NO830358L

NO830358L - DEVICE FOR A HYDROPHONE CABLE FOR MARINE SEISM STUDIES

Info

Publication number: NO830358L
Application number: NO830358A
Authority: NO
Inventors: Boerre B Ulrichsen
Original assignee: Kongsberg Vaapenfabrik Corp Bu
Priority date: 1983-02-02
Filing date: 1983-02-02
Publication date: 1984-08-03
Also published as: JPS60500383A; EP0134804A1; WO1984003153A1

Description

Anordning ved en " hydrofonkabel for marinseismiske undersøkelser Arrangement by a " hydrophone cable for marine seismic surveys

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved en hydrofonkabel som er innrettet for marin-seismiske under-søkelser og slepes gjennom vann etter et fartøy, idet kabelen omfatter organer til å detektere ekkosignaler fra sjøbunnen og forskjellige lag under bunnflaten. The present invention relates to a device for a hydrophone cable which is arranged for marine seismic surveys and is towed through water after a vessel, the cable comprising organs for detecting echo signals from the seabed and various layers below the bottom surface.

Slike hydrofonkabler som benyttes i forbindelse med seismiske metoder for kartlegging av mulige hydrokarbonfore-komster under sjøbunnen, kan være ca. 3000 meter lange og slepes i en dybde av ca. 10 meter. Etter fartøyet blir der på en avstand av f.eks. ca. 100 meter også slept såkalte luft-kanoner, idet luftkanonene avfyrer skudd ifølge et passende program. De lydbølger som sendes ut fra luftkanonene, blir reflektert fra de gjenstander de måtte støte på under vann samt fra sjøbunnen og forskjellige lag under denne. Ekkosignalene som kommer tilbake til hydrofonkabelen, blir detektert av en rekke hydrofoner som er anordnet langs kabelen, og som etter passende omforming overfører ekkosignalene via kabelen til en passende bearbeidningsinnretning ombord i slepefartøyet. Such hydrophone cables, which are used in connection with seismic methods for mapping possible hydrocarbon deposits under the seabed, can be approx. 3,000 meters long and towed at a depth of approx. 10 meters. After the vessel, at a distance of e.g. about. 100 meters also towed so-called air cannons, as the air cannons fire shots according to a suitable program. The sound waves emitted from the air cannons are reflected from the objects they encounter underwater as well as from the seabed and various layers below it. The echo signals that return to the hydrophone cable are detected by a number of hydrophones which are arranged along the cable, and which, after suitable transformation, transmit the echo signals via the cable to a suitable processing device on board the towing vessel.

De seismiske metoder kan utføres ved at der skytes linjer som kan ha en innbyrdes avstand på ca. 50 m, og interval-lene mellom skuddene fra luftkanonene svarer til en avstand på ca. 25 meter, slik at man derved oppnår et meget finmasket rutenett. The seismic methods can be carried out by shooting lines which can have a mutual distance of approx. 50 m, and the intervals between the shots from the air cannons correspond to a distance of approx. 25 metres, so that a very finely meshed grid is thereby achieved.

Foruten å omfatte organer til å detektere ekkosignaler fra vannbunnen og forskjellige lag under denne omfatter også hydrofonkabelen en flerhet av kompasser som indikerer hvilken form kabelen har under slepeoperasjonen, og som således utgjør referansepunkter for den linje som en sveipeoperasjon skal refereres til. Imidlertid er slike kompasser beheftet med en del ulemper, idet kompassenes retningsindikasjon kan gi betydelige feil i og med at hydrofonkabelen har en betydelig utstrekning. Dessuten er gjerne kompasseksjonene av kabelen betydelig større i diameter enn selve kabelen og vil derfor i seg selv kunne generere støy. Videre nødvendiggjør kompassene et betydelig antall ekstra forbindelser i kabelen, noe som i seg selv er ugunstig. Videre er selve kalibreringsrutinen for kompassene meget omstendelig, og det er ikke uvanlig at det kan ta flere døgn for gjennomføring av kalibreringen og få samtlige kompasseksjoner til å virke. Dersom der benyttes magnetkompass, kan disse lett forstyrres av magnetiske felter som kan opptre under selve oppmålingsarbeidet. In addition to including organs for detecting echo signals from the waterbed and various layers below it, the hydrophone cable also includes a plurality of compasses which indicate the shape of the cable during the towing operation, and which thus constitute reference points for the line to which a sweep operation must be referred. However, such compasses are subject to a number of disadvantages, as the direction indication of the compasses can cause significant errors due to the fact that the hydrophone cable has a considerable extent. In addition, the compass sections of the cable are often significantly larger in diameter than the cable itself and will therefore in themselves be able to generate noise. Furthermore, the compasses necessitate a significant number of additional connections in the cable, which in itself is disadvantageous. Furthermore, the actual calibration routine for the compasses is very laborious, and it is not uncommon for it to take several days to carry out the calibration and get all the compass sections to work. If magnetic compasses are used, these can easily be disturbed by magnetic fields that may occur during the actual surveying work.

