NO340581B1 - Sensormontering for marin seismisk streamer - Google Patents

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen vedrører generelt området utstyr for marin seismisk dataakkvisisjon. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen strukturer for en marin seismisk streamer og strukturer for montering av sensorer i denne.

Teknisk område

Marine seismiske undersøkelser blir vanligvis utført ved å bruke "streamere" som slepes nær overflaten av en vannmasse. En streamer er i den mest generelle forstand en kabel slept av et seismikkfartøy. Kabelen har et antall seismiske sensorer anordnet på denne ved atskilte posisjoner langs lengden av kabelen. De seismiske sensorene er vanligvis hydrofoner, men kan også være en hvilken som helst type sensor som reagerer på trykket i vannet eller på endringer i dette med hensyn til tid. De seismiske sensorene kan også være en hvilken som helst type partikkelbevegelsessensor eller akselerasjonssensor som er kjent på området. Uansett hvilken type slike seismiske sensorer er av, genererer sensorene et elektrisk eller optisk signal som er relatert til den trykkrelaterte eller bevegelsesrelaterte parameteren som måles av sensorene. De elektriske eller optiske signalene blir ført langs elektriske ledere eller optiske fibere i streameren til et registreringssystem. Registreringssystemet er vanligvis anordnet på seismikkfartøyet, men kan være anordnet andre steder.

I en typisk marin seismisk undersøkelse blir en seismisk energikilde aktivert ved valgte tidspunkter, og en registrer-ing med hensyn til tid av signalene som detekteres av den ene eller de flere sensorene blir foretatt i registreringssystemet. De registrerte signalene blir senere brukt til tolkning for å utlede strukturen til, fluidinnholdet i og sammensetningen av bergartsformasjoner i jordens undergrunn. Struktur, fluidinnhold og mineralsammensetning blir typisk utledet fra karakteristikkene for seismisk energi som er reflektert fra akustiske undergrunnsimpedansgrenser.

For å forbedre kvaliteten av seismisk datatolkning er et formål med utforming av marine seismiske streamere å redusere de forskjellige former for støy som detekteres av de seismiske sensorene. En typisk marin seismisk streamer kan være opp til flere kilometer lang og kan innbefatte tusenvis av seismiske enkeltsensorer. På grunn av vekt av alle de materialene som brukes i en typisk marin seismisk sensor, på grunn av friksjonen (slepemotstanden) som forårsakes av streameren når den blir beveget gjennom vannet, og på grunn av behovet for å beskytte de seismiske sensorene, elektriske og/eller optiske ledere og tilhørende utstyr fra vanninntrengning, innbefatter en typisk seismisk sensor visse egenskaper. For det første innbefatter streameren et eller flere forsterkningsorganer for å overføre aksial kraft langs lengden av streameren. Forsterkningsorganet er operativt koblet til seismikkfartøyet og bærer dermed hele den aksiale lasten som forårsakes av slepemotstand (friksjon) for streameren i vannet. Streameren innbefatter også som tidligere forklart, elektriske og/eller optiske ledere for å overføre elektrisk kraft og/eller signaler til de forskjellige sensorene og (i visse streamere) signaltilpasningsutstyr anordnet i streameren, og for å føre signaler fra de forskjellige sensorene til en registreringsstasjon. Streameren innbefatter vanligvis også en ytre kappe som omgir de andre komponentene i streameren. Kappen er vanligvis laget av et sterkt, fleksibelt plastmateriale slik som polyuretan, slik at vann blir ekskludert fra innsiden av kappen, og seismisk energi kan passere hovedsakelig uhindret gjennom kappen til sensorene. En typisk streamer innbefatter også oppdriftsanordninger ved atskilte posisjoner langs dens lengde, slik at streameren har hovedsakelig nøytral oppdrift i vannet. Innsiden av kappen er vanligvis fylt med olje eller et lignende elektrisk isolerende fluid som er hovedsakelig transparent for seismisk energi.

De typiske fluidfylte streamerkonstruksjonene som er beskrevet ovenfor, har vist seg godt egnet og er blitt brukt i den seismiske leteindustrien og lang tid. Det er imidlertid visse ulemper med den fluidfylte streamerkonstruksjonen som er beskrevet ovenfor. En slik ulempe er lekkasje av fluidet inn i det omgivende vannet når en streamerseksjon blir skadet eller den ytre kappen blir skåret i stykker. Dette gjør det mulig for vann å trenge inn i tomrommene i en streamerkabel og kan forårsake elektrisk svikt av komponenter i streameren. Samtidig blir streamerens oppdrift ødelagt. Fordi fluidet i streameren vanligvis er hydrokarbonbasert, slik som parafin eller lettolje, kan slik lekkasje forårsake miljømessige skader. Skade på streameren kan inntreffe mens streameren blir slept gjennom vannet, eller den kan inntreffe mens streameren blir utplassert fra eller hentet inn på en vinsj på hvilken streamere vanligvis blir lagret på det seismiske slepefartøyet.

En annen ulempe ved bruk av fluidfylte streamere er at elektrisk støy kan genereres av vibrasjoner som er et resultat av at streameren blir slept gjennom vannet. Slike vibrasjoner kan forårsake interne trykkbølger som forplanter seg gjennom fluidet inne i streameren, idet slike bølger ofte blir referert til som "utbulingsbølger" eller "pustebølger". Slik støy er f.eks. beskrevet i S.P. Beerens m.fl., Flow Noise Analysis of Towed Sonar Arrays, UDT 99 - Conference Proceedings Undersea Defense Technology, 29.juni-1.juli 1999, Nice, Frankrike, Nexus Media Limited, Swanley, Kent. Støy i form av trykkbølger kan detekteres av de seismiske sensorene og gjøre identifikasjon av reflektert seismisk energi i de registrerte signalene vanskeligere.

Nok en ulempe ved fluidfylte seismiske streamere som er kjent på området, er transient bevegelse av de forskjellige komponentene i streameren. Transient bevegelse kan innbefatte detekterbar støy i streameren. Under en seismisk undersøkelse vil den seismiske streameren ideelt bevege seg gjennom vannet ved hovedsakelig konstant hastighet, og alle streamerkompo-nentene (dvs. den ytre kappen, forbindelsesanordninger, avstandsholdere, forsterkningsorganer, og fyllfluid) vil ideelt også bevege seg ved den samme konstante hastigheten og dermed ikke bevege seg i forhold til hverandre. Under virkelige seismiske undersøkelsesforhold er imidlertid bevegelsen til den seismiske streameren ikke jevn over det hele og kan derved føre til transient bevegelse av forskjellige komponenter, mest merkbar er forsterkningsorganene. Transient bevegelse kan forårsakes av hendelser slik som giring og heving av streamerne, klimpring av slepekabler som er festet til streamerne (klimpringen forårsaket av virveloppløsning på kablene), og drift av

dybdestyringsanordninger lokalisert på streamerne.

Transient bevegelse av forsterkningsorganene kan forårsake transiente longitudinale forskyvninger av avstandsholderne eller koblingsanordningene, forårsake trykksvingninger i fluidet som blir detektert av de seismiske sensorene. Trykksvingninger i fluidet som stråler bort fra avstandsholderne eller koblingsanordningene kan også gjøre at den fleksible ytre kappen buler inn og ut som en vandrende bølge, som gir dette fenomenet dets navn. Såkalte "utbulingsbølger" kan detekteres av de seismiske sensorene. En annen type støy som kan forårsakes ved transient bevegelse av forsterkningsorganene vil bli nærmere diskutert nedenfor. Andre typer støy, generelt kalt "strømningsstøy", kan også påvirke signalene som detekteres av de seismiske sensorene. Vibrasjoner i og langs den seismiske streameren kan f.eks. forårsake forlengelsesbølger i den ytre kappen og kan forårsake resonanstransienter som forplanter seg langs forsterkningsorganene. Et turbulent grenselag frembrakt omkring den ytre kappen til streameren av virkningen av at streameren slepes i vannet, kan også forårsake trykksvingninger i det fluidet som fyller streameren.

I fluidfylte streamere er forlengelsesbølger i kappen, resonanstransienter og turbulensindusert støy vanligvis mindre i amplitude enn utbulingsbølger. Utbulingsbølger er vanligvis den største kilden til vibrasjonsstøy på grunn av at disse bølgene forplanter seg inne i fluidkjernematerialet som fyller streameren og dermed virker direkte på de seismiske sensorene. Alle disse støykildene til sammen kan likevel påvirke deteksjon av reflektert seismisk energi fra grunnformasjonene under vannmassen og dermed påvirke kvaliteten av seismiske undersøkelser.

US patent nr. 5,943,293 «Seismic Streamer» presenterer en seismisk, marin streamer som innbefatter hydrofoner som befinner seg i langstrakte, fleksible rør, et par med lastbærende rep-elementer, og et antall avstandsstykker som i det vesentlige fyller det indre tverrsnittet av røret. Det innvendige tomrommet inne i røret er fylt med en væske, og de to rep-elementene sammenkobler endebeslag som ligger i hver ende av et rør og passerer gjennom hvert avstandsstykke på diametralt motsatte sider derav.

US patentsøknad nr. 2006/0193203 Al «Apparatus for attenuating noise in marine seismic streamers» presenterer en marinseismisk lyttekabel med et hydrofonhus plassert i lyttekabelen, der hydrofonhuset har ender og stive sidevegger, en hydrofon plassert i hydrofonhuset, et bløtt ettergivende fast materiale som fyller huset, og åpninger i hydrofonhuset innrettet til i vesentlig grad å tillate gjennomgang av trykkbølger og i vesentlig grad å dempe gjennomgang av skjærbølger.

US patentsøknad nr. 2006/0023568 Al «Streamer cable with enhanced properties» vedrører målekabler. En utførelse av oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for preparering av en målekabel. Fremgangsmåten kan innbefatte retroutstyring av målekabelen med et fast fyllmateriale, i det målekabelen var utformet som en væskefylt målekabel. Retroutstyringen kan innbefatte en innføring av et fyllmateriale i målekabelen mens dette er i en flytende tilstand.

Flere fremgangsmåter og strukturer for streamere er blitt uttenkt for å redusere de foregående støytypene. En slik struktur innbefatter kammerisolasjonsblokker inne i en fluidfylt streamer for å stoppe de vibrasjonsforårsakede utbulingsbølgene fra å forplante seg kontinuerlig langs hele lengden av streameren. En annen slik støyreduserende struktur innbefatter skum med åpne celler anordnet i det indre av streameren. Skummet med åpne celler begrenser bevegelsen av fluidet som reaksjon på transiente trykkendringer og gjør at transient trykkenergi blir spredt inn i den ytre kappen og skummet over en kortere langsgående avstand. En annen struktur som brukes for å redusere støy, innbefatter å kombinere (summere) signalene fra flere langsgående atskilte seismiske sensorer for å dempe effekter av forholdsvis langsomt bevegelige utbulingsbølger eller lignende støy. I slike strukturer blir et like antall seismiske sensorer posisjonert mellom eller på begge sider av hver av avstandsholderne i et streamersegment slik at longitudinalt likt atskilte (fra avstandsholderen) par med seismiske sensorer detekterer like trykkbølger, men med motsatt polaritet. Summering av signalene fra alle sensorene i en slik gruppe, kan dermed effektivt kansellere noe av støyen.

En annen løsning for å redusere virkningene av utbulingsbølger er å eliminere fluidet fra streamerseksjonene fullstendig, slik at det ikke finnes noe medium som utbulingsbølger kan forplante seg gjennom. Denne løsningen er eksemplifisert ved hjelp av såkalte "massive" streamere hvor hver streamerseksjon er fylt med et fast kjernemateriale i stedet for et fluid. I ethvert fast materiale vil imidlertid noen skjærbølger utvikle seg, noe som kan øke visse typer støy detektert av de seismiske sensorene. Skjærbølger kan selvsagt for det meste ikke forplante seg i en fluidfylt streamer fordi fluidet har hovedsakelig null skjærmodulus (i det minste sammenlignet med typiske faste materialer). Mange konvensjonelle fastkjernematerialer er i tillegg ikke særlig akustisk transparente for trykkbølger, og reduserer dermed følsomheten til slike streamere overfor reflektert seismisk energi. For å håndtere de foregående begrensningene ved bruk av fast eller massivt fyllmateriale i en streamer, er en annen løsning for å redusere støy i streamere blitt utviklet, som skal erstatte fluidet med et halvfast eller gelatinlignende fyllmateriale. Slike halvfaste fyllmaterialer er fleksible og akustisk transparente for seismisk energi.

Det er ønskelig å ha en seismisk streamer som har redusert amplitude for kompresjonsbølger som er et resultat av strekktransienter, og som har redusert følsomhet for langsgående vandrende trykkbølger i tomromsfyllmateriale i streameren, og andre typer støy som passerer langs streameren.

Oppsummering av oppfinnelsen

En seismisk streamer i henhold til et aspekt ved oppfinnelsen innbefatter en kappe som dekker en utside av streameren. Minst et forsterkningsorgan eller styrkeorgan strekker seg langs lengden av og er anordnet inne i kappen. Minst en seismisk sensor er montert i et hus festet til det minst ene forsterkningsorganet. Et tomromsfyllmateriale fyller mellomrommene inne i kappen. Huset er innrettet for å isolere den minst ene sensoren fra trykkvariasjoner i tomromsfyllmaterialet, og huset er innrettet for å koble den minst ene sensoren til en vannmasse utenfor streameren.

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

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 viser typisk marin seismisk datainnsamling ved bruk av en streamer i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 2 viser en skisse med bortskårne deler av en utførelsesform av et streamersegment i henhold til oppfinnelsen. Figurene 3, 4, 5 og 6 viser forskjellige utførelsesformer av et sensorhus brukt i forbindelse med en seismisk streamer i henhold til oppfinnelsen. Fig. 3A viser en perspektivskisse av en utførelsesform av et sensorhus som viser gjennomgående passasjer for kabler og forsterkningsorganer.

Detaljert beskrivelse

Fig. 1 viser et eksempel på et marint system for innsamling av seismiske data slik det vanligvis blir brukt til innsamling av seismiske data for en undersøkelse. Et seismikkfartøy 14 beveges langs overflaten av en vannmasse 12, slik som en innsjø eller havet. Den marine seismiske undersøkelsen er ment å detektere og registrere seismiske signaler reflektert og/eller refraktert fra jordens undergrunn. Seismikkfartøyet 14 innbefatter kildeaktiverings-, dataregistrerings- og navigasjonsutstyr vist generelt ved 16 og for letthets skyld referert til som et "registrerings system". Seismikkfartøyet 14 eller et annet fartøy (ikke vist) kan slepe en eller flere seismiske energikilder 18, eller grupper med slike kilder i vannet 12. Seismikkfartøyet 14 eller et annet fartøy sleper minst en seismisk streamer 10 nær overflaten til vannet 12. Streameren 10 er koblet til fartøyet 14 ved hjelp av en innføringskabel 26. Et antall sensorsegmenter 24, eller grupper med slike sensorelementer, er anordnet ved atskilte posisjoner langs streameren 10. Sensorelementene 24 er som forklart mer detaljert nedenfor under henvisning til figurene 3 til 6, dannet ved å sette inn en seismisk sensor i et spesielt utformet hus. Slike hus er anordnet inne i streameren 10.

Under drift forårsaker utstyr (ikke vist separat) i registreringssystemet 16 at kilden 18 blir aktivert ved valgte tidspunkter. Når den aktiveres, frembringer kilden 18 seismisk energi 19 som strømmer hovedsakelig utover fra kilden 18. Energien 19 forplanter seg nedover gjennom vannet 12 og passerer, i det minste delvis, gjennom vannbunnen 20 inn i formasjonene 21, 23 under bunnen. Seismisk energi 19 blir i det minste delvis reflektert fra en eller flere akustiske impedansgrenser 22 under vannbunnen 20, og forplanter seg oppover slik at den kan detekteres av sensorene i hvert sensorelement 24. Strukturen til formasjonene 21, 23, blant andre egenskaper ved jordens undergrunn, kan utledes av forplantningstiden for energien 19 og av karakteristikker ved den detekterte seismiske energien, slik som dens amplitude og fase.

Det er blitt beskrevet en generell fremgangsmåte for drift av en marin seismisk streamer, og utførelseseksempler av en streamer i henhold til oppfinnelsen vil bli forklart under henvisning til fig. 2. Fig. 2 er en skisse med bortskårne deler av en del (segment) 10A av en typisk marin seismisk streamer (10 på fig. 1). En streamer som vist på fig. 1 kan strekke seg bak seismikkfartøyet (14 på fig. 1) over flere kilometer, og er typisk laget av et antall streamersegmenter 10A, hvorav et slikt segment er vist på fig. 2, forbundet ende mot ende bak fartøyet (14 på fig. 1) .

Streamersegmentet 10A i den foreliggende utførelsesformen kan ha en lengde på omkring 75 meter. En streamer slik som vist ved 10 på fig. 1, kan derved være dannet ved å forbinde et valgt antall slike segmenter 10A ende mot ende. Segmentet 10A innbefatter en kappe 30 som i den foreliggende utførelsesformen kan være laget av en transparent polyuretan med tykkelse 3,5 mm og som har en nominell ytre diameter på omkring 62 mm. I hvert segment 10A kan hver aksielle ende av kappen 30 være avsluttet ved hjelp av en koblings/- terminerings-plate 36. Hver koblings/terminerings-plate 36 kan innbefatte ribbeelementer 36A eller lignende gripefremspring på en ytre overflate av koblings/terminerings-platen 36 som er innsatt i enden av kappen 30. Ribbeelementene 36A tetter mot den indre overflaten av kappen 30 og griper koblings/terminerings-platen 36 til kappen 30 når kappen 30 blir festet ved hjelp av en ytre spennanordning (ikke vist). I foreliggende utførelsesform er to forsterkningsorganer 42 koblet til innsiden av hver koblings/terminerings-plate 36 og strekker seg over lengden til segmentet 10A. I en spesiell implementering av en streamer kan forsterkningsorganene 42 være laget av et fiberrep laget av en fiber solgt under varemerket VECTRAN, som er et registrert varemerke for Hoechst Celanese Corp., New York, NY. Forsterkningsorganene 42 overfører aksial belastning langs lengden av segmentet 10A. Når et segment 10A blir koblet ende mot ende til et annet slikt segment (ikke vist på fig. 2), blir den tilsvarende koblings/terminerings-platen 36 koblet sammen ved å bruke en passende forbindelsesanordning, slik at den aksiale kraften blir overført gjennom koblings/terminerings-platene 36 fra

forsterkningsorganene 42 i et segment 10A til

forsterkningsorganet i det tilstøtende segmentet.

Streamersegmentet 10A kan innbefatte et antall oppdriftsavstandsholdere 32 anordnet i kappen 30 ved aksialt atskilte posisjoner langs segmentet. Slike avstandsholdere 32 kan være koblet til forsterkningsorganene 42 ved atskilte posisjoner langs sin lengde. Oppdriftsavstandsholderne 32 kan være laget av polyuretanskum eller andre egnede materialer med valgt densitet. Oppdriftsavstandsholderne 32 har en densitet valgt for å gi segmentet 10A fortrinnsvis omtrent den samme totale densiteten som vannet (12 på fig. 1) slik at streameren (10 på fig. 1) vil ha hovedsakelig nøytral oppdrift i vannet (12 på fig. 1). Som en praktisk sak forsyner oppdragsavstandsholderne 32 segmentet 10A med en total densitet som er litt mindre enn den for ferskvann. Passende total densitet kan så justeres ved aktuell bruk ved å påføre valgte oppdriftsavstandsholdere 32 og media brukt til å fylle tomrom i streamersegmentet 10A som har passende spesifikk tyngde.

Streamersegmentet 10A innbefatter typisk en lederkabel eller en ledningsgruppe 40 som kan innbefatte et antall isolerte elektriske ledere (ikke vist separat), og kan innbefatte en eller flere optiske fibere (ikke vist). Lederne i ledningsutstyret 40 fører elektriske og/eller optiske signaler fra sensorene (som nærmere forklart nedenfor under henvisning til figurene 3 til 6) til registreringssystemet (16 på fig. 1). Ledningsgruppen 40 kan i noen implementeringer også overføre elektrisk kraft til forskjellige signalbehandlingskretser (ikke vist separat) som er anordnet i et eller flere segmenter 10A, eller plassert andre steder langs streameren (10 på fig. 1). Lengden av ledningsgruppen 40 inne i et kabelsegment 10A er vanligvis lenger enn den aksiale lengden av segmentet 10A under den størst forventede aksiale påkjenningen på segmentet 10A, slik at de elektriske lederne og de optiske fibrene i ledningsgruppen 40 ikke vil bli utsatt for særlig betydelig aksial spenning når streameren 10 slepes gjennom vannet av et fartøy. Lederne og de optiske fibrene kan være terminert i en konnektor 38 anordnet i hver koblings/terminerings-plate 36 slik at når segmentene 10A er koblet ende mot ende, kan tilsvarende elektriske og/eller optiske forbindelser gjøres mellom de elektriske lederne og de optiske fibrene i kabelen 40 i tilstøtende segmenter 10A.

Sensorer som i den foreliggende utførelsesform kan være hydrofoner, kan være anordnet inne i hus som vist på fig. 2, generelt ved 34. Hydrofonene i den foreliggende utførelses-formen kan være av en type som er kjent for vanlig fagkyndige på området, innbefattende, men ikke begrenset til hus solgt under modell nr. T-2BX av Teledyne Geophysical Instruments, Houston, TX. I den foreliggende utførelsesformen kan hvert skannersegment 10A innbefatte 96 slike hydrofoner, anordnet i grupper på seksten individuelle hydrofoner koblet i elektrisk serie. I en spesiell implementering av oppfinnelsen er det dermed seks slike grupper, atskilt fra hverandre med omkring 12,5 meter. Avstanden mellom individuelle hydrofoner i hver gruppe bør velges slik at det aksiale spennet for gruppen er lik omkring halvparten av bølgelengden til den høyeste frekvensen til den seismiske energien som er ment å bli detektert av streameren (10 på fig. 1). Det skal også klart bemerkes at de sensortypene som brukes, de elektriske og/eller optiske koblingsanordningene som brukes, antallet slike sensorer og avstanden mellom disse sensorene, bare er brukt for å illustrere en spesiell utførelsesform av oppfinnelsen, og ikke er ment til å begrense omfanget av denne oppfinnelsen. I andre utførelsesformer kan sensorene være

partikkelbevegelsessensorer slik som geofoner, eller akselerometere. En marin seismisk streamer som har

partikkelbevegelsessensorer, er beskrevet i US-patentsøknad nr. 10/233 266, inngitt 30.august, 2002, med tittel Apparatus and Method for Multicomponent Marine Geophysical Data Gathering, overdratt til et selskap som er en del av selskapet som eier foreliggende oppfinnelse, og som herved inkorporeres ved referanse.

Ved valgte posisjoner langs streameren (10 på fig. 1) kan en kompassanordning 44 være festet til den ytre overflaten av kappen 30. Kompassanordningen 44 innbefatter en retningssensor (ikke vist separat) for å bestemme den geografiske orienteringen av segmentet 10A ved posisjonen til kompassanordningen 44. Kompassanordningen 44 kan innbefatte en elektromagnetisk signaltransduser 44 for å kommunisere signaler til en tilsvarende transduser 44B inne i kappen 30, for kommunikasjon langs lederkabelen 40 til registreringssystemet (16 på fig. 1). Målinger av retning blir brukt, som kjent på området, til å utlede posisjonen til de forskjellige sensorene i segmentet 10A, og derved langs hele lengden av streameren (10 på fig. 1). En kompassanordning vil vanligvis være festet til streameren (10 på fig. 1) omkring hver 300 meter (hvert fjerde segment 10A). En type kompassanordning er beskrevet i US-patent nr. 4 481 611 utstedt til Burrage, og som herved inkorporeres ved referanse.

I den foreliggende utførelsesformen kan det indre rommet i kappen 30 (tomrommene eller mellomrommene) være fylt med et materiale 46 slik som "BVF" (Buoyancy Void Filler, oppdrifts-romfyllstoff) som kan være et herdbart, syntetisk uretanbasert polymerstoff. BVF 46 tjener til å utelukke fluid (vann) fra innsiden av kappen 30, for å isolere elektrisk de forskjellige komponentene inne i kappen 30, for å tilføre oppdrift til et streamersegment og for å overføre seismisk energi fritt gjennom kappen 30 til de seismiske sensorene (ikke vist separat på fig. 2). BVF 46 i den ikke-herdede tilstanden er hovedsakelig i væskeform. Ved herding flyter BVF 4 6 ikke lenger som en væske, men blir i stedet hovedsakelig fast. BVF 46 forblir imidlertid ved herding litt fleksibel for bøyningsspenning, hovedsakelig elastisk og kan fritt overføre seismisk energi til sensorene. Det skal bemerkes at BVF som brukes i den foreliggende oppfinnelse, bare er et eksempel på en gellignende substans som kan brukes til å fylle innsiden av streameren. Andre materialer kan også brukes. Oppvarming av et valgt stoff, slik som visse typer termoplaster, til over smeltepunktet, og innføring av smelteplast i innsiden av kappen 30, og etterfølgende avkjøling, kan også brukes i en streamer i henhold til oppfinnelsen.

Etter å ha forklart den generelle strukturen til et marint, seismisk streamerelement, vil utførelseseksempler av et sensorhus i henhold til oppfinnelsen bli forklart under henvisning til figurene 3, 3A, 4, 5 og 6. Det vises først til fig. 3 hvor sensorhuset 34 kan være støpt av en stiv plast med høy styrke og høy densitet, eller kan være laget av stål eller aluminium eller et annet materiale med høy stivhet og høy styrke. Sensorhuset 34 kan ha en generell sylindrisk form og innbefatter endeplater 101 ved de langsgående endene, og en bæreanordning anordnet mellom endeplatene, som har et antall forskjellige utforminger som forklart nedenfor. Bæreanordningen holder endeplatene 101 ved sine respektive langsgående posisjoner og gir plass til å posisjonere en seismisk sensor. Plassen hvor den seismiske sensoren er posisjonert, har en viss utforming som nærmere forklart nedenfor. Bæreanordningen kan fortrinnsvis gi plass til å posisjonere sensoren hovedsakelig ved eller nær det radiale senteret for streamersegmentet. Bæreanordningen som forklart nærmere under henvisning til fig. 3A, tilveiebringer også en passasje for minst et forsterkningsorgan som er isolert fra det sted hvor den seismiske sensoren er anbrakt.

Endeplatene 101 kan generelt være sylindrisk utformet og hver innbefatte en flate 101A for tettende inngrep med den indre overflaten av streamerkappen (30 på fig. 2). Huset 34 kan inne i bæreanordningen avgrense et hovedsakelig langsgående orientert kammer 101B som strekker seg langs lengden av huset 34, og som kan være lukket ved en ende og åpen ved den andre for innsetting av en seismisk sensor. Kammeret 101B kan være hovedsakelig koaksialt med huset 34. Kammeret 101B har en diameter valgt for å motta den seismiske sensoren 102. Den seismiske sensoren 102 kan være en hydrofon, en geofon, et akselerometer eller en hvilken som helst annen type seismisk sensor som er kjent på området. Den seismiske sensoren 102 er fortrinnsvis anordnet nær eller ved det radiale senteret til kammeret 101B, og kan befinne seg i en slik posisjon ved hjelp av myke elastomerringer 106 eller lignende. Det antas at arrangering av kammeret 101B i den foreliggende utførelsesformen og i andre utførelsesformer vil forbedre ytelsen til streameren ved å redusere de seismiske sensorenes følsomhet for støy innført ved vekselvirkning mellom streamerkappen og vannet når streameren blir beveget gjennom vannet.

Huset 34 og bæreanordningen definerer også en eller flere langsgående, gjennomgående passasjer 103 som strekker seg fra en endeflate 101 til den andre endeflaten 101. De gjennomgående passasjene 103 er fortrinnsvis anordnet lateralt utenfor kammeret 101B. Der hvor det er mer enn en slik passasje 103, er de fortrinnsvis omkretsmessig atskilt omkring huset 34. Passasjene 103 tilveiebringer kanal for kabelen (40 på fig. 2) og for forsterkningsorganene (42 på fig. 2). Forsterkningsorganene (42 på fig. 2) kan være klebende forbundet inne i passasjene 103 som er kjent på området for å forbinde forsterknings- eller styrkeorganer med "sensoravstandsholdere".

Det vises nå til fig. 3A hvor de gjennomgående passasjene 103, uansett utformingen av bærestrukturen mellom endeplatene 101, er isolert fra kammeret (101B på fig. 3). Eventuelle trykkvariasjoner inne i de gjennomgående passasjene 103 som kan overføres langs tomromsfyllmaterialet i streameren, vil dermed bli isolert fra innsiden av kammeret (101B på fig. 3) og dermed fra den seismiske sensoren (102 på fig. 3) i kammeret.

Det vises igjen til fig. 3 hvor den åpne enden av kammeret 101B kan være forseglet etter innsetting av sensoren 102, ved hjelp av en dekkplate 105. Dekkplaten 105 kan være laget av et materiale som har lignende mekaniske egenskaper som huset 34. Dekkplaten 105 kan tilveiebringe tettende passasje gjennom platen for signalledere 34A fra sensoren 102, slik at signallederne 34A kan være koblet til ledningsutstyret (40 på fig. 2) etter behov. Alternativt kan begge endeplatene 101 være lukket (bortsett fra små forseglede passasjer i minst en endeplate for signalledere 34A) til kammeret 101B, og den bærende strukturen til huset 34 som befinner seg mellom endeplatene 101, kan ha en åpning (ikke vist) eller luke (ikke vist) som er stor nok til å muliggjøre innsetting av sensoren 102 i kammeret 101B.

Den ytre overflaten av huset 34 kan definere en eller flere laterale fordypninger eller kanaler 107 som kan strekke seg langs en del av eller hele den ytre overflaten til huset 34 mellom endeplatene 101. Kanalene 107 kan innbefatte en eller flere åpninger 104 som strekker seg gjennom den nedre overflaten til kanalen 107 til kammeret 101B. Kanalen 107 og den ene eller de flere åpningene 104 i denne, tilveiebringer forbindelse mellom den indre overflaten av kappen (30 på fig.

2) og sensoren 102 som er anordnet i kammeret 101B. Det er tenkt at når streamersegmentet (10A på fig. 2) er fullført, vil kammeret 101B og hele volumet av den ene eller de flere kanalene 107 og åpningene 104 bli fylt med olje. I andre utførelsesformer kan kammeret 101B, åpningene 104 og eventuelle kanaler 107 fylles med et eller annet fluid, en gel eller et fast materiale brukt til å fylle alle tomrommene i det ferdigmonterte streamersegmentet (slik som BVF 46 på fig. 2) .

Virkningen av strukturen til huset 34 som er vist på fig. 3, så vel som andre tenkte utførelsesformer av oppfinnelsen, er å isolere sensoren 102 fra trykkvariasjoner i det fyllmateriale som fyller tomrom i streamersegmentet, forårsaket av støykilder slik som strekking av forsterkningsorganene (42 på fig. 2), samtidig som det tilveiebringes effektiv kobling til vannet som streameren slepes i. Ved å tilveiebringe slik isolasjon, kan sensorhuset 34 i oppfinnelsen gi forbedret ytelse ved å redusere virkningen av langsgående trykkvariasjoner på signalene som detekteres ved hjelp av sensoren 102.

Fordi sensoren 102 blir holdt på plass ved hjelp av elementer slik som myke elastomerringer 106, i den grad at eventuelle vibrasjoner fra forsterkningsorganene (42 på fig. 2) blir overført til sensorhuset 34, vil slike overførte vibrasjoner bli betydelig dempet av elastomerringene 106.

En annen utførelsesform av et sensorhus 34 som har en annen bærestruktur anordnet mellom endeplatene, er vist på fig. 4. I utførelsesformen på fig. 4 er den ene eller de flere kanalene 107 fullstendig åpne mot innsiden av kammeret 101B for å tilveiebringe mindre motstand mellom kammeret 101B og vannet som streameren slepes gjennom.

En annen utførelsesform av et sensorhus 34 har nok en annen utforming av bærestrukturen mellom endeplatene, og er vist på fig. 5. Utførelsesformen som er vist på fig. 5, innbefatter et antall åpninger 104 som strekker seg mellom den hovedsakelig sylindriske ytre overflaten av huset 34 og

innsiden av kammeret 101B.

En annen utførelsesform av et sensorhus 34 er vist på fig. 6. Utførelsesformen som er vist på fig. 6, innbefatter en bærestruktur 108 anordnet mellom endeplatene 101, som er hovedsakelig sylindrisk i den ytre formen, og som har en mindre diameter enn endeplatene 101. Bærestrukturen 108 kan innbefatte et antall åpninger 104 som forbinder innsiden av kammeret 101B med fluid utenfor midtseksjonen 108. Når streamersegmentene er sammenstilt, vil et slikt fluid innbefatte olje eller et annet tomromsfyllmateriale, slik som BVF (46 på fig. 2) inne i kappen (30 på fig. 2) og vannet utenfor kappen (30 på fig. 2).

Streamere og streamersegmenter laget i henhold til de forskjellige aspektene ved foreliggende oppfinnelse, kan ha redusert støy som et resultat av langsgående trykkvariasjoner i det materiale som fyller streameren, for derved å tilveiebringe forbedret kapasitet til å detektere seismiske signaler i vannet.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet under henvisning til et begrenset antall utførelsesformer, vil fagkyndige på området som har hatt fordelen ved å studere 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 patentkravene.

Claims (19)

1. Seismisk streamer (10) omfattende: en kappe (30) som dekker utsiden av streameren (10); minst et forsterkningsorgan (42) som strekker seg langs lengden av og er anordnet inne i kappen (30); minst et hus (34) festet til det minst ene forsterkningsorganet (42); minst en seismisk sensor (102) montert i nærheten av midten av huset (34) ; og et tomromsfyllende materiale (4 6) som fyller tomrom inne i kappen (30) ,karakterisert vedat huset (34) er utformet for å isolere den minst ene sensoren (102) fra trykkvariasjoner i tomromsfyllmaterialet (46) ved en endeplate (101) ved hver langsgående ende av huset (34), idet huset (34) er innrettet for å koble den minst ene sensoren (102) til en vannmasse (12) utenfor streameren (10) ved å innbefatte minst en kanal dannet i ytre overflate av huset (34), der det minst ene forsterkningsorganet (42) er lateralt forskjøvet fra midten av huset (34) og isolert fra den minst ene sensoren (102) .

2. Streamer ifølge krav 1, hvor huset (34) innbefatter to i lengderetningen atskilte plater (101) og en bærerstruktur (101A) anordnet mellom disse, hvor bærerstrukturen (101A) holder endeplatene (101) i respektiv langsgående posisjon, idet bærerstrukturen (101A) definerer et kammer (101B) i trykkommunikasjon med vannet (12) som streameren (10) er anordnet i, hvor sensoren er anordnet i kammeret.

3. Streamer ifølge krav 2, hvor bærerstrukturen (101A) definerer minst en passasje (103) mellom endeplatene, der den minst ene passasjen er isolert fra den minst ene sensoren og utformet for å motta det minst ene forsterkningsorganet.

4. Streamer ifølge krav 1, hvor kappen omfatter polyuretan.

5. Streamer ifølge krav 1, hvor det minst ene forsterkningsorganet omfatter et fiberrep.

6. Streamer ifølge krav 1, videre omfattende to forsterkningsorganer anordnet inne i kappen.

7. Streamer ifølge krav 1, videre omfattende oppdriftsavstandsholdere (32) anordnet langs forsterkningsorganet (42) og inne i kappen (30) ved atskilte posisjoner, hvor avstandsholderne (32) har en densitet valgt for å forsyne streameren (10) med en valgt total densitet.

8. Streamer ifølge krav 7, hvor oppdriftsavstandsholderne omfatter polyuretanskum.

9. Streamer ifølge krav 1, videre omfattende en kabel (40) anordnet inne i kappen (30), hvor kabelen (40) har minst en av elektriske ledere og en optisk fiber, idet kabelen er innrettet for å overføre signaler fra den minst ene seismiske sensoren til et registreringssystem, og hvor huset (34) definerer en passasje (103) mellom endeplater ved langsgående ende, idet passasjen er isolert fra kammeret, og hvor passasjen er innrettet for å motta den gjennomgående kabelen.

10. Streamer ifølge krav 1, hvor den minst ene sensoren omfatter en hydrofon.

11. Streamer ifølge krav 1, videre omfattende en termineringsplate (36) koblet til hver aksial ende av kappen (30), hvor termineringsplatene hver er koblet til forsterkningsorganet (42) ved en aksial ende av dette, slik at termineringsplatene (36) er utformet for å kobles til en tilsvarende termineringsplate i et annet segment av streameren for å overføre aksiale krefter.

12. Streamer ifølge krav 1, hvor huset (34) innbefatter minst en kanal (107) dannet i en ytre overflate av dette.

13. Streamer ifølge krav 1, hvor den minst ene kanalen (107) omfatter minst en åpning (104) som tilveiebringer en passasje mellom den minst ene sensoren (102) og en utside av huset (34) mellom en endeplate anordnet ved hver langsgående ende av huset.

14. Streamer ifølge krav 1, hvor den minst ene kanalen (107) er åpnet mot et indre kammer (101B) definert inne i huset (34) mellom endeplatene.

15. Streamer ifølge krav 1, videre omfattende minst en åpning (104) anbrakt mellom en endeplate anordnet ved hver langsgående ende av huset og som definerer en passasje fra den minst ene sensoren (102) til en indre overflate av kappen (30) .

16. Streamer ifølge krav 1, videre omfattende en dekkplate (105) festet til en longitudinal ende av en av en endeplate

(101) anordnet ved hver langsgående ende av huset, hvor dekkplaten er anordnet for å forsegle et indre kammer (101B) definert av huset, hvor dekkplaten (105) er utformet for å tilveiebringe forseglende passasjer gjennom denne for signalledere koblet til den minst ene sensoren (102).

17. Streamer ifølge krav 1, videre omfattende minst en elastomerring (106) anordnet mellom sensoren (102) og innsiden av et kammer (101B) som defineres av og inne i huset.

18. Streamer ifølge krav 1, hvor tomrommet inne i huset er fylt med i det minste en av en væske og en gel.

19. Streamer ifølge krav 1, hvor tomrommet inne i huset er fylt med et fast materiale.