NO345753B1

NO345753B1 - Fremgangsmåte og anordning for seismisk prospektering av undergrunnen under havbunnen ved bruk av to droner

Info

Publication number: NO345753B1
Application number: NO20130038A
Authority: NO
Inventors: Michel Manin
Original assignee: Kietta
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2021-07-12
Also published as: MX2012014452A; NO20130038A1; GB2495655B; CA2801294A1; CA2801294C; CN103052893A; WO2011154545A3; US20130201790A1; FR2961317B1; WO2011154545A4; US9529107B2; AU2011263645A1; AU2011263645B2; BR112012030767A2; WO2011154545A2; GB201300208D0; GB2495655A; FR2961317A1

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR SEISMISK

PROSPEKTERING AV UNDERGRUNNEN UNDER HAVBUNNEN VED BRUK AV TO DRONER

Foreliggende oppfinnelse vedrører feltet seismiske prospektering i akvatiske medier (sjø eller innsjø).

Metoder er kjent som består av å plassere en serie av parallelle neddykkede seismiske kabler (eller linjer (eng.: lines) eller streamere), på hver av hvilke sensorer av hydrofon og / eller geofon type er plassert i avstand fra hverandre, idet kablene trekkes av en eller flere båter.

En (eller flere) andre båt(er), kalt "kilde" båter (eng.: ”source” boats), forsynt med hjelpemidler som kan skape en bølge i et havmedium, generelt i form av en luftkanon, beveger seg i en avstand fra sensorkablene. Bølgene som således dannede spres så langt som til havbunnen, deretter på de forskjellige geologiske lagene for så å bli reflektert av de sistnevnte, og blir til slutt samlet og målt ved hjelp av nevnte neddykkede sensorer. Kildebåten kan være båten som trekker de seismiske kablene.

All informasjonen blir deretter behandlet for å produsere et tredimensjonal (3-D) bilde av de forskjellige geologiske lagene i undergrunnen under vannet, vanligvis brukt for å bestemme tilstedeværelsen av eventuelle oljeholdige reservoar.

Denne teknikken har vært brukt i mange år og er underlagt svært strenge krav til implementering. For det første forstyrrer den dynamiske støyen grunnet tauing av kablene målingen av bølgene en søker å samle. Videre er hydrodynamisk motstand som følge av motstanden til kablene meget høy, og kan telles i dusinvis av tonn, for eksempel ca. 70 tonn, noe som fører til bruk av meget kraftige trekkbåter. Dette skyldes særlig den hastighet som kreves i vannet for metoden i nærvær av paravaner som skaper motstand. Videre forårsaker vekten og den hydrodynamiske motstanden at trekkabelen av paravanene gjennomgår en dynamisk deformasjonseffekt av "pianotråd"-type under tauing. Dette fører til trøtthet i kabelen og kan føre til at den ryker. Dette kan resultere i svært høye gjenanskaffelseskostnader, siden hele enheten immobiliseres. Videre må kablene i de tradisjonelle metoder være såvidt nedsenket, mellom 5 og 10 m, som fører til en ulykkesrisiko gitt sirkulasjon av fartøyer på overflaten med sterk strøm (oljetankskip eller containerskip) og høy følsomhet til havforholdene.

Videre gir kjente seismikkprospekteringsenheter skyggeregioner under målingen. Faktisk har kablene vanligvis en lengde på opp til ca. 8 km og er avstandsplassert ca 100 m fra hverandre, noe som fører til, for et dusin parallelle kabler, et måleområde på 1 x 8 km. Imidlertid, er det ideelle i form av målinger å bruke et isotropisk system, dvs. en kvadratisk overflate, for eksempel 8 x 8 km. Imidlertid, er disse dimensjonene uforenlige med tauehjelpemidlene som ville vært nødvendig i lys av vekt, motstand og logistikk nødvendig for å oppnå en slik måleflate.

Det har derfor blitt gjort en innsats for å løse denne situasjonen i to kjente måter.

Det første forsøket (kalt Wide Azimuth) består av å kompensere for anisotropien ved å bruke en (eller to) båter som trekker et sett av kabler som danner et måleområde på 1 x 8 km, og som bruke 2-8 kildebåter. Denne enheten har to store ulemper. For det første er den uoverkommelige kostnaden som følge av materielle investeringen, vedlikehold og bruk (2-8 kildebåter, pluss en (eller to) tauebåter, pluss kablene). Den andre ulempen ligger i det faktum at kildenbåtene "skyter" (dvs. avgir bølger) annenhver gang, og derfor 2-8 ganger sjeldnere, noe som fører til en svært lav avfyringstetthet.

Det andre forsøket foreslått på en kjent måte er vist ved patentsøknad GB 2,435,931, i navnet Western Geco, som beskriver en fremgangsmåte og anordning som skjematisk består av en rekke sensorer (geofoner) som er festet til en todimensjonal struktur (i form av et gitter eller nett) eller tredimensjonal struktur. Denne strukturen har en periferi (omkrets eller omfang) holdt i form ved dynamiske hjelpemidler, slik som droner eller små båter, slik for å opprettholde formen på gitteret som utgjør strukturen. Sistnevnte blir kontinuerlig trukket og en eller flere seismiske kilder er tilveiebrakt.

Til tross for den åpenbare motstanden, teoretisk sett, av anordning og fremgangsmåte som der er foreslått, gjenstår det faktum at denne enheten synes vanskelig å gjennomføre realistisk. Faktisk ville strukturen som således dannes ha en enorm vekt og motstand og ville kreve bruk av midler for å opprettholde formen som er uforholdsmessige og uhåndterlige både teknisk og økonomisk, eller budsjettmessige. Videre, på grunn av dens konstruksjon, byr den bare på én enkelt mulig geometri for rekken med sensorer.

I US 4, 3l4, 363 vises et hydraulisk drevet jojo-hjul for håndtering av en marin seismikk kabel på grunt vann.

I US 6, 285, 956 B1 vises en metode for å flytte seismiske streamere eller akustisk energikilder gjennom vann i marine geofysiske operasjoner.

I WO 2007/070499 vises et system og en fremgangsmåte for å innhente seismiske data i et marine miljø.

Ifølge et annet aspekt, generelt, søker marin seismikkprospektering å detektere eller gjenvinne den maksimale mengde av signaler for å utføre den mest nøyaktige og pålitelig mulige geografiske kartleggingen av de underliggende områder av havbunnen. Men, lavfrekvente signaler gir informasjon om svært dype reservoarer og er derfor verdifulle i så henseende. Lavfrekvente signaler er imidlertid sterkt svekket av overflaterefleksjonsfenomenet, kalt "fantom", og særlig på grunn det faktum at kabelen, ifølge den kjente teknikk, er neddykket flere meter fra overflaten. Det arbeides således for å eliminere disse "fantomer» for å oppnå det som kalles et "flatt spektrum" (eng.: ”flat spectrum”). Forsøk er blitt gjort for å løse situasjonen ved hjelp av en teknikk kjent som "over-under" som består av posisjonering av to kabler som bærer hydrofonsensorer, en under den andre vertikalt, ved respektive dybder på for eksempel 20 m og 26 m. Den prosesserte kombinasjonen av de to signalene som mottas av de to respektive kablene gjør det mulig å dempe eller eliminere konsekvensene av "fantomer." Imidlertid har denne kjente fremgangsmåte, sett bort fra den ekstra behandlingen den krever den store ulempen av meget sterkt avtagende produktiviteten og økende kostnader grunnet dobling av kablene og sensorene.

En annen kjent teknikker søker å eliminere "fantomer," foreslått av selskapet PGS, består av å benytte linjer eller kabler som bærer, i tillegg til hydrofonene (måler trykket), geofoner eller akselerometre som kan måle hastigheten eller akselerasjonen av bølgen. Refleksjonskoeffisienter for de respektive trykk (hydrofoner) og hastighets-(geofoner) målinger blir inverser (-1 og 1), det er derfor teoretisk mulig å utjevne "fantomer." Denne kjente teknikken har ulempene ved å kreve en høy investering i form av sensorer og skaper brysom støy på geofonene eller akselerometrene som følge av trekkfarten (ca.

5 knop) og som genererer parasittiske vibrasjoner.