Ved slike kjente magnetkompass-hydrofonkabler har man heller ingen direkte visuell indikasjon på kabelens posisjon annet enn en akterbøye som slepes fritt i vilkårlig posisjon ca. 200-300 meter etter enden av hydrofonkabelen. With such known magnetic compass-hydrophone cables, there is also no direct visual indication of the cable's position other than a stern buoy which is towed freely in an arbitrary position approx. 200-300 meters after the end of the hydrophone cable.

Der er vurdert andre og mer pålitelige og stabile ret-ningsreferanser enn magnetkompasser, f.eks. gyrokompasser, men disse er ikke kommet til kommersiell anvendelse, idet de for-ventes å utgjøre en fordyrende del av hydrofonkabelen. Other and more reliable and stable direction references than magnetic compasses have been considered, e.g. gyrocompasses, but these have not come into commercial use, as they are expected to form an expensive part of the hydrophone cable.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger således den oppgave å komme frem til en anordning ved en hydrofonkabel som med enklere og rimeligere midler kan fastlegge hydrofonkabelens posisjon, idet deteksjonen av hydrofonkabelens posisjon er viktig ikke bare under selve seilingen av opp-målingslinjene, men også under vendeprogrammene etter endt linje, hvor man ofte må kjøre betydelige ekstra distanser før man går inn på en ny linje for å sikre at kabelen har en mest mulig rett fasong. The present invention is thus based on the task of coming up with a device for a hydrophone cable which can determine the hydrophone cable's position with simpler and less expensive means, as the detection of the hydrophone cable's position is important not only during the actual sailing of the survey lines, but also during the turning programs after the end of a line, where you often have to drive considerable extra distances before entering a new line to ensure that the cable has the most straight shape possible.

Oppgaven løses ifølge oppfinnelsen ved en anordning som erkarakterisert vedat den omfatter et transmisjonssystem som er innrettet til å bestemme hydrofonkabelens posisjon, According to the invention, the task is solved by a device which is characterized in that it comprises a transmission system which is designed to determine the position of the hydrophone cable,

og som omfatter transmisjonselementer anordnet utenfor selve hydrofonkabelen. and which include transmission elements arranged outside the hydrophone cable itself.

Ved bruk av et slikt transmisjonssystem kan man oppnåBy using such a transmission system, one can achieve

en rimeligere og mer direkte målemetode, hvilket innebærer betydelig reduserte utstyrsomkostninger, spesielt sammenlignet med den type kompasseksjoner som benyttes idag. Samtidig kan man ved et transmisjonssystem hvor transmisjonselementene er anordnet utenfor selve hydrofonkabelen, oppnå betydelig stø-rre operative sikkerheter. Ved hjelp av transmisjonssystemet kan man foruten å få en bedre informasjon om hydrofonkabelens plassering og form til enhver tid, også innlemme posisjons-signalene i manøvreringsoperasjonen av fartøyet under snuopera-sjonen. Sluttelig kan man la det foreslåtte transmisjonssystem samarbeide med organer som tjener til innretting av kabelens a less expensive and more direct measurement method, which entails significantly reduced equipment costs, especially compared to the type of compass sections used today. At the same time, with a transmission system where the transmission elements are arranged outside the hydrophone cable itself, significantly greater operational safety can be achieved. With the help of the transmission system, in addition to getting better information about the location and shape of the hydrophone cable at all times, the position signals can also be incorporated into the maneuvering operation of the vessel during the turning operation. Finally, the proposed transmission system can be allowed to cooperate with bodies that serve to align the cable

form både under linjesveipingen og snuoperasjonene. form both during the line sweep and the turning operations.

