NO342853B1 - Koaksial støttestruktur for slepte marinseismiske kildegrupper - Google Patents

Abstract

En seismisk kildegruppe innbefatter minst én flottør. Et antall stive kanalseksjoner innbefatter hver en brakett for opphengning fra flottøren ved en valgt dypde i en vannmasse og er innrettet for å bære en seismisk energikilde. Minst én bøyespenningsavlasning er koblet mellom tilstøtende stive kanalseksjoner. Hver bøyespenningsavlastining innbefatter en koblingsanordning ved hver langsgående ende. Hver bøyespenningsavlastning innbefatter vevd fiber innbakt i fleksibel plast for overføring av aksial belastning, mens bøynings- og vridningsbelastninger blir absorbert. En seismisk energikilde er opphengt fra brakett. Ledninger for drift av de seismiske energikildene passerer gjennom de stive kanalseksjonene og den minst ene bøyespenningsavlastningen.

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen

Teknisk område

Oppfinnelsen angår generelt det området som gjelder marine, seismiske undersøkelser. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen bærestrukturer for slepte, marine, seismiske kildergrupperinger.

Teknisk bakgrunn

Marine, seismiske undersøkelser blir typisk utført ved å slepe én eller flere grupper med seismiske energikilder bak et letefartøy. Et antall seismiske sensorkabler kan også slepes av det samme fartøyet ved lateralt atskilte posisjoner i forhold til slepefartøyets midtlinje.

Kildegruppene er forbundet med letefartøyet ved hjelp av en "navlestrengkabel" som tilveiebringer aksial styrke for å slepe kildegruppene, elektriske signalledere for å aktivere de enkelte kildene, og når de seismiske kildene er luftkanoner, ledninger for komprimert luft for å lade kanonene mellom aktiveringer. En gruppering av eller en gruppe med kilder blir vanligvis brukt for å tilveiebringe større seismisk signalbåndbredde ved å velge enkeltkilder som har forskjellige dimensjoner og dermed forskjellig energiutmatingsfrekvens.

To forskjellige typer kildegrupper som er kjent på området, vil bli forklart for å illustrere noen av feilkildene ved gruppebærestrukturer som er kjent på området. På fig. 1 er en gruppestruktur karakterisert som en stiv (flottør) gruppe vist. En flottør 10 med en påmontert kjøl 11, vanligvis ved å bruke spennbånd 12 eller en lignende anordning, beveger seg langs overflaten av vannet. Navlestrengkabelen 24 er vist festet til den fremre og aktre del av kjølen. Den aktre ende av navlestrengkabelen er terminert i et stålhus med koblingsanordninger for elektriske og optiske signaler og en koblingsanordning for lufttrykk. Kablene og slangene som er festet til termineringsforbindelsene danner en endesløyfe som så strekker seg forover under vannoverflaten. Et skjermingsrør 14 kan være opphengt ved en valgt dybde i vannet ved å bruke dybderep 20. Skjermingsrøret 14 bærer også en luftmanifold 16. Manifolden 16 kan være opphengt fra skjermingsrøret ved å bruke spennanordninger 18. En luftkanon 22 er opphengt ved hjelp av vaiere eller kjettinger fra hver spennanordning 18. Lufttrykket blir matet inn i manifolden 16 og hver luftkanon 22 blir forsynt gjennom luftutløp sveiset til manifolden 16. Elektriske signaler eller andre signaler blir distribuert til og fra luftkanonene 22 og annet utstyr som kan være montert i gruppen, gjennom uttak i skjermingsrøret 14.

For å absorbere noe av bøyningsbevegelsen som uunngåelig påføres kanongruppen, innbefatter skjermingsrøret 14 og manifolden 16 bøyningsseksjoner F. Bøyningsseksjonene F innbefatter en slepevaier for å overføre aksial belastning og en bøyningsbegrenser for å avstive/regulere fleksibiliteten, og skjermingsrøret 14 og en manifold 16 er koblet over bøyningsseksjonene F ved å bruke slanger eller lignende fleksible ledninger. En av vanskelighetene med det foregående arrangementet er bøyningsutmatting ved forbindelsene mellom bøyningsseksjonene F og de tilstøtende stive seksjonskomponentene, og utmatting i selve de stive seksjonskomponentene.

En annen kildegruppe som er kjent på området, er vist på fig.2 hvor gruppen på fig.2 er typisk karakterisert ved en fleksibel (flottør) gruppe. Navlestrengkabelen 24 er forbundet med et fremre skjermingsrør 25. Hvert skjermingsrør 25 kan være opphengt ved en valgt dybde i vannet ved hjelp av kabler eller rep 20 koblet til tilhørende flottørsegmenter 10A til 10G. En fleksibel slange 21 forbinder skjermingsrørene 25 med hverandre. En stiv luftmanifold 10 er opphengt under skjermingsrøret 25 ved hjelp av spennanordningene 26. En fleksibel slange 23 forbinder luftmanifoldene med hverandre. Luftkanoner 22 kan være opphengt fra de korte seksjonene av luftmanifolden ved å bruke kjettinger eller kabler. Aksial belastning blir typisk overført over de fleksible skjøtene ved å bruke en slepevaier, en kjetting eller en kabel 27. Arrangementet på fig.2 er også ømfintlig for bøyningsutmatting og svikt. For å ha tilgjengelig begge gruppearrangementene som er vist på fig.1 og 2, er det videre nødvendig å holde fullstendig rede på begge typer stive seksjoner ("kanonbokser") og fleksible organer.

Det finnes behov for forbedrede bærestrukturer for seismiske kildegrupper.

Oppsummering av oppfinnelsen

En seismisk kildegruppe i henhold til ett aspekt ved oppfinnelsen innbefatter en koaksial bærestruktur og minst én flottør. Et antall stive kanalseksjoner innbefatter hver en brakett for opphengning fra flottøren ved en valgt dybde i en vannmasse og innrettet for å henge opp en seismisk energikilde fra denne. Minst én bøyespenningsavlastning er koblet mellom tilstøtende stive kanalseksjoner. Hver bøyningsstrekkavlastning innbefatter en koblingsanordning ved hver langsgående ende. Hver bøyningsstrekkavlastning innbefatter vevd fiber støpt inn i fleksibel plast for å overføre aksial belastning mens bøynings- og vridningsspenninger blir absorbert. En seismisk energikilde er opphengt fra hver brakett. Ledninger for drift av de seismiske energikildene passerer gjennom de stive kanalseksjonene og den minst ene bøyningsstrekkavlastningen.

I noen eksempler blir de elektriske ledningene tillatt å passere gjennom åpninger i det stive røret. Luftledninger kan i slike eksempler være terminert ved hver seksjon og forbundet med luftfordelingsblokker for å gjøre det mulig for luftforbrukende elementer slik som luftkanoner, å bli forbundet med luftforsyningen. Luftfordelingsblokkene trenger gjennom det stive røret og gjør det mulig for luftutløpene å være tilgjengelige fra innsiden og utsiden av det stive røret.

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

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er et eksempel på en tidligere kjent marin, seismisk kildegruppe.

Fig. 2 er et annet eksempel på en tidligere kjent marin, seismisk kildegruppe. Fig. 3 er et eksempel på en midtseksjon i en marin kildegruppe som har en bærestruktur i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 4 er et eksempel på en forlenget seksjon av en marin kildegruppe.

Fig. 5 viser et eksempel på en gruppe som har en bærestruktur i henhold til oppfinnelsen, innrettet som det arrangementet fra Mexico-gulfen som er vist på fig.2.

Fig. 6 viser en utvidet skisse med bortskårede partier av et eksempel på en bøyningsspenningsavlastning.

Fig. 7 viser et eksempel på en luftblokk (manifold) koblet til én av rørseksjonene.

Fig. 8 viser en utspilt skisse av en rørseksjon med en påmontert brakett.

Detaljert beskrivelse

Et eksempel på en seksjon av en slept, marin kildegruppe med opphengsstruktur i henhold til oppfinnelsen er vist på fig.3. Den seksjonen som er vist på fig.

3, innbefatter tre stive seksjoner eller "kanonbokser" som hver kan innbefatte en stiv rørseksjon 33. Den stive rørseksjonen 33 innbefatter en koblingsanordning 34 ved hver ende. Koblingsanordningen 34 kan f.eks. være av en hvilken som helst type flens innbefattende gjennomgående bolteringer eller ringer som kan kobles til en motsvarende flens ved å bruke ytre fastspenningsanordninger. Hver stiv rørseksjon 33 innbefatter en brakett 32 koblet til utsiden av rørseksjonen 33, slik som ved hjelp av klammere. Braketten 32 innbefatter åpninger på en øvre del for å feste dybderep og utsettingslinjer (f.eks. som vist på fig.2). Braketten 32 innbefatter åpninger på en nedre del for kabler eller kjettinger 30 som skal bære en seismisk energikilde 22 (f.eks. en luftkanon) fra braketten 32. Rørseksjonen 33 og den påmonterte braketten 32 vil bli vist mer detaljert og beskrevet under henvisning til fig.8. Innsiden av hver rørseksjon 33 danner en kanal for elektriske ledninger og når luftkanoner blir brukt, for trykkluftledninger for å drive de seismiske energikildene 22. Rørseksjonen 33 kan innbefatte en åpning for de elektriske ledningene og luftledningene (vist ved 40) slik at de kan passere gjennom for tilkobling til den tilsvarende seismiske energikilden. I noen eksempler kan luftledningene være terminert ved hver seksjon og forbundet med luftfordelingsblokker. (Se 60 på fig.7). Luftfordelingsblokkene består av en indre (60 på fig.7) og en ytre del (61 på fig.7) med et koblingsspolestykke (63 på fig.

7) som en forbindelse mellom disse. Hver tilkoblet luftledning (ikke vist) kan være terminert med en kobling i hver ende og forbundet med en indre luftblokk i hver ende. Mateluftledningen som kommer fra navlestrengkabelen, er forbundet med den første luftblokken i raden. Den siste luftblokken i luftledningen har en blindflens eller plugg i én ende. Den indre (60 på fig.7) og den ytre (61 på fig.7) luftblokken er sammenstilt med bolter som går fra den ytre blokken til den indre blokken. Et koblingsspolestykke (62 på fig.7) er utstyrt med en O-ring i hver ende som en tettende pakning. De to luftblokkhalvdelene som er boltet sammen, virker som en spennanordning, og luftblokkenheten blir holdt i stilling av den spennkraften som påføres den stive rørseksjonen 33. Hullene i den stive rørseksjonen hvor boltene og spolestykket trenger gjennom, kan være lateralt forlenget. Dette gir luftblokkenheten et visst rom for å kunne tilpasse seg til små variasjoner i lengden av luftledningen. Den ytre luftblokken (61 på fig.7) kan ha et antall åpninger for å tilkoble luftkanoner eller annet utstyr til trykkluftsystemet.

Det vises fremdeles til fig.3 hvor de stive rørseksjonene 33 kan være koblet sammen ved å bruke en bøyespenningsavlastning ("BSR", bend strain relief) 36. Bøyespenningsavlastningen 36 kan være støpt av en fleksibel plast slik som polyuretan. En koblingsanordning 34 slik som en sammenpassende flens, kan være støpt inn i hver langsgående ende av BSR 36 for å muliggjøre kobling til den motsvarende koblingsanordningen 34 på en tilstøtende rørseksjon 33.

BSR 36 kan innbefatte innstøpte vevde fibre eller andre strekkorganer for å gjøre det mulig for BSR 36 å overføre aksial belastning mellom rørseksjoner 33. I ett eksempel kan strekkorganene være anordnet som en flettet hylse med fibrene eller andre strekkorganer lagt med en viss vinkel for å tilveiebringe de ønskede egenskapene vedrørende aksial stivhet, strekkstyrke og torsjonsstivhet. Typen og mengden av fiber eller et annet strekkorgan vil også påvirke den ovenfor nevnte styrken og stivheten. Type støpemateriale, tykkelse og fysiske egenskaper ved dette vil også påvirke den ovenfor nevnte styrken og stivheten. Kombinasjonen av disse tre variable vil regulere de resulterende egenskapene til BSR 36 vedrørende strekkstyrke, bøyningsstivhet og torsjonsstivhet. BSR 36 tilveiebringer en kanal for luft og elektriske ledninger mellom de stive rørseksjonene 33. De stive rørseksjonene 33 kan være sammenkoblet ved å bruke en bøyningsspenningsavlastning (BSR) 36.

Det vises til fig.6 hvor et eksempel på en bøyespenningsavlastning 36 kan være støpt av en fleksibel plast 36A slik som polyuretan. En koblingsanordning 34, slik som en sammenpassende flens, kan være støpt inn i de langsgående endene av BSR 36 for å muliggjøre kobling til motsvarende koblingsanordninger 34 på en tilstøtende rørseksjon 33.

Luftkanongruppene sørger typisk for større langsgående avstand mellom den fremste kanonen og dens tilstøtende kanon, og den aktre kanonen og dens tilstøtende kanon. For å tilveiebringe slike avstander, og under henvisning til fig.4, kan to av de stive rørseksjonene som forklart under henvisning til fig.3, være koblet sammen ved å bruke to BSR-er 36 hovedsakelig som forklart ovenfor. BSR-ene 36 kan være koblet ende mot ende ved å bruke en stiv, f.eks. stålspole 39 med tilsvarende sammenpassende flenser på sine langsgående ender.

Fig. 5 viser en seismisk kildegruppe konstruert i likhet med den gruppen som er vist på fig.2, men ved å bruke de komponentene som er forklart ovenfor under henvisning til fig.3 og 4. Et antall kanonbokser, innbefattende stive rørseksjoner 33, er koblet ende mot ende ved å bruke BSR-er 36. En dobbel BSR/spole kan være brukt til å forbinde de fremre og aktre kanonboksene med resten av gruppen. Hver av kanonboksene kan være opphengt fra en tilsvarende flottør 10A-10G ved å bruke dybderep og utplasseringsvaiere hovedsakelig som forklart under henvisning til fig.

2. Navlestrengkabelen 24 kan være forbundet med den fremre kanonboksen. Alle belastnings-, vridnings- og bøyningskreftene blir dermed påført langs en felles akse. Kanonboksene og BSR-ene som forklart under henvisning til fig.3 og 4, kan også være innrettet for å erstatte skjermrøret som er vist på og forklart under henvisning til fig. 1.

I noen eksempler kan hver stiv rørseksjon 33 eller sammenpassende flenser 34 innbefatte sensorer som brukes i typiske seismiske kildegrupper, f.eks., og uten noen begrensning, hydrofoner, dybdetransdusere (vanntrykksensorer), lufttrykktransdusere.

Fig. 7 viser luftblokkenheten (innbefattende den indre blokken 60, den ytre blokken 61 og røret 62) hovedsakelig som forklart under henvisning til fig 3, men i større skala for lettere å kunne observere relative komponenter.

Et eksempel på en rørseksjon 33 med en påmontert brakett 32 og med luftblokkenheten (fig.7) installert som forklart under henvisning til fig.3, er vist på fig.

8 i større målestokk, i et skrått perspektiv med bortskårede deler slik at de relative posisjonene til de forskjellige trekkene kan observeres.

En bærestruktur for en seismisk kilde i samsvar med forskjellige aspekter ved oppfinnelsen kan tilveiebringe øket bestandighet mot bøyeutmattingssvikt og kan forenkle lagerbeholdningskravene for leverandører av marine, seismiske tjenester. Den vil også øke levetiden til følsomme elementer slik som luftslanger og elektriske/optiske ledninger, ved å arrangere alle elementene til de fleksible skjøtene nesten koaksialt. Bøyespenning og kompresjon forårsaket av de bøyningselementene som er forskjøvet fra bøyningslinjen, vil være praktisk talt eliminert.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet under henvisning til 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 oppfinnelsen slik den er beskrevet her. Omfanget av oppfinnelsen skal følgelig bare begrenses av patentkravene.

Claims (5)

Patentkrav

1. Seismisk kildegruppe med en koaksial bærestruktur, omfattende:

minst én flottør (10);

et antall stive kanalseksjoner (33), hvor hver kanalseksjon (33) innbefatter en brakett (32) for opphengning fra flottøren (10) ved en valgt dybde i en vannmasse, idet braketten er innrettet for å bære en seismisk energikilde;

karakterisert ved:

minst én bøyespenningsavlastning (36) koblet mellom tilstøtende stive kanalseksjoner (33), der hver bøyespenningsavlastning (36) innbefatter en koblingsanordning (34) ved hver langsgående ende, der hver bøyespenningsavlastning (36) innbefatter vevd fiber støpt inn i fleksibel plast (36A) for å overføre aksial belastning mens bøynings- og vridningsspenninger blir absorbert; og

en seismisk energikilde (22) opphengt fra hver brakett (32), hvor ledninger (40) for drift av de seismiske energikildene (22) passerer gjennom de stive kanalseksjonene (33) og den minst ene bøyespenningsavlastningen (36).

2. Gruppe ifølge krav 1, hvor de langsgående endene av hver av de stive kanalseksjonene og den minst ene bøyespenningsavlastningen innbefatter motsvarende flenser.

3. Gruppe ifølge krav 1, hvor minst én av de stive kanalseksjonene er koblet til en tilstøtende kanalseksjon ved å bruke to bøyespenningsavlastninger (36), hvor bøyespenningsavlastningene er koblet til hverandre ved hjelp av en stiv spole (39).

4. Gruppe ifølge krav 1, hvor den seismiske energikilden (22) er en luftkanon.

5. Gruppe ifølge krav 4, hvor ledningene (40) omfatter trykkluftledninger og elektriske styreledninger.