Oppfinnelsen foreslår å løse i det minste noen av de nevnte ulempene.

For dette formål, i henhold til et første aspekt, foreslår den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for seismisk prospektering i et akvatisk medium ved hjelp av en anordning som omfatter minst en seismisk kabel utstyrt med sensorer og minst en bevegelig seismisk kilde. Fremgangsmåten omfatter trinnene som består av å flytte kabelen i vann, og, på samme tid, bevege den seismiske kilde i en referanseramme tilhørende kabelen, avgi bølger via den seismiske kilden, og føle refleksjonene av bølgene med kabelen. Bevegelsen av kabelen minimerer avviket av kabelen i forhold til en ønsket rute i den terrestriske referanserammen. Bevegelsen av kabelen er også begrenset av en maksimal sporkurvaturverdi i vannet. Med andre ord, er bevegelse av kabelen i vannet definert av et program for å minimere avviket av kabelen i forhold til den ønskede ruten, med begrensningen av den maksimale sporkurvaturverdien i vannet.

Ifølge et annet aspekt foreslår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for deployering (dvs. bevegelsesmetode) i et akvatisk medium for en anordning som omfatter minst én seismisk kabel utstyrt med sensorer. Fremgangsmåten omfatter et trinn bestående av å bevege kabelen i vannet. Som i fremgangsmåten for seismisk prospektering minimerer bevegelsen av kabelen avviket av kabelen i forhold til en ønsket rute i den terrestriske referanseramme og er også begrenset av en maksimal sporkurvaturverdi i vannet.

Oppfinnelsen foreslår også en seismisk prospekteringsanordning, for eksempel som den som anvendes i fremgangsmåten for seismisk prospektering eller fremgangsmåten for deployering. Anordningen omfatter minst en kabel forsynt med sensorer, og en beregningsenhet for å bestemme bevegelsen av kabelen i vannet. Beregningsenheten beregner bevegelsen av kabelen som minimerer avviket av kabelen i forhold til en ønsket rute i den terrestriske referanserammen, og bevegelsen av kabelen er også begrenset av en maksimal sporkurvaturverdi i vannet. Med andre ord, kan denne beregningsenheten løse programmet for å minimere avviket av kabelen i forhold til den ønskede ruten, med en begrensning av den maksimale sporkurvaturverdien i vannet.

Kabelen kan også, på en egnet måte, være forsynt med to droner som hver er forbundet til en ende av kabelen. I så fall kan dronene lade kabelen og sette den i bevegelse i det akvatisk mediumet ved å utøve en strekkraft på kabelen. Uttrykket "motor"-drone kan deretter brukes for å betegne dronen som utøver den dominerende strekkraften. Med andre ord setter motordronen kabelen i bevegelse ved å "trekke" den. Andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå ved lesing av den følgende beskrivelsen av en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, gitt som et eksempel og med henvisning til de tilhørende tegninger, som viser:

- Figur 1 viser et diagram av en prospekteringsanordning;

- Tallene 2-4 viser sporbaner for fast rute;

- Figurene 5 viser den teoretiske sporet til en kabel påvirket av strømmen i figur 4 for en fast rute;

- Figurene 6-7 viser bevegelsen av kabelen med en ønsket fast rute;

- Figurene 8-13 viser utviklingen av kabelen med en ønsket fast rute i tilfelle strømprognoser er tilgjengelig;

- Figurene 14-17 viser bevegelsen av kabelen med en ønsket fast rute i sanntid; - Figur 18 viser et toppriss av kablene av anordningen på figur 1 og en linje etterfulgt av en seismisk kilde, og

- Figur 19 viser et eksempel på en feedback loop av bevegelsen av kabelen.

Fremgangsmåte for seismisk prospektering i et akvatisk medium, for eksempel en sjø eller en innsjø, kan utføres ved hjelp av en anordning som omfatter minst én seismisk kabel utstyrt med sensorer og minst én bevegelig seismisk kilde, plassert i vannet slik at den tillater prospektering av det bestemte område av undergrunnen. Fremgangsmåten omfatter å bevege kabelen i vannet og, på samme tid, avgi bølger via en seismisk kilde, fortrinnsvis senket, noe som gjør det mulig å minske støyen. Bølgene, for eksempel akustiske bølger, blir reflektert i undergrunnen ved grensesnittene mellom de geologiske lagene av det nevnte området, og bunnen av det akvatiske mediet og plukket opp av kabelen.

Figur 1 viser et eksempel på en slik seismisk prospekteringsanordning 100. Den bevegelige seismiske kilden er ikke vist i figuren. Den seismiske kilden er i stand til å skape en forstyrrelse som overføres av det akvatiske mediet i form av bølger.

Anordningen 100 omfatter minst én kabel 110, og fortrinnsvis flere, forsynt med et flertall av seismiske sensorer 106 (f.eks. hydrofoner) som er i stand til å samle nevnte reflekterte bølger. En slik kabel kan kalles en "seismisk kabel" eller "seismisk fløyte" (eng.: ”seismic flute”). Kabelen 110 blir til en målestasjon innrettet for prospektering av en del av nevnte område av undergrunnen. Vanligvis, for å utføre fremgangsmåten, er nevnte seismisk kilde trigget. De nevnte reflekterte bølgene blir detektert ved hjelp av sensorene 106. Kabelen 110 på den ene side og den seismiske kilden på den annen side blir så flyttet til en annen målestasjon egnet for prospektering av en annen del av nevnte område, og så videre.

Kabelen 110 brer seg ut i vannet. Vanligvis kan den være immobil, dvs. med hensyn til drift, eller den kan bevege seg i vannet. Den seismiske kilden beveger seg under prospekteringsfremgangsmåten, i en referanseramme tilhørende kabelen. Dette betyr at den seismiske kilden beveger seg globalt i forhold til kabelen. Dette gjør det mulig å øke antall målinger i løpet av en kortere tid. Det er for eksempel mulig å ta en referanseramme hvorav origo er den ene enden av kabelen, eller midten av kabelen, og aksene til denne er ortogonale, en av aksene er i tangentretningen til kabelen ved det origo. Den seismiske kilden er i en avstand fra kabelen slik at kabelen kan plukke opp bølgene som sendes ut, og deretter reflekteres av de geologiske lagene i undergrunnen og bunnen av det akvatiske mediet.

Utviklingen (eng.: evolution) (begrepet "utviklingen" kan heretter betegne "bevegelse") av kabelen 110 er begrenset av en maksimal sporkurvaturverdi i vann og ved en maksimal avviksverdi i forhold til en ønsket rute (eng.: route) i den terrestriske referanserammen. Ruten er passende gjenstand for en maksimal hastighetsverdi i forhold til den terrestriske referanserammen.

"Spor" refererer til et sett av par (u, t), der u representerer en posisjon av vannreferanserammen og t representerer et øyeblikk, de suksessive posisjonene langs en kontinuerlig kurve som svarer til en parametrisert bue hvorav parameteren er tiden. Settet kan være diskret i tid, én tidsluke skiller da to suksessive posisjoner, eller kontinuerlig i tid (sporet er da den nevnte parametriserte buen). Kabelen 110 kan potensielt bevege seg i vannreferanserammen. Når dette ikke er angitt, refererer sporet til gitte posisjoner i vannreferanserammen. I den foreliggende sak, er sporet av kabelen 110 forstått i forhold til vannreferanserammen.

Sporet som er slikt definert svarer til bevegelse av et punkt. Ved forlengelse, sies kabelen 110 å utvikle seg i vannet langs sporet fordi hvis en av dens ender A eller B er i bevegelse, er det antatt at resten av kabelen 110 er dratt i kjølvannet og derfor følger samme spor i vannreferanserammen. Kabelen 110 er derfor flyttet langs dens akse. Hvis kabelen derimot er ute av drift, kan man henvise til et null spor, siden sporet er redusert til et fast punkt i vannreferanserammen. Krumningen av sporet er krumningen til nevnte parametriserte bue tilsvarende sporet, ved å bruke den tradisjonelle definisjonen av krumningen av en parameterisert bue.

