NO334542B1 - Method and system for controlling the position of marine seismic streamers - Google Patents
Method and system for controlling the position of marine seismic streamers Download PDFInfo
- Publication number
- NO334542B1 NO334542B1 NO20063182A NO20063182A NO334542B1 NO 334542 B1 NO334542 B1 NO 334542B1 NO 20063182 A NO20063182 A NO 20063182A NO 20063182 A NO20063182 A NO 20063182A NO 334542 B1 NO334542 B1 NO 334542B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- control
- streamer
- control device
- accordance
- marine
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Fremgangsmåte for styring av posisjonen til et marint seismisk streamerarray, og med muligheten for styring av individuelle marine seismiske streamer både i form og posisjon i forhold til andre marine seismiske streamere, og dermed påvirkning fra tverrstrømning eller andre dynamiske krefter på et trukket array bak et seismisk kartleggingsfartøy. Systemet omfatter sensormidler for å bestemme informasjon for styring av streameren, og en styringsinnretning 10, et hus 11 hvilket mekanisk og elektronisk er koblet i serie mellom to tilliggende seksjoner av streameren 13, minst tre styringselementer 20 som strekker seg fra huset 11, og styringsmidler som justerer den respektive vinkelposisjonen til nevnte styringselementer 20 for å styre den laterale og den vertikale posisjonen til streameren 13. Rotasjonsposisjonen til streamer 13 og styringsinnretningen 10 er målt, og at den målte rotasjonsposisjonen brukes til å styre vinkelposisjonen til styringselementene 20 og dermed den laterale og vertikale forflytningen av streameren 13.Method for controlling the position of a marine seismic streamer array, and with the possibility of controlling individual marine seismic streams both in shape and position in relation to other marine seismic streamers, and thus the influence of cross flow or other dynamic forces on a towed array behind a seismic surveying vessel. The system comprises sensor means for determining information for controlling the streamer, and a control device 10, a housing 11 which is mechanically and electronically connected in series between two adjacent sections of the streamer 13, at least three control elements 20 extending from the housing 11, and control means which adjusts the respective angular position of said control elements 20 to control the lateral and vertical position of the streamer 13. The rotational position of the streamer 13 and the control device 10 is measured, and that the measured rotational position is used to control the angular position of the control elements 20 and thus the lateral and vertical the movement of the streamer 13.
Description
Fremgangsmåte og system for styring av posisjonen til marine seismiske streamere Method and system for controlling the position of marine seismic streamers
Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for styring av seismiske streamere i samsvar med innledningen til patentkrav 1. Oppfinnelsen gjelder også et system for å utføre fremgangsmåten i samsvar med patentkrav 7. The invention relates to a method for controlling seismic streamers in accordance with the introduction to patent claim 1. The invention also relates to a system for carrying out the method in accordance with patent claim 7.
Bakgrunn Background
En seismisk streamer er en langstrakt kabelliknende struktur (ofte opptil flere tusen meter lang), som omfatter et array av hydrofonkabler og assosiert elektrisk utstyr langs dens lengde, og som brukes i marin seismisk kartlegging. For å utføre en 3D/4D seismisk kartlegging trekkes et flertall slike streamere bak et kartleggingsfartøy. Akustiske signaler produseres ved at de seismiske kildene er rettet ned gjennom vannet og inn i havbunnen under, hvor de reflekteres av de ulike lagene. De reflekterte signalene er mottatt av hydrofonkablene og så digitalisert og behandlet for å danne en representasjon av jordlagene i området som kartlegges. A seismic streamer is an elongated cable-like structure (often up to several thousand meters long), comprising an array of hydrophone cables and associated electrical equipment along its length, and used in marine seismic mapping. To perform a 3D/4D seismic survey, a plurality of such streamers are towed behind a survey vessel. Acoustic signals are produced by the seismic sources being directed down through the water and into the seabed below, where they are reflected by the various layers. The reflected signals are received by the hydrophone cables and then digitized and processed to form a representation of the soil layers in the area being mapped.
Streamerne er typisk trukket med en konstant dybde på omtrent ti meter, for å fremme fjerning av uønskede "falske" refleksjoner fra overflaten av vannet. For å holde streamerne ved en konstant dybde, er styringsinnretninger kjent som "bird" festet til hver streamer med intervaller på 200 til 300 meter. The streamers are typically drawn at a constant depth of about ten meters, to promote the removal of unwanted "false" reflections from the surface of the water. To keep the streamers at a constant depth, steering devices known as "birds" are attached to each streamer at intervals of 200 to 300 meters.
Små variasjoner i dybde og laterale bevegelse er unngåelig. Hovedårsaken til variasjoner i dybden er lange periodiske bølger. Generelt er den mest kritiske sitasjonen når det trekkes i den samme retningen som dønningene. Lateral bevegelse av streamer er hovedsakelig forårsaket av havstrømningskomponenter vinkelrett på trekkretningen. I tilfeller med både dønninger og tverrstrømmingspåvirkning er faren økt for at streamerne vikler seg inn i hverandre. Small variations in depth and lateral movement are avoidable. The main cause of variations in depth is long periodic waves. Generally, the most critical citation is when pulling in the same direction as the swells. Lateral movement of streamers is mainly caused by ocean current components perpendicular to the direction of drift. In cases with both swells and cross-flow influence, the risk of the streamers entangling each other is increased.
Streamerstrekket avtar proporsjonalt med avstanden fra trekkpunktet. Derfor vil små variasjoner i lateral og vertikal bevegelse tendere til å ha større amplituder nær halen av streamerne. Imidlertid vil ikke kreftene som virker vinkelrett på streameren fordeles uniformt over streamerens lengde og de vil endres over tid ettersom det trukne arrayet beveges fremover. The streamer drag decreases proportionally with the distance from the draw point. Therefore, small variations in lateral and vertical motion will tend to have larger amplitudes near the tail of the streamers. However, the forces acting perpendicular to the streamer will not be uniformly distributed over the length of the streamer and will change over time as the towed array is moved forward.
Under en seismisk kartlegging er streamerne tiltenkt å opprettholdes i en rett linje, parallell til hverandre og likt adskilt. Imidlertid, etter utsetting av streamerne, må vanligvis fartøyet kjøre i en rett linje i minst tre streamerlengder før streamerfordelingen tilnærmer seg det ideale oppsettet og kartlegging kan starte. Detteøker tiden det tar å utføre en kartlegging og derfor økes kostnadene ved kartleggingen. Imidlertid, pga. havstrømninger feiler streamerne i å akkurat følge banen til det seismiske kartleggingsfartøyet og noen ganger avviker fra denne banen med en vinkel, kjent som "feathering angle". Dette kan negativt påvirke dekningen av kartleggingen, hvilket ofte krever at deler av kartleggingen må repeteres. Ved veldig uheldige omstendigheter kan streamerne vikles inn i hverandre, spesielt ved enden av streamerne, som kan medføre betydelig skade og betydelig finansielt tap. During a seismic survey, the streamers are intended to be maintained in a straight line, parallel to each other and equally spaced. However, after deploying the streamers, usually the vessel must travel in a straight line for at least three streamer lengths before the streamer distribution approaches the ideal layout and charting can begin. This increases the time it takes to carry out a survey and therefore increases the costs of the survey. However, due to ocean currents cause the streamers to fail to exactly follow the path of the seismic survey vessel and sometimes deviate from this path by an angle known as the "feathering angle". This can negatively affect the coverage of the mapping, which often requires parts of the mapping to be repeated. In very unfortunate circumstances, the streamers can become entangled with each other, especially at the end of the streamers, which can cause significant damage and significant financial loss.
Flere patenter dekker styringsinnretninger for seismiske streamere. Several patents cover control devices for seismic streamers.
US 5 443 027 (Norman, L. Owsley m. fl.) beskriver en lateral kraftanordning for styring av en trukket undervanns, akustisk kabel, som skaper forflytting av en trukket undervanns, akustisk kabel, skaper forflytting i horisontal og vertikal retning, hvor anordningen har en roterbart montert vinget kropp. US 5,443,027 (Norman, L. Owsley et al.) describes a lateral force device for controlling a towed underwater acoustic cable, which creates movement of a towed underwater acoustic cable, creates movement in horizontal and vertical directions, where the device has a rotatably mounted winged body.
US 6 011 752 (Loran, D. Ambs m. fl.) beskriver en seismisk streamer posisjoneringsstyrings-modul som har en kropp med en første og andre ende, med et gjennomgående hull derimellom, fra den første til den andre enden, for mottak av en seismisk streamer, minst en styringsoverflate, minst en fordypning hvori den minst ene styringsoverflaten initialt er plassert, hvor den minst ene styringsoverflaten er bevegelig koblet til kroppen for bevegelse fra og inn i den minst ene fordypningen og for bevegelse når den er utstrakt fra kroppen for posisjonsjustering. US 6,011,752 (Loran, D. Ambs et al.) discloses a seismic streamer positioning control module having a body having first and second ends, with a through hole therebetween, from the first to the second end, for receiving a seismic streamer, at least one control surface, at least one recess in which the at least one control surface is initially located, wherein the at least one control surface is movably connected to the body for movement from and into the at least one recess and for movement when extended from the body for position adjustment.
US 6 144 342 (Bertheas, Jean m. fl.) beskriver en fremgangsmåte for styring av navigasjonen av en trukket lineær akustisk antenne. Styringsinnretninger utstyrt med variable innfallsvinkelvinger er festet til antennen. Gjennom ulik handling tillater vingene styringsinnretningen å svinge om den langsgående aksen til antennen slik at en hydrodynamisk kraft orientert i enhver gitt retning om den langsgående aksen til antennen er oppnådd. Styringsinnretningen kan frakobles automatisk idet antennen heves, slik at antennen fritt kan vikles på en trommel. Denne fremgangsmåten tillater også full kontroll av deformasjon, nedsenking og retning. US 6,144,342 (Bertheas, Jean et al.) describes a method for controlling the navigation of a towed linear acoustic antenna. Control devices equipped with variable angle of incidence vanes are attached to the antenna. Through different action, the wings allow the control device to swing about the longitudinal axis of the antenna so that a hydrodynamic force oriented in any given direction about the longitudinal axis of the antenna is obtained. The control device can be disconnected automatically when the antenna is raised, so that the antenna can be wound freely on a drum. This method also allows full control of deformation, immersion and direction.
WO 03/008906 A2 (Nicholson, James m. fl.) beskriver en styringsinnretning for styring av posisjonen av en marin seismisk streamer som omfatter en ringformet bærevinge, et feste for å montere bærevingen på og rundt streameren, og styringsmidler for styring av tilt og/eller rotasjon av den ringformete bærevingen for dermed å justere den laterale posisjonen og/eller dybden av streameren. WO 03/008906 A2 (Nicholson, James et al) discloses a control device for controlling the position of a marine seismic streamer comprising an annular carrier vane, a mount for mounting the carrier vane on and around the streamer, and control means for controlling tilt and /or rotation of the annular carrier to thereby adjust the lateral position and/or depth of the streamer.
US 6 671 223 B2 (Bittleston, Simon Hastings) beskriver en styringsinnretning eller "bird" for styring av posisjonen til en marin seismisk streamer, hvilken er forsynt med en langstrakt, delvis fleksibel kropp som er utformet for å bli elektrisk og mekanisk koblet i serie med en streamer. I en foretrukket form har styringsinnretningen to motsatte vinger som er uavhengig styrbare for å styre streamerens laterale posisjon og likedan dybden. US 6 671 223 B2 (Bittleston, Simon Hastings) discloses a control device or "bird" for controlling the position of a marine seismic streamer, which is provided with an elongate, partially flexible body designed to be electrically and mechanically connected in series with a streamer. In a preferred form, the control device has two opposite wings which are independently controllable to control the streamer's lateral position and likewise its depth.
US 6 879 542 B2 (Soreau, Didier) beskriver en styringsinnretning med et par horisontale vinger og et par vertikale vinger for lateral og henholdsvis horisontal styring. Vingerotasjonen styres av pendelkrefter på laterale kraftvingepar. US 6 879 542 B2 (Soreau, Didier) describes a steering device with a pair of horizontal wings and a pair of vertical wings for lateral and horizontal steering respectively. The wing rotation is controlled by pendulum forces on lateral power wing pairs.
US 6 459 653 (Kuche, Hans-Walter) beskriver en sammenfoldbar dybdestyring for montering i forbindelse med seismiske kabler og lignende innretninger, hvilken omfatter to vinger som er roterbart koblet til en hovedkropp i forhold til en første akse for rotasjon, vinkelrett på lengderetningen til dybdestyringen. US 6 459 653 (Kuche, Hans-Walter) describes a collapsible depth control for mounting in connection with seismic cables and similar devices, which comprises two wings which are rotatably connected to a main body relative to a first axis for rotation, perpendicular to the longitudinal direction of the depth control.
US 5 619 474 (Kuche, Hans-Walter) beskriver et dybdestyringsapparat for seismiske streamere, hvilket omfatter en sentral enhet som er tilpasset for innsatt montering i streameren, hovedsakelig i aksial tilpasning med streameren, et hus som kan rotere om den sentrale enheten og bærer minst en styringsvinge som er vinkeljusterbar om tverraksen, tilpasset for å være hovedsakelig horisontal i driftsposisjon, og en elektrisk motor for justering av vinkelen til styringsvingen om tverraksen. US 5 619 474 (Kuche, Hans-Walter) discloses a depth control apparatus for seismic streamers, which comprises a central unit adapted for inset mounting in the streamer, substantially in axial alignment with the streamer, a housing rotatable about the central unit and carrying at least one control vane which is angularly adjustable about the transverse axis, adapted to be substantially horizontal in the operating position, and an electric motor for adjusting the angle of the control vane about the transverse axis.
US 6 016 286 (Olivier, Andre W. m. fl.) beskriver en dybdestyringsinnretning for en undervannskabel som omfatter en roterbar aktuator som har en roterende utgangsaksel tilkoblet en "swash"-plate. Rotasjonen av swash-platen gjennom aktuatoren medfører at en vippearm dreies om en akse på tvers av aksen til utgangsakselen. US 6,016,286 (Olivier, Andre W. et al.) discloses a depth control device for a submarine cable comprising a rotatable actuator having a rotary output shaft connected to a "swash" plate. The rotation of the swash plate through the actuator causes a rocker arm to rotate about an axis transverse to the axis of the output shaft.
US 6 525 992 (Olivier, Andre W. m. fl.) beskriver en innretning for å styre posisjonen til en undervannskabel omfattende en kropp, første og andre aktutatorer og et par vinger. Kroppen er stasjonert monterbartil undervannskabelen og de første og andre aktuatorene er plassert inne i kroppen. Hver vinge har en rotasjonsakse og vingene er koblet til de første og andre aktuatorene for å styre dybden og den horisontale posisjonen til undervannskabelen i vannet. US 6,525,992 (Olivier, Andre W. et al.) describes a device for controlling the position of an underwater cable comprising a body, first and second actuators and a pair of vanes. The body is station mountable to the underwater cable and the first and second actuators are located inside the body. Each vane has an axis of rotation and the vanes are connected to the first and second actuators to control the depth and horizontal position of the underwater cable in the water.
US 2005268835 (YANN, LE PAGE m. fl.) beskriver en styringsinnretning for et tauet undervanns-objekt, spesielt en tauet lineær akustisk antenna, omfattende en kropp som har en lengdeakse. Kropp er forsynt med festemidler for frigjørbar festing til det tauede objektet, samt et flertall stabiliseringsfinner. Hver av stabiliseringsfinnene er koblet til kroppen og strekker seg langs en akse som er tverrgående i forhold til lengdeaksen til kroppen, hvor vinkelposisjonen til hver finne i forhold til kroppen er dreibar om den tverrgående aksen gjennom en styringsenhet for å endre stigningsvinkelen til finnene. US 2005268835 (YANN, LE PAGE et al.) describes a control device for a towed underwater object, in particular a towed linear acoustic antenna, comprising a body having a longitudinal axis. Body is provided with fasteners for releasable attachment to the towed object, as well as a plurality of stabilization fins. Each of the stabilizing fins is connected to the body and extends along an axis transverse to the longitudinal axis of the body, where the angular position of each fin in relation to the body is rotatable about the transverse axis through a control unit to change the angle of pitch of the fins.
Fra EP 0939910 er det kjent en styringsinnretning for å kontrollere posisjonen til en marin seismisk streamer utstyrt med en langstrakt, delvis fleksibel hoveddel som er utformet for å være koblet elektrisk og mekanisk i serie med streameren. I dens foretrukne utførelse har styringsinnretningen to motsatte vinger, som er uavhengig kontrollerbare, for å kontrollere streamerens sideveisposisjon, såvel som dens dybde. From EP 0939910 there is known a control device for controlling the position of a marine seismic streamer equipped with an elongate, partially flexible main part which is designed to be connected electrically and mechanically in series with the streamer. In its preferred embodiment, the control means has two opposite vanes, which are independently controllable, to control the lateral position of the streamer, as well as its depth.
Styringsinnretninger i samsvar med disse foreliggende utformingene er forbundet med en rekke ulemper. Siden styringsinnretninger (i noen av publikasjonene nevnt ovenfor) henger under streameren produserer de betydelig støy ettersom de trekkes gjennom vannet. Denne støyen blander seg med de reflekterte signalene detektert av hydrofonkablene i streamerne. Noen av styringsinnretningene omfatter et par vinger eller ror som er montert på en roterbar struktur som omgir den seismiske streameren for å generere en løftekraft i en spesifikk retning. Dette er en kostbar og relativt kompleks elektromekanisk konstruksjon som er veldig sårbar i undervanns-operasjoner. Noen av styringsinnretningene nevnt i publikasjonene ovenfor drives med et par vinger eller ror i en "bank-to-turn"-manøver. Dette tilfører kompleksitet til den lokale styrings-løkken og senker også responstiden til det overordnete styringssystemet for streamer-posisjonering. Control devices in accordance with these present designs are associated with a number of disadvantages. Since steering devices (in some of the publications mentioned above) hang below the streamer, they produce significant noise as they are pulled through the water. This noise mixes with the reflected signals detected by the hydrophone cables in the streamers. Some of the steering devices include a pair of vanes or rudders mounted on a rotatable structure surrounding the seismic streamer to generate a lift force in a specific direction. This is an expensive and relatively complex electromechanical construction that is very vulnerable in underwater operations. Some of the steering devices mentioned in the above publications are operated with a pair of wings or rudders in a "bank-to-turn" maneuver. This adds complexity to the local control loop and also slows down the response time of the overall control system for streamer positioning.
Formål Purpose
Hovedformålet med oppfinnelsen er å skape en fremgangsmåte og en styringsinnretning for streamere som helt eller delvis fjerner ulempene ved de nevnte foreliggende utformingene. The main purpose of the invention is to create a method and a control device for streamers which completely or partially removes the disadvantages of the aforementioned existing designs.
Det er et formål å fremme kombinasjonen av presis posisjonering av streamerspredningen og muligheten til å styre individuelle streamere i form og posisjon i forhold til andre streamere og derigjennom påvirkningen fra tverrstrømning eller andre dynamiske krefter i en trukket spredning. It is an aim to promote the combination of precise positioning of the streamer spread and the ability to control individual streamers in shape and position in relation to other streamers and thereby the influence of cross flow or other dynamic forces in a drawn spread.
Et formål med oppfinnelsen er å sette opp en styringskraft i en vilkårlig retning av styringsinnretningen eller streameren, uavhengig av rotasjonsvinkelen. One purpose of the invention is to set up a steering force in an arbitrary direction of the steering device or the streamer, regardless of the angle of rotation.
Et annet formål er å skape en fremgangsmåte og en styringsinnretning som tillater raskere kursendringsoperasjoner og kortere innkjøring etter sving enn foreliggende utforminger. Another purpose is to create a method and a control device which allows faster course change operations and shorter entry after a turn than present designs.
Endelig er det et formål med oppfinnelsen at styringsinnretningen krever lite energi for styring. Finally, it is an object of the invention that the control device requires little energy for control.
Oppfinnelsen The invention
Fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1 og styringssystemet er angitt i patentkrav 7. Med en fremgangsmåte for styring av streamer i samsvar med oppfinnelsen vil formålene ovenfor oppnås. The method in accordance with the invention is stated in patent claim 1 and the control system is stated in patent claim 7. With a method for controlling streamers in accordance with the invention, the above purposes will be achieved.
Kravene 2-6 og 8-17 beskriver spesielle fordelaktige detaljer ved oppfinnelsen. Claims 2-6 and 8-17 describe particularly advantageous details of the invention.
I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er det skapt en styringsinnretning for styring av posisjonen til en marin seismisk streamer, hvor anordningen omfatter et hus som mekanisk kobles i serie mellom to tilliggende seksjoner av streameren, sensormidler i huset for å bestemme rotasjonsposisjonen til streameren og huset i et plan vinkelrett på lengdeaksen til streameren. Innretningen omfatter minst tre styringselementer som strekker seg vinkelrett ut fra huset, hvor hvert styringselement er roterbart om en akse som strekker seg på tvers av streameren, og styringselementene er reagerbare på styringssignaler og sensormidler for uavhengig justering av de respektive vinkelposisjonene til nevnte styringselementer for å styre den laterale og vertikale posisjonen til streameren. In accordance with the present invention, a control device has been created for controlling the position of a marine seismic streamer, the device comprising a housing which is mechanically connected in series between two adjacent sections of the streamer, sensor means in the housing for determining the rotational position of the streamer and the housing in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the streamer. The device comprises at least three control elements that extend perpendicularly from the housing, where each control element is rotatable about an axis that extends across the streamer, and the control elements are responsive to control signals and sensor means for independently adjusting the respective angular positions of said control elements to control the lateral and vertical position of the streamer.
I en foretrukket utføreIsesform av oppfinnelsen, for bruk i en multiseksjon som omfatter en elektrisk energilinje, er styringselementene minst delvis elektrisk og anordnet for å motta elektrisk energi fra den elektriske energilinjen. In a preferred embodiment of the invention, for use in a multi-section comprising an electric energy line, the control elements are at least partially electric and arranged to receive electric energy from the electric energy line.
Når streameren også omfatter en styringslinje er styringselementene fordelaktig anordnet for å motta styringssignaler fra styringslinjen. For å unngå funksjonsfeil i tilfelle mekanisk skade av styringsinnretningen (dvs. lekkasje), er gjennomføringen av ledere mellom streamerseksjonene adskilte fra rormekanismen, kontrollere og sensorer. When the streamer also comprises a control line, the control elements are advantageously arranged to receive control signals from the control line. To avoid malfunctions in the event of mechanical damage to the steering device (ie leakage), the passage of conductors between the streamer sections is separate from the rudder mechanism, controllers and sensors.
Styringselementene omfatter fortrinnsvis minst to elektriske motorer og kan også omfatte midler for føling av den respektive vinkelposisjonen til styringselementene, midler for føling av rotasjonsposisjonen til streameren og styringsinnretningen, midler for føling av dybde og midler for føling av den gjensidige posisjonen mellom streamerne. The control elements preferably comprise at least two electric motors and may also comprise means for sensing the respective angular position of the control elements, means for sensing the rotational position of the streamer and the control device, means for sensing depth and means for sensing the mutual position between the streamers.
Styringsstrategien er ikke basert på "bank-to-turn"-manøver. Derimot er det kommanderte løftet skapt gjennom en egnet kombinasjon av rorene gitt den aktuelle rotasjonsposisjonen til streameren. Følgelig er ingen forsøk gjort på aktiv vridning av streameren. Streameren med styringsinnretningen kan fritt rotere om lengdeaksen på en naturlig måte og styringsinnretningen skaper løft i en vilkårlig valgt retning samtidig. The steering strategy is not based on a "bank-to-turn" maneuver. In contrast, the commanded lift is created through a suitable combination of the rudders given the current rotational position of the streamer. Consequently, no attempt has been made to actively twist the streamer. The streamer with the steering device can freely rotate about the longitudinal axis in a natural way and the steering device creates lift in an arbitrarily chosen direction at the same time.
Det å skape en lateral streamerforflytning tilsvarer muligheten til å motstå tverrstrømning som over den fulle lengden av det trukne arrayet kan flytte de ulike streamerseksjonene fra ulike vinkler med ulik kraft. Det krevde løftet vil avhenge av tverrstrømningshastigheten og trekk-hastigheten. Creating a lateral streamer displacement corresponds to the ability to resist cross flow which over the full length of the towed array can move the different streamer sections from different angles with different force. The required lift will depend on the cross-flow velocity and draft velocity.
De dominerende kreftene som virker på streameren i vertikal retning er på grunn av bølger forårsaket av vannbevegelsen og endringer i tetthetslagene. Dybdestyring kan baseres på en innebygd dybdesensor, f.eks. en trykksensor. The dominant forces acting on the streamer in the vertical direction are due to waves caused by the water movement and changes in the density layers. Depth control can be based on a built-in depth sensor, e.g. a pressure sensor.
Styringsinnretningen vil operere basert på kommandomeldinger overført gjennom streamerne fra en dedikert styringsenhet om bord. The control device will operate based on command messages transmitted through the streamers from a dedicated control unit on board.
Fordelaktig omfatter hvert styringselement et ror som har en vingeliknende form, med vinkel-rette vingeliknende elementer ved endene for økt løfteeffekt. Advantageously, each control element comprises a rudder having a wing-like shape, with perpendicular wing-like elements at the ends for increased lifting effect.
Løftet er proporsjonalt med planformarealet av roret, og endres som en funksjon av rorvinkelen for angrep, som er styrbar gjennom styringsmidlene. The lift is proportional to the planar area of the rudder, and changes as a function of the rudder angle of attack, which is controllable through the control means.
Fortrinnsvis er styringselementene avtakbart koblet til huset og styringselementene er fordelaktig likt fordelt over hele streamerens lengde. Styringselementene kan tas av manuelt eller gjennom fjernstyrt styring i tilfellet funksjonsfeil under drift. Preferably, the control elements are removably connected to the housing and the control elements are advantageously equally distributed over the entire length of the streamer. The control elements can be removed manually or through remote control in the event of a malfunction during operation.
Styringselementene er anordnet til å styre både den vertikale og den laterale bevegelsen, fortrinnsvis samtidig. Styringsinnretningene har fordelaktig fleksibiliteten til å sette opp et kommandert løft og retningen fra en fritt valgt kombinasjon av aktuatorer. Styringselementene The control elements are arranged to control both the vertical and the lateral movement, preferably simultaneously. The control devices advantageously have the flexibility to set up a commanded lift and direction from a freely chosen combination of actuators. The control elements
(rorene) er fortrinnsvis fordelt symmetrisk rundt streamerens lengdeakse. Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelsen. (the rudders) are preferably distributed symmetrically around the streamer's longitudinal axis. Further advantageous features of the invention will be apparent from the following description.
Eksempel Example
Oppfinnelsen vil i det etterfølgende bli beskrevet gjennom eksempler med henvisninger til de vedlagte figurene, hvor: The invention will subsequently be described through examples with references to the attached figures, where:
Fig. la viser en første utføreIsesform av en styringsinnretning i samsvar med oppfinnelsen, Fig. 1a shows a first embodiment of a control device in accordance with the invention,
Fig. lb viser et tverrsnitt av styringsinnretningen i Fig. la, bakfra, Fig. lb shows a cross-section of the control device in Fig. la, from the rear,
Fig. 2a viser en andre utføre Isesf orm av styringsanordningen i samsvar med oppfinnelsen, Fig. 2a shows a second embodiment of the control device in accordance with the invention,
Fig. 2b viser et tverrsnitt av styringsinnretningen i Fig. 2a, sett bakfra, og Fig. 2b shows a cross-section of the control device in Fig. 2a, seen from behind, and
Fig. 3 viser enkelt skjematisk et styringssystem for streameren i Fig. 1. Fig. 3 shows a simple schematic diagram of a control system for the streamer in Fig. 1.
Fig. 1 viser en foretrukket utføreIsesform av den foreliggende oppfinnelsen. Streamer-styringsinnretningen, eller en "treakset bird", er angitt med 10, og omfatter et langstrakt strøm-linjet hus 11, tilpasset for å mekanisk og elektrisk kobles i serie i en multiseksjons marin streamer av den typen som trekkes etter et seismisk kartleggingsfartøy og som er brukt i forbindelse med en seismisk kilde som også trekkes av fartøyet, for å utføre seismiske kartlegginger, som kort beskrevet ovenfor. For å tillate en slik tilkobling, er hver ende av huset forsynt med en mekanisk og henholdsvis elektrisk kobling 14,15, hvilke koblinger er komplementære (eller lik), og designet for å sammenkobles med streamerendekoblinger 16 og henholdsvis 17, som er normalt brukt til å koble sammen tilliggende seksjoner 13a og 13b av streameren. På denne måten er styringsinnretningen permanent innsatt i streameren, via de eksisterende streamerseksjonskoblingene, og kobler streamerseksjonene sammen. Fig. 1 shows a preferred embodiment of the present invention. The streamer control device, or a "three-axis bird", is indicated at 10, and comprises an elongate streamlined housing 11, adapted to be mechanically and electrically connected in series in a multi-section marine streamer of the type towed behind a seismic survey vessel and which is used in connection with a seismic source that is also pulled by the vessel, to carry out seismic mapping, as briefly described above. To allow such a connection, each end of the housing is provided with a mechanical and electrical coupler 14,15 respectively, which couplers are complementary (or similar), and designed to mate with streamer couplers 16 and 17 respectively, which are normally used for to connect adjacent sections 13a and 13b of the streamer. In this way, the control device is permanently inserted into the streamer, via the existing streamer section connections, and connects the streamer sections together.
Styringsinnretningen 10 er forsynt med tre styringselementer, eller ror 20 med formen som en deltavinge med mindre ender, plassert jevnt rundt omkretsen til huset 11, med omtrent 120° mellom dem, som vist i Fig. 2. Rorene 20 strekker seg typisk horisontalt ut fra huset 11. The steering device 10 is provided with three steering elements, or rudders 20 in the form of a delta wing with smaller ends, placed evenly around the circumference of the housing 11, with approximately 120° between them, as shown in Fig. 2. The rudders 20 typically extend horizontally from the house 11.
Rorene 20 er uavhengig roterbare om deres respektive rotasjonsakse som strekker seg vinkelrett på lengdeaksen til huset 11. Rotasjonen til rorene 20 utføres under styring av en rorkontroller 102, tett innkapslet i huset 11. Rorene 20 er forsynt med deltavinger 21, anordnet vinkelrett på rorene 20 ved enden av rorenden plassert tilliggende huset 11, og ved enden plassert bort fra huset. Rorene 20 og vingene 21 er anordnet med den skrå delen vendt mot bevegelsesretningen til trekkretningen til streameren (hvilken retning er angitt med pilen 30), for å redusere muligheten for at skraprester skal feste seg på dem. For å fremme rask fjerning og påsetting er rorene 20 koblet til huset 11 ved hjelp av en "quick-snap"-anordning som kan fjernstyres (ikke vist). The rudders 20 are independently rotatable about their respective axis of rotation which extends perpendicular to the longitudinal axis of the housing 11. The rotation of the rudders 20 is carried out under the control of a rudder controller 102, tightly enclosed in the housing 11. The rudders 20 are provided with delta vanes 21, arranged perpendicular to the rudders 20 at the end of the rudder located adjacent to the housing 11, and at the end located away from the housing. The rudders 20 and the wings 21 are arranged with the inclined part facing the direction of movement of the pulling direction of the streamer (which direction is indicated by the arrow 30), to reduce the possibility of scrap residues sticking to them. To promote quick removal and attachment, the rudders 20 are connected to the housing 11 by means of a "quick-snap" device which can be controlled remotely (not shown).
Når rorene 20 er tatt av fra huset 11 kan streameren vikles inn på og ut fra en stor trommel som brukes for lagring av streameren, med huset 11 fremdeles koblet til streameren. When the rudders 20 are removed from the housing 11, the streamer can be wound onto and out of a large drum used for storing the streamer, with the housing 11 still connected to the streamer.
Styringsinnretningen 11 er koblet til et eksternt styringssystem 100, f.eks. et "Seismic Towed Array Positioning System" (STAP-system), via en streamer databuss 101. Styringsparametere blir overført til styringsinnretningen 10 i Y- og Z-retning. Rorkontrolleren 102 i styringsinnretningen 10 justerer rorene 20 til korrekt posisjon gjennom å styre rorstyringsmekanismer 103 koblet til hvert ror 20. Rorstyringsmekanismen er fortrinnsvis en elektrisk motor. The control device 11 is connected to an external control system 100, e.g. a "Seismic Towed Array Positioning System" (STAP system), via a streamer data bus 101. Control parameters are transferred to the control device 10 in Y and Z direction. The rudder controller 102 in the steering device 10 adjusts the rudders 20 to the correct position by controlling rudder steering mechanisms 103 connected to each rudder 20. The rudder steering mechanism is preferably an electric motor.
Styringsløkken bruker tilbakemelding fra en rorposisjonssensor 104, tilbakemeldning fra en innebygd streamerrotasjonssensor 105, tilbakemelding fra en akustisk posisjonssensor 106 og tilbakemelding fra en dybdesensor 107. The control loop uses feedback from a rudder position sensor 104, feedback from a built-in streamer rotation sensor 105, feedback from an acoustic position sensor 106 and feedback from a depth sensor 107.
Styringsstrategien er som nevnt ovenfor ikke basert på en "bank-to-turn"-måte. Det kommanderte løftet er skapt gjennom en egnet kombinasjon av rorene 20 gitt den aktuelle rotasjonsposisjonen til streameren. Ingen forsøk er gjort på aktiv vridning av streameren og samtidig kan streameren fritt rotere om lengdeaksen på en naturlig måte. As mentioned above, the control strategy is not based on a "bank-to-turn" method. The commanded lift is created through a suitable combination of the rudders 20 given the current rotational position of the streamer. No attempt has been made to actively twist the streamer and at the same time the streamer can freely rotate about its longitudinal axis in a natural way.
Styringsinnretningen 10 bruker streamer-databussen 101 til å overføre status fra sensorene 104,105,106 og 107, mekaniske funksjoner og energi. The control device 10 uses the streamer data bus 101 to transmit status from the sensors 104, 105, 106 and 107, mechanical functions and energy.
Styringsinnretningen 10 er forsynt med energi gjennom ledere i streameren, via et oppladbart bufferbatteri (ikke vist) i styringsinnretningen 10 for å unngå topplaster i streamerens energisystem. The control device 10 is supplied with energy through conductors in the streamer, via a rechargeable buffer battery (not shown) in the control device 10 to avoid peak loads in the streamer's energy system.
For å unngå streamer funksjonsfeil i tilfellet ved mekanisk skade på styringsinnretningen 10 (dvs. lekkasje), er gjennomføringen av ledere mellom streamerseksjonene adskilte fra streamerens rormekanisme, kontrollere og sensorer. To avoid streamer malfunction in the event of mechanical damage to the control device 10 (ie leakage), the passage of conductors between the streamer sections is separate from the streamer's steering mechanism, controllers and sensors.
Styringsinnretningen er anordnet til å default til nøytral (ingen effekt) i tilfelle ved styringsfeil og/eller mangel på energi. The control device is designed to default to neutral (no effect) in the event of a control error and/or lack of energy.
Maks kraft er generert vinkelrett på rorene, minimum krefter parallelt med rorene. Maximum force is generated perpendicular to the rudders, minimum forces parallel to the rudders.
Figur 2a-b viser en andre utførelsesform av oppfinnelsen, en fireakset styringsinnretning 200. Figure 2a-b shows a second embodiment of the invention, a four-axis control device 200.
Styringsinnretningen 200 omfatter fire ror 20, lik rorene i Fig. 1, hvor to motsatte ror 20 arbeider i par. Rorene 20 er også anordnet jevnt rundt omkretsen til huset 11, og omtrent 90° mellom dem. Hvert rorpar er styrbar om parets rotasjonsakse og kombinasjonen av alle fire rorene kan generere et løft i enhver retning i YZ-planet, på samme måte som for den treaksete styringsinnretningen. The control device 200 comprises four rudders 20, similar to the rudders in Fig. 1, where two opposite rudders 20 work in pairs. The rudders 20 are also arranged evenly around the circumference of the housing 11, and approximately 90° between them. Each pair of rudders is steerable about the pair's axis of rotation and the combination of all four rudders can generate lift in any direction in the YZ plane, in the same way as for the three-axis steering device.
Den fireakslete styringsinnretningen kan implementeres ved å bruke bare to elektriske motorer, mens tre motorer er krevd i det treaksete tilfellet. Begge utformingene har en orientering som er fast i forhold til streameren. Styringen av styringsinnretningen 200 er implementert på samme måte som for styringsinnretningen 10. The four-axis steering device can be implemented using only two electric motors, while three motors are required in the three-axis case. Both designs have an orientation that is fixed in relation to the streamer. The control of the control device 200 is implemented in the same way as for the control device 10.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20063182A NO334542B1 (en) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | Method and system for controlling the position of marine seismic streamers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20063182A NO334542B1 (en) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | Method and system for controlling the position of marine seismic streamers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20063182L NO20063182L (en) | 2008-01-11 |
| NO334542B1 true NO334542B1 (en) | 2014-04-07 |
Family
ID=39204560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20063182A NO334542B1 (en) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | Method and system for controlling the position of marine seismic streamers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO334542B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO336483B1 (en) | 2012-02-16 | 2015-09-07 | Kongsberg Seatex As | Control device for positioning an instrumented cable provided with buoyancy means for retrieving the control device and instrumented cable from the submerged position |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6011752A (en) * | 1998-08-03 | 2000-01-04 | Western Atlas International, Inc. | Seismic streamer position control module |
| EP0939910B1 (en) * | 1996-12-20 | 2000-07-26 | Schlumberger Holdings Limited | Control devices for controlling the position of a marine seismic streamer |
| US20020026835A1 (en) * | 2000-09-07 | 2002-03-07 | Joern Jacob | Pressure cell with temperature sensors and pressure measuring method |
-
2006
- 2006-07-10 NO NO20063182A patent/NO334542B1/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0939910B1 (en) * | 1996-12-20 | 2000-07-26 | Schlumberger Holdings Limited | Control devices for controlling the position of a marine seismic streamer |
| US6011752A (en) * | 1998-08-03 | 2000-01-04 | Western Atlas International, Inc. | Seismic streamer position control module |
| US20020026835A1 (en) * | 2000-09-07 | 2002-03-07 | Joern Jacob | Pressure cell with temperature sensors and pressure measuring method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20063182L (en) | 2008-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7933163B2 (en) | Method and system for controlling the position of marine seismic streamers | |
| NO329190B1 (en) | Control device for positioning seismic streamers | |
| CN108367798B (en) | Dynamically controlled foil system and method | |
| EP0939910B1 (en) | Control devices for controlling the position of a marine seismic streamer | |
| NO332563B1 (en) | System and method for positioning instrumented rope cable in water | |
| NO338118B1 (en) | Procedure for checking the position of a marine seismic streamer | |
| US20050209783A1 (en) | Control devices for controlling the position of a marine seismic streamer | |
| JP2010517862A (en) | Position controller for towing arrays | |
| CA2339172A1 (en) | Seismic streamer position control module | |
| EP3218255B1 (en) | Bridle block for a deflector | |
| CA3100355A1 (en) | Control system for steerable towed marine equipment | |
| GB2331971A (en) | Control devices for controlling the position of a marine seismic streamer | |
| EP2776862B1 (en) | A towable and steerable marine seismic source arrangement | |
| NO328856B1 (en) | Control device for positioning seismic streamers | |
| NO334542B1 (en) | Method and system for controlling the position of marine seismic streamers | |
| EP1879053B1 (en) | Method and system for controlling the position of marine seismic streamers | |
| KR20150047159A (en) | Dynamic positioning system considering movement of rov and dynamic positioning method of the same | |
| NO334543B1 (en) | Control device for positioning seismic streamers | |
| US9671514B2 (en) | Apparatus for positioning of seismic equipment towed by a survey vessel | |
| WO2022031385A1 (en) | Control system for steerable towed marine equipment | |
| NO338094B1 (en) | Marine seismic source arrangement including separation cables and maneuvering method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: KONGSBERG MARITIME AS, NO |