Transmisjonselementene som inngår i det foreslåtte trans-mis j onssystem , kan enten være fast forankret, eller de kan være anordnet på legemer som flyter mer eller mindre fritt i vannet. I det sistnevnte tilfelle kan da legemene som bærer transmisjonselementene, ha forbindelse med et sammenhengende forbindelsesorgan som letter innsamlingen av legemene etter en måleperiode. The transmission elements included in the proposed transmission system can either be firmly anchored, or they can be arranged on bodies that float more or less freely in the water. In the latter case, the bodies that carry the transmission elements can be connected with a continuous connecting means that facilitates the collection of the bodies after a measurement period.

Alternativt kan de transmisjonselementer som tjenerAlternatively, they can serve as transmission elements

til overføring av posisjonssignaler til eller fra hydrofonkabelen, være anordnet på ett eller flere legemer som slepes etter fartøyet, idet legemene slepes enkeltvis eller i grupper, samtidig som legemene hovedsakelig ligger på rett linje. for the transmission of position signals to or from the hydrophone cable, be arranged on one or more bodies that are towed behind the vessel, the bodies being towed individually or in groups, at the same time that the bodies lie mainly in a straight line.

Ved en alternativ utførelsesform kan legemene som bærer transmisjonselementene, være festet til eller utgjøres av en separat slepeline med forholdsvis liten diameter, idet slepelinen er utført med strekkeorganer for oppnåelse av et tilnærmet rett forløp. In an alternative embodiment, the bodies that carry the transmission elements can be attached to or be made up of a separate tow line with a relatively small diameter, the tow line being made with tensioning means to achieve an approximately straight course.

Slepelinen med de transmisjonselement-bærende legemer kan da strekke seg i minst hele hydrofonkabelens lengde. The tow line with the transmission element-carrying bodies can then extend for at least the entire length of the hydrophone cable.

Det skal forstås at selve slepelinen kan være innrettet til overføring av hovedsakelig longitudinale akustiske bølger som oppfanges av hydrofonkabelen. It should be understood that the towline itself can be arranged to transmit mainly longitudinal acoustic waves which are picked up by the hydrophone cable.

Det skal også forstås at transmisjonselementene kan omfatte organer til å motta posisjoneringssignaler som blir avgitt fra signalelementer i hydrofonkabelen. It should also be understood that the transmission elements may include means for receiving positioning signals which are emitted from signal elements in the hydrophone cable.

Det skal videre forstås at sending av posisjonspulser kan foregå til eller fra fartøyet, f.eks. via radio eller radar, og man oppnår da et elektromagnetisk posisjonerings-system som arbeider uavhengig av det seismiske hydrofonsystem. De transmisjonselementer som indikerer kabelens posisjon, kan f.eks. utgjøres av f.eks. reflektorer som er festet til slepelinen eller med passende mellomrom festet til hydrofonkabelen og svever over denne i eller nær overflaten ved hjelp av passende oppdriftslegemer. It should also be understood that the sending of position pulses can take place to or from the vessel, e.g. via radio or radar, and you then achieve an electromagnetic positioning system that works independently of the seismic hydrophone system. The transmission elements that indicate the cable's position can e.g. consists of e.g. reflectors attached to the towline or at suitable intervals attached to the hydrophone cable and suspended above it in or near the surface by means of suitable buoyancy devices.

Posisjonen av reflektorene kan da bestemmes ved antenner montert f.eks. på selve fartøyet eller på paravaner slept ut fra fartøyet. The position of the reflectors can then be determined by antennas mounted e.g. on the vessel itself or on paravanes towed from the vessel.

Eventuelt kan reflektorenes posisjon bestemmes ved et system svevende over hydrofonkabelen, f.eks. trådstyrt fra fartøyet. Optionally, the position of the reflectors can be determined by a system floating above the hydrophone cable, e.g. wire controlled from the vessel.

De ovenfor beskrevne utførelsesformer for bestemmelseThe above-described embodiments of determination

av hydrofonkabelens posisjon kan på en enkel måte tilpasses et adaptivt reguleringssystem for manøvrering av både fartøy og hydrofonkabel, slik at man oppnår en mest mulig gunstig total-posisjon til enhver tid for dekning av måleområdet og total målenøyaktighet. of the hydrophone cable's position can be easily adapted to an adaptive control system for maneuvering both vessel and hydrophone cable, so that the most favorable total position is achieved at all times for coverage of the measurement area and total measurement accuracy.