"Begrens" betyr at fremgangsmåten sikrer at kabelen ikke kan følge et spor som har en kurvatur større enn den maksimale kurvaturverdien, og kabelen beveger seg ikke vekk fra ønsket rute utover den maksimale avviksverdien. Fremgangsmåten kan derfor potensielt omfatte et verifikasjonstrinn som sikrer at disse restriksjonene er respektert og gir et korreksjonstrinn hvis nødvendig.

Begrense utviklingen av kabelen 110 med en maksimal krumningsverdi gjør det mulig å redusere energiforbruket og de mekaniske krefter som kabelen gjennomgår. Videre kan den akvatiske strømmen (for eksempel havstrømmen hvis et havmedium er involvert) betraktes som homogen over lengden av kabelen 110 på et gitt øyeblikk av utviklingen. Ved begrensning av sporet med en maksimal kurvaturverdi gjør det dermed mulig å pålegge en minimum radius på kabelen 110. Dette gjør det mulig å unngå overdrevet forstyrrelse av geometrien av kabelen 110 for å bevare en effektiv brukslengde på kabelen 110 under målingene og for derved oppnå en bedre seismisk tetthet (dvs. fordeling av refleksjonspunkter av bølgene på kabelen 110).

Utviklingen av kabelen 110 er også begrenset av en maksimal avviksverdi i forhold til en ønsket rute i den terrestriske referanserammen. En rute er et sett av posisjoner hvor en tar sikte på å plassere kabelen i forhold til den terrestriske referanserammen. For eksempel, hvis kabelen 110 er diskretisert (eng.: discretized) i N punkter P1 ... PN , ruten kan bli gitt ved N parameteriserte buer (Pi, t) hver tilsvarer posisjonen av et punkt Pi av kabelen 110, i den terrestriske referanserammen, som en funksjon av tiden. Det er også mulig, ved approksimasjon, å representere en rute med én enkelt parametrisert bue, deretter tilsvarende til posisjonene til den terrestriske referanserammen for et punkt av kabelen som en funksjon av tiden, for eksempel midten av kabelen. Generelt er det en rute fra hvilken kabelen ikke beveger seg bort fra under dens utvikling i vannet. Ruten er gjenstand for en maksimal hastighetsverdi i forhold til den terrestriske referanserammen. Dermed er det en lavhastighetsreferanse i den terrestriske referanserammen hvorfra kabelen aldri beveger seg bortenfor den maksimale avviksverdien. Den maksimale avviksverdibegrensningen kombinert med det faktum at ruten er gjenstand for en maksimal hastighet gjør det mulig å overvåke plasseringen av anordningen i forhold til den delen av området av undergrunnen som skal prospekteres, og dermed å oppnå en bedre seismisk tetthet. Det henvises til en "ønsket" rute, slik at dette er en rute som kabelen ideelt sett bør følge, i forhold til hvilke avvik er tillatt (innenfor grensene som tillates av den maksimale avviksverdien), som gjør det mulig å redusere de mekaniske påkjenninger gjennomgått av kabelen såvel som brenselsforbruket.

Fremgangsmåten skal nå beskrives i henhold til et første utførelseseksempel. I dette første eksempelet, utvikler kabelen seg i et havsmedium. Ønsket rute omfatter en posisjon for den terrestriske referanserammen som er fast over en tidsperiode. Med andre ord, i løpet av denne tidsperioden, er ruten kombinert med et punkt som ikke beveger seg i den terrestriske referanserammen. Kabelen kan deretter sies å bli holdt, under denne tidsperioden, i en kvasistasjonær eller stasjonær ("hovedsakelig stasjonær") posisjon, siden kabelen aldri flytter seg vekk fra den gjeldende stasjonære stillingen utover maksimal avviksverdi.

Faktisk kan en kabel som utvikler seg i et akvatisk medium sies å være "holdt i en kvasistasjonær stilling" (henholdsvis en "stasjonær posisjon,") hvis den utvikler seg i vannet (f.eks. langs en "spor" som definert ovenfor) slik for å forbli kvasistasjonær (helt i ro, henholdsvis) i den terrestriske referanserammen (dvs. den "absolutte" referanseramme). Med andre ord, beveger projeksjonen av kabelen på havbunnen seg aldri bortenfor en forhåndsbestemt verdi (dvs. maksimal avviksverdi) fra en fast posisjon av den terrestriske referanseramme i løpet av en gitt tidsperiode. Den maksimale avviksverdien kan være relatert til dimensjonene av kabelen. I ett eksempel, er avviket av kabelen i forhold til det faste punkt beregnet som å være avstanden mellom midten av kabelen (eller et hvilket som helst annet punkt av kabelen) og det faste punktet. Den kvasistasjonære egenskapen blir deretter omregnet (eng.: translated) med et avvik fortrinnsvis mindre enn 10 ganger lengden av kabelen, enda mer foretrukket mindre enn to ganger lengden av kabelen, og enda mer foretrukket mindre enn lengden av kabelen, eller halv -lengden av kabelen (disse verdiene er også gjeldende for andre eksempler på fremgangsmåten). Generelt sett, desto mer avviket er begrenset av en lav maksimal verdi, jo mer er avfyringsdensitet ved målestasjonen distribuert homogent over feltet. Dette gjør det mulig å samle inn data slik at en god analyse av den delen av området av undergrunnen som skal prospekteres under målestasjonen i en kortere tidsperiode, det ekstreme tilfellet er den som er helt i ro.

Kabelen (e) 110 som blir holdt i en kvasistasjonær posisjon, hvor dens levetid økes, siden den gjennomgår færre påkjenninger enn en kabel som kontinuerlig trekkes i en signifikant hastighet. Videre, hvis kabelen 110 er utstyrt med hydrofoner eller geofoner eller vertikale par av hydrofoner, kan den være neddykket dypere enn kabler som trekkes, noe som beskytter mot risikoen for ulykker med andre fartøy og begrenser støygenerering, særlig av bølgene. På denne måten, er kabelen enda mer beskyttet ettersom det er neddykket ved en større dybde 108 (dvs. avstanden i forhold til overflaten 112 av vannet). Videre gjør enheten det mulig å utføre en mer effektiv og hurtig seismisk prospektering, siden målingene kan korrigeres for den skadelige virkning av fantomer. Kabelen er fortrinnsvis neddykket, midt i vannet (dvs. kabelen er ikke ved overflaten 112 eller nede på bunnen av havet - der grunnen kan være ujevn, noe som genererer støy i mottakelsen av signalet) ved en dybde som kan være mellom 5 og 1000 m, fortrinnsvis mellom 5 og 500 m, fortrinnsvis mellom 10 og 300 m, fortrinnsvis mellom 20 og 200 m, og enda mer foretrukket mellom 50 og 100 meter. Kabelen 110 er hensiktsmessig utstyrt med ballastdannende elementer 104 utformet for å holde kabelen nedsenket. Ballastene tillater kabelen å holde sin dybde hovedsaklig konstant og å variere den på en kontrollert måte.

Kabelen 110 er hensiktsmessig forsynt med symmetriske trekkeanordninger (dvs. utøver en strekkraft) ved begge ender derav, for eksempel droner 102 som i eksempelet på figur 1. Dronene 102 er av en type kjent i seg selv, for eksempel flytende eller halvt nedsenkbar med dieselbasert fremdrift eller av elektrisk type drevet av en kabel som er koblet til en strømkilde på hovedbåten. Dronene 102 kan ha fremdriftsmidler (propell) for å trekke og opprettholde spenningen på kabelen 110, og mer spesifikt slik at det sentrale partiet med sensorene 106 er hovedsakelig horisontal, som er tilfelle i figur 1, og plassert ved en konstant forannevnt dybde 108. Anordningen 100 kan være konstruert for å ha null eller svakt positiv oppdrift. Dronene har hensiktsmessig også elektriske forbindelsesanordningen med de respektive kabler for å kommunisere data og strøm, og midler for opptak av seismiske data.

Vedlikeholdet i den kvasistasjonære posisjonen krever mindre energi enn tauing, spesielt ettersom antallet kabler 106 med deres størrelse og masse er betydelige. Fortrinnsvis omfatter anordningen 100 mellom 10 og 50 kabler 110, eller mellom 15 og 30 kabler 106, eller 20 kabler 106. Kablene har en lengde som ligger mellom 1 og 20 km, fortrinnsvis mellom 2 og 6 km (fortrinnsvis ca 4 km) eller mellom 6 og 14 km (fortrinnsvis ca 8 km). Generelt sett er den konfigurasjonen som tillater en behørig studie av regionen av undergrunnen som skal prospekteres med minst mulig mengde av ressurser, og derfor de laveste kostnadene, en konfigurasjon omfattende mellom 15 og 25 kabler, fortrinnsvis mellom 18 og 22 kabler, enda mer foretrukket 20 kabler, kablene har en lengde L, slik at L=k*D hvor d er dybden av målet, dvs. området av undergrunnen som er mest interessant for prospektering, og k er en faktor fortrinnsvis mellom 0,8 og 1,5 , og enda mer foretrukket i det vesentlige lik 1.

Vanligvis, i en målestasjon, er anordningen 100 bestående av flere kabler 110 som utvikler seg i vannet, slik for å bli holdt i en kvasistasjonær posisjon hovedsakelig parallelt med hverandre for å danne et rutenett over feltet som skal utforskes. Kablene 110 kan deretter plasseres inne i enheten 100 slik at, hvis de er rettlinjet, danner de hovedsakelig en firkant. Den bevegelige kilden beveger seg ovenfor nevnte felt og avgir periodisk bølger. De reflekterte bølgene gjør det mulig å samle inn data som er brukbare for geologer. Disse operasjonene i en enkelt målestasjon varer vanligvis flere dager, for eksempel en uke.

I et første scenario, omfatter bevegelse av den seismiske kilden at flere linjer (eng.: lines) etterfølger hovedsakelig vinkelrett på kabelen, tidsperioden hvorunder kabelen utvikler seg på en kvasistasjonær måte (eller stasjonær i bestemte tilfeller) er i det vesentlige lik varigheten av etterfølgingen av linjene. Med andre ord, mens kabelen er holdt i en hovedsakelig stasjonær posisjon i forhold til den terrestriske referanserammen, genererer kilden bølger langs linjene vinkelrett på kabelen. Punktene hvorfra kilden avgir en bølge danner dermed et rutenett av punkter over delen av regionen som skal prospekteres. Dette tillater optimal dekning av gjeldende del.

I et annet scenario, omfatter bevegelse av den seismiske kilden å etterfølge en linje hovedsakelig vinkelrett på kabelen og fortrinnsvis passerer hovedsakelig ved en midt på kabelen, tidsperioden er i det vesentligste lik varigheten av etterfølgingen av linjen. I dette scenarioet, under perioden der kabelen holdes kvasi-stasjonære, etterfølger derfor én enkelt linje.

Ruten kan deretter omfatte andre posisjoner av den terrestriske referanserammen tilsvarende andre deler av området som skal prospekteres, idet hver av de andre posisjonene er fast for en respektiv tidsperiode, hver respektive tidsperiode er i det vesentlige lik varigheten av etterfølgingen av linjen. Med andre ord, blir kabelen holdt i en første kvasistasjonær posisjon. Under vedlikeholdstiden i den første posisjonen, er en første avfyringslinje etterfølges av kilden. Kabelen blir deretter ført inn i en andre kvasistasjonær posisjon, hvor det holdes i en andre tidsperiode. Under den andre tidsperioden, er en andre avfyringslinje av etterfulgt av kilden. Dette gjentas, slik at, som for det første scenarioet, fås et gitter av punkter ovenfor feltet som skal studeres med de samme fordelene. Det bør bemerkes at hver gang, er det linjen som er vinkelrett på kabelen og fortrinnsvis passerer gjennom midten derav. På denne måten, består bevegelsen av kilden i referanserammen forbundet med kabelen, utenfor tidsperioder der kabelen ikke er holdt i en kvasistasjonær posisjon, av frem-og-tilbake bevegelser langs den linjen.

Ruten kan også omfatte langsgående bevegelser av kabelen mellom de faste stillingene til den terrestrisk referanserammen. Disse bevegelser gjør det mulig å flytte kabelen fra en kvasistasjonær posisjon til en annen med mindre anstrengelse.

For å holde et tradisjonelt objekt, for eksempel en båt eller en oljeplattform, i en stasjonær stilling i forhold til havbunnen tross strømmene, kan dens posisjon modelleres ved et punkt og overvåkes med hensyn til en referanseposisjon (dvs. absolutt posisjon). Et hvilket som helst avvik i forhold til den ønskede absolutte posisjon, for eksempel gitt ved GPS sensorer, initierer en reaksjon hos propellene til objektet for å returnere den til dens ønskede stilling, som dimensjonene av objektet gjør det mulig å gjøre uten utilbørlig innsats.

To referanserammer kan vurderes: "vann-" (eller sjø-) referanserammen, hvori gjenstanden navigerer, og den "absolutte" referanserammen, koblet til bunnen av havet eller den terrestriske referanseramme. I nærvær av en konstant havstrøm og en sirkulær tidevannsstrøm beveger vannreferansen seg i forhold til den absolutte referansen med hastig hetsfaktoren:

hvor ω angir den karakteristiske pulsen av tidevannsstrømmen

og t angir tiden.

Hvis angir hastig hetsfaktoren med hvilket objektet beveger seg i forhold til vannreferansen, beveger objektet seg i den absolutte referansen med hastig hetsfaktoren som er summen av de to foregående hastighetsvektorene, dvs.:

For at objektet skal være helt i ro i den terrestriske referanserammen, mi dens absolutte hastigheten være null, altså = 0. Dette betyr:

Med andre ord, må objektet bevege seg i vannet med en invers hastighet av hastigheten til havstrømmen på de gjeldende øyeblikket t. Ved å gjøre dette, er dens spor i vannreferansen gitt av integralet av og banen til sporet er en kompleks kurve vist i figurene 2-4. Hvis har kurven formen vist i figur 2. Hvis har kurven formen vist ved figur 3. Hvis har kurven formen vist ved figur 4. Disse figurene viser at, avhengig av strømmen, kan sporet av objektet i vannet ha looper og til og med infleksjonspunkt.

I sammenheng med fremgangsmåten, for å holde kabelen 110 eller en hvilket som helst annen seismiske kabel i en kvasistasjonær posisjon i forhold til den terrestriske referanserammen, sørger man for at kabelen 110 utvikler seg i vannet, ved å følge et kvasistasjonært spor (dvs. kabel 110 utvikler seg med en maksimal awiksrestriksjon i forhold til en ønsket rute som er et fast punkt i den terrestriske referanserammen), idet det kvasistasjonære sporet er begrenset av en maksimal krumningsverdi.

Lengden av kabelen 110 kan være minst 100 ganger mer enn sin sideveis dimensjoner. Det sideveis draget av kabelen 110 er da vesentlig større enn dens langsgående drag. Å flytte kabelen 110 i vannet langs dens akse er relativt enkelt. Motsatt å navigerer den i vannet vinkelrett til sin akse er ekstremt vanskelig. Typisk i sistnevnte tilfelle, for en kabel som er flere kilometer lang og 10 cm i diameter, vil draget være flere titalls tonn med en vannhastighet på en knop, som er for høyt. Videre ville de resulterende krefter på kabelen 110 produsere påkjenninger som fører til at den ryker.

Å holde kabelen 110 i en helt stasjonær stilling med de kjente fremgangsmåtene ville kreve motorinnretning og krefter som utøves på kabelen 110 som ville, for visse typer av havstrømmer, være for store. For eksempel, hvis en tenker at strømmen er slik som figur 4 viser, vil det være nødvendig for hvert av punktene på kabelen å følge et spor i vannet slik som i figur 4. Spesielt, og som vist med pilene i figur 5, vil endene A og B (og derfor alle de andre punkter) av kabelen 110 følge, ved tidspunkt i vannreferansen, et spor med en sterk tversgående komponent (dvs. vinkelrett på aksen av kabelen 110). Dette vil føre til de tidligere nevnte ulemper.

Den fremgangsmåten som er foreslått for opprettholdelse i kvasistasjonær posisjon gjør det derfor mulig å oppnå fordelene ved opprettholdelse i en kvasistasjonære posisjon, dvs. redusert støy, redusert energikostnader relativt til tauing, autorisasjon for å senke kabelen dypere når den slepes, mens energiutgiftene og de mekaniske krefter som utøves pi kabelen 110 avtar.

Vi vil ni forklare i større detalj hvordan en kabel kan holdes i en kvasistasjonær posisjon i en gitt tidsperiode.

For eksempel, som illustrert i figur 6, i tilfelle av en strøm med variabel intensitet, men konstant retning, er kabelen 110 i retning av strømmen og beveges, i nærvær av strømmen, langs pilen 160 med en hastighet motsatt av strømmen til alle tider. I si fall, er kabelen 110 helt stasjonær i den absolutte referansen. Kabelen 110 utvikler seg i vannet langs sin egen akse, og utsettes ikke for overdrevent drag eller påkjenninger. Hvis strømmen reverseres samtidig som den går i samme retning, som vist i figur 7, forblir kabelen 110 i samme retning, men beveger seg på motsatt måte som vist ved pilen 170.

Den maksimale krumningen kan avhenge av lengden L av kabelen 110. Således kan den maksimale kurvaturen være en avtagende funksjon av lengden av kabelen 110. For eksempel, er det mulig å ha en maksimal krumning lik til q / L med q typisk mellom 1⁄4 og 1. En slik avhengighet gir en bedre seismisk tetthet.

Kabelen 110 er hensiktsmessig satt i bevegelse av den ene eller den andre av de to dronene, slik som dronene 102 i figur 1, hvor hver er anordnet ved en ende A eller B av kabelen 110. Dette tillater en hurtig og enkel inversjon av retningen av bevegelsen av kabelen 110. Ved et tidspunkt av bevegelsen, trekker for eksempel en av de to droner kabelen 110 i posisjon, mens den andre dronen bidrar til å opprettholde minimum strekk i kabelen 110. Spesielt vil dronen foran bevegelsesretningen orientere kabel 110 ved å orientere seg selv og utøve et større trekk/spenningen enn den bakre dronen. Dette hindrer at kabelen 110 forlater sporet etterfulgt av den fremre enden av kabelen 110 gjennom sidebevegelser. Den bakre dronen trekker i motsatt retning i aksen av kabelen 110, slik for å utøve en minimum spenning typisk større enn 50 kg og mindre enn 500 kg, som hindrer kompresjonene av kabelen 110. De to droner kan alternere trekkingen mellom hverandre. Typisk kan overgangen av å trekke fra en drone til den andre være kilde til spenningen i kabelen. Dette skjer for eksempel når den målte spenningen er under en forhåndsdefinert verdi. Det er mulig å orientere dronene innenfor snevre grenser.

Fremgangsmåten omfatter hensiktsmessig, før trinnet for utviklingen av kabelen, følgende trinn: tilveiebringe verdier for prediksjon av havstrømmen, bestemme et teoretisk spor til kabelen i vannet nøyaktig tilsvarer den ønskede ruten som en funksjon av prediksjonsverdiene for havstrømmen (et spor bestemmes i vannet slik at det ønskede ruten følges nøyaktig), bestemme et faktisk spor av kabelen i vannet ved å tilnærme det teoretiske sporet mens man minimerer avviket mellom det faktiske sporet og det teoretiske sporet, minimeringen begrenses av den maksimale kurvaturen; utviklingen av kabelen omfatter bevegelsen av kabelen i vannet langs det faktiske sporet. Dette tillater styring av energiforbruket og styring av mekaniske påkjenninger på kabelen, som er optimalt.

I en utførelse av det første eksemplet, som kan generaliseres til alle beskrevne eksempler av fremgangsmåten, omfatter fremgangsmåten for å holde kabelen 110 i en kvasistasjonær posisjon et trinn for å tilveiebringe prediktive verdier for havsstrømmen. Disse verdiene kan for eksempel tilveiebringes av spesialiserte institutter, eller innhentes i sanntid ved hjelp av strømmålemidler. I dette eksemplet omfatter fremgangsmåten også bestemmelse av et stasjonært spor i forhold til den terrestriske referanserammen i sjømediumet som en funksjon av prediksjonsverdiene for havstrømmen. Til dette formål kan den predikerte strømmen integreres i tid for å gi det stasjonære sporet med en periodisk referanse. Fremgangsmåten omfatter et trinn for å bestemme det kvasistasjonære sporet ved tilnærming av det stasjonære sporet samtidig med å minimere et avvik mellom det kvasistasjonære sporet og det stasjonære sporet.

Minimeringen er begrenset av den maksimale krumningsverdien. Dette kan gjøres ved å filtrere (dvs. utjevning) det stasjonære sporet med den begrensning at det filtrerte (dvs. glatt) sporet, dvs. det kvasistasjonære sporet, må ha en kurvatur som er mindre enn den maksimale krumningdverdien til alle tider. Utjevningen kan omfatte en interpolering, f.eks. polynominal, av det stasjonære sporet, eller en regresjon av det stasjonære sporet. Kabelen blir deretter flyttet i sjømediet etter det kvasistasjonære sporet som således er bestemt.

Dette eksempelet kan anvendes ved å bruke sanntidsinstruksjoner, der nevnte instruksjoner kan utledes fra strømmene og sendes til dronene. Kursen til dronene er gitt av det kvasistasjonære sporet.

Som allerede forklart, er det mulig, etter integrering, å beregne banen i vannet av et periodisk virtuelt element (heretter kalt referansen (eller målet) R), og som vil bli holdt i en stasjonær absolutt posisjon, for eksempel ved hjelp av tradisjonelle midler. Det stasjonære sporet som tilsvarer alle punktene i kabelen 110 kan ikke overvåkes hvis den er for komplisert av de grunner som er nevnt ovenfor. Imidlertid kan kabelen 110 følge et jevnt spor uten vesentlige begrensninger, som særlig unngår sløyfer og vendepunkt. Utjevningen kan gjøres over en lengde som ligger mellom 0,5 ganger og 3 ganger lengden av kabelen 110. Resultatet av en slik jevning er vist på figur 8, der den heltrukne linjen angir banen (dvs. settet av posisjonene P) av det stasjonære sporet til R, og den stiplede linjen angir banen til det kvasistasjonære sporet som er bestemt ved å tilnærme det stasjonært sporet.

Kabelen 110, følger således det kvasi-stasjonære sporet, ved endene A og B, og den kan sees i to forskjellige posisjoner U1 og U2 i figur 8. Som tilfellet er i figur 8, over tid, kan orienteringen av kabelen 110 endre seg, siden banen til det kvasistasjonære sporet kan selv være buet på lang sikt. For å gi kabelen 110 muligheten for å snu på seg selv over så lang sikt, er det mulig å modellere avviket mellom det kvasistasjonære sporet og det stasjonære sporet ved avviket mellom et punkt M av kabelen og dens referanseposisjon RM (den posisjonen den ville ha hatt hvis den hadde fulgt et helt stillestående spor). Dette punktet M kan være et hvilket som helst punkt av kabelen 110, for eksempel på midten av denne. Ved å velge midten gir den beste seismiske tetthet. Minimeringen av avviket mellom det kvasistasjonære sporet og det stasjonære sporet kan da bestå av å innlemme, for den generelle bevegelsen, avstanden mellom M og RM.

I konfigurasjonen ifølge figur 9, som viser banen til det kvasistasjonære sporet og banen til det stasjonære sporet med heltrukne linjer, med en offset for å øke klarhet, avanserer referansepunktet RM i vannet ved hastigheten (inverse av gjeldende strøm).

Dronen ved enden B trekker kabelen 110 med vannhastigheten som er projeksjonen av vektoren over det filtrerte sporet. Dronen er derfor hastighetsslave (eng. : speed-enslaved) slik at M fortsetter å være så nært som mulig RM. Dronen er også kursslave (eng. : heading-enslaved) ved definisjonen av det filtrerte sporet. Propellen ved A kan være inaktive eller sikre minimal spenning, som angitt ovenfor.

På denne måten forblir punktet M alltid en minimal avstand fra RM. I den absolutte referansen, er denne avstanden den samme, siden de to punktene RM og M går igjennom den samme strømmen. Således, i henhold til dette prinsippet, forblir det valgte punktet M av kabelen 110 en minimal avstand fra den målsatte absolutte posisjonen. Og videre, propellen B, som navigerer over et utjevnet spor, innfører ikke betydelige begrensninger på kabelen 110.

Dronen ved B kan slutte å dra. Dronene A og B kan bytte funksjoner ved at dronen ved A tar kommandoen med det samme hastighetsslaveprinsippet og B kan være inaktive eller tilveiebringe et minimalt trekk. Dette gjør det mulig, hvis projeksjon av VRMe' over det kvasistasjonære sporet utlignes og bytter fortegn, å inversere trekkretningen, som vist i figurene 10 og 11.

Med en slik fremgangsmåte, har hastig hetsfaktorene til endene A og B alltid en jevn retning: det er ingen signifikante retningsendringer, som resulterer i fravær av spenninger på kabelen 110 som således flyttes. Hastighetsmodulen er gitt ved projeksjonen av hastigheten av referansen (inverse av den faktiske strømmen) over banen av det filtrerte sporet: kabelen 110 forblir derfor ved en minimal avstand fra den referansen.

Som illustrert ved figurene 12 og 13, er dette også tilfelle i den absolutte (terrestriske) referanserammen. Fig. 12 viser, i vannreferanserammen, tre suksessive posisjoner (u1, u2, u3) til kabelen under bevegelsen. Figur 13 viser disse tre suksessive posisjonene (u1, u2, u3) i den absolutte referanserammen. Det valgte punktet M (for eksempel den midtre) forblir på en minimal avstand fra det faste punktet RM. Den absolutte posisjonen til M gitt av vektoren ? kan fluktuere, men bare i henhold til den høyfrekvente komponent i strømmen (tidevannskomponenten for eksempel). Den beskriver derfor en liten lukket kurve over tid. Orienteringen av kabelen 110 endres ifølge den svært lavfrekvente (ikke filtrert) komponenten til strømmen.

Med henvisning til figurene 14 til 17, kan fremgangsmåten alternativt for eksempel i fravær av gjeldende prediksjoner, omfatter et trinn for sanntidsbestemmelse av en målposisjon (målposisjonen er den stasjonære posisjonen som tilsvarer den faste posisjonen til ruten i gjeldende tilfelle, og en ønsket målposisjon utledet fra den ønskede ruten i henhold til øyeblikket t i det generelle tilfellet av alle de beskrevne eksempler) og et bevegelsestrinn mot målposisjonen, idet bevegelsen begrenses av den maksimale krumningsverdien. De to bestemmelses- og bevegelsestrinnene er deretter repetert. Dette gjør det mulig å holde kabelen 110 i en kvasistasjonær posisjon til tross for manglende prediksjoner. Vanligvis opptrer repetisjonene med jevne mellomrom.

Alternativt kan intervallene variere og avhenge av strømmen. Ved hvert intervall, blir avviket observert i forhold til den stasjonære stillingen, og den blir fremstilt samtidig som det tas hensyn til den maksimale kurvaturverdien, noe som gjør det mulig å unngå motorhjelpemidler eller for høye utøvde belastninger. Mellomrommet mellom to intervaller varer vanligvis fra flere sekunder til flere titalls minutter, fortrinnsvis mellom 1 og 10 minutter.

Endene A og B av kabelen 110 kan være utstyrt med absolutt posisjonering (GPS), så vel som tradisjonelle sensorer for vannhastighet, kurs, spenning på objektet. Punktet M på kabelen kan også være utstyrt med en hastighetsmåling i forhold til vann- og retningsmåling (for eksempel : fluxgate magnetisk kompass,). Videre er sammenstillingen plassert ved bruk av kjente relative anordninger (akustisk, magnetisk kompass) potensielt kalibrert på GPS posisjonen til propellene (kjente metoder i seg selv).

Den stasjonære målposisjonen kan være posisjonen i den absolutte referanserammen av referansen RM av M. For ethvert punkt M av kabelen 110, for eksempel den midtre, er det derfor den posisjon i vann referanserammen som det mi ha for i være stasjonær.

Som illustrert i figur 14, kan bevegelsen mot milposisjonen RM omfatte et projeksjonstrinn for milposisjonen RM pi kabelen 110 ved et punkt P og trinnet for i beregne den maksimale retningen begrenset av den maksimale krumningsverdi og hastigheten av kabelen i vannet. Projeksjonstrinnet kan omfatte bestemmelse av en rett linje 130 vinkelrett pi kabelen 110 som passerer gjennom RM. Denne vinkelrette linje kalles referanselinjen og krysser kabelen 110 ved punktet P.

Referanselinjen 130 er brukt for i inkludere hastigheten som kan være omfattet av fremgangsmåten. For eksempel, som er tilfellet i figur 14, hvis M er sen i forhold til referanselinjen 130 og punktet P, akselererer dronen som er plassert ved B for å bringe M tilbake over P i de neste øyeblikkene. Feedback loopen bygger på tradisjonelle teknikker kjent i seg selv. Kort sagt, kan feedbackloopen redegjøre for avviket som er observert mellom to intervaller og tilpasse hastigheten deretter.

Fremgangsmåten kan også omfatte inkludering (eng. : "subjugate")av retningen av dronen plassert ved B. Denne inkluderingen kan bare involvere milposisjonen RM.

Vektoren representerer trekkretningen for drone B på kabelen. For å komme nærmere målpunktet RM i tilfellene til figurene 14 og 15, kan det hende drone B gir babord ror (eng. : port rudder). Retningsendringene per tidsenhet som begrenses av maksimal kurvatur, overdrevent drag eller påkjenninger, er ikke pålagt kabelen 110. Den maksimale verdien for denne endring i retning over et bestemt tidsintervall, for eksempel som gjør det mulig å begrense krumningen av banen kan utledes ved hjelp av følgende kjente formel:

der Ve er vannhastigheten av kabelen, Rmin er minimumskrumningsradiusen (inverse av maksimalkrumningen), og dt er det vurderte tidsintervallet.

Vannhastigheten av kabelen kan være kjent ved å bruke allerede beskrevne hjelpemidler, for eksempel et speedometer eller Dopplersonar som plasseres på hver drone og på et visst antall andre punkter av kabelen, inkludert det valgte punktet M. Det er også mulig å bruke måling av trekkraften, eller rotasjonshastigheten av banen av propellen til dronen hvis relevant, gjennom en hydrodynamisk modell av hele systemet.

Hastighets- og kursinkrementeringene til propellen kan gis av en feedbackloop, hvor målet er å bringe punktet M på referanselinjen nærmere som en prioritet (for hastighet) og det faste punktet RM samtidig som vi respekterer de nevnte kursendringsrestriksjonene. Figur 15 viser den gamle hastigheten og den nye inkrementerte hastigheten som er i samsvar med disse forholdene.

For en tilstand hvor punktet M har oversteget referanselinjen som vist i figur 16, bremser dronen ved B ned samtidig som den gir babord ror mot milposisjonen med de samme begrensningene som før.

Ved å redusere dens hastighet gjennom vannet, kan den befinne seg ved et øyeblikk der hastigheten blir null (ikke mer trekkraft) og den ikke kan tillates å bli negativ, dvs. at propellen B presser mot den bakre enden av kabelen. På det tidspunktet gis ordren til propeller A og B å bytte funksjoner, B blir deretter inaktiv og A trekker i motsatt retning mens den har manøvreringsfrihet i henhold til de samme restriksjonene. I tilfellet hvor dronen tilveiebringer minimum spenning tar overføringen av funksjoner sted tidligere så snart trekkraften B blir lavere enn minimumsspenningen som kreves i objektet.

Opprettholdelse av kabelen 110 i den kvasistasjonær posisjonen kan omfatte en første fase for å opprettholde kabelen i henhold til fremgangsmåten ifølge eksempelet der en god prediksjon på strømmen er tilgjengelig, og en andre fase for opprettholdelse av kabelen i henhold til fremgangsmåten i sanntid hvor en god prediksjon på strømmen ikke er tilgjengelig. En slik fremgangsmåte gjør det mulig å tilpasse opprettholdelsen til prediksjonsdataene.

Spesielt under den andre fasen kan aktuelle data bli registrert og tjene som et grunnlag for den gjeldende prediksjon. Det er da mulig å gå inn i den første fasen. Videre, under den første fasen, er det mulig å overvåke, for eksempel ved GPS, avviket i forhold til den teoretiske stasjonær posisjonen (med den virkelige havsstrømmen). Faktisk er de gjeldende prediksjonene ikke nødvendigvis helt nøyaktige, og det kan være et avvik på lang sikt mellom det bestemte stasjonære sporet og det teoretiske stasjonære sporet. Så snart en awiksterskel er nådd, er det så mulig å gå inn i den første fasen. Således, generelt sett, er det mulig å veksle mellom den første fasen og den andre fasen som en funksjon av de tilgjengelige prediksjonsverdiene og / eller et avvik i forhold til den stasjonære posisjonen.

Igjen, kan alle de nødvendige data for de ulike inkluderingen komme, for A og B (og også mellomliggende punkter), fra GPS-posisjoner, spenningen som tillegges av propeller, speedometere eller Doppler sonarer, rorvinkler, etc. Disse data mates til et dataprogram som, som en funksjon av det gitte målpunktet, vil kommunisere nødvendig hastighet og rorkommando til propellene.

Fremgangsmåten kan også implementeres i henhold til et andre eksempel, til hvilket læren i det første eksempelet gjelder. Det andre eksemplet er forskjellig fra det første eksempelet ved at den ønskede ruten er en kontinuerlig rett linje. Således er det ønskelig at kabelen kan bevege seg langs en rett linje i forhold til den terrestriske referanserammen. Fremgangsmåte ifølge det andre eksemplet tillater langsgående sveiping av et område av undergrunnen som skal prospekteres. I dette eksempel kan bevegelsen av den seismiske kilden omfatter flere deler som følger en linje hovedsakelig vinkelrett på kabelen og som fortrinnsvis passerer hovedsakelig ved midten av kabelen. I referanserammen forbundet med kabelen, utfører den seismiske kilden dermed frem-ogtilbake bevegelser langs linjen. Et rutenett med bølgeemitterende punkter er således etablert som strekker seg langs lengden av kabelen.

Fremgangsmåten kan også bli implementert i henhold til et tredje eksempel til hvilket læren i det første eksempelet gjelder. Dette tredje eksemplet avviker fra det første eksempelet ved at den ønskede ruten omfatter sidebevegelsen av kabelen i forhold til den terrestriske referanserammen. I dette eksempel kan bevegelsen av den seismiske kilden omfatte sporet av linjer hovedsakelig parallelle til kabelen, der linjene er mellom to sentrale kabler i enheten. Rutenettet av bølgeemitterende punkter er dermed etablert som strekker seg i en retning på tvers av lengden av kabelen. Dette tilfellet kan svare til en drivsituasjon av kabelen avhengig av den konstante komponenten til strømmen.

Det andre og tredje eksempelet av fremgangsmåten har fordeler som ligner det første eksempelet. Siden den ønskede ruten er gjenstand for en maksimalhastighetsverdi i forhold til den terrestriske referanserammen, har den seismiske kilden tid til å sveipe regionen for å produsere bølgene og den seismiske tettheten er derfor bare veldig lite påvirket. Den maksimale hastighetsverdien er lavere enn 1 knop, fortrinnsvis mindre enn 0,5 knop, fortrinnsvis mindre enn 0,2 knop. Imidlertid kan en større region bli sveipet og diskontinuitet av periodiske målinger kan unngås samtidig som en drar fordeler fra den konstante komponenten til strømmen slik at kablene beveger seg i forhold til den terrestriske referanserammen, så lenge ruten har retning av den komponenten.

Fremgangsmåten kan generelt omfatte et trinn for å måle vannhastigheten. Denne målingen kan tjene som en basis for andre trinn av fremgangsmåten. For eksempel kan den målte hastighet begrense maksimalkurvaturen og / eller retningsendringene. Den målte hastighet kan erverves ved å bruke måleanordninger. Dette kan være hastigheten enten ved dronene, eller fortrinnsvis ved endene av den nedsenkede kabelen, eller langs kabelen eller midten av denne. Overflatestrømmene kan være forskjellige fra strømmene ved for eksempel 100 m dyp. Således, i tilfellet hvor en prediksjon av overflatestrømmene er tilgjengelig, men kabelen er neddykket, kan den målte hastighet tjene til å tilpasse prediksjonene til dybden hvor kabelen er lokalisert.

På denne måten, kan et dataprogram inneholde instruksjoner for implementering av fremgangsmåten beskrevet ovenfor. Dette dataprogrammet kan lagres på et tradisjonelt medium, slik som en CD-ROM, en harddisk eller andre typer minne, potensielt delt.

Den seismiske prospekteringsenheten kan omfatte en eller flere kabler forsynt med sensorer, slik som kabelen 110, og en beregningsenhet for utviklingen av kabelen 110 i vannet, som er begrenset av en maksimalsporkurvaturverdi i vannet og ved et maksimalavviksverdi relativ til en ønsket rute i den terrestriske referanserammen, idet ruten er gjenstand for en maksimalhastighetsverdi relativ til den terrestriske referanserammen. I særdeleshet, er enheten spesielt tilpasset til implementeringen av fremgangsmåten beskrevet tidligere.

En slik enhet har en lengre levetid enn de seismiske prospekteringssystemer i kjent teknikk, siden færre påkjenninger er påført kabelen. Videre bruker enheten mindre energi. Kabelen kan også være forsynt med to droner som er forbundet til én ende av kabelen. Kabelen kan også leveres med ballaster.

Anordningen kan omfatte flere kabler tilpasset for å holdes i en kvasistasjonær posisjon hovedsakelig parallelt med hverandre, hver på den måte som beskrevet ovenfor. Kablene er imidlertid fortrinnsvis i stand til å utvikle seg fritt i forhold til hverandre, slik at ingen festemidler slik som paravaner hindrer den langsgående bevegelse av enheten.

Figur 18 viser et toppriss av anordningen 100 med et mangfold av kabler 110, som er hovedsakelig parallelle. Dessuten viser figur 18 det følgende med en seismisk kilde 212 til en linje 200 hovedsakelig vinkelrett til kablene 110 som fortrinnsvis passerer hovedsakelig på en midt M av kablene. Linjen 200 har punkter 210 hvorfra den seismiske kilden 212 skyter mens den følger linjen 200. Punktene 215 representerer (i den terrestriske referanserammen) tidligere avfyringer mens den fulgte linjen 200, retningen av bevegelsen av kablene blir langs pilen 216 i den terrestriske referanserammen. Figur 19 viser et eksempel på en feedbackloop av bevegelsen til kabelen. I dette eksemplet, blir kabelen gjenstand for en havstrøm og bevegelsen av kabelen og vannet utligner (eng.: offsets) strømmen. I eksemplet, er bevegelsen av kabelen gjenstand for strømmen. I eksemplet, er kabelen også forsynt med to droner, hver koblet til én ende av kabelen, betegnet "drone 1" og "drone 2" i figur 19. Bevegelsen av kabelen følger en feedbackloop omfattende en algoritme 199 som bruker følgende parametere som input:

• posisjonen (190 og 191) for hver drone, innhentet fra GPS,

• den ønskede målposisjonen 192 fått fra den ønskede ruten,

• en beregnet posisjon 193 til midten av kabelen M, innhentet fra GPS, akustisk, dybdesensorer og kompass,

• et vannhastighet 194 av kabelen målt ved Dopplersonde,

• en prediksjon 195 av havstrømmen,

• en gjeldende retning 196 av hver drone, og

• den gjeldende spenningen 197 som utøves av hver drone på kabelen.

Som utganger 200, gir algoritmen 199 en ny retning for hver drone og ny spenning som skal utøves av hver drone på kabelen. Algoritmen kan bli valgt blant de algoritmer kjent av fagfolk innen teknikken. Endret Kravsett

Claims

KRAV

1. Fremgangsmåte for seismisk prospektering i et akvatisk medium ved hjelp av en anordning som omfatter minst én seismisk kabel (110) som er forsynt med sensorer (106) og minst én seismisk kilde (212) som beveger seg, omfattende de følgende trinn: - bevege kabelen i vannet ved å bruke to droner (102), plassert ved hver sin ende av kabelen og som vedlikeholder strekket i kabelen som holder kabelen i en kvasi-stasjonær eller stasjonær posisjon, bevegelsen av kabelen begrenses ved å minimere avviket for kabelen i forhold til en ønsket rute i en terrestrisk referanseramme, bevegelsen av kabelen er også begrenset av en maksimal sporkurvaturverdien i vannet, og , på samme tid,

- bevege den seismiske kilden, generere seismiske bølger via den seismiske kilden, og føle refleksjonene av de seismiske bølgene med kabelen,

k a r a k t e r i s e r t v e d at:

ved et øyeblikk når kabelen beveges, setter en av de to dronene kabelen i bevegelse ved å orientere retningen ved å trekke i en første retning, mens den andre dronen trekker i en andre retning for å opprettholde et minimum strekk i kabelen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori kabelen utsatt for en havstrøm og bevegelsen av kabelen i vannet motvirker strømmen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, hvori ruten underlagt en maksimal hastighetsverdi i forhold til den terrestriske referanserammen, og den maksimale hastighetsverdien er mindre enn 1 knop, fortrinnsvis mindre enn 0,5 knop, fortrinnsvis mindre enn 0,2 knop.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 3, hvori anordningen omfatter flere kabler hovedsakelig parallelle til hverandre gjennom hele fremgangsmåten.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvori innretningen omfatter mellom 15 og 25 kabler, fortrinnsvis 20 kabler, kabelen har fortrinnsvis en lengde på mellom 1 og 20 km, fortrinnsvis mellom 2 og 6 km, fortrinnsvis omtrent 4 km, eller mellom 6 og 14 km, fortrinnsvis omtrent 8 km, idet kablene er separert fra hverandre ved en avstand som ligger mellom 100 og 1000 m, fortrinnsvis mellom 200 og 800 m, fortrinnsvis mellom 350 og 450 meter.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 5, hvori den ønskede ruten omfatter en posisjon for terrestriske referanseramme som er fast for en tidsperiode.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvori bevegelsen av den seismiske kilden omfatter å følge en linje hovedsakelig vinkelrett på kabelen og som fortrinnsvis passerer hovedsakelig på midten kabelen, tidsperioden er i det vesentlige lik varigheten av følgingen av linjen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, hvori ruten omfatter andre posisjoner av den terrestriske referanserammen, idet hver annen posisjon fast for en respektiv tidsperiode, og bevegelsen av den seismiske kilden omfatter å følge linjen for den respektive tidsperioden, hver respektive tidsperiode er hovedsakelig lik varigheten av følgingen av linjen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvori ruten også omfatter langsgående bevegelser av kabelen mellom de faste posisjonene av den terrestriske referanserammen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvori bevegelsen av den seismiske kilden omfatter å følge flere linjer hovedsakelig vinkelrett på kabelen, tidsperioden er i det vesentlige lik varigheten av følgingen av linjene.

11. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 5, hvori den ønskede ruten er en rett linje.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvori bevegelsen av den seismiske kilden omfatter, flere ganger, å følge en linje hovedsakelig vinkelrett på kabelen og som fortrinnsvis passerer hovedsakelig på midten av kabelen.

13. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 5, hvori ruten omfatter sideveis bevegelsen av kabelen i forhold til den terrestriske referanserammen.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvori bevegelsen av den seismiske kilden omfatter sporet av linjer hovedsakelig parallelle til kabelen, hvor linjene er mellom to sentrale kabler av anordningen.

15. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 14, hvori den maksimale kurvaturen avhenger av lengden av kabelen og vannhastigheten.

16. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 15, omfattende å måle vannhastigheten.

17. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 16, hvori de to dronene alternerer med å sette kabelen i bevegelse.

18. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 17, ytterligere omfattende, før trinnet med å flytte kabelen, følgende trinn:

- tilveiebringe prediksjonsverdier for sjøstrømmen;

- bestemme et teoretisk spor til kabelen i vannet nøyaktig tilsvarer den ønskede ruten, som en funksjon av prediksjonsverdiene til sjøstrømmen;

- bestemme et faktisk spor for kabelen i vannet ved tilnærming av det teoretiske sporet mens avviket mellom den faktiske spor og det teoretiske sporet minimeres, idet minimeringen begrenses av den maksimale krumningen; og bevegelsen av kabelen i vann følger det faktiske sporet.

19. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 18, hvori trinnet for å bevege kabelen i vannet omfatter følgende undertrinn:

- tilveiebringe, i sanntid, en ønsket målposisjon fra den ønskede ruten;

- flytting mot målposisjonen, idet bevegelsen begrenses av den maksimale krumningen; og de to undertrinn for tilveiebringing og flytting blir gjentatt.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, hvor bevegelsen mot målposisjonen omfatter et trinn med å projisere målposisjonen på kabelen og et trinn med å beregne en maksimal retning begrenset av den maksimale krumningsverdien og hastigheten av kabelen i vannet.

21. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 18 til 20, omfattende:

- en første seismisk prospekteringsfase ifølge krav 18, og

- en andre seismisk prospekteringsfase ifølge krav 19 eller krav 20.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, omfattende veksling mellom den første fasen og den andre fasen som en funksjon av de tilgjengelige prediksjonsverdier og / eller et avvik med hensyn til målposisjonen.

23. En seismisk prospekteringsanordning, omfattende:

- minst en kabel (110) som er forsynt med sensorer (106) og to droner (102), plassert ved hver sin ende av kabelen for å flytte kabelen og vedlikeholde strekket i kabelen som holder kabelen i en kvasi-stasjonær eller stasjonær posisjon;

- en beregningsenhet for å bestemme bevegelsen av kabelen i vannet, bevegelsen av kabelen begrenses ved minimering av avviket av kabelen i forhold til en ønsket rute i den terrestriske referanserammen, bevegelsen av kabelen er også begrenset av en maksimal sporkrumningsverdi i vannet,

k a r a k t e r i s e r t v e d at:

24. Anordningen ifølge krav 23, hvori kabelen også er forsynt med , ballaster (104).

25. Anordningen ifølge et av kravene 23 til 24, som også omfatter midler for å måle vannhastigheten til kabelen.

26. Anordningen ifølge et av kravene 23 til 25, hvori kabelen har en lengde fortrinnsvis mellom 1 og 20 km, fortrinnsvis mellom 2 og 6 km, fortrinnsvis omtrent 4 km, eller mellom 6 og 14 km, fortrinnsvis omtrent 8 km.

27. Anordningen ifølge et av kravene 23 til 26, som omfatter flere kabler som er i stand til å bli satt i fri bevegelse med hensyn til hverandre.

28. Fremgangsmåte for å plassere ut, i et akvatisk medium, en anordning omfattende minst en seismisk kabel (110) som er forsynt med sensorer (106), omfattende et trinn bestående av å flytte kabelen i vannet ved å bruke to droner (102), plassert ved hver sin ende av kabelen og som vedlikeholder strekket i kabelen, bevegelsen av kabelen minimerer avviket til kabelen i forhold til en ønsket rute i den terrestriske referanserammen, bevegelsen av kabelen er også begrenset av en maksimal sporkurvaturverdi i vannet

k a r a k t e r i s e r t v e d at:

29. Fremgangsmåte ifølge krav 28, hvori den ønskede ruten omfatter en posisjon for den terrestriske referanserammen som er fast for en tidsperiode.

30. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 28 eller 29, hvori kabelen utsatt for en havstrøm og bevegelsen av kabelen i vannet motvirker strømmen.

31. Fremgangsmåte ifølge krav 30, hvori bevegelsen av kabelen underlegges strømmen.

32. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst et av kravene 1 til 22 eller 28 til 31, hvori , bevegelsen av kabelen følger en feedbackloop omfattende en algoritmen som bruker som input en posisjon for hver drone, en ønsket målposisjon fra den ønskede ruten, en beregnet posisjon for midten av kabelen, en målt vannhastighet av kabelen, en prediksjon av havstrømmen, en gjeldende retning til hver drone og / eller et gjeldende strekk som utøves av hver drone på kabelen, og algoritmen som tilveiebringer, som output, en ny retning for hvert drone og / eller et nytt strekk som skal utøves av hver drone på kabelen.