NO337643B1

NO337643B1 - Seismiske undersøkelser

Info

Publication number: NO337643B1
Application number: NO20140603A
Authority: NO
Inventors: Erik Godøy
Original assignee: Polarcus Dmcc
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2016-05-23
Also published as: DK201600678A1; DK202070679A1; RU2673219C2; RU2016148629A; RU2016148629A3; WO2015174849A1; NO20140603A1

Description

Oppfinnelsen vedrører et system for sleping av et slep omfattende seismiske sensorkabler i helt eller delvis islagt vann, og en fremgangsmåte for sleping av et slep omfattende seismiske sensorkabler i helt eller delvis islagt vann.

Det er kjent teknikk å benytte sensorkabler med hydrofoner, akselerometre og elektro-magnetiske sensorer for å innhente geologisk informasjon om havbunnen. Slike under-søkelser er vanligvis basert på refleksjon av akustisk energi når den treffer ulike geologiske strukturer i jordskorpen. Den akustiske energien blir som oftest generert av en kilde i form av luftkanoner eller en annen form for akustisk kilde.

Sensorkablene og den akustiske kilden slepes som oftest av et slepefartøy, som også lagrer og eventuelt behandler den innhentede informasjonen. Dersom det benyttes to eller flere sensorkabler har de ofte en innbyrdes avstand som typisk er 50-200 m. For å oppnå denne avstanden mellom sensorkablene benyttes såkalte deflektorer eller paravaner på hver side av slepet. Deflektorene har skråstilte vinger som ved bevegelse i vannet fører deflektorene bort fra slepet, og trekker sensorkablene fra hverandre i sideretning. Slike deflektorer er beskrevet i US4130078, US4729333 og US5357892. Deflektorer har som oftest overflate-flottører som regulerer vertikal posisjon og dypgang av deflektoren. Ved operasjoner i helt eller delvis islagt farvann kan slike overflateflottører normalt ikke benyttes, siden kollisjon med is kan forårsake skade på flottøren, men mest fordi slike kollisjoner forårsaker markant økning i slepemotstanden, hvilket igjen reduserer avstanden mellom sensorkablene. US5532975 beskriver en deflektor med en neddykket flottør. US8593905 beskriver flere neddykkede deflektorer for operasjoner i islagt farvann. Løsningene som beskrives i de ovennevnte patenter benytter en høy grad av aktiv styring og kontrollfunk-sjoner som krever signaloverføring, krafttilførsel og relativt kompliserte mekaniske innretninger. Slike løsninger er kostbare å anskaffe og medfører ofte driftsproblemer.

US6234102 beskriver innsamling av seismiske data i vann med et slepefartøy som sleper en rekke parallelle seismiske sensorkabler. En deflektor som trekker sideveis bort fra slepet befinner seg ytterst i slepet og er forbundet både til slepefartøyet og sensorkablene. Deflektoren omfatter forbindelsesmidler for forbindelse til et støttefartøy som er tilpasset til å trekke deflektoren i en retning parallell med støttefartøyets bevegelsesretning. En kabel forbinder støttefartøyet og deflektoren for overføring av elektrisk eller hydraulisk

effekt, i tillegg til styringssignaler. US6234102 nevner ikke islagt vann.

Figur 1 viser en typisk kjent sleping av sensorkabler i isfritt vann 13. Et slepefartøy 1 sleper i en sleperetning 10 et slep 12 med sensorkabler 2, her i et antall av fire, via tilknytningskabler 3, som også overfører elektrisk effekt til sensorkablene 2 og overfører elektriske og/eller optiske signaler mellom slepefartøyet 1 og sensorkablene. En deflektor 4 på hver side av slepet 12 trekker de ytterste sensorkablene 2 utover, slik at det opprettholdes en sideveis avstand mellom sensorkablene. De viste deflektorene 4 slepes av separate slepeliner 5 fra slepefartøyet 1, men de kan også slepes av de ytterste tilknytningskablene 3.

Ved sleping av sensorkabler 2 i islagt vann kan slepefartøyet 1 gå i råken etter en isbryter, eller det kan selv være en isbryter. Deflektorene 4 kan være undervannsdeflektorer, slik at de unngår sammenstøt med is. Isen kan være oppbrutt eller hel. Sensorkablene kan slepes kun i råken etter slepefartøyet, eller de kan slepes i råken og på siden av råken. Sensorkablene kan slepes i vannflaten, eller de kan slepes under vann, slik at de unngår sammen-støt med is.

I visse situasjoner vil det forekomme at isbryteren må stoppe for en kortere eller lengre periode på grunn av isforholdene eller på grunn av andre omstendigheter. Selv ved relative kortvarig tap av fremdriften vil det bli vanskelig å opprettholde dybdekontroll og sideveis avstand mellom sensorkablene. Dette vil ofte medføre at sensorkablene floker seg sammen, hvilket medfører skader og tapt operasjonstid.