Signalene fra transmisjonssystemet kan passende brukes til å påvirke manøvreringen av fartøyet og/eller påvirke et organ på fartøyet som kan beveges i forhold til dette, eller påvirke organer som er anordnet langs hydrofonkabelen og på denne måte innrette kabelens posisjon i forhold til fartøyet. The signals from the transmission system can suitably be used to influence the maneuvering of the vessel and/or to influence an organ on the vessel that can be moved in relation to this, or to influence organs arranged along the hydrophone cable and in this way adjust the position of the cable in relation to the vessel.

Dersom organene som påvirker hydrofonkabelen, skal danne en så liten støykilde for hydrofonsystemet som mulig, kan disse organer passende påvirkes i intervaller hvor hydrofonkabelen er tilnærmet inaktiv med hensyn til detektering av ekkosignaler. If the organs that influence the hydrophone cable are to form as small a noise source for the hydrophone system as possible, these organs can be suitably influenced in intervals where the hydrophone cable is virtually inactive with regard to the detection of echo signals.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen som i skisseform viser forskjellige utførelsesformer for den foreliggende, oppfinnelse. Fig. 1 viser skjematisk en flerhet av utførelsesformer for anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse inngår. Fig. 2 er likeledes en skisse over ytterligere ut-førelsesf ormer for anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse . Fig. 3 viser i skisseform ytterligere utførelsesformer for anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 er en skisse over ytterligere utførelsesformer for den foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 er en skisse som viser hvordan hydrofonkabelen kan påvirkes i samvirke med den foreliggende anordning. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the drawing, which shows in sketch form various embodiments of the present invention. Fig. 1 schematically shows a plurality of embodiments of the device according to the present invention. Fig. 2 is likewise a sketch of further embodiments of the device according to the present invention. Fig. 3 shows in outline form further embodiments of the device according to the present invention. Fig. 4 is a sketch of further embodiments of the present invention. Fig. 5 is a sketch showing how the hydrophone cable can be influenced in cooperation with the present device.

På fig. 1 betegner 1 et fartøy som beveger seg på overflaten av en større vannansamling for rekognosering av vann-samlingens bunn og områder nedenfor denne, idet fartøyet 1 etter seg sleper en hydrofonkabel 2 som kan ha en total utstrekning på f.eks. ca. 3000 meter. Kabelen 2 slepes fortrinnsvis ved en dybde på ca. 10 meter, idet man søker å opprettholde en jevn dybde ved hjelp av f.eks. aktive finner som styrer kabelen i høyderetningen, samtidig som kabelens egenvekt kan justeres på den ene side ved hjelp av den parafintype som brukes til fylling av kabelen, og på den annen side ved ballast, f.eks. In fig. 1 denotes a vessel which moves on the surface of a larger body of water for reconnaissance of the bottom of the body of water and areas below it, as the vessel 1 tows behind it a hydrophone cable 2 which can have a total extent of e.g. about. 3000 meters. The cable 2 is preferably towed at a depth of approx. 10 metres, seeking to maintain a uniform depth by means of e.g. active fins that guide the cable in the height direction, while the specific weight of the cable can be adjusted on the one hand by the type of kerosene used to fill the cable, and on the other hand by ballast, e.g.

i form av omviklede blyplater.in the form of wrapped lead plates.

Etter fartøyet slepes der også et par sett med luftka-noner 3a, 3b, idet disse er innrettet til å bli avfyrt i hen-hold til et visst program for utsendelse av lydbølger som sprer seg mot sjøbunnen for å bli reflektert fra denne og forskjellige geologiske lag under bunnen. De reflekterte lydbølger eller ekkosignalene blir oppfanget av hydrofoner som er montert i hydrofonkabelen 2, og signaler fra disse hydrofoner føres gjennom hydrofonkabelen til et kombinert lagrings- og regnean-legg ombord i fartøyet for videre bearbeiding til passende verdier som gir et bilde av sjøbunnen og dennes formasjoner. A pair of air cannons 3a, 3b are also towed behind the vessel, as these are arranged to be fired in accordance with a certain program for sending out sound waves that spread towards the seabed to be reflected from this and various geological layers under the bottom. The reflected sound waves or echo signals are picked up by hydrophones mounted in the hydrophone cable 2, and signals from these hydrophones are passed through the hydrophone cable to a combined storage and computing facility on board the vessel for further processing into suitable values that provide an image of the seabed and its formations.

