NO335384B1 - Elektronikk-bærende modul for en seismisk datainnsamlingskabel - Google Patents

Abstract

En elektronikkbærende modul (640), for eksempel for bruk med en seismisk datainnsamlingskabel (400), er beskrevet. Den foretrukne elektronikkbærende modul (640) inkluderer først en elektronikkbærer (106) med tilgangsorganer (107) for å gi enkel tilgang til foldekretsløp innpasset inne i et bueformet hulrom (104a) inne i elektronikkbæreren (106). Dernest et par stive endebeslag (102) adskilt aksialt av elektronikkbæreren (106) for å koble til en seksjon av den seismiske datainnsamlingskabelen (400). For det tredje, et aksialt hull (100) dannet i elektronikkbæreren (106) og de stive endebeslagene (102) som definerer det bueformede hulrommet (104) mellom det aksiale hullet (100), tilgangsorganene (107) og de stive endebeslagene (102).

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse er generelt rettet mot området innkapsling av elektronikk. Oppfinnelsens utførelsesformer har anvendelser innen marin seismisk un-dersøkelse ved å tilveiebringe en elektronikkbærende modul for en seismisk datainnsamlingskabel og vil heretter overveiende bli beskrevet med referanse til denne anvendelsen. Det skal imidlertid forstås at denne oppfinnelsen ikke er begrenset til dette spesielle bruksområde, for eksempel er oppfinnelsen også anvendelig på andre forsøksområder slik som luftstrekk overføringslinjer eller hva som helst som utgjør elektronikk i en sammenhengende kabel.

Beskrivelse av kient teknikk

Så vidt oppfinnerne vet ved prioritetsdatoen, er det to hovedmåter for datainnsamlingsrekker eller systemer for å utføre en marin seismisk undersøkelse. En måte er å ta i bruk en distribusjon havbunnskabel datainnsamlingsrekke som anvender ho-vedsakelig 12-24 kanaler med datainnsamling, med digitalisert dataoverføring i kabelen og opptak i en sentral stasjon.

En annen måte å anvende datainnsamlingsrekker på i marin geofysisk bildebehandling er typisk referert til i teknikken som "streamer kabel" eller "tauet rekke" eller ganske enkelt som "streamer". Streamere blir vanligvis tauet etter et skip eller en undervannsbåt, og avføler akustiske signaler som kommer fra et mangfold av un-dervannskilder. Ved undersjøisk krigføring kan signalet komme fra andre skip hvis naturlige mekaniske funksjoner som gjerne sender ut lyd, noe som igjen kan for-plante seg over betydelige avstander gjennom åpent sjøvann. Dette er et eksempel på "passiv" detektering ved bruk av streamere. Ettersom streamere blir tauet etter et skip, er de laget for å ha en nøytral oppdrift noe som typisk fremskaffes ved å inkludere en væske eller gel som har en tetthet mindre enn sjøvann, eller ved å bruke plast- eller glassmikrosfærer innkapslet i et fast eller halvfast materiale.

Alternativt kan en kilde med akustisk energi bli brukt for å "insonify" den generelle nærhet rundt streamere som brukes for å motta reflekterte akustiske signaler fra naturlige eller kunstige objekter på sjøen. Denne spesielle måten for føling er viktig ved deteksjon og bildebehandling av undervannsstrukturer som i sin tur er de mest effektive måter som til nå er kjent innen oljeleting. Slike streamere er vanligvis kjent som "seismiske streamere".

For å utføre seismiske undersøkelser må en seismisk streamer taues i vann bak et marint seismisk fartøy. Fartøyet tauer akustiske energikilder så som luftkanoner for å generere energi for å gjennomtrenge geologiske formasjoner i undergrunnen, og streamerstøttehydrofoner for å detektere energi som reflekteres fra formasjonene i undergrunnen. Streamerne omfatter typisk rekker av hydrofoner, oppdriftsmateria-le, elektroniske kretsverk, så som forforsterkere, analog-til-digital omformere, elek-tro-optiske modulatorer, datainnsamlingsenheter osv., kraftlinjer, dataoverførings-linjer (elektriske kabler og/eller optiske fibre) og styrkeelementer.

For tredimensjonale seismiske undersøkelser blir det typisk samtidig utplassert mange streamere av et antall mellom to og elleve eller mer, idet hver slik streamer typisk strekker seg mellom tre og tolv kilometer. Grunnet sin ekstreme lengde blir streameren delt inn i et antall separat forseglede "seksjoner" eller "moduler" som kan koples fra hverandre og er forbundet ende mot ende for å utgjøre streameren. Denne modul-lignende strukturen er også veldig lik havbunnskabler. Modulene er bundet med hverandre gjennom koblingsstykker som danner endebeslag i modul-endene som fysisk fester modulene sammen og også legger til rette for elektris-ke/optiske forbindelser mellom moduler slik at data og strøm fritt kan passere langs lengden av streameren.

Elektroniske kretser kjent fra tidligere teknikk utformet på trykte kretskort (PCBer) ble fysisk huset i metallbeholdere plassert inni eller mellom modulene i streameren. Fordi de var av metall og inneholdt elektroniske komponenter, var beholderne relativt tunge. Således ble beholderne gjort store (i størrelsesorden fire tommer i diameter og 12-15 tommer i lengde) og romslige inni for å gi beholderne en generelt nær nøytral oppdrift og et volum stort nok til å romme store stive PCBer.

Dessverre hadde intermodul-beholderne flere betydelige ulemper. For det første måtte forbindelsen mellom streamerseksjonene brytes for å tillate tilgang til behol-derelektronikken for både vedlikehold og utskiftning. Bruddet på interseksjons-forbindelsen gir et lang operasjonell nedetid og håndteringsrisiko, spesielt om den ble utført i utsatt tilstand. For det andre er beholderen en stor stiv konstruksjon som gir et misforhold i dens mekaniske håndteringskarakteristikker sammenlignet med de fleksible streamerseksjonene. Dette skaper håndteringsvansker og kan sannsynligvis danne mekaniske feilpunkter. For det tredje styres systemkostnaden delvis av antall beholdere som er nødvendig. Hver beholder med dens assosierte elektronikk og koblingsstykker er dyre. Således er et system som krever et mindre antall beholdere generelt mer kostnadseffektivt.

US patent nr. 5,400,298 omtaler følgelig en integrert modul for en tauet hydrofon-streamer som fjerner intermodul-beholderne ved å tilveiebringe et distribuert nett-verk av gjensidig forbundne vanntette elektronikkhus eller "kanner" spredt utover hver integrert modul av streameren. Likevel, for systemvedlikehold og utskiftning av PCBer som har sviktet, tillater ikke den integrerte modul fra US patent nr. 5,400,298 "enkel tilgang" til PCBene.

US patent nr. 6,108,274 omhandler en akustisk sensor hvor segmentene er elektrisk forbundet for å gi en respons som tilsvarer et akustisk trykk som påføres segmentene, og viser en sensormodul-sammenstilling som omfatter to avlange seg-menter anordnet omkring kabelen. Sensormodul-sammenstillingen gir imidlertid ikke noen enkel tilgang til elektronikken innenfor.

US patent nr. 5,923,616 omhandleren marin seismisk kabelsammenstilling, omfattende kommunikasjonsspolehus som klemmer rundt en kabel i en avstand fra hverandre. Kabelen har en sentral akse, og hvert hus inneholder minst to kommunika-sjonsspoler for å kommunisere med en tilstøtende ytre enhet. Kommunikasjonsspo-lehusene viser ikke noen enkel tilgang til interiøret.

Enhver omtale av kjent teknikk i denne beskrivelsen må ikke på noen måte anses som en tilståelse at slik kjent teknikk er viden kjent eller danner en del av den generelle kunnskapen på området.

Det er en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å overvinne eller forbedre i det minste én av ulempene ved den kjente teknikk, eller å tilveiebringe et brukbart alternativ.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Den foretrukne utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse kan brukes til både havbunnskabler og seismiske streamere, og til både faste og væskefylte kabler.

Den foretrukne utførelsesform tilveiebringer en elektronikkbærende modul med en redusert ytre dimensjon sammenlignet med en konvensjonell beholder, men som likevel har et romslig bueformet indre for å huse et bøyelig foldekretsverk.

Den foretrukne utførelsesform omfatter ytterligere den ovennevnte elektronikkbærende modul med enkel tilgang til foldekretsverket som finnes inne i elektronikkbæ reren. For eksempel kan den distribuerte elektronikk fjernes eller repareres uten å koble fra eller fjerne den elektronikkbærende modulen, noe som er et karakteristisk trekk ved den foretrukne utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen som ikke finnes i kjent teknikk.

Ytterligere tilveiebringer en foretrukket utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse en løsning for innkapsling av elektronikk som rommer et kontinuerlig sentralt styrkeelement som løper langs hele lengden av den aktive seksjon av de seismiske datainnsamlingskablene.

Omfanget av oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende patentkrav.

I henhold til foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en elektronikkbærende modul i en seismisk datainnsamlingskabel omfattende: en elektronikkbærer med tilgangsorganer for å fremskaffe enkel tilgang til et foldekretsverk festet inni et bueformet rom inne i nevnte elektronikkbærer,

et par stive endebeslag anbrakt fra hverandre aksialt av nevnte elektronikkbærer for å kobles til en del av nevnte seismiske datainnsamlingskabel, og

et aksialt hull dannet i nevnte elektronikkbærer og nevnte stive endebeslag som definerer nevnte bueformede rom mellom nevnte aksiale hull, nevnte tilgangsorganer og nevnte stive endebeslag, og nevnte aksiale hull er utformet for romme en kabel med et kontinuerlig styrkeelement langs nevnte seismiske datainnsamlingskabel gjennom nevnte elektronikkbærende modul, idet nevnte bueformede rom er definert å være mellom det indre røret, tilgangsorganene og paret av stive endebeslag.

Kort beskrivelse av tegningene

En foretrukket utførelse vil nå bli beskrevet, bare ved hjelp av eksempler, med referanse til de medfølgende tegninger hvor: Figur 1 er et oversiktsbilde av en utførelsesform av den elektronikkbærende modulen ifølge foreliggende oppfinnelse; Figur 2 er et oversiktsbilde av en annen utførelsesform av den elektronikkbærende modulen ifølge foreliggende oppfinnelse; Figur 3 er et oversiktsbilde av utførelsesformen i figur 1 med en seismisk datainnsamlingskabel; Figur 4 er et oversiktsbilde av utførelsesformen i figur 2 med en seismisk datainnsamlingskabel; Figur 5a er et utkastbilde av en utførelsesform i foldekretsverket ifølge foreliggende oppfinnelse; Figur 5b er et utkastbilde av en alternativ utførelsesform av foldekretsverket; Figur 5c er et utkastbilde av en annen alternativ utførelsesform av foldekretsverket; Figur 6 er en skjematisk oversikt av en samling av seismiske streamere tauet bak et skip; Figur 7 er et tverrsnitt perspektivbilde av en utførelsesform illustrert i figur 1, med snittet tatt på tvers av det langsgående midtpunktet; Figur 8 er et tverrsnitt perspektivbilde av utførelsesformen illustrert i figur 2, med snittet tatt på tvers av det langsgående midtpunktet; Figur 9 er et tverrsnitt perspektivbilde av en alternativ utførelsesform lik den illustrert i figur 1; og Figur 10 er et tverrsnitt perspektivbilde av enda en annen alternativ utførelsesform lik den illustrert i figur 1.

Beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer

Noen prøveutførelsesformer av den seismiske datainnsamlingskabelen ifølge foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet i større detalj. Ikke desto mindre skulle det være kjent at den foreliggende oppfinnelse kan bli praktisert på en lang rekke andre utførelsesformer bortsett fra de som er klart beskrevet, og at omfanget av foreliggende oppfinnelse ikke er uttrykkelig begrenset unntatt som spesifisert i de følgende krav.

Videre, mens den foreliggende oppfinnelse er illustrert ved et antall foretrukne utfø-relsesformer rettet mot seismiske streamere, er det ikke tenkt at disse illustrasjo-ner skal være en begrensning i omfanget eller anvendelighet av den foreliggende oppfinnelse. Bortsett fra de seismiske streamere er den foreliggende oppfinnelse også brukbar i andre utførelser, for eksempel bunnkabler til havs og til både faste og væskefylte kabler. Videre har forskjellige deler av den foreliggende oppfinnelse ikke blitt tegnet i samme målestokk. Visse dimensjoner har blitt overdrevet i forhold til andre dimensjoner for å tilveiebringe en klarere illustrasjon og forståelse av den foreliggende oppfinnelse.

Ved å referere i begynnelsen til figur 1 er denne et perspektivbilde av en utførelses-form av en elektronikkbærende modul av den foreliggende oppfinnelse. Den elektronikkbærende modulen har et aksialhull 100 nær eller i midten av den elektronikkbærende modulen. Den elektronikkbærende modulen omfatter videre en elektronikkbærer 101 og et par stive endebeslag 102 anbrakt fra hverandre aksialt ved elektronikkbærer 101. Elektronikkbæreren til foreliggende oppfinnelse er dannet av et indre rør 103, enten i en sylinderisk eller polygonal form, omsluttet av et ti I— gangsorgan for å tilveiebringe en enkel tilgang til et bueformet rom 104 (104a og 104b) definert mellom det indre røret 103, tilgangsorganet og paret med stive endebeslag 102. Når det bueformede rommet 104 er brukt i den foreliggende oppfinnelse som et kammer for å huse objekter plassert inne i den elektronikkbærende modulen. Følgelig omgir det indre rør 103 en større del av det aksiale hullet 100 og har i det minste en åpning 105 dannet derpå. Paret av stive endebeslag 102 omgir den gjenværende del av det aksiale hullet 100.

Tilgangsorganene i foreliggende utførelse omfatter et første fraksjonelt fluid-resistent rør 106 festet mellom paret av stive endebeslag 102 og et andre fraksjonelt fluid-resistent rør 107. Det andre fraksjonelle fluid-resistente rør 107 festes løsbart til det første fraksjonelle fluid-resistente rør 106. Forseglingsorganer i form av en elastomer-ring 108, for eksempel en gummiring, er plassert inne i en fordyp-ning tilveiebrakt inne i det første fraksjonelle fluid-resistente rør 106 slik at i det minste deler av forseglingsorganene 108 ligger mellom de første og andre fraksjonelle fluid-resistente rør 106 og 107. Forseglingsorganene 108 hjelper til for å danne en vanntett forbindelse mellom de første og andre fraksjonelle fluid-resistente rør 106 og 107.

Det andre fraksjonelle fluid-resistente rør 107 er festet i forhold til det første fraksjonelle fluid-resistente rør med festemidler, for eksempel valgt fra en eller flere i gruppen bestående av skruer, klips, bånd, magneter, sugeforbindelser og/eller klebende materialer slik som lim. Som vist i Fig. 1, benytter den første utførelse av foreliggende oppfinnelse en skrue 109 i hvert hjørne som festemiddel. Dette arrangement gir en vanntett og sprekkfri lukking. Elastomerringen 108 benyttet i foreliggende utførelse kan erstattes hvis den blir slitt. Om nødvendig kan ringen føl-ges ad av et vanntett forseglingsmiddel (sealant) for å opprettholde og/eller styrke forseglingen av kapslingen.

Det bueformede rom 104 er delt inn i to deler, 104a og 104b i utførelsen illustrert i

Fig. 1. Den første del 104a er i det første fraksjonelle fluid-resistente rør 106, og den andre del 104b er i det andre fraksjonelle fluid-resistente rør 107. De to fraksjonelle fluid-resistente rør danner tilgangsorganene som definerer det bueformede rom 104 sammen med det indre rør 103 og paret av stive endebeslag 102. Det første faksjonelle fluid-resistente rør 106 vist i Fig. 1 er større i volum enn det andre fraksjonelle fluid-resistente rør 107. I andre utførelser er imidlertid det første fraksjonelle fluid-resistente rør 106 mindre i volum enn, eller lik i volum til, det andre fraksjonelle fluid-resistente rør 107.

Som benyttet i foreliggende dokument, skal frasen "enkel tilgang", når den benyttes i forhold til en elektronikkbærende modul 640 som inngår i en streamer 500, oppfattes som tilgang til modulen 640 som ikke krever frakobling av streameren 500, for eksempel vi et termineringspunkt 610.

Den foretrukne elektronikkbærende modul inkluderer en bærer 106 som definerer et rom 104a for å huse elektronikk, for eksempel foldekretsverk 301. Selektivt fjernbare tilgangsorganer 107 kan engasjeres med bæreren 106 for å gi tilgang til rommet 104a. I tilgang vil de fjernbare tilgangsorganer 107, når de er plassert på bæreren 106, tilveiebringe ytterligere rom 104b som er sammenhengende med rommet 104a definert av bæreren. Et par stive endebeslag 102 er aksialt adskilt av bæreren 106. Endebeslagene tillater forbindelse av modulen til en seksjon av en kabel 400 som har aksialt utstrakte styrke-organer 402. Et hull 100 er plassert langs modulen mellom endebeslagene 102. Hullet er dimensjonert for å romme treing av kabelen 400 gjennom modulen slik at styrkeorganet 402 strekker seg aksialt gjennom modulen. Tilgangsorganene 107 kan opereres for å gi tilgang til rommet 104a uten å frakoble streameren 500, for eksempel i et termineringspunkt 610.

Bæreren 106 har et vesentlig sylindrisk ytre skall 106, og det bueformede rom 104a er plassert mellom hullet 100 og det ytre skal 160.

Det vises nå til Fig. 2, hvor det er illustrert et perspektivbilde av en andre utførelse av den elektronikkbærende modulen ifølge foreliggende oppfinnelse, med en alternativ konstruksjon av tilgangsorganene. Den elektronikkbærende modulen håret aksialt hull 200 nærved, eller i sentrum av, den elektronikkbærende modulen. Den elektronikkbærende modulen omfatter videre en elektronikkbærer 201 og et par stive endebeslag 202. Elektronikkbæreren i foreliggende utførelse består også av et indre rør 203, enten av sylindrisk eller polygonal form, omgitt av andre tilgangsorganer for å gi enkel tilgang til et bueformet rom 204 definert mellom det indre rør 203, tilgangsorganene og paret av stive endebeslag 202. Følgelig adskiller det indre rør 203 paret av stive endebeslag 202 aksialt, omgir en større del av det aksiale hull 200 og har i det minste en åpning 205 dannet derpå. Paret av stive endebeslag 202 omgir den gjenværende del av det aksiale hullet 200.

Tilgangsorganene i den andre utførelse er en bevegelig sylinder 206 med åpne ender og med en diameter litt større enn enhver del av den seismiske datainnsamlingskabel 400, og nærmere bestemt større enn diameteren av de stive endebeslag 202. Derfor kan den bevegelige sylinder 206 med åpne ender gli vekk fra det indre rør 203 for å avdekke det bueformede rom 204. Den bevegelige sylinder 206 med åpne ender er festet til paret av stive endebeslag 202 med forseglingsorganer og kan løsnes ved å fjerne forseglingsorganene.

En elastomer-ring 207, for eksempel en gummiring, sammen med et festemiddel, valgt gruppen bestående av for eksempel skruer, klips, bånd, magneter, sugeforbindelser og klebende materialer slik som lim, danner forseglingsorganene som sikrer og forsegler den bevegelige sylinder 206 med åpne ender til paret av stive endebeslag 202. To ringer 207 er plassert i spalter 220 plassert rundt omkretsen av hver av de stive endebeslagene 202. Disse O-ringer hjelper til å forsegle mellom sylinderen 206 med åpne ender og de stive endebeslagene 202. Som vist i Fig. 2, benytter foreliggende utførelse minst en skrue 208 i hver ende av den bevegelige sylinder 206 med åpne ender. Ved å bruke en slik kombinasjon, blir det dannet en vanntett og spaltefri kapsling. Elastomerringen 207 som benyttes i foreliggende utførelse, kan erstattes hvis den blir slitt. Den kan også suppleres med et vanntett forseglingsmiddel for å opprettholde og/eller styrke forseglingen, om nødvendig. Det vises nå til Fig. 3 og 4 som respektivt illustrerer utførelsene i Fig. 1 og 2 i per-spektiv. Fig. 4 viser videre at den bevegelige sylinder 206 med åpne ender i Fig. 2 glir vekk fra det indre røret 203 for å avdekke det kurveformede rom 204. Den bevegelige sylinder 206 med åpne ender i Fig 4 kan også gli i motsatt retning til den viste retningen 220. De bueformede rom, 104a og 104b i Fig. 3 og 204 i Fig. 4, benyttes i foreliggende oppfinnelse til å huse elektroniske komponenter slik som foldekretsverket 300 illustrert i figurene 5a, 5b Og 5c tilliggende den seismiske datainnsamlingskabel 400. Foldekretsverket 300 er plassert rundt de indre rør, 103 i Fig. 3 og 203 i Fig. 4, for derved å sikre effektiv bruk av det bueformede rom inne i den elektronikkbærende modul. De elektroniske komponentene kan kobles til kabelen 400 som går gjennom det aksiale hull, 100 i Fig. 3 og 200 i Fig. 4, for eksempel for å forenkle både kraft og signaloverføring. Foldekretsverket 300 er koblet til kabelen 400 gjennom åpningene, 105 i Fig. 3 og 205 i Fig. 4, i det indre røret, 103 i Fig. 3 og 203 i Fig. 4, ved hjelp av ledninger og/eller stiftkontakter i åpningene, 105 i Fig. 3 og 205 i Fig. 4. Foldekretsverket 300 kan sikres tilde indre rør, 103 i Fig. 3 og 203 i Fig. 4, med lim eller ethvert annet sikringsmiddel nevnt tidligere, eller med selve stiftkontaktene. Videre kan foldekretsverket 300 være enhver av eller kombinasjon av, elektronikkkretser/moduler, om de er velkjent på området eller ikke, forsterkningskretser, datainnsamlingskretser, analog-til-digital omformere, multiplekskretser, aktive kontrollkretser, strømforsyningskretser og/eller data-overføringskretser, for bare å nevne noen. Videre kan foldekretsverket 300 bestå av, eller inkludere, sensorer som beskrevet i US-patent 5.400.298, hvis innhold herved er inntatt i sin helhet som kryssreferanse.

Kabelen 400 vist i både Fig. 3 og 4 har en integrert overføringskabel og styrkeor-ganstruktur. Den tilveiebringer en løsning for innkapsling av elektronikk som omfatter et udelt sentralt styrkeorgan som løper langs hele lengden av en aktiv seksjon av den seismiske datainnsamlingskabel 400. Kabelen 400 omfatter vanligvis en lokal kraft og telemetriseksjon 403, en global styrkeseksjon 402, og en global kraft og telemetriseksjon 410. Som benyttet i denne beskrivelse, betyr uttrykket "global" uavbrutt løpende langs hele lengden av en aktiv seksjon, og uttrykket "lokal" viser til noe som har blitt delt i en eller flere posisjoner langs den aktive seksjon.

De foretrukne utførelser av kabelen 400 vist i både Fig. 3 og 4 omfatter hver en beskyttende kabelmantel 401, og i det minste et styrkeelement 402, også kalt et

globalt styrkeelement, som løper langs hele lengden av kabelen 400 under den beskyttende kabelmantel 401. Styrkeelementet 402 brukes for å motstå strekkreftene generert av et tauet objekt, det har en yttermantel som omgir en metalline, synte-

tisk line, glassforsterket line, glass/harpiks komposittstruktur, syntetisk flettet bånd eller enhver annen material/sammensetning som tjener den samme funksjon. Mellom den beskyttende kabelmantel 401 og styrkeelementet 402 er det dannet en rekke integrerte signal- og kraftoverføringslinjer 403, og dette området kalles den lokale kraft- og telemetriseksjon. De integrerte signal og kraftoverføringslinjer 403 omfatter metalltråder slik som kobbertråder. Kobbertrådene er delt langs kabelen 400, nærmere bestemt ved åpningene 105 i Fig. 3 og 205 i Fig. 4, for å forsyne kraft til og signaloverføring til og fra foldekretsverket 300. Den globale kraft og telemetriseksjon 410 omfatter normalt i det minste en global kraftlinje 411 og i det minste en optisk fiber 412, som alle er plassert inne i styrkeelementet 402, som vist i tegningene, eller ved siden av det, slik som den lokale kraft- og telemetriseksjon 403.

Det vises nå til Fig. 5a, 5b og 5c, som illustrerer bilder av utlegget til noen eksem-pelvise utførelser av foldekretsverk ifølge foreliggende oppfinnelse. Foldekretsverket omfatter et første stivt kretskort 301 med en forbindelse (ikke vist) for kobling av foldekretsen til en kabel ved hjelp av kabling og/eller stiftkontakter, og et andre stivt kretskort 302 tilknyttet det første stive kretskortet 301 ved et koblingsorgan 303. Foldekretsverket omfatter videre en rekke andre stive kretskort 304, som hver er tilknyttet enten et eller to tilliggende stive kretskort ved de samme koblingsorganer 303. Koblingsorganene 303 er en bøyelig leder valgt fra gruppen bestående av en bunt tråder i en flat kabel (ribbon cable), et fleksibelt trykt kretskort, eller en stiv forbindelse slik som en stiftkontakt. Med slike koblingsorganer kan de stive kretskortene spres utover, stables på hverandre eller en kombinasjon av å spredes utover og stables opp. Derfor kan det oppnår forskjellige strukturer av foldekretsverk så lenge foldekretsverket kan passe inn i det bueformede rom 104a, 104b eller 204 i den elektronikkbærende modul. Videre er ikke kretskortene benyttet til å konstruere foldekretsverket i foreliggende oppfinnelse begrenset til noen rigid form. Kretskortet kan alternativt være et enkelt fleksibelt trykt kretskort.

Det vises til Fig. 6, som viser et skjematisk bilde ovenifra inkludert den aktive seksjon 600 av en seismisk streamer 500, med foretrukne utførelser av moduler 640 plassert på en seismisk datainnsamlingskabel 400. Et seismisk fartøy 700 tauer den seismiske datainnsamlingskabel, også kalt en seismisk streamer 500, ved hjelp av en tauekabel 710. Det seismiske fartøyet 700 tauer også en rekke av akustiske energikilder 720 slik som luftkanoner for å generere energi for å gjennomtrenge geologiske formasjoner i undergrunnen. Den seismiske streamer 500 understøtter et antall aktive seksjoner 600 ved å koble en terminering 5610 til en annen for å detektere energi reflektert fra formasjonene i undergrunnen.

Den aktive seksjon 600 av foreliggende utførelse omfatter en rekke sammenstillinger av sensorgrupper 620. Hver sammenstilling av sensorgrupper 620 omfatter videre en rekke sensorbærere 630 fordelt i et adskilt forhold langs hver sammenstilling av sensorgrupper. Videre har hver av sensorbærerne 630 et sentralt aksialt hull for å tillate kabelen 400 å løpe gjennom, og hver bærer i det minste en sensor-anordning. Sensoranordningen kan for eksempel omfatte en hydrofon av den type som vanligvis benyttes i marine seismiske undersøkelser. Slike hydrofoner inkluderer, men er ikke begrenset til, de som opererer ved bruk av fiberoptikk eller piezoelektriske fenomener. Sensoranordningene kan også omfatte minst en ikke-akustisk sensor, for eksempel termiske sensorer, trykksensorer, sensorer for mag-netisk kurs, gravitetssensorer eller hastighet/aksellerasjonssensorer slik som geo-foner.

En rekke elektronikkbærende moduler 640 som vist i Fig. 1 og/eller 2 er montert på tauekabelen 710. De elektronikkbærende moduler 640 er fordelt langs den aktive seksjon 600 av den seismiske streamer 500 og imellom to sammenstillinger av sensorgrupper. Kabelen 400 i Fig. 3 og 4 er posisjonert for å strekke seg langs hele lengden av den aktive seksjon 600 gjennom sammenstillingen av sensorgrupper 620 og gjennom det aksiale hull i hver elektronikkbærende modul 640. Et ytterste beskyttende lag 650 er plassert rundt kabelen 400 og rundt sammenstillingen av sensorgrupper 620 for å beskytte kabelen og sammenstillingen av sensorgrupper fra de eksterne omgivelser. Selv om det ikke er vist i Fig. 6, kan det ytterste beskyttende laget også dekke over de elektronikkbærende moduler med den samme hensikt. Det ytterste beskyttende laget 650 er dannet ved å ekstrudere et materiale fra en gruppe inneholdende polyuretan, polyetylen, polykarbonat, polyakrylat og tilsvarende lignende materialer for å unngå lekkasje av sjøvann. En metallring 660 er tilveiebragt for å klemme en ende av det ytterste beskyttende laget 650 til det stive endebeslaget av den elektronikkbærende modul 640. Et oppdriftselement 670 er formet for å fylle hulrommet under det ytterste beskyttende laget 650 og for å tilveiebringe et ønsket oppdriftsnivå. Oppdriftssegmentet 670 kan være et flytende materiale slik som hydrokarbonfluid, eller et fast materiale slik som polyuretan-kompositt, eller ethvert materiale mellom den flytende og faste tilstand, slik som et gel-type materiale. Oppdriftssegmentet 670 er normalt ikke påkrevet hvis den seismiske datainnsamlingskabel benyttes for andre formål slik som en havbunnskabel. Et styrkende lag (ikke vist) er plassert over det ytterste beskyttende laget 650. I noen utførelser brukes et styrkende element slik som et korrosjonsfast ståltråd-tau, særlig for å styrke havbunnskabelen. Et endetermineringselement 610 er plassert i hver ende av den aktive seksjon 600 for å koble enten til tauekabelen 710 eller til endetermineringselementet av en annen aktiv seksjon for å danne den seismiske streamer 500. Fig. 7 illustrerer et tverrsnitt av utførelsen av den elektronikkbærende modul vist i Fig. 1, med skjulte detaljer vist med prikkede linjer. Denne utførelsen av oppfinnelsen er egnet for bruksområder hvor et relativt stort volum av elektronikk må huses inne i modulen, for eksempel foldekretsverket vist i Fig. 5b og 5c.

Kompleksiteten av hulrommet 104a i utførelsen illustrert i Fig. 1 og 7 gjør det vanskelig eller umulig å ekstrahere et negativt mønster ifølge standard formings-og støpingsteknikk. Av denne årsak blir denne utførelse fortrinnsvis fremstilt ved hjelp av "investment type" støping ("eire perdu" støping), selv om andre fremstil-lingsmetoder også kan være tilstrekkelig. Som det vil innses av fagfolk på området, krever "investment" støping at det dannes en negativ offerform fra et materiale slik som keramikk eller voks, for eksempel. Når materialet som danner modulen ledes inn i den negative formen og størkner, blir den negative formen ødelagt når den fjernes, for eksempel blir den smeltet i tilfellet med voks, eller den hakkes vekk i tilfelle av en negativ dannet av et tynt keramisk skall.

Utførelsen illustrert i Fig. 9 viser et alternativt arrangement som kan settes sammen til en funksjonelt identisk utførelse til den illustrert i Fig. 1 og 7, men som tillater større frihet ved fremstillingen. Hovedforskjellen er at det nedre skall 140 inn-ledningsvis fremstilles separat fra resten av modulen. Dette tillater alternative fremstillingsteknikker, slik som maskinering fra faste materialer, støping og forming, å benyttes i tillegg til opsjonen med "investment type" støping. Når komponentene har litt fremstilt, blir det nedre skall 140 permanent festet til den øvre sammenstilling 141 for å danne utførelsen vist i Fig. 1 og 7. Denne innfesting kan oppnås ved hjelp av festemidler slik som skruer og/eller klebemidler slik som lim.

Fig. 10 illustrerer en annen utførelse lignende den vist i Fig. 1, men egnet for bruksområder hvor elektronikk av mindre volum skal huses i modulen, for eksempel foldekretsverket vist i Fig. 5a. I denne utførelse er den nedre halvdel 142 av modulen kompakt, med unntak av det aksiale hull 100. Det bueformede rommet 104a i det første fraksjonelle fluidmotstandsdyktige røret 106 utstyrt med to spalter. Dette mindre komplekse hulrom 104a tillater et større område av frihet til fremstilling, denne utførelse kan fremstilles med teknikker slik som maskinering fra faste materialer, støping og forming. En annen fordel med denne utførelse er at den kompakte nedre halvdel 142 fremmer større mekanisk stivhet og styrke. Derfor kan denne utførelsen av modulen fremstilles enten med større styrke sammenlignet med andre utførelser, eller med lignende styrke, men fra svakere og mindre kost-bare materialer.

Fig. 8 illustrerer et tverrsnitt av utførelsen av den elektronikkbærende modulen vist i Fig. 2, med skjulte detaljer vist ved prikkede linjer. Den bevegelige sylinderen 206 med åpne ender er utelatt fra Fig. 8 for klarhets skyld. Denne utførelsen kan fremstilles med forskjellige teknikker, slik som maskinering fra faste materialer, støping og forming.

De indre rør 103 og 203 i de forskjellige utførelser illustrert, inkluderer en flat øvre overflate, merket 150 i den første utførelsen og 250 i den andre utførelsen, som er innrettet for opplegg av et sentralt stivt kretskort 301 som illustrert i hver av figurene 5a, 5b og 5c. De tilliggende stive kretskortene 302, 304 osv., blir deretter tredd inn i det bueformede rommet, 104 for den første utførelsen og 204 for den andre utførelsen. I andre utførelser er det sentrale stive kretskort 301 et gren-sesnittkort som er innrettet til å passe inn med elektronikk fra kabelen 400 gjennom åpninger 105 eller 205. Gren ses nitt kortet er fortrinnsvis fast festet til den flate øvre overflate 150 eller 250. Grensesnittkortet 301 har organer for elektrisk tilkob-ling av ytterligere trykte kretskort 302, 304 osv.

Materialet benyttet til å danne de foretrukne utførelser er fortrinnsvis valgt fra en gruppe omfattende plast og metall, særlig titan eller rustfritt stål.

Selv om bestemte utførelser har blitt illustrert og beskrevet, vil det være åpenbart for fagfolk på området at forskjellige modifikasjoner kan gjøres uten å avvike fra det som er ment å begrenses kun av de vedføyde patentkrav.

Claims (23)

1. Elektronikkbærende modul i en seismisk datainnsamlingskabel (400),karakterisert vedat den omfatter: en elektronikkbærer (101, 201) med tilgangsorganer (107, 206) for å fremskaffe enkel tilgang til et foldekretsverk festet inni et bueformet rom (104, 204) inne i nevnte elektronikkbærer, et par stive endebeslag (102, 202) anbrakt fra hverandre aksialt av nevnte elektronikkbærer for å kobles til en del av nevnte seismiske datainnsamlingskabel, et aksialt hull (100, 200) dannet i nevnte elektronikkbærer og nevnte stive endebeslag som definerer nevnte bueformede rom mellom nevnte aksiale hull, nevnte tilgangsorganer og nevnte stive endebeslag, nevnte aksiale hull er utformet for romme en kabel med et kontinuerlig styrkeelement langs nevnte seismiske datainnsamlingskabel gjennom nevnte elektronikkbærende modul, og et indre rør (103, 203) som omslutter en stor del av nevnte aksiale hull (100, 200) og som har minst én åpning i seg for å koble nevnte foldekretsverk (301) til nevnte kabel for både kraft- og signaloverføring, idet nevnte bueformede rom er definert å være mellom det indre røret (103, 203), tilgangsorganene (107, 206) og paret av stive endebeslag (102).

2. Elektronikkbærende modul ifølge krav 1, hvor nevnte tilgangsorgan (107, 206) omfatter: et første fraksjonelt væskeresistent rør (106) festet mellom nevnte par av stive endebeslag (102), og et andre fraksjonelt væskeresistent rør (107) koblet til nevnte første fraksjonelle væskeresistente rør (106) med tetningsorganer (108) for å utforme nevnte bueformede rom mellom nevnte indre rør (103, 203) og nevnte tilgangsorganer (107, 206).

3. Elektronikkbærende modul ifølge krav 2, hvor nevnte andre fraksjonelle væskeresistente rør (107) kan kobles fra nevnte første fraksjonelle væskeresistente rør (106) ved å fjerne nevnte forseglingsorganer (108).

