NO338948B1 - Styrbar paravane, samt system for marine seismiske undersøkelser - Google Patents

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen

Teknisk område

Oppfinnelsen angår generelt det området som gjelder marine seismiske undersøkelsessystemer, mer spesielt vedrører oppfinnelsen paravaner brukt til å utøve en styrbar lateral kraft på en seismisk streamergruppe.

Teknisk bakgrunn

Marine seismiske undersøkelsessystemer blir brukt til å samle inn seismiske data fra grunnformasjoner under bunnen av en vannmasse, slik som en innsjø eller havet. Marine seismiske undersøkelsessystemer som er kjent på området, innbefatter typisk et seismisk fartøy som har ombord navigasjonsutstyr, utstyr for styring av seismiske energikilder og dataregistreringsutstyr. Det seismiske fartøyet er vanligvis utformet for å slepe en eller flere seismiske streamere gjennom vannet. Ved valgte tidspunkter får utstyret for styring av seismiske energikilder en eller flere seismiske energikilder som kan slepes i vannet av det seismiske fartøyet eller av et annet fartøy, til å bli aktivert. Signaler frembrakt av forskjellige sensorer i den ene eller de flere streamere som reaksjon på energi fra den seismiske kilden, blir ført til registreringsutstyret hvor en registrering med hensyn til tid blir foretatt av de signalene som frembringes av hver sensor (eller hver gruppe med slike sensorer). De registrerte signalene blir senere tolket for å utlede strukturen og sammensetningen av grunnformasjonene under bunnen av vannmassen.

Den ene eller de flere streamerne er i den mest generelle forstand lange kabler som har seismiske sensorer anordnet ved atskilte posisjoner langs lengden av kabelen. En typisk streamer kan strekke seg flere kilometer bak det seismiske fartøyet. På grunn av den store lengden til den typiske streameren, frembringer bevegelse i vannet en stor del av strømningsmotstanden (friksjonen). I den senere tid har marine seismiske innsamlingssystemer blitt konstruert som innbefatter et antall slike streamere slept av det seismiske fartøyet parallelt med hverandre. Et typisk multippelstreamersystem innbefatter et antall "innføringskabler" som hver strekker seg fra fartøyet og er koblet til en fremre ende av en av streamerne.

Streamerne er festet nær sine fremre ender til en spredekabel eller "superbred" kabel. Spredekabelen strekker seg i vannet på tvers av retningen for bevegelse av fartøyet, og den opprettholdes i den korrekte strekkspenning, fikserer den hovedsakelig de relative laterale posisjonene av de fremre endene av streamerne. Spredekabelen blir typisk holdt i spenning av en anordning som er koblet til hver ende av spredekabelen, kalt en paravan.

Paravanene innbefatter avledere eller lignende utformede avledningsplater som omdirigerer bevegelsen av vannet forbi paravanen lateralt for å frembringe en viss mengde lateral kraft som blir påført spredekabelen. Den laterale kraften som utøves av paravanene, er relatert til formen og orienteringen av avledningsplatene og bevegelseshastigheten til paravanene gjennom vannet. En bekymring for operatører av seismiske undersøkelsessystemer som bruker paravaner som kjent på området, er at den laterale kraften som utøves av den ytre paravanen når fartøyet vender, kan bli for stor ved vanlige slepehastigheter fordi den ytre paravanen vil bli beveget betydelig hurtigere enn fartøyet, avhengig av den laterale avstanden mellom en slik paravane og senterlinjen til fartøyet. Bruk av paravaner som er kjent på området gjør det derfor ofte nødvendig å begrense fartøyhastigheten under vendinger for derved å redusere den effektivitet med hvilken en undersøkelse kan utføres. Der hvor det er vannstrømmer som beveger seg i en retning langs bevegelsesretningen til det seismiske fartøyet, vil størrelsen av den laterale kraften som utøves av paravaner som er kjent på området, øke med strømningshastigheten i forhold til fartøyretningen på grunn av den økte vannhastigheten forbi paravanen, eller vil minske med vannstrømningshastighet i samme retning som bevegelsesretningen til det seismiske fartøyet på grunn av minsket vannhastighet forbi paravanen. Når det er vannstrømmer som beveger seg på tvers av bevegelsesretningen til det seismiske fartøyet, kan den seismiske streamergruppen bli beveget på tvers eller lateralt på en måte som er vanskelig for system-operatøren å kompensere eller regulere.

Det er også kjent på området at den best egnede konfigurasjon for gruppen av kabler som til slutt kobler paravanene til spredekabelen (kalt "forankringskabel") kan variere avhengig av den spesielle paravanen som brukes, og av aktuelle fartøybevegelsestilstander. I det tilfellet hvor forankringskabel virkelig blir brukt i en undersøkelse, er ikke optimal for eksisterende utstyrskonfigurasjon og undersøkelsesforhold, slik at det ofte er nødvendig å hente opp paravanen og omkonfigurere forankringskabelen. Slik opphenting og omkonfigurering kan være kostbare og tidkrevende.

Det er fortsatt behov for forbedrede strukturer for paravaner og forankringskabler for å øke seismisk undersøkelseseffektivitet.