For å kunne oppnå så nøyaktig resultat som mulig erIn order to achieve as accurate a result as possible

det av største betydning å vite hvor de forskjellige hydrofon-posisjoner på hydrofonkabelen 2 befinner seg i forhold til fartøyet og luftkanonsettene 3a, 3b som befinner seg f.eks. ca. 100 meter etter fartøyet 1. Spesielt er denne nøyaktighet av stor betydning i de tilfeller hvor de linjer som hydrofonkabelen 2 skal føres over, ligger så tett som 50 meter, og hvor luftkanonene avfyres med 25 meters intervall under utførelse av såkalt tre-dimensjonal seismikk. it is of the greatest importance to know where the various hydrophone positions on the hydrophone cable 2 are located in relation to the vessel and the air cannon sets 3a, 3b which are located e.g. about. 100 meters after the vessel 1. In particular, this accuracy is of great importance in cases where the lines over which the hydrophone cable 2 is to be routed are as close as 50 metres, and where the air cannons are fired at 25 meter intervals during the execution of so-called three-dimensional seismic.

På fig. 1 er der som en første utførelsesform for et transmisjonssystem til overvåkning av posisjonen av hydrofonkabelen 2 vist en forholdsvis tynn stålvaier 4 som fortrinnsvis har en noe lenger utstrekning enn selve hydrofonkabelen 2. Hensiktsmessig kan stålvaieren 4 forsynes med en bremseplate 5 eller en passende form for styrt bremseinnretning som tjener til å holde vaieren i mest mulig rett form under slepeoperasjonen. In fig. 1, as a first embodiment of a transmission system for monitoring the position of the hydrophone cable 2, a relatively thin steel cable 4 is shown, which preferably has a somewhat longer extent than the hydrophone cable 2 itself. The steel cable 4 can be suitably provided with a brake plate 5 or a suitable form of guide braking device that serves to keep the wire in as straight a shape as possible during the towing operation.

Ved en første utnyttelse av den tynne stålvaier 4 kan denne utgjøre bærer for hovedsakelig longitudinelle mekaniske lydbølger som genereres ved festepunktet til fartøyet 1, idet de akustiske bølger eller pulser som følger vaieren 4 vil kunne registreres av hydrofonene i hydrofonkabelen 2, siden av-standene mellom vaieren og hydrofonkabelen i største fall van- In a first use of the thin steel cable 4, this can form a carrier for mainly longitudinal mechanical sound waves that are generated at the attachment point of the vessel 1, as the acoustic waves or pulses that follow the cable 4 will be able to be registered by the hydrophones in the hydrophone cable 2, since the distances between the wire and the hydrophone cable in most cases

ligvis dreier seg om ca. 100 meter.probably involves approx. 100 meters.

Eventuelt kan bremseinnretningen eller platen 5 vedOptionally, the braking device or the plate 5 at

den frie ende av vaieren 4 være styrt slik at den ikke nødven-digvis befinner seg i en forlengelse av skipets senterlinje, men kan være svingt ut i nærheten av mikrofonkabelen slik at signalkommunikasjonen mellom vaieren 4 og hydrofonkabelen 2 forsterkes. I og med at vaieren 4 er forholdsvis tynn og holdes i strekk, kan vaierens avdrift gjøres svært liten, men den bør i forbindelse med bruken av akustiske transmisjonssignaler slepes i undervannsstilling, slik at signalkommunika- the free end of the wire 4 be guided so that it is not necessarily located in an extension of the ship's centreline, but can be swung out near the microphone cable so that the signal communication between the wire 4 and the hydrophone cable 2 is amplified. As the wire 4 is relatively thin and is kept in tension, the drift of the wire can be made very small, but in connection with the use of acoustic transmission signals it should be towed in an underwater position, so that signal communication

sjonen med mikrofonkabelen gjøres så gunstig som mulig ved samtidig reduksjon av bølgestøy. Avstanden mellom vaieren 4 og kabelen 2 bør avpasses slik at der ikke oppstår interferens mellom de organer som inngår i det foreliggende transmisjonssystem og hydrofonkabelen. tion with the microphone cable is made as favorable as possible by simultaneously reducing wave noise. The distance between the wire 4 and the cable 2 should be adjusted so that interference does not occur between the organs that are included in the present transmission system and the hydrophone cable.