4. Elektronikkbærende modul ifølge krav 3, hvor nevnte første fraksjonelle væskeresistente rør (106) har større volum enn nevnte andre fraksjonelle væskeresistente rør (107).

5. Elektronikkbærende modul ifølge krav 3, hvor nevnte første fraksjonelle væskeresistente rør (106) har mindre volum enn nevnte andre fraksjonelle væskeresistente rør (107).

6. Elektronikkbærende modul ifølge krav 3, hvor nevnte første fraksjonelle væskeresistente rør (106) har likt volum som nevnte andre fraksjonelle væskeresistente rør (107).

7. Elektronikkbærende modul ifølge et av de foregående krav, hvor nevnte tilgangsorgan (107, 206) er en bevegelig sylinder (206) med åpne ender, som har en diameter som er noe større enn nevnte del av nevnte seismiske datainnsamlingskabel (400), slik at nevnte bevegelige sylinder (206) med åpne ender kan gli bort fra nevnte indre rør (103, 203) for å blottlegge nevnte foldekretsverk (301), idet nevnte bevegelige sylinder (206) med åpne ender er koblet til nevnte par av stive endebeslag (102) ved hjelp av forsegling, og kan kobles fra ved å fjerne nevnte forseglingsorganer.

8. Elektronikkbærende modul ifølge et av kravene 2, 3 eller 7, hvor nevnte forseglingsorgan (108) omfatter en vanntett tetningsmasse eller elastomer-ring, så som en gummiring.

9. Elektronikkbærende modul ifølge krav 8, hvor nevnte forseglingsorganer (108) videre omfatter en flerhet av festeorganer (109) fra gruppen bestående av skrue, klips, bånd, magnet, suging og klebemateri-ale.

10. Elektronikkbærende modul ifølge et av de foregående krav, hvor nevnte indre rør (103, 203) er et sylindrisk rør (203).

11. Elektronikkbærende modul ifølge et av de foregående krav, hvor nevnte indre rør (103, 203) er et polygonisk rør.

12. Elektronikkbærende modul ifølge et av de foregående krav, hvor nevnte foldekretsverk (301) omfatter: et første kretskort (301) med en forbindelse for å koble nevnte foldekretsverk (301) til nevnte kabel (400) gjennom nevnte åpning, og organer for å feste nevnte første kretskort (301) til nevnte indre rør (103, 203).

13. Elektronikkbærende modul ifølge krav 12, hvor nevnte foldekretsverk (301) videre omfatter et andre kretskort (302) koblet til nevnte første kretskort (301) ved hjelp av et koblingsorgan (303).

14. Elektronikkbærende modul ifølge krav 13, hvor nevnte foldekretsverk (301) videre omfatter en flerhet av andre kretskort koblet sammen en etter en til nevnte første kretskort ved hjelp av nevnte koblingsorgan (303).

15. Elektronikkbærende modul ifølge krav 14, hvor nevnte koblingsorganer (303) omfatter en bøyelig leder valgt fra gruppen bestående av et knippe vaiere i en flatkabel og et fleksibelt trykket kretskort eller et fast koblingsstykke, så som en stiftkontakt.

16. Elektronikkbærende modul ifølge krav 12, hvor nevnte første kretskort (301) er et stivt kretskort eller et fleksibelt kretskort.

17. Elektronikkbærende modul ifølge krav 12 eller 16, hvor nevnte andre kretskort (302) er et stivt kretskort eller et fleksibelt kretskort.

18. Elektronikkbærende modul ifølge et av de foregående krav, hvor nevnte foldekretsverk (301) omfatter et eller flere av det følgende: en for-sterkningskrets, en datainnsamlingsenhet, en analog-til-digital-omformer, en multi-plekseringskrets, en dataoverføringsenhet, en aktiv styringskrets eller en kraftfor-syningskrets.

19. Elektronikkbærende modul ifølge et av de foregående krav, hvor nevnte del av nevnte seismiske datainnsamlingskabel (400) omfatter: en del av nevnte kabel, og et ytre beskyttende lag (650) rundt nevnte del av nevnte kabel for å beskytte nevnte kabel fra det ytre miljø.

20. Elektronikkbærende modul ifølge krav 19, hvor nevnte stive endebeslag (102) er koblet til nevnte del av nevnte seismiske datainnsamlingskabel (400) ved å klemme fast nevnte ytre beskyttelseslag (650) til nevnte stive endebeslag (102).

21. Elektronikkbærende modul ifølge krav 19, hvor nevnte del av nevnte seismiske datainnsamlingskabel (400) videre omfatter et oppdriftssegment (670) utformet for å fylle tomrommet under nevnte ytre beskyttelseslag (650) for å tilveiebringe et ønskelig oppdriftsnivå.

22. Elektronikkbærende modul ifølge krav 19, hvor nevnte del av nevnte seismiske datainnsamlingskabel (400) videre omfatter et lag av styrkeforsterkende element over nevnte ytre beskyttelseslag (650), så som korrosjonsresistente stålvaiere.

23. Elektronikkbærende modul ifølge krav 21, hvor nevnte oppdriftssegment (670) omfatter et eller flere av: et flytende materiale, så som en hydrokarbonvæske, et fast materiale, så som en polyuretansammen-setning, eller et materiale av gel-type.