Hensikten med oppfinnelsen er å frembringe et system og en fremgangsmåte som benytter enklere og mer robust teknologi og dermed løser de ovennevnte problemene relatert til sleping av sensorkabler i helt eller delvis islagt farvann der det må forventes at slepe-fartøyet må stoppe for en kortere eller lengre periode.

Dette oppnås med trekk angitt i selvstendige krav 1 og 8. Ytterligere trekk og fordeler fremgår av de uselvstendige kravene og den følgende detaljerte beskrivelsen.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen således et system for sleping av et slep omfattende seismiske sensorkabler i helt eller delvis islagt vann, hvor et slepefartøy sleper slepet, og slepet på en side omfatter en deflektor som trekker sideveis bort fra slepet.

Ifølge oppfinnelsen er et støttefartøy forbundet til og sleper deflektoren. Ved en eventuell stans i slepefartøyets fremdrift vil deflektoren dermed ikke drive mot slepet, men på grunn av forbindelsen til støttefartøyet opprettholdes i en avstand fra slepet. Dermed unngås at sensorkablene og andre liner og kabler som inngår i slepet driver mot hverandre og floker seg sammen.

Støttefartøyet kan være indirekte forbundet til deflektoren, det vil si forbundet til deflektoren via liner og kabler som danner slepet. Det er imidlertid foretrukket at støttefartøyet er direkte forbundet til deflektoren, slik at det oppnås en mest mulig forutsigbar og effektiv overføring av krefter fra støttefartøyet til deflektoren ved sleping av deflektoren.

Det kan være en fordel at støttefartøyet kun er forbundet til deflektoren, det vil si at støtte-fartøyet ikke samtidig er forbundet til slepet på annen måte, da dette gir en fordelaktig og enkel styring av deflektorens posisjon.

Både slepefartøyet og støttefartøyet kan gå i råken etter isbrytere. Det er imidlertid foretrukket at slepefartøyet og støttefartøyet selv er isbrytende fartøyer, da dette er kostnads-besparende ved at separate isbrytere unngås.

Slepet kan også på sin andre side omfatte en deflektor som trekker sideveis bort fra slepet, og et støttefartøy som sleper også denne deflektoren, på samme måte som den førstnevnte deflektoren. Dette er særlig fordelaktig der det benyttes brede slep.

I et annet aspekt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for sleping av et slep omfattende seismiske sensorkabler i helt eller delvis islagt vann, hvor et slepefartøy sleper slepet, og slepet på en side omfatter en deflektor som trekker sideveis bort fra slepet. Ifølge oppfinnelsen forbindes et støttefartøy til deflektoren, og deflektoren slepes med støttefartøyet.

Støttefartøyet kan forbindes indirekte til deflektoren, det vil si forbindes til deflektoren via liner og kabler som danner slepet. Det er imidlertid foretrukket at støttefartøyet forbindes direkte til deflektoren, slik at det oppnås en mest mulig forutsigbar og effektiv overføring av krefter fra støttefartøyet til deflektoren ved sleping av deflektoren. Deflektoren kan også forbindes til slepefartøyet. Dermed kan også slepefartøyet bidra til å slepe deflektoren, hvilket kan være en fordel i situasjoner hvor støttefartøyet må redusere hastigheten, foreta unnamanøvre eller stanse på grunn av is eller andre omstendigheter.

Slepet kan også på sin andre side omfatter en deflektor som trekker sideveis bort fra slepet, og det er i så fall foretrukket at også denne deflektoren forbindes til et støttefartøy, og at også denne deflektoren slepes med støttefartøyet. Dette er den foretrukne løsningen for operasjoner i islagt farvann der det skal slepes et større antall sensorkabler.

Oppfinnelsen tillater at man ved sleping av sensorkabler i islagt farvann i all vesentlig grad kan benytte allerede eksisterende utstyr og operasjonelle metoder som normalt benyttes under konvensjonelle operasjoner i isfritt farvann, noe som betyr en rasjonaliserings-gevinst. I tillegg reduserer oppfinnelsen risiko for at sensorkablene og annet utstyr i slepet floker seg sammen dersom man mister fremdrift gjennom vannet.

Eksisterende patenter og andre kjente løsninger for seismiske operasjoner i islagt farvann beskriver som oftest bruk av fullt neddykkede deflektorer og lignende anordninger med vinger for å opprettholde sideveis avstand mellom sensorkablene. Det er kjent at disse anordningene vil opphøre å fungere selv ved relative kortvarig tap av fremdriften gjennom vann, noe som med stor sannsynlighet vil føre til teknisk problem og driftstap, som beskrevet over. Oppfinnelsen vil i stor grad eliminere disse problemene ved at deflektorene til enhver tid kan manøvreres til ønsket posisjon ved hjelp av støttefartøyet.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til de ledsagende tegninger, hvor: fig. 1 viser sleping av et slep omfattende seismiske sensorkabler i helt eller delvis islagt vann i henhold til kjent teknikk;

fig. 2 viser sleping av et slep omfattende seismiske sensorkabler i helt eller delvis islagt vann i henhold til en første utførelsesform av oppfinnelsen; og

fig. 3 viser sleping av et slep omfattende seismiske sensorkabler i helt eller delvis islagt vann i henhold til en andre utførelsesform av oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et isbrytende slepefartøy 1 som sleper et slep 12 med fire sensorkabler 2 i en sleperetning 10 i delvis islagt vann 8. Tilknytningskabler 3 overfører elektrisk effekt og elektriske og/eller optiske signaler mellom slepefartøyet 1 og sensorkablene 2. En deflektor 4 er forbundet til en side av slepet 12 med en tverrgående line 14. Relativ bevegelse mellom deflektoren 4 og vannet 8 bevirker at skråstilte flater av deflektoren trekker deflektoren sideveis utover, bort fra slepet 12. Deflektoren 4 trekker dermed via den tverrgående linen 14 den ytterste sensorkabelen 2 sideveis utover, slik at det opprettholdes en sideveis avstand mellom sensorkablene. Et isbrytende støttefartøy 7 er forbundet til og sleper deflektoren 4 i en sleperetning 11 via en slepeline 6. Deflektoren 4 slepes dermed i råken som dannes bak støttefartøyet 7.

Sammenhopninger av is 9 kan komplisere slepingen ved at både slepefartøyet 1 og støttefartøyet 7 kan bli nødt til å redusere hastigheten eller stanse. Den relative bevegelsen mellom deflektoren 4 og vannet 8 vil da reduseres eller opphøre, og deflektoren 4 vil ikke lenger trekke den ytterste sensorkabelen 2 sideveis utover. Slepelinen 6 mellom støtte-fartøyet 7 og deflektoren 4 sikrer imidlertid at deflektoren holdes tilnærmet i sin posisjon i forhold til slepet 12, hvilket hindrer at sensorkablene 2, tilknytningskablene 3 og eventuelle andre liner og kabler i slepet driver mot hverandre og floker seg sammen.

Slepefartøyet 1 og støttefartøyet 7 sleper hovedsakelig i parallelle retninger, det vil si at sleperetningene 10, 11 hovedsakelig er parallelle. Dette gir en enkel styring med forutsigbar bevegelse av deflektoren 4.

Som et alternativ til å redusere hastigheten eller stanse kan både slepefartøyet 1 og støttefartøyet 7 enkelte ganger foreta unnamanøvre for å unngå å støte borti sammenhopninger av is. Det er funnet at oppfinnelsen er fordelaktig også i disse tilfellene, ved at det er mulig å styre deflektoren 4 på en langt bedre måte enn når den ikke er forbundet til et støttefartøy.

Støttefartøyet 7 er direkte forbundet til deflektoren 4 via slepelinen 6. Dette sikrer at støtte-fartøyet 7 kan utøve en stor grad av styring av posisjonen til deflektoren 4. Det ses at slepe-fartøyet 1 også er forbundet til deflektoren 4, men at dette er en indirekte forbindelse via tilknytningskablene 3 og den tverrgående linen 14. Slepefartøyet 1 kan dermed også utøve en viss styring over bevegelsen til deflektoren 4, men i mindre grad enn støttefartøyet 7. Alternativt kan slepefartøyet 1 også være direkte forbundet til deflektoren 4, på samme måte som ved kjent teknikk vist på fig. 1, hvor slepefartøyet 1 er forbundet til deflektoren 4 med en slepeline 5. Det er også mulig at støttefartøyet 7 er indirekte forbundet til deflektoren 4, altså at støttefartøyet 7 er forbundet til slepet, og indirekte forbundet til deflektoren 4 via den tverrgående linen 14. Deflektoren 4 kan dermed være forbundet til slepefartøyet 1 og støttefartøyet 7 via en kombinasjon av direkte og indirekte forbindelser, slik at ønsket styring av deflektorens posisjon kan opprettholdes i tilfelle slepefartøyet 1

eller støttefartøyet 7 blir nødt til å redusere hastigheten eller stanse.

Det er imidlertid funnet at det kan være en fordel at støttefartøyet 7 kun er forbundet til deflektoren 4, det vil si at støttefartøyet ikke samtidig er forbundet til slepet 12 på annen måte, da dette gir en fordelaktig og enkel styring av deflektorens 4 posisjon. Av samme årsak, og også med tanke på best mulig fordeling og utnyttelse av slepekapasiteten til slepefartøyet og støttefartøyet, er det foretrukket at størstedelen av kraften for fremdrift av deflektoren 4 kommer fra støttefartøyet 7, og fortrinnsvis at all kraften for fremdrift av deflektoren kommer fra støttefartøyet.

Den viste deflektoren er en overflatedeflektor. Den er fortrinnsvis av en robust type av solide materialer og med en solid utforming som gjør den i stand til å motstå sammenstøt med is. Figur 2 viser en foretrukket løsning for operasjoner i islagt farvann der det skal slepes et mindre antall sensorkabler. Det benyttes da som vist et asymmetrisk slepearrangement med kun én deflektor som slepes av et isbrytende støttefartøy. Ved denne asymmetriske løsningen trengs det kun ett støttefartøy. Figur 3 viser oppfinnelsen med et symmetrisk slepearrangement der det benyttes en deflektor 4 og et støttefartøy 7 på hver side av slepet 12. Dette er foretrukket for operasjoner i islagt farvann der det skal slepes et større antall sensorkabler. Deflektorene 4 på hver side av slepet 12 trekker på samme måte som forklart med henvisning til fig. 2 den ytterste sensorkabelen 2 på hver side av slepet 12 sideveis utover, slik at det opprettholdes en sideveis avstand mellom sensorkablene 2. Støttefartøyene 7 er forbundet til og sleper hver sin deflektor 4 i sleperetninger 11 via slepeliner 6, på samme måte som forklart med henvisning til fig. 2.

Slepearrangementet på fig. 3 er særlig fordelaktig ved innhenting av 3D geologiske data, hvor et slepefartøy sleper flere, typisk 4-20 sensorkabler. Sensorkablene 2 slepes i symmetri om forlengelsen av slepefartøyets 1 senterlinje, med like mange sensorkabler på hver side, på samme måte som vist på figur 1. På hver side av slepet benyttes en deflektor som trekker sensorkablene sideveis utover til en på forhånd bestemt innbyrdes avstand, typisk 50-200 m.

Claims

1. System for sleping av et slep (12) omfattende seismiske sensorkabler (2) i helt eller delvis islagt vann (8), hvor et slepefartøy (1) sleper slepet, og slepet på en side omfatter en deflektor (4) som trekker sideveis bort fra slepet (12),karakterisertved at et støttefartøy (7) er direkte forbundet til og sleper deflektoren (4).

2. System som angitt i krav 1, hvor støttefartøyet (7) kun er forbundet til deflektoren (4).

3. System som angitt i ett av de foregående krav, hvor deflektoren (4) også er forbundet til slepefartøyet (1).

4. System som angitt i ett av de foregående krav, hvor deflektoren (4) er tilvirket til å motstå sammenstøt med is (9).

5. System som angitt i ett av de foregående krav, hvor størstedelen av kraften for fremdrift av deflektoren (4) kommer fra støttefartøyet (7).

6. System som angitt i ett av kravene 1-4, hvor all kraften for fremdrift av deflektoren (4) kommer fra støttefartøyet (7).

7. System som angitt i ett av de foregående krav, hvor slepet også på den andre siden omfatter en deflektor (4) som trekker sideveis bort fra slepet (12), og et støttefartøy (7) sleper også denne deflektoren.

8. Fremgangsmåte for sleping av et slep (12) omfattende seismiske sensorkabler (2) i helt eller delvis islagt vann (8), hvor et slepefartøy (1) sleper slepet, og slepet på en side omfatter en deflektor (4) som trekker sideveis bort fra slepet (12),karakterisert vedå forbinde et støttefartøy (7) direkte til deflektoren (4), og å slepe deflektoren med støttefartøyet (7).

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, hvor deflektoren (4) også forbindes til slepefartøyet (1).

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 8 eller 9, hvor støttefartøyet (7) er et isbrytende fartøy, og deflektoren (4) slepes i en råk bak støttefartøyet.

11. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 8-10, hvor slepefartøyet (1) og støttefartøyet (7) sleper hovedsakelig i parallelle retninger (10,11).

12. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 8-11, hvor størstedelen av kraften for fremdrift av deflektoren (4) kommer fra støttefartøyet (7).

13. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 8-11, hvor all kraften for fremdrift av deflektoren (4) kommer fra støttefartøyet (7).

14. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 8-13, hvor, idet slepet (12) også på den andre siden omfatter en deflektor (4) som trekker sideveis bort fra slepet (12), også denne deflektoren (4) forbindes til et støttefartøy (7), og deflektoren slepes med støttefartøyet.