Som et alternativ til utsendelse av mekaniske pulser langs vaieren 4 kan der på denne monteres små signalgivere 6 som fortrinnsvis kan initieres fra fartøyet, f.eks. i de perioder hvor ekkolydbølger fra bunnen ligger på et forholdsvis inaktivt nivå, slik at avstanden mellom signalgiverne 6 på vaieren 4 og de tilsvarende hydrofoner på hydrofonkabelen 2, kan detekteres. As an alternative to sending out mechanical pulses along the wire 4, small signal transmitters 6 can be mounted on this which can preferably be initiated from the vessel, e.g. in the periods where echo sound waves from the bottom are at a relatively inactive level, so that the distance between the signal transmitters 6 on the wire 4 and the corresponding hydrophones on the hydrophone cable 2 can be detected.

Det skal forstås at akustiske signalgivere også kan plasseres i hydrofonkabelen samtidig som signaler fra disse registreres i passende mottagere i elementer anordnet på vaieren 4. Imidlertid kan det være hensiktsmessig å utnytte eksi-sterende hydrofongrupper i hydrofonkabelen 2, hvilket innebærer en fordel ved signalkilder i systemer utenom hydrofonkabelen 2 . It should be understood that acoustic signal generators can also be placed in the hydrophone cable at the same time that signals from these are recorded in suitable receivers in elements arranged on the wire 4. However, it may be appropriate to utilize existing hydrophone groups in the hydrophone cable 2, which implies an advantage for signal sources in systems apart from the hydrophone cable 2 .

Enda en annen utførelsesform for en anordning som omfatter et transmisjonssystem som er innrettet til å bestemme hydrofonkabelens posisjon, og som omfatter transmisjonselementer anordnet utenfor selve hydrofonkabelen 2, er vist på fig. 1 Yet another embodiment of a device comprising a transmission system which is designed to determine the position of the hydrophone cable, and which comprises transmission elements arranged outside the hydrophone cable 2 itself, is shown in fig. 1

i form av transpondere 7a, 7b som slepes på paravaner som strekker seg ca. 200-300 meter bak skipet under dannelse av en vinkel på ca. 45°. Signaler fra transponderne 7a, 7b vil med passende mellomrom bli oppfanget av hydrofonene i hydrofonkabelen 2 og styrkeforholdet og formen av de signaler som mottas av hydrofon- in the form of transponders 7a, 7b which are towed on paravanes that extend approx. 200-300 meters behind the ship while forming an angle of approx. 45°. Signals from the transponders 7a, 7b will be picked up at appropriate intervals by the hydrophones in the hydrophone cable 2 and the strength ratio and shape of the signals received by the hydrophone

kabelen 2, vil gi et bilde av den form og beliggenhet kabelen har i forhold til slepefartøyet 1. Lengden av paravanlinene må her avpasses slik at man oppnår best mulig signal/støyforhold, idet lengre paravanliner kan gi kortere signalvei til hydrofonene i hydrofonkabelen, men bringer støykildene nærmere disse. cable 2, will give an image of the shape and location of the cable in relation to the towing vessel 1. The length of the paravan lines must here be adjusted so that the best possible signal/noise ratio is achieved, since longer paravan lines can provide a shorter signal path to the hydrophones in the hydrophone cable, but bring the noise sources closer to these.

Det skal forstås av de ovenfor omtalte utførelsesformer for et transmisjonssystem hvor transmisjonselementene er anordnet utenfor selve hydrofonkabelen, skal opereres med signal-frekvenser og -typer som gjør dem lett gjenkjennbare i regis-treringsbildet fra hydrofonene. It is to be understood from the above-mentioned embodiments of a transmission system where the transmission elements are arranged outside the hydrophone cable itself, to be operated with signal frequencies and types that make them easily recognizable in the registration image from the hydrophones.

På fig. 2 er der vist en alternativ utførelse av anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Her betegner som før 1 et fartøy som etter seg sleper en hydrofonkabel 2. Signalkommunikasjonen til hydrofonkabelen 2 er her foreslått utført ved hjelp av fritt flytende bøyer 8a-8n som foruten å være utført med hydroakustiske transpondere også er utført med radar-reflektorer. Bøyene slippes ut fra fartøyet når dette passerer over det område som skal undersøkes, og bøyene vil selvsagt drive av for strøm, vind og bølger, men vