikret som heretter vil bli forklart til enden 40 av bommen 32 med sin langsgående akse (som ligger i et plan vinkelrett på planet i fig. 2) strekkende parallelt med den langsgående aksen av kroppen 28. Formen til kroppen 44 er utformet for å i bruk produsere en sideveis kraft i en retning tilnærmet motsatt av den som er produsert av kroppen 28 (tilnærmet motsatt, fordi som det vil bli tydelig, vil retningen av kraften variere ved bruk). Denne sideveis kraften økes ved å gi kroppen 44 en fast bakkantklaff 46 vinklet vekk fra bommen 32 med en vinkel på omkring 35°.

Som best ses i fig. 3A og 3B, er den vingeformede hjelpekroppen 44 implementert i to symmetriske halve 44a og 44b, som hver har virvelreduserende endeplater 45 og som er anbrakt på motsatte sider av bommen 32. Disse to halve 44a, 44b er unisont roterbare om en felles akse vinkelrett på planet til bommen 32, for å variere vinkelen til korden til den vingeformede hjelpekroppen 44 med hensyn til bommen. Rotasjon av den vingeformede hjelpekroppen 44 effektueres av en teleskopisk aktuator 48 dreibart montert mellom platene 39 til bommen 32, idet aktuatoren er dreibart forbundet til en hevstang eller eksenterskive 50 (eccentric) sikret til hver av de to halve 44a, 44b til den vingeformede hjelpekroppen. Den teleskopiske aktuatoren 48 er hydraulisk drevet av en fjernkontrollerbar elektrohydraulisk kontrollpakke 52 også montert mellom platene 39 til bommen 32.

Det vil forstås at å variere vinkelen til den vingeformede hjelpekroppen 44 til deflektoranordningen 22 endrer vinkelen av den vingeformede hovedkroppen 28 med hensyn til taueretning, og endrer slik løftet produsert av den vingeformede hovedkroppen. Dette endrer i sin tur sideforskyvningen produsert av deflektoranordningen 22.

I henhold til den foreliggende oppfinnelsen er deflektoranordningen 22 gjort slik at den har tilnærmet nøytral oppdrift, ved å omfatte gassfylte rørlignende oppdriftselementer 58 som strekker seg langsgående inne i den fra topp til bunn, og/eller ved å tilveiebringe et integrert oppdriftselement ved dens øvre ende lik men mindre enn den som er beskrevet i vår samtidige UK patentsøknad nr. 0023775.0, 0025719.6 og 0029451.2.1 praksis er deflektoranordningen 22 fortrinnsvis utformet til å være lett positivt i oppdrift, slik at i tilfelle av en feilfunksjon, har den en tendens til å flyte heller enn å synke.

I tillegg har deflektoranordningen 22 en dreibar kontrollflate (eller klaff) 54, som er sikret til bommen 32 i området til den vingeformede hjelpekroppen 44 av en generelt triangulær brakett 56, og som er dreibar om en akse vinkelrett på både dreieaksen til kroppen 44 og taueretningen (indikert av pilen 59 i fig. 2). Klaffen 54 og braketten 56 er begge laget av titan. Vinkelposisjonen til klaffen 54 blir kontrollert av en ytterligere teleskopisk aktuator 60 som er forbundet til en hevstang 62 tilveiebrakt på klaffen, og som er hydraulisk operert av den elektrohydrauliske kontrollpakken 52. Det vil forstås at rotasjonen av klaffen 54 om dens dreieakse produserer ved bruk en oppover- eller nedoverkraft ved enden 40 av bommen 32, og muliggjør slik at dybden til deflektoranordningen 22 blir kontrollert.

Det vil forstås at som et resultat av å gjøre deflektoranordningen 22 tilnærmet nøytral i oppdrift og i stand til å generere en fjernkontrollerbar vertikal kraft, er en separat overflateflåte ikke lenger påkrevd, og operasjonsdybden til anordningen kan bli fjernkontrollert mens anordningen er utplassert i vannet. Særlig, i tilfelle start av dårlig vær, kan deflektoranordningen 22 og streamerne 18 festet til den fås til å dykke til en større dybde, hvor effekten av dårlig vær er mye redusert, til det dårlige været har passert.

Mange modifikasjoner kan bli gjort til den beskrevne utførelsen av oppfinnelsen.

Særlig kan klaffen 54 og den vingeformede hjelpekroppen 44 bli laget av et plastmateriale forsterket med høystyrkefibre, f.eks. Kevlar-fibre, og kan bli elektrisk aktuert i stedet for hydraulisk aktuert.

I tillegg kan anordningene 22 og 60 bli brukt med slep andre enn streamere, f.eks. seismiske kilder, og slepet må ikke være forbundet til enden 40 av bommen 32 (det kunne i stedet være forbundet til innføringene 20, ved et punkt nær der forankringen 24 er forbundet til innføringen). Oppfinnelsen kan også hvis ønskelig bli brukt med en deflektoranordning hvor den vingeformede hjelpekroppen 44 er fast, og bommen 32 er dreibar mot og vekk fra hoveddeflektorkroppen 28, som beskrevet i vår UK patentsøknader nr. 0023755.2, 0025711.3 og 0029452.0. Oppfinnelsen kan til og med bli brukt med en deflektoranordning lik den beskrevet i vår US patent nr. 5 357 892, dvs. en deflektoranordning uten den vingeformede hjelpekroppen 44, ved å montere en dreibar klaff analogt til klaffen 54 på en dreibar bom analogt med vinkelarmen 10 til deflektoranordningen i US patentet.

Til slutt, selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i sammenheng med deflektoranordninger hvis løft kan bli variert ved å variere vinkelen til anordningen med hensyn på taueretningen, er den også anvendbar i sitt bredeste aspekt på en fast vinkeldeflektoranordning, f.eks. av den typen som er referert til som en «dør».

Claims

1. En deflektoranordning (22) for bruk med en taueline mellom et tauefartøy og et slep i vannet bak fartøyet, omfattende: en vingeformet hovedkropp (28) formet for å produsere i bruk en sideveis kraft som driver tauelinen sideveis med hensyn til bevegelsesretningen til tauefartøyet; ett eller flere oppdriftselementer, hvor oppdriftselementene er minst en av anbrakt i og sikret til den øvre enden av den vingeformede hovedkroppen; en bom (32) som strekker seg bakover fra den vingeformede hovedkroppen; en dreibar kontrollflate (54) som strekker seg sideveis fra bommen og er formet til å produsere i bruk en kraft som har en hovedsakelig vertikal komponent; og fjernopererbare midler (48) for å dreie kontrollflaten (54),karakterisert vedat disse midlene kontrollerer dybden av deflektoranordningen hovedsakelig uavhengig av den sideveis posisjonen til deflektoranordningen.

2. En deflektoranordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat den ene eller flere oppdriftselementer (58) har en oppdrift valgt for å gi den totale anordningen en liten positiv oppdrift.

3. En deflektoranordning i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert vedat de fjernopererbare midlene (48) omfatter et teleskopisk element forbundet til dreiekontrollflaten.

4. En deflektoranordning i henhold til krav 3, karakterisert vedat det teleskopiske elementet er hydraulisk drevet.

5. En deflektoranordning i henhold til et av de foregående krav,karakterisert vedat den ytterligere omfatter en vingeformet hjelpekropp (44), mindre enn den vingeformede hovedkroppen, sikret til enden av bommen fjernt fra den vingeformede hovedkroppen og formet for å produsere i bruk en sideveis kraft i den generelt motsatte retningen av den produsert av den vingeformede hovedkroppen.

6. En deflektoranordning i henhold til krav 5, karakterisert vedat den ytterligere omfatter ekstra fjernopererbare midler (6) for å variere vinkelen til den vingeformede hjelpekroppen for å variere den sideveis kraften produsert av den vingeformede hjelpekroppen, og derved å variere den sideveis kraften produsert av den vingeformede hovedkroppen.

7. En deflektoranordning i henhold til krav 6, karakterisert vedat de ekstra fjernopererbare justeringsmidlene omfatter et ytterligere teleskopisk element forbundet til den vingeformede hjelpekroppen.

8. En deflektoranordning i henhold til krav 7, karakterisert vedat det ytterligere teleskopiske elementet er hydraulisk operert.

9. En deflektoranordning i henhold til et av kravene 5-8, karakterisert vedat den vingeformede hjelpekroppen har en bakkantklaff som er vinklet vekk fra bommen, typisk med omkring 35°.

10. En fremgangsmåte for å utføre en marin seismisk undersøkelse, idet fremgangsmåten omfatter å taue et flertall sideveis adskilte seismiske streamere (18) over et område som skal understøttes, karakterisert vedat den sideveis posisjonen og dybden til minst én av streamerne blir kontrollert av en deflektoranordning (22) i henhold til et av de foregående krav.