NO336018B1 - Renseanordning for objekter i et vannlegeme - Google Patents

Description

RENSEANORDNING FOR OBJEKTER I ET VANNLEGEME

Oppfinnelsen vedrører en anordning for rensing av objekter i et vannlegeme. Mer spe-sifikt vedrører anordningen en renseanordning for et objekt i bevegelse i vannlegemet, hvor objektets bevegelse skaper en relativ bevegelse mellom rensea nord ni ngen, som er i omsluttende kontakt med objektet, og objektet på grunn rensea nord ni ngens geometriske utforming som gir økt slepemotstand. Objekt rengjøres således ved friksjonen som oppstår mellom renseanordningen og objektet ved den relative bevegelsen. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for rengjøring av objekter i et vannlegeme ved hjelp av nevnte renseanordning.

I det følgende vil objektet i vannlegemet bli eksemplifisert med en hydronfonkabel, en såkalt seismisk streamer, slik som benyttet ved seismiske målinger selv om oppfinnelsen, slik som beskrevet i det følgende, ikke begrenser seg til streamere, men også innbefatter for eksempel, men ikke begrenset til, tauverk, kjettinger og fortøyningsan-ordninger.

Seismikk er en geofysisk metode for kartlegging av geologiske strukturer. Metoden brukes blant annet i en tidlig fase ved leting etter petroleumsforekomster. I marin seismikk slepes én eller flere lange kabler, streamere, bak et skip sammen med luftkanoner, såkalte "gun arrays". Luftkanonene sender ut trykkbølger som delvis reflekteres fra geologiske grenser under havbunnen. Det reflekterte signalet registreres av en flerhet seismiske sensorer, oftest hydrofoner, plassert inne i streamerne. Slike streamere kan være flere kilometer lange, og de blir gjerne slept på noen meters dyp. Det er svært viktig å ha kontroll over streamernes dybde og retning i vannmassen for å kunne optimalisere kvaliteten og reproduserbarheten av innsamlede seismiske data. Streamerne er derfor forsynt med en flerhet dykkeplan, såkalte "(compass) birds". Over tid vil det feste seg ulike former for maritim begroning til streamerne, det være seg sjøgress, barnacles og liknende. Maritim begroning og andre typer forurensninger på streamerne vil kunne forringe kvaliteten på de seismiske målingene ved at nevnte forurensninger og begroning innvirker på overføringen av seismisk energi til sensore-ne. I tillegg vil nevnte urenheter kunne skape støy i målingene, skade streameren og øke slepemotstanden/draget fra streameren i vannlegemet. Fjerning av slike urenheter fra en streamer er derfor viktig.

Det er kjent flere ulike metoder for å rengjøre seismiske streamere. Rengjøring gjøres ofte manuelt ved hjelp av provisoriske børste- og skrape verktøy. Dette kan for eksempel gjøres fra en arbeidsbåt som kjører langs kabelen.

Patentskrift US 7145833 beskriver en sylinderformet anordning for automatisk rensing av seismiske kabler. Et sylinderformet tett skall er tilveiebragt med minst ett skovlblad derpå, hvor skovlbladet er innrettet til å skape langsgående og rotasjonen bevegelse av anordningen omkring en streamer i bevegelse i et vannlegeme. Det sylinderforme-de skallets innside er videre forsynt med minst ett rengjøringselement som bringes i kontakt med en streamers utvendige overflate og som følger bevegelsen til sylinders-kallet.

Patentskrift US 2006/005186 beskriver også en anordning for automatisk rensing av seismiske kabler, hvor nevnte anordning er festet omkring kabelen slik at draget som tilveiebringes av anordningen når denne beveges i et vannlegeme beveger renseanordningen langsmed den seismiske kabels lengde.

Videre beskriver patentskrift US 4542555 en anordning for rengjøring av tauverk for oljerester og liknende. En flerhet langstrakte tunger er festet til en ramme omsluttende tauverket, hvor tungene under hydraulisk påtrykk er innrettet til å klemme inn mot tauet med sin frie ende samtidig som tauet dras gjennom anordningen.

Andre eksempler på relevant bakgrunnsteknikk kan finnes i følgende patent-publikasjoner: - GB 2444604 A; - US 4267585 A; og -US 20110197919 Al.

Kjente løsninger, hvorav noen er nevnt i det foregående, har én eller flere av ulempene som nevnes i det følgende.

Enkelte kjente metoder for rensing av seismiske kabler baserer seg på å fjerne kabelen fra vannlegemet. Dette vil som regel utføres ved å spole kabelen opp på en trom-mel for så å transportere den til en gitt lokasjon for rengjøring og rensing på for så vidt kjent måte, som ofte innbefatter bruk av miljøskadelige kjemikalier. Dette vil kunne sette streameren ut av drift for en lengre periode. Alternativt kan en streamer rengjøres fra en båt som beveger seg langsetter streameren. Arbeidet kan for eksempel utføres med en skrape, en børste eller et tau eller kombinasjoner derav. Rengjø-ring av streamere fra båt kan både være vanskelig og farlig. Videre vil "selvgående" anordninger for rensing av streamere, hvorav noen er beskrevet i ovennevnte patent skrift, ofte ikke kunne passere og eller rengjøre birds. Anordningene er ofte tunge og uhåndterlige på grunn av sin konstruksjon og materialegenskaper. Videre vil også anordninger som baserer seg på rotasjon av ikke-omsluttende rengjøringselementer som samtidig beveger seg langsetter kabelen kunne gi en ufullstendig rengjøring av kabelen da deler av kabelens ytre periferi ikke vil bli rengjort. Noen av de kjente rengjø-ringsanordninger benytter overføring av anordningens bevegelse i vannlegemet til en "rengjørende" bevegelse via én eller flere bevegelsestransformasjoner hvorav minst én er fra translatorisk til rotasjonen bevegelse eller omvendt, noe som medfører et effektivitetstap.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen en anordning for rensing av objekter i et vannlegeme, hvor anordningen omfatter: - en flerhet rengjøringselementer;

- en flerhet støtteelementer; og

- en krage hvortil en første ende av støtteelementene er festet, kjennetegnet ved at rengjøringselementene er festet til støtteelementene; og at ett eller flere av støtte-elementene er skrånende med sin andre, frie ende inn mot i det minste ett punkt utenfor kragen, slik at støtteelementene og kragen tildanner i det minste én trakt, slik at anordningen, når den er bragt i omsluttende kontakt med objektet i vannlegemet og når det er frembragt relativt bevegelse mellom anordningen og objektet, er innrettet til å kunne rense objektet.

I én utførelsesform kan den minst ene trakten være formet som en kjegle. Dette vil blant annet ha den effekt at objekter med ulik størrelse vil kunne bli bedre rengjort og kunne passere gjennom én og samme renseanordning med liten risiko for at de skal sette seg fast.

Rengjøringselementene kan for eksempel være, men er ikke begrenset til, en børste-eller skrapeanordning eller en kombinasjon derav. Rengjøringselementene kan fortrinnsvis være utskiftbart festet til støtteelementene på for så vidt kjent vis. I en alternativ utførelsesform kan rengjøringselementene også være en integrert del av støtteelementene.

I én utførelsesform kan renseanordningens minst ene trakt være spiss, det vil si at støtteelementenes frie ender strekker seg i det alt vesentlige helt inn til det minst ene punktet utenfor kragen. I en alternativ utførelsesform kan trakten også være avkortet i tilfellet der støtteelementenes frie ender ikke strekker seg helt inn til nevnte minst ene punkt. Anordningen kan tilveiebringes i forskjellige størrelser, men i én ikke-begrensende utførelsesform kan kragens diameter være i størrelsesorden 1 meter, mens anordningens høyde (høyden på den største trakten) kan være i overkant av 1 meter.

I en foretrukket utførelsesform kan kragen være delbar. Dette vil være en fordel hvis rensea nord ni ngen skal anbringes omkring et langstrakt legeme som for eksempel, men ikke begrenset til, en seismisk streamer. Selv om en fremre ende av streameren er festet til en belg eller liknende, vil renseanordningen kunne tres inn på streameren ved at kragen deles og settes tilbake på plass. Kragen kan holdes sammen og frigjøres med for eksempel en hengsle, en hurtigkobling eller en fjærende kobling. Nevnte kob-linger kan, enkeltvis eller i kombinasjon, bevirke at renseanordningen vil kunne nap-pes av en streamer eller liknende med for eksempel et tau eller en form for gripe-anordning. Kragen kan være forsynt med ett eller flere delingspunkter hvorav ett eller flere kan være forsynt med en hengsle eller kobling som nevnt ovenfor.

Det vil være en fordel om støtteelementene og rengjøringselementene til sammen utgjør en fleksibel enhet. Dette har den effekt at anordningen vil kunne rengjøre objekter med forskjellig størrelse. I én utførelsesform kan støtteelementene og/eller rengjøringselementene være tilveiebragt i et elastisk materiale og på den måten dy-namisk tilpasses til å omslutte objekter med ulik størrelse. Det elastiske materialet kan for eksempel være, men er ikke begrenset til, et plast- eller gummibasert materiale. Støtteelementene kan også i en alternativ utførelsesform være fjærende festet til kragen slik at støtteelementene vil kunne beveges radielt ut og inn fra traktens normalakse fra fjæringsleddet. Støtteelementene kan med fordel, men behøver ikke, være individuelt fleksible.

I en fortrukket utførelsesform av renseanordningen kan det minst ene punktet utenfor kragen hvormot støtteelementene skråner inn befinne seg på en akse i det alt vesentlige normal på traktens grunnflate og gjennomgående i grunnflatens sentrum. Renseanordningen vil således være tilveiebragt som i det minst én rett trakt, som for eksempel kan være en kjegle. Dette vil ha den effekt at et objekt med sirkulær eller sylindrisk form lettere vil kunne passere gjennom renseanordningen og at objektet vil kunne rengjøres jevnt omkring sin omkrets.

I en ytterligere foretrukket utførelsesform kan anordningens krage ha en bredde i det alt vesentlige normal på traktens høyde. Dette vil ha den effekt at draget/slepemotstanden på anordningen i et vannlegeme vil øke, slik at det vil være mu-lig å oppnå relativ bevegelse mellom en renseanordning anbragt omkring et objekt i bevegelse i et vannlegeme, og objektet. Slepemotstanden på renseanordningen vil i tilfellet med rengjøring av seismiske streamere føre til at renseanordningen vil bevege seg mot fartsretningen relativt til streameren, og at streamerens overflate rengjøres på grunn av friksjonen mellom rengjøringselementene og streameren.

Kragen kan for eksempel være sirkulær, men andre geometriske utforminger kan være hensiktsmessige i enkelte utførelsesformer.

Det kan være en fordel om renseanordningen omfatter minst to trakter. Det vil si at objekter som skal rengjøres må passere gjennom i det minste to sett av rengjørings-elementer, og at de dermed blir bedre rengjort. De ulike traktene vil ha ulik høyde, men lik grunnflate slik at objekter som passerer eller dras gjennom renseanordningen vil bli renset av minst to påfølgende sett av rengjøringselementer.

I én utførelsesform kan hver trakt være tildannet av ett sett støtteelementer, hvor hvert sett er bestående av to diametralt motstående på kragen festede par av støtte-elementer. Hvert sett består dermed av to par støtteelementer fortrinnsvis plassert på hver sin side av det minst ene delingspunktet til den delbare kragen. Dette har den fordel at også støtteelementene med tilhørende rengjøringselementer vil kunne skilles ved deling av kragen slik at, for eksempel, en streamer kan plasseres inn i renseanordningen for rengjøring.

I en fortrukket utførelsesform kan de minst to settene støtteelementer være vinkel-forskjøvet omkring anordningens krage i forhold til hverandre. Dette vil ha den effekt at overflaten til et objekt som passerer gjennom renseanordningen vil kunne rengjøres samtidig på flere sider uten behov for å tilveiebringe relativ rotasjonen bevegelse mellom objektet og renseanordningen. For eksempel vil hele en streamers ytre omkrets kunne rengjøres ved at de minst to settene av støtteelementer med tilhørende ren-gjøringselementer er vinkelforskjøvet i forhold til hverandre.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for rensing av objekter i et vannlegeme, hvor fremgangsmåten benytter en anordning omfattende: - en flerhet rengjøringselementer;

- en flerhet støtteelementer; og

- en krage hvortil en første ende av støtteelementene er festet, kjennetegnet ved at rengjøringselementene er festet til støtteelementene; og at ett eller flere av støtte-elementene er skrånende med sin andre, frie ende inn mot i det minste ett punkt utenfor kragen, slik at støtteelementene og kragen tildanner i det minste én trakt, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter:

- å bringe renseanordningen i omsluttende kontakt med objektet som skal renses; og

- å frembringe relativ bevegelse mellom renseanordningen og nevnte objekt.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførel-sesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser i perspektiv en lukket renseanordning uten rengjøringselementer; Fig. 2 viser i perspektiv en åpen renseanordning uten rengjøringselementer; Fig. 3 viser i perspektiv en lukket renseanordning med rengjøringselementer; Fig. 4 viser sett ovenfra en lukket renseanordning uten rengjøringselementer;

og

Fig. 5 viser i mindre målestokk, sett ovenfra flere renseanordninger brukt sammen med et seismikkfartøy under innsamling av seismiske data.

Henvisningstallet 1 angir i det følgende en anordning i henhold til oppfinnelsen. Anordningen 1 er på figurene 1, 2 og 4 vist uten rengjøringselementer 3 for oversiktens

skyld, men i sin brukstilling vil anordningen 1 være forsynt med en flerhet rengjøring-selementer 3 festet til støtteelementer 5 slik som vist i figur 3. Rengjøringselementene 3 er på figuren vist som en flerhet børster. Hvert av støtteelementene 5 er festet med en første ende til en krage 7. På figurene er støtteelementene 5 vist med en støttefot 55 for å bedre innfestingen til kragen 7. I det viste utførelseseksempelet er støtteele-mentene 5 videre anordnet i tre sett 51, 52, 53, hvert sett 51, 52, 53 bestående av to par av støtteelementer 5, hvor de to parene er diametralt motstående festet på kragen 7. De tre settene 51, 52, 53 av støtteelementer 5 skråner med sine andre, frie ender inn mot henholdsvis punktene Pl, P2 og P3 slik at renseanordningen 1 er utformet som tre utpå hverandre plasserte trakter, på figurene vist formet som kjegler.

Kragen 7 er innrettet til å kunne deles slik som vist i figur 2. Det er således en fordel om de diametralt motstående festede parene av støtteelementer 5 er plassert på hver sin side av kragens 7 delingspunkt, slik som vist på figurene. På den måten vil renseanordningen 1 enklere kunne plasseres omkring et objekt. Spesielt vil den delbare kragen 7 være hensiktsmessig ved innfesting av renseanordningen 1 til langstrakte objekter som for eksempel streamere 61, kjettinger eller tau.

Kragen 7 har en bredde normalt på kjegleformens høyde. Dette vil bevirke at anordningen 1 vil få stor slepemostand i et vannlegeme 2 slik at dens hastighet i vannlegemet 2 vil bli mindre enn hastigheten til en streamer 61 som slepes i vannlegemet 2 og hvoromkring anordningen 1 er anbragt. Det tilveiebringes dermed relativ bevegelse av en renseanordning 1 i omsluttende kontakt med en streamer 61.

Anordningens 1 parti mellom støtteelementene 5 er åpent slik at vann kan strømme gjennom anordningen 1, og slepemotstanden på anordningen 1 først fremst utgjøres av anordningens 1 krage 7.

De tre settene 51, 52, 53 av støtteelementer 5, som hver utgjør en kjegleform, er vinkelforskjøvet en vinkel R i forhold til hverandre av grunner nevnt i det ovenståen-de.

Hvert av støtteelementene 5 er videre vist tilveiebragt med et knekkpunkt nær den frie enden, slik at skråningsvinkelen for støtteelementene 5 avtar noe i et parti nær henholdsvis punktene Pl, P2 og P3. Det siste, mindre skrånende, partiet er vist uten børster 3 og vil da kunne fungere som en skrape etter de ulike børstesammenstilling-ene samtidig som det vil kunne motvirke at objekter blir sittende fast i renseanordningen 1.

Kragen 7 er vist forsynt med en flerhet øyebolter 71 gjennomgående i kragen 7 og med et øye på hver side. Dette kan være hensiktsmessig hvis flere anordninger 1 skal kjøres sammenkoblet. Anordningene 1 kan da festes til hverandre med tau, hyssing eller liknende.

Anordningens 1 krage 7 og støtteelementer 5 kan for eksempel være frembrakt av, men er ikke begrenset til, plast, gummi, glassfiber eller belagt stål. Anordningens 1 rengjøringselementer 3 kan for eksempel være utformet i et gummi- eller plastbasert materiale.

I figur 5 vises en skisse av et seismikkfartøy 4 som sleper flere streamere 61. Streamerne 61 er i sin fremre ende festet til en belg 6 som holdes utspent av to oterbord 65. Festet til fartøyet 4 er også flere trykkilder (luftkanoner) 69 innrettet til å kunne sende ut trykkbølger som reflekteres fra geologiske overganger i berggrunnen og deretter registreres av en flerhet ikke viste sensorer, som for eksempel hydrofoner, plassert inne i streamerne 61. I sin bakre, frie ende er streamerne 61 vist forsynte med en halebøye 67. Halebøyen 67 vil typisk innbefatte et oppdriftslegeme, radarreflektor og lys. Langs streamerne 61 er det anbragt flere renseanordninger 1 i henhold til oppfinnelsen. Renseanordningene 1 kan opptre enkeltvis eller sammenkoblet som vist på figuren. En flerhet birds 63 er festet til streamerne for formål nevnt innledningsvis. Renseanordningen 1 i følge oppfinnelsen vil forskyves relativt en streamer 61 fra streamerens fremre ende ved belgen 6 og bakover mot halebøyen 67 når seismikk-fartøyet 4 er i bevegelse. Streamernes 61 overflate rengjøres på grunn av friksjonen mellom rengjøringselementene 3 og streameren 61 og den relative bevegelsen deri-mellom som oppstår på grunn av anordningens 1 geometriske konstruksjon. Anordningen 1, i følge oppfinnelsen, vil også være i stand til å passere birds 63, forutsatt at kragen 7 har en diameter som stor nok til å slippe birdsene 63 gjennom, ved at støtteelementene 5 og eller rengjøringselementene 3 forskyves radielt, elastisk utover i møte med en bird 63. Støtteelementene 5 og eller rengjøringselementene 3 trekker seg deretter sammen til utgangsposisjonen omkring streameren 61.

Claims (10)

1. Anordning (1) for rensing av objekt i et vannlegeme (2), hvor anordningen (1) omfatter: - en flerhet rengjøringselementer (3); - en flerhet støtteelementer (5); og - en krage (7) hvortil en første ende av støtteelementene (5) er festet,karakterisert vedat rengjøringselementene (3) er festet til støtteelementene (5); og at ett eller flere av støtteelementene (5) er skrånende med sin andre, frie ende inn mot i det minste ett punkt (Pl, P2, P3) utenfor kragen (7), slik at støtteelementene (5) og kragen (7) tildanner i det minste én trakt, slik at anordningen (1), når den er bragt i omsluttende kontakt med objektet i vannlegemet og når det er frembragt relativt bevegelse mellom anordningen (1) og objektet, er innrettet til å kunne rense objektet.

2. Anordning (1) i henhold til krav 1,karakterisert vedat den minst ene trakten er formet som en kjegle.

3. Anordning (1) i henhold til krav 1 eller 2,karakterisertved at kragen (7) er del ba r.

4. Anordning (1) i henhold til krav 1, 2 eller 3,karakterisertved at støtteelementene (5) sammen med rengjøringselementene (3) ut-gjør en fleksibel enhet.

5. Anordning (1) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det minst ene punktet (Pl, P2, P3) utenfor kragen (7) hvormot støtteelementene (5) skråner inn befinner seg på en akse i det alt vesentlige normal på traktens grunnflate og gjennomgående i grunnflatens sentrum.

6. Anordning (1) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat kragen (7) har en utstrekning i et plan i det alt vesentlige normalt på traktens høyde.

7. Anordning (1) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat kragen (7) og flerheten av støtte-elementer (5) tildanner minst to trakter.

8. Anordning (1) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat hver trakt er tildannet av ett sett (51, 52, 53) støtteelementer (5), hvor hvert sett (51, 52, 53) er tildannet av to par støtteelementer (5).

9. Anordning (1) i henhold til krav 7,karakterisert vedat de minst to settene (51, 52, 53) støtteelementer (5) er vinkelforskjøvet en vinkel (R) omkring anordningens (1) krage (7) i forhold til hverandre.

10. Fremgangsmåte for rensing av objekt i et vannlegeme (2), hvor fremgangsmåten benytter en anordning (1) omfattende: - en flerhet rengjøringselementer (3); - en flerhet støtteelementer (5); og - en krage (7) hvortil en første ende av støtteelementene (5) er festet, hvor anordningen (1) er kjennetegnet ved at rengjøringselementene (3) er festet til støtteelementene (5); og at ett eller flere av støtteelementene (5) er skrånende med sin andre, frie ende inn mot i det minste ett punkt (Pl, P2, P3) utenfor kragen (7), slik at støtteelementene (5) og kragen (7) tildanner i det minste én trakt,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: - å bringe renseanordningen (1) i omsluttende kontakt med objektet som skal renses; og - å frembringe relativ bevegelse mellom renseanordningen (1) og nevnte objekt.