Oppsummering av oppfinnelsen

Et aspekt ved oppfinnelsen er et marint, seismisk undersøkelsessystem. Et system i henhold til dette aspekt ved oppfinnelsen innbefatter et seismisk fartøy, et antall seismiske sensorstreamere slept av fartøyet ved lateralt atskilte posisjoner og en spredekabel som strekker seg hovedsakelig på tvers eller transversalt av en bevegelsesretning for det seismiske fartøyet. Hver av streamerne er ved sin fremre ende koblet til spredekabelen. En paravan er koblet til hver ende av spredekabelen. Hver paravan innbefatter en flottør og minst en avleder operativt koblet til flottøren. Avlederen er utformet for å omdirigere strømmen av vann forbi paravanen i forhold til en bevegelsesretning for paravanen gjennom vannet. Hver paravane innbefatter også en styringsanordning tilknyttet paravanen. Styringsanordningen er innrettet for regulerbart å omdirigere strømmen av vann for å styre en størrelse av lateral kraft som genereres av paravanen. Systemet innbefatter et slepetau koblet til hver paravane ved en ende og den andre enden i det minste funksjonelt koblet til fartøyet. En forankringskabel har kabler koblet ved sin ene ende til et antall atskilte posisjoner omkring tverrsnittet til paravanen, der en del av posisjonene er anordnet hovedsakelig ved en fremre ende av paravanen, og en annen del av posisjonene hovedsakelig er anordnet ved en bakre ende av paravanen. De fremre tilkoblede kablene er ved sine andre ender koblet til et fremre knutepunkt, og de bakre kablene ved sine andre ender er koblet til et bakre knutepunkt. Det fremre knutepunktet og det bakre knutepunktet er koblet til motsatte ender av en knutepunktinnføringsline. Videre finnes det anordninger for å justere et koblingspunkt for innføringslinen til en ende av slepetauet, hvor koblingspunktet er justerbart mellom de to endene av innføringslinen.

Et annet aspekt ved oppfinnelsen er en paravane for et marint, seismisk undersøkelsessystem. En slik paravane innbefatter en flottør og minst en avleder operativt koblet til flottøren. Avlederen er utformet for å omdirigere strømning av vann forbi paravanen i forhold til en bevegelsesretning for paravanen gjennom vannet. Paravanen innbefatter også en styringsanordning. Styringsanordningen er utformet for på regulerbar måte å omdirigere strømmen av vann for å styre en størrelse av en lateral kraft som genereres av paravanen. Videre er en forankringskabel med kabler koblet ved en ende til et antall atskilte posisjoner omkring tverrsnittsarealet til paravanen, hvor en del av posisjonene er anordnet nær en fremre ende av paravanen, og en annen del av posisjonene befinner seg nær en aktre ende av paravanen. De fremre tilkoblede kablene ved de andre endene er koblet til et fremre knutepunkt, mens de bakre kablene er ved den andre enden koblet til, med de andre endene, et bakre knutepunkt, der det fremre knutepunktet og det bakre knutepunktet er koblet til motsatte ender av en knutepunktinnføringsline. Dertil finnes det anordninger for å justere et koblingspunkt for innføringslinen til en ende av et slepetau, hvor den andre ende av slepetauet er funksjonelt koblet til et slepefartøy, idet koblingspunktet er justerbart mellom de to endene av innføringslinen.

Videre presenteres det en fremgangsmåte for å drive eller operere et seismisk innsamlingssystem. En slik fremgangsmåte innbefatter å slepe et antall lateralt atskilte seismiske sensorstreamere gjennom en vannmasse. Streamerne er ved sine fremre ender koblet til en spredekabel. Spredekabelen er anordnet mellom to paravaner, hvor en slik paravane er lokalisert ved hver ende av spredekabelen. Fremgangsmåten innbefatter å styre minst en av paravanene for å påvirke en spenning på et slepetau som er koblet til paravanen, og spenningen på spredekabelen.

Andre aspekter og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse og de vedføyde patentkravene.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 viser et planriss av et typisk marint, seismisk undersøkelsessystem som kan innbefatte en styrbar paravan i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser en utførelsesform av en styrbar paravan. Fig. 3 viser en forankringskabel med justerbar posisjon som kan brukes i forbindelse med paravanen som er vist på fig. 2. Fig. 4 viser en utførelsesform av en styringsenhet for paravanen som er vist på fig. 2. Fig. 5 viser en annen utførelsesform av en styrings-anordning for en paravane. Fig. 6 viser en annen utførelsesform av en styrings-anordning for en paravane.

Detaljert beskrivelse

Fig. 1 viser et typisk marint, seismisk undersøkelses-system som kan innbefatte paravaner og/eller forankringskabler for paravaner i henhold til de forskjellige aspekter ved foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 viser et seismisk fartøy 10 som beveger seg langs overflaten av en vannmasse 11, slik som en innsjø eller havet. Det seismiske fartøyet 10 kan innbefatte et visst elektronisk utstyr, vist ved 12, og som hensiktsmessig kollektivt blir kalt et "registreringssystem". Registreringssystemet 12 innbefatter vanligvis en registreringsenhet for å foreta en registrering med hensyn til tid av signaler detektert av forskjellige seismiske sensorer i undersøkelsessystemet. Registreringssystemet 12 innbefatter vanligvis også navigasjonsutstyr for til enhver tid å bestemme posisjonen til fartøyet 2 og hver av et antall seismiske sensorer 22 anordnet ved atskilte posisjoner på streamerne 20 som slepes av fartøyet 10. De foregående elementene i registreringssystemet 12 er kjent for fagkyndige på området og er ikke vist på figurene for å lette illustrasjonen. I den foreliggende oppfinnelse kan registreringsenheten 12 også innbefatte anordninger for å styre eller regulere driften av en styrbar anordning, som nærmere forklart nedenfor.

De seismiske sensorene 22 kan være en hvilken som helst type seismiske sensorer som er kjent på området, slik som bevegelsesreagerende sensorer, akselerasjonssensorer, trykksensorer, trykktidsgradientsensorer eller en hvilken som helst kombinasjon av disse. De seismiske sensorene 22 detekterer seismisk energi som hovedsakelig er reflektert fra forskjellige strukturer i jordens undergrunn under bunnen av vannet 11. Den seismiske energien stammer fra en seismisk energikilde (ikke vist) utplassert i vannet 11. Registreringssystemet 12 kan også innbefatte styringsutstyr (ikke vist separat) for den seismiske energikilden. En eller flere seismiske energikilder (ikke vist på figurene) kan slepes av det seismiske fartøyet 10 eller av et annet fartøy (ikke vist) i nærheten.

I det seismiske datainnsamlingssystemet som er vist på fig. 1, er det seks seismiske sensorstreamere 20 slept av det seismiske fartøyet 10. Antallet seismiske sensorstreamere kan være forskjellig i en hvilken som helst spesiell implemen-tering av et innsamlingssystem i henhold til de forskjellige aspektene ved oppfinnelsen, derfor er det antall streamere som er vist på fig. 1, ikke ment å begrense omfanget av oppfinnelsen. Som forklart i avsnittet "teknisk bakgrunn" foran, hvor det er angitt at de seismiske innsamlingssystemer slik som vist på fig. 1, kan det være et antall lateralt atskilte streamere, hvor streamerne 20 er koblet til slepeutstyr som holder streamerne 20 ved valgte laterale posisjoner i forhold til hverandre og i forhold til det seismiske fartøyet 10. Som vist på fig. 1 kan slepeutstyret innbefatte to paravaneslepetau 16 som hvert er koblet til fartøyet 10 ved en ende gjennom en vinsj 19 eller en lignende spoleanordning som muliggjør endring av den utplasserte lengden av hvert paravaneslepetau 16. Den andre enden av hvert paravaneslepetau 16 er funksjonelt koblet til en paravane 14, typisk gjennom et sett med kabler kalt en "forankringskabel", som vil bli nærmere forklart nedenfor. Paravanene 14 er hver utformet for å tilveiebringe en lateral kraftkomponent på de forskjellige elementene i det seismiske undersøkelsessystemet som er utplassert i vannet 11, når paravanene 14 blir slept i vannet 11, som forklart nedenfor. I forskjellige aspekter ved oppfinnelsen kan en slik lateral kraftkomponent være justerbar eller regulerbar. Lateral betyr i den foreliggende beskrivelse hovedsakelig transversalt eller på tvers av bevegelsesretningen til fartøyet 10. Den laterale kraftkomponenten på hver paravan 13 blir motvirket av den fra den andre paravanen 14, og er hovedsakelig i en retning utover fra senterlinjen for fartøyet 10. Den kombinerte laterale kraften til paravanene 14 separerer paravanene 14 fra hverandre inntil de setter en eller flere sprederep eller spredekabler 24, funksjonsmessig koblet ende mot ende mellom paravanene 14, i strekk.

Uttrykket "kabel" slik det brukes i denne beskrivelsen betyr en anordning som innbefatter en eller flere elektriske og/eller optiske ledere for overføring av elektrisk kraft og/eller signaler fra fartøyet 10 til og/eller fra forskjellige komponenter i det seismiske innsamlingssystemet. En kabel som brukes i den foreliggende forbindelse, kan også innbefatte forskjellige styrkeorganer for å overføre aksial belastning langs kabelen, og dermed kan være en belastnings-bærende del av undersøkelsessystemet. Uttrykket "tau" eller "rep" blir brukt i foreliggende beskrivelse for å referere til et fleksibelt, aksialt lastbærende organ som ikke innbefatter noen form for elektriske og/eller optiske ledere, og som derfor blir brukt hovedsakelig bare til å overføre aksial belastning. Et slikt tau kan være laget av fiber, stål eller annet materiale med høy styrke, eller kombinasjoner av disse. I typiske innsamlingssystemer med flere streamere, slik som vist på fig. 1, er de lateralt ytterste slepeelementene paravane slepetauene 16 i virkeligheten typisk tau eller rep som definert ovenfor. En slik utforming er imidlertid ikke ment å begrense omfanget av oppfinnelsen. Andre utførelsesformer innenfor rammen av oppfinnelsen kan tilveiebringe kabler ved de lateralt ytterste slepeposisjonene koblet mellom paravanene 14 og det seismiske fartøyet 10 som vist på fig. 1.

Streamerne 20 er hver ved aksiale ender nærmest fartøyet 10 (fremre ender) koblet til en respektiv innføringskabel-terminering 20A. Innføringskabeltermineringene 20A er koblet til eller er forbundet med spredetauene eller -kablene 24 for å styre de laterale posisjonene av streamerne 20 i forhold til hverandre og i forhold til fartøyet 10. Elektriske og/eller optiske forbindelser mellom passende komponenter i registreringssystemet 12 og sensorene (og/eller andre kretser) i streamerne 20 kan være fremstilt ved å bruke indre innføringskabler 18, der hver avsluttes i en respektiv innføringskabelterminering 20A. En innføringsterminering 20A er anordnet ved fartøyenden av hver streamer 20. Tilsvarende elektriske og/eller optiske forbindelser mellom de aktuelle komponentene i registreringsenheten 12 og sensorene 22 i streamerne 20 kan være laget gjennom respektive innførings-termineringer 20A, ved å bruke innføringskabler 18. Hver av innføringskablene 18 og slepetauene 16 kan være utplassert ved hjelp av en respektiv vinsj 19 eller en lignende spoleanordning slik at den utplasserte lengden av hver kabel 18 og hvert slepetau 16 kan endres.

Som fagfolk på området lett vil forstå, blir den laterale avstanden mellom streamerne 20 styrt av strekken på sprederepene eller -kablene 24. Ifølge et aspekt ved oppfinnelsen kan paravanene 14 ha justerbar lateral kraft, slik at strekket på spredekablene 24 kan reguleres. Paravanene 14 i henhold til noen aspekter ved foreliggende oppfinnelse, kan innbefatte en styringsanordning for å omdirigere strømningen av vann forbi paravanen på en styrt måte, og/eller justere dens angrepsvinkel (vinkel mellom den langsgående aksen til paravanen og bevegelsesretningen til fartøyet 10) for å regulere størrelsen av den laterale kraften som utvikles av dette. "Styringsanordning" slik uttrykket brukes her, er ment å bety en anordning som samvirker med paravanen for å utføre enten eller både regulerbar retning av vannstrømmen forbi paravanen eller regulerbart å endre angrepsvinkelen til paravanen. Eksempler på begge typer styringsanordning vil bli forklart nedenfor under henvisning til figurene 2 til 6.

Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom en utførelsesform av en paravan som har en styringsanordning i henhold til oppfinnelsen. Paravanen 14 innbefatter flere hovedkomponenter, innbefattende en hovedsakelig langsgående flottør eller bøye 40 som inneholder paravanen 14 i en valgt posisjon i forhold til vannoverflaten og oppdriftsmessig understøttet resten av komponentene til paravanen 14. Flottøren 4 0 kan f.eks. være koblet ved hjelp av spennanordninger, braketter eller bånd 42 til en øvre avlederramme 52A. Den øvre avlederrammen 52A utgjør montering og understøttelse for de øvre endene av et antall hovedsakelig vertikalt ragende avledere 44, der hver har en valgt form og orientering i forhold til den langsgående aksen til paravanen 14 for å omdirigere bevegelse av vann når paravanen 14 blir slept av fartøyet (10 på fig. 1). Slik omdirigering av vannbevegelsen resulterer i lateral eller sideveis kraft som genereres av paravanen. I den foreliggende utførelsesformen er avlederne hovedsakelig understøttet tilnærmet i sitt langsgående sentrum av en senteravlederramme 52B og ved sine nedre, langsgående ender av en nedre avlederramme 52C. Kollektivt opprettholder rammene 52A, 52B, 52C posisjonen til og orienteringen av avlederen 44 i forhold til flottøren 40. Avlederne 44 er styrt montert i rammene 52A, 52B, 52C slik at størrelsen på den laterale kraften som genereres, hovedsakelig er fullstendig avhengig av hastigheten til paravanen 14 gjennom vannet.

Hver avlederramme 52A, 52B, 52C kan innbefatte respektive forankringskabelkoblinger, hvor slike koblinger er vist ved 56A, 56B, 56C, og aktre forankringskabelkoblinger, slik som koblingene som er vist ved 54A, 54B, 54C. Et arrangement av en forankringskabel og tilhørende kabler i henhold til et annet aspekt ved oppfinnelsen, vil bli forklart nedenfor i forbindelse med fig. 3.

I den foreliggende utførelsesform innbefatter en styringsanordning for paravanen 14 et ror 4 6 som er roterbart montert mellom den øvre rammen 52A og den nedre rammen 52C. Roret 46 kan opereres for å endre størrelsen av en lateral kraft som utøves av paravanen 14 ved enhver bevegelseshastighet gjennom vannet ved å rotere retningen for dens plan i forhold til den langsgående aksen til paravanen 14. Rotasjonsmessig orientering av planet til roret 46 i forhold til den langsgående aksen til paravanen 14, kan styres ved hjelp av en styringsenhet 48 som vil bli nærmere forklart nedenfor under henvisning til fig. 4. Elektrisk kraft for å drive forskjellige elektroniske komponenter (ikke vist på fig.

2) i styringsenheten 48, kan leveres av en turbindrevet generator, generelt vist ved 50 og festet til den nedre rammen 52C. Generatoren 50 omformer strømningen av vannet forbi paravanen 14 til rotasjonsenergi for å drive en elektrisk dynamo eller generator (ikke vist separat) anordnet i denne, og kollektivt referert til som en "generator". Den nøyaktige strukturen og posisjonen på paravanen 14 som er valgt for generatoren 50, er et diskusjonstema for konstruktøren og er ikke ment å begrense omfanget av oppfinnelsen.

Tverrsnittet gjennom roret 4 6 kan være maken til tverrsnittet gjennom en tynn plate, men tverrsnittet gjennom roret 4 6 kan ha andre former som er kjent av vanlig fagkyndige på området, f.eks. et 0009 vingeprofiltverrsnitt som beskrevet i Goett, Harry J Bullivant, W Kenneth Tests of NACA 0009, 0012, and 0018 airfoils in the full- scale tunnel, rapport nr. 647, National Advisory Committee for Aeronautics, 1939. Ved å bruke en tverrsnittsprofil slik som i det foregående eksempelet, kan roret 46 få ytterligere styrke, redusert vekt og redusert turbulens i vannet sammenlignet med et ror med plant tverrsnitt.

Som fagkyndige på området vil forstå, blir en del av den laterale kraften som produseres av paravanen 14 når den beveger seg gjennom vannet, så vel som slepekraften som leveres av fartøyet (10 på fig. 1) koblet mellom fartøyet (10 på fig. 1) og paravanen 14 gjennom paravaneslepetauet (16 på fig. 1). Ved å koble slepetauet (16 på fig. 1) til paravanen 14 ved å bruke en anordning kalt en forankringskabel, kan slike kabler fordeles over en betydelig del av alle tverrsnittsarealene til paravanekonstruksjonen istedenfor å bli konsentrert ved et enkelt koblingspunkt. Forankringskabelen, hvorav en utførelsesform vil bli nærmere forklart nedenfor, innbefatter typisk et antall kabler eller rep som hvert er terminert ved en ende i en av forankringskabel-koblingene 54A, 54B, 54C og 56A, 56B, 56C, og hver terminert ved den andre enden i en eller flere forankringskabelknutepunkter.

For formål å analysere krefter på paravanen 14 og på forankringskablene virker hvert forankringskabelknutepunkt som et enkelt punkt. I noen utførelsesformer av oppfinnelsen er det to slike forankringskabelknutepunkter i hver forankringskabel, et foroverrettet knutepunkt og et aktre knutepunkt. Hvert slikt knutepunkt kan selv være funksjonsmessig koblet til slepetauet (16 på fig. 1) ved hjelp av en knutepunktinnføringskabel. Lengden av hver knutepunkts-innføringskabel kan i noen utførelsesformer styres for å opprettholde riktig fordelt strekk på alle forankringskablene, avhengig av den vinkel som paravanen innehar med hensyn til bevegelsesretningen til fartøyet (10 på fig. 1) og av størrelsen av lateral kraft som utøves av paravanen 14. Det vises til fig. 3 hvor et eksempel på en knutepunkts-innføringskabel med justerbar lengde er vist, som kan brukes i forbindelse med paravanen på fig. 2, som nå vil bli forklart. Som forklart ovenfor kan forankringskabler, vist ved 54 for de aktre forankringskablene og 56 for de fremre forankringskablene, hver koble ved en ende til en respektiv kobling (54A, 54B, 54C og 56A, 56B, 56C på fig. 2) på paravaneavlederrammene (52A, 52B, 52C på fig. 2). Som forklart ovenfor er også forankringskablene 54 og 5 6 ved sine andre ender koblet til et respektivt forankringskabelhode, vist ved 54B for det aktre knutepunktet og ved 56C ved fremre knutepunktet. Knutepunktene 54D, 56D er hvert koblet til en ende av en knutepunktinnføringsline 58 som kan være en kabel eller et kjede, som vist på fig. 3. Den spesielle strukturen som er brukt for innføringslinen 58 og den spesielle anordningen som brukes for å styre lengden av de respektive deler av innføringslinen 58, er gjenstand for valg av systemkonstruktøren. Med det formål å definere omfanget av dette aspektet ved oppfinnelsen, er det bare nødvendig at lengden av innføringslinen 58 mellom koblingspunktet til slepetauet 16 og til hver av foroverknutepunktene 66D og akterknutepunktene 54D er regulerbarbære for å kunne regulere posisjonen til det effektive koblingspunktet (slepepunktet)

mellom slepetauet 16 og knutepunktene 54D, 56D.

Det effektive slepepunktet til slepetauet 16 i den foreliggende utførelsesform kan beveges i forhold til paravanen i den foreliggende utførelsesform ved å bruke en styringsenhet 60 for knutepunktposisjon. Styringsenheten 60 for knutepunktposisjonen innbefatter i denne utførelsesformen knutepunktinnføringslinen 58 som kan være koblet ved hver ende til et av knutepunktene 54D, 56D. Innføringslinen 58 er også viklet omkring en skive eller et kjedehjul 62 som er roterbart montert inne i en ramme 60A. En skive (tauskive) blir brukt når innføringslinen 58 er i form av et tau, wirerep eller en kabel. Et tannhjul eller en tannskive blir brukt når innføringslinen 58 er i form av et kjede. Rammen 60A er funksjonelt koblet til den distale ende av slepetauet 16 og overfører slepekraft fra slepetauet 16 til tauskiven eller kjedehjulet 62, som så overfører slepekraft til hver ende av innføringslinen 58, og dermed til slutt til hvert knutepunkt 54D, 56D. I den foreliggende utførelsesform kan fordelingen av slepekrefter på hver av de fremre forankringskablene 56 og aktre forankringskablene 58 endres ved å endre avstanden mellom hvert knutepunkt 54D, 56D og rammen 60A. En slik avstandsendring i foreliggende utførelsesform blir bevirket ved rotasjon av tauskiven eller tannskivehjulet 62 for derved å endre den relative lengde av hvert segment av innføringslinen 58. Rotasjon av tauskiven eller tannskiven 62 kan bevirkes ved hjelp av en motor/snekkedrev-kombinasjon 66 som er rotasjonsmessig koblet til et tanndrev 64. Tanndrevet 64 kan være rotasjonsmessig festet til tauskiven eller tannskiven 62, slik at rotasjon av tanndrevet 64 forårsaker tilsvarende rotasjon av tauskiven eller tannskiven 62. Motoren i motor/snekke-kombinasjonen 66 kan være en elektrisk motor eller en hydraulisk motor. Selv om andre motorarrangementer kan brukes til å rotere tauskiven eller tannskiven 62, blir en motor/snekkedrev-kombinasjon foretrukket fordi en slik kombinasjon i betydelig grad vil hindre strekkspenning på innføringslinen 58 fra å påvirke den rotasjonsmessige posisjonen til tauskiven eller tannskiven 62, og dermed opprettholde lengdene av de fremre og aktre segmentene av innføringslinen 58 fiksert. Drift av motoren i motor/snekkedrev-kombinasjonen 66 kan utføres ved hjelp av valgte krefter (ikke vist) i styringsenheten (48 på fig. 2), som forklart mer detaljert nedenfor under henvisning til fig. 4.

Fig. 4 viser en utførelsesform av styringsenheten som er referert til med henvisningstall til fig. 2. Styringsenheten 48 kan innbefatte alle de systemkomponentene som er nødvendige for å motta og dekode signaler sendt fra navigasjonsutstyret i registreringsenheten (12 på fig. 1), og for å bruke slike dekodede signaler til å justere størrelsen på lateral kraft som utøves av paravanen (14 på fig. 2) og det effektive koblingspunktet for forankringstauverket til slepetauet (16 på fig. 1). Den foreliggende utførelsesform av styringsenheten 48 kan innbefatte en telemetrisender/mottaker 72 koblet til en antenne 78. Antennen 78 bør være posisjonert på flottøren (40 på fig. 2) slik at den hovedsakelig ikke er neddykket i vannet. Senderen/mottakeren 72 kan motta signaler sendt fra navigasjonsutstyret i registreringssystemet (12 på fig. 1) ment for å endre en av eller begge rororienteringene (46 på

fig. 2) og posisjonen langs forankringsinnføringslinen (58 på fig. 3) for knutepunktposisjonsstyringsenheten (60 på fig. 3). Signalene som detekteres og dekodes av senderen/mottakeren 72, kan bli ført til en styringsenhet 70, som kan være en hvilken som helst mikroprosessorbasert styringsenhet, programmerbar logikkstyringsenhet eller en lignende anordning. Styringsenheten 70 sender ved deteksjon av signaler for å justere orienteringen av roret (46 på fig. 2), passende

kommandosignaler til en første motordrivkrets 82. Den første motordrivkretsen 82 driver en rorstyringsmotor 84 som kan være en elektrisk motor eller en hydraulisk motor.

Rorstyringsmotoren 84 kan være koblet med sin utgangsaksel til et snekkedrev 85. Snekkedrevet 8 5 kan være i kontakt med et tanndrev 86 som er rotasjonsmessig koblet til roret (46 på fig. 2) slik at rotasjon av tannhjulsdrevet 86 forårsaker tilsvarende rotasjon av roret (46 på fig. 1). En mulig fordel ved motor/snekkedrev/tannhjuls-arrangementet som er vist på fig. 4, er at bevegelse av vann forbi roret (46 på fig. 2) ikke i særlig grad vil forandre rororienteringen.

En annen motorstyringsenhet 80 som kan være maken til utformingen av den første motorstyringsenheten 82, kan også motta styresignaler fra styringsenheten 70 for å drive motoren (66 på fig. 3) i knutepunktposisjonsstyringsenheten (60 på fig. 3) .

Et batteri 74 kan tilveiebringe uavbrutt elektrisk kraft til styringsenheten 70 og de andre komponentene i styringsenheten 48. Generatoren (50 på fig. 2) kan levere elektrisk kraft for å holde batteriet ladet under tider hvor paravanen (14 på fig. 2) beveger seg gjennom vannet. Batteriet 74 vil typisk være elektrisk koblet til generatoren (50 på fig. 3) gjennom en effekttilpasningskrets 76 for å opprettholde passende spenningsregulering og for å maksimalisere den brukbare levetiden til batteriet 74.

En annen utførelsesform av en styringsanordning vil bli forklart under henvisning til et toppriss på fig. 5. Avlederne 44 i utførelsesformen på fig. 5 er hver koblet til den øvre (og nedre) avlederrammen 52A og 52C (vist på fig. 2), fortrinnsvis i nærheten av rotasjonssenteret for hver avleder 44 ved hjelp av en svingetapp 44A. En slik kobling vil muliggjøre rotasjon av avlederne 44 i rammene. Hver avleder 44 kan være koblet, fortrinnsvis nær en lateral kant av denne, til en ende av et ledd 89. Hver ende av hvert ledd 8 9 innbefatter fortrinnsvis en svingetapp eller et hengsel for å koble leddet 89 til den tilsvarende avlederen 44 ved en ende og ved den andre ende av leddet 89 til en styrestang 88. Styrestangen 88 kan være begrenset til å bevege seg i langsgående retning langs den øvre rammen 50A ved hjelp av lineære lagre 88A festet til den øvre rammen 52A. Styrestaven 88 kan bringes til å bli beveget fram og tilbake langs rammen 52A ved å ha et spor 87 fiksert ved et sted langs styrestangen 88. Hannstangen 87 har tenner formet for inngrep med et tannhjul 86. Tannhjulet 8 6 kan være maken til det i utførelsesformen som er forklart under henvisning til fig. 4, og kan roteres av en motor 84 og et snekkedrev 85, maken til motor- og snekkedrevkombinasjonen som er forklart under henvisning til fig. 4. Motoren 84 kan drives av styringsenheten (70 på fig. 4) og en første motordrivkrets (82 på fig. 4), også som forklart under henvisning til fig. 4. Drift av motoren 84 forårsaker dermed til slutt lineær bevegelse av styrestangen 88. En slik bevegelse av styrestangen 88 roterer avlederne 44 i forhold til den langsgående aksen for paravanen 14. En slik relativ rotasjon endrer størrelsen på den laterale kraften som genereres av paravanen ved en spesiell bevegelseshastighet gjennom vannet.

En annen utførelsesform av styringsanordningen er vist på fig. 6. Styringsanordningen i den foreliggende utførelsesform innbefatter en styringsline- eller - kabel 92 koblet ved sine ender til et knutepunkt 96 langs slepetauet 16. Slepetauet 16 kan i foreliggende utførelsesform være direkte koblet til paravanen 14. De relative lengdene til den fremre seksjonen 92A og den bakre seksjonen 92B av styringskabelen 92, kan reguleres ved å operere en motor 84 som er rotasjonsmessig koblet gjennom et snekkedrev 85 og et tannhjul 86 til en tauskive 90. Arrangementet av snekkedrevet og tannhjulet som vist på fig. 6, har fordelen ved å motstå rotasjon av tauskiven 90 når motoren 84 er stoppet, for derved å opprettholde posisjonen til styringskabelen 92. Styringskabelen 92 strekker seg fra tauskiven 90 gjennom passende anbrakte fremre 94A og aktre 94B styringsskiver, slik at endring av den relative lengden av de fremre 92A og aktre 92B styrekabelseksjonene vil rotere paravanen 14 i forhold til slepetauet 16 og dermed bevegelsesretningen til det seismiske fartøyet (10 på fig. 1). Ved å rotere vinkelen til paravanen 14 i forhold til bevegelsesretningen til fartøyet, blir den laterale kraften som genereres av paravanen endret.

Utførelsesformer av et paravan- og/eller forankrings-kabelsystem i henhold til de forskjellige aspektene ved oppfinnelsen, kan gi forbedret effektivitet under seismiske undersøkelsesoperasjoner ved å muliggjøre selektiv styring av størrelsen på lateral kraft som utøves av paravanene.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i forbindelse med et begrenset antall utførelsesformer, vil fagkyndige på området som har hatt fordelen ved å sette seg inn i denne beskrivelsen, forstå at andre utførelsesformer kan tenkes som ikke avviker fra rammen for oppfinnelsen slik den er beskrevet her. Omfanget av oppfinnelsen skal følgelig bare begrenses av de vedføyde patentkrav.

Claims (26)

1. Paravane for et marint, seismisk undersøkelsessystem,karakterisert ved: en flottør; minst en avleder operativt koblet til flottøren, hvor avlederen er innrettet for å omdirigere strømning av vann forbi paravanen i forhold til en bevegelsesretning for paravanen gjennom vannet; og en styringsanordning forbundet med paravanen, hvor styringsanordningen er innrettet for på regulerbar måte å omdirigere strømningen av vann for å regulere en størrelse av lateral kraft generert av paravanen; en forankringskabel med kabler koblet ved en ende til et antall atskilte posisjoner omkring tverrsnittsarealet til paravanen, hvor en del av posisjonene er anordnet nær en fremre ende av paravanen, og en annen del av posisjonene befinner seg nær en aktre ende av paravanen, hvor de fremre tilkoblede kablene ved de andre endene er koblet til et fremre knutepunkt, de bakre kablene er ved den andre enden koblet til, med de andre endene, et bakre knutepunkt, der det fremre knutepunktet og det bakre knutepunktet er koblet til motsatte ender av en knutepunktinnføringsline; og anordninger for å justere et koblingspunkt for innføringslinen til en ende av et slepetau, hvor den andre ende av slepetauet er funksjonelt koblet til et slepefartøy, idet koblingspunktet er justerbart mellom de to endene av innføringslinen.

2. Paravane ifølge krav 1, hvor styringsanordningen omfatter et ror.

3. Paravane ifølge krav 2, videre omfattende anordninger for regulerbart å rotere roret i forhold til en langsgående akse for paravanen.

4. Paravane ifølge krav 3, hvor anordningen for å rotere omfatter en motor som er rotasjonsmessig koblet til roret.

5. Paravane ifølge krav 4, hvor motoren er rotasjonsmessig koblet til roret gjennom et snekkedrev.

6. Paravane ifølge krav 1, hvor styringsanordningen omfatter et styringsledd som er operativt koblet til i det minste en avleder og utformet for å rotere avledere i forhold til en langsgående akse for paravanen.

7. Paravane ifølge krav 6, hvor styringsleddet innbefatter en styringsstang utformet for å bevege en langsgående akse for paravanen.

8. Paravane ifølge krav 7, hvor styringsleddet omfatter en motor koblet gjennom et snekkedrev og en sektor til styringsstangen.

9. Paravane ifølge krav 1, hvor styringsanordningen omfatter en styringskabel som ved sine ender er koblet til et slepetau, hvor slepetauet er funksjonelt koblet til et slepefartøy, idet styringskabelen er koblet til en fremre posisjon og en bakre posisjon langs paravanen, hvor en lengde av styrekabelen mellom den fremre posisjonen og slepetauet og den bakre posisjonen og slepetauet kan styres for å bevirke en vinkel mellom paravanen og en bevegelsesretning for slepefartøyet.

10. Paravane ifølge krav 9, videre omfattende en motor rotasjonsmessig koblet til en tauskive hvor rotasjon av tauskiven endrer en lengde av styringskabelen mellom den fremre posisjonen og slepetauet og den aktre posisjonen og slepetauet.

11. Paravane ifølge krav 1, videre omfattende en kombinert sender/mottaker for å detektere signaler fra en navigasjons-anordning, en styringsenhet i operativ kommunikasjon med senderen/mottakeren og en motor i operativ kommunikasjon med styringsenheten, hvor styringsenheten er innrettet for å drive motoren som reaksjon på de detekterte signalene, en utgang fra motoren funksjonelt koblet til styringsanordningen for å bevege styringsanordningen som reaksjon på de detekterte signalene.

12. Paravane ifølge krav 11, videre omfattende en elektrisk turbindrevet generator operativt koblet til paravanen, hvor turbinen er anordnet for å omforme bevegelse av vann forbi paravanen til rotasjonsenergi for å drive generatoren, hvor en elektrisk utgang fra generatoren er operativt koblet til senderen/mottakeren, til motoren og til styringsenheten.

13. Paravane ifølge krav 1, hvor anordningen for justering omfatter en motor, og hvor minst en av en tauskive og et kjedehjul er rotert understøttet i en ramme og rotasjonsmessig koblet til motoren, hvor rammen er operativt forbundet med enden av slepetauet, idet i det minste en av en tauskive og et kjedehjul er i kontakt med innføringslinen slik at drift av motoren dreier det minst ene av en tauskive og et kjedehjul, for derved å bevege innføringslinen i forhold til rammen.

14. Marint, seismisk undersøkelsessystem,karakterisert ved: et seismisk fartøy, et antall seismiske sensorstreamere slept av fartøyet ved lateralt atskilte posisjoner; en spredekabel som strekker seg hovedsakelig transversalt til en bevegelsesretning for det seismiske fartøyet, der hver av streamerne ved sin fremre ende er koblet til spredekabelen; en paravane koblet til hver ende av spredekabelen, der hver paravane innbefatter en flottør, og hvor hver paravane innbefatter minst en avleder operativt koblet til flottøren, hvor avlederen er utformet for å omdirigere strømning av vann forbi paravanen i forhold til en bevegelsesretning for paravanen gjennom vannet, der hver paravane innbefatter en styringsanordning tilknyttet paravanen, hvor styringsanordningen er utformet for styrbart å omdirigere strømningen av vann for å regulere en størrelse av en lateral kraft generert av paravanen; og et slepetau koblet til hver paravane ved en ende og ved den andre enden funksjonsmessig koblet til fartøyet; en forankringskabel som har kabler koblet ved sin ene ende til et antall atskilte posisjoner omkring tverrsnittet til paravanen, der en del av posisjonene er anordnet hovedsakelig ved en fremre ende av paravanen, og en annen del av posisjonene hovedsakelig er anordnet ved en bakre ende av paravanen, idet de fremre tilkoblede kablene ved sine andre ender er koblet til et fremre knutepunkt, hvor de bakre kablene ved sine andre ender er koblet til et bakre knutepunkt, hvor det fremre knutepunktet og det bakre knutepunktet er koblet til motsatte ender av en knutepunktinnføringsline; og anordninger for å justere et koblingspunkt for innføringslinen til en ende av slepetauet, hvor koblingspunktet er justerbart mellom de to endene av innføringslinen.

15. System ifølge krav 14, hvor styringsanordningen omfatter et ror.

16. System ifølge krav 15, videre omfattende anordninger for regulerbart å rotere roret i forhold til en langsgående akse for paravanen.

17. System ifølge krav 16, hvor anordningen for å rotere, omfatter en motor rotasjonsmessig koblet til roret.

18. System ifølge krav 17, hvor motoren er rotasjonsmessig koblet til roret gjennom et snekkedrev.

19. System ifølge krav 14, hvor styringsanordningen omfatter et styreledd operativt koblet til den minst ene avleder og utformet for å rotere avlederen i forhold til en langsgående akse for paravanen.

20. System ifølge krav 19, hvor styringsleddet innbefatter en styrestang innrettet for å bevege en langsgående akse av paravanen.

21. System ifølge krav 20, hvor styreleddet omfatter en motor koblet gjennom et snekkedrev og et tannsegment til styringsstangen.

22. System ifølge krav 14, hvor styringsanordningen omfatter en styringskabel koblet ved sine ender til slepetauet, styringskabelen koblet til en fremre posisjon og en bakre posisjon langs paravanen, hvor en lengde av styringskabelen mellom den fremre posisjonen og slepetauet og den bakre posisjonen og slepetauet kan reguleres for å bevirke en vinkel mellom paravanen og en bevegelsesretning for slepefartøyet.

23. System ifølge krav 22, videre omfattende en motor rotasjonsmessig koblet til en tauskive, hvor rotasjon av tauskiven endrer en lengde av styringskabelen mellom den fremre posisjon og slepetauet og den bakre posisjon og slepetauet.

24. System ifølge krav 14, videre omfattende en kombinert sender/mottaker for å detektere signaler fra en navigasjons-anordning, en styringsenhet i operativ kommunikasjon med mottakeren og en motor i operativ kommunikasjon med styringsenheten, hvor styringsenheten er innrettet for å operere motoren som reaksjon på de detekterte signalene, idet en utgang fra motoren er funksjonelt koblet til styringsanordningen for å bevege styringsanordningen som reaksjon på de mottatte signalene.

25. System ifølge krav 24, videre omfattende en elektrisk turbindrevet generator operativt koblet til paravanen, hvor turbinen er anordnet for å omdanne bevegelse av vann forbi paravanen til rotasjonsenergi for å drive generatoren, hvor en elektrisk utgang fra generatoren er operativt koblet til senderen/mottakeren, til motoren og til styringsenheten.

26. System ifølge krav 14, hvor anordningen for å justere omfatter en motor, og hvor minst én av en tauskive og en tannskive er roterbart understøttet i en ramme og rotasjonsmessig koblet til motoren, hvor rammen er operativt forbundet med enden av slepetauet, idet minst én av en tauskive og en tannskive er i kontakt med innføringslinen slik at driften av motoren dreier det minst ene av tauskiven og kjedeskiven, for derved å bevege innføringslinen i forhold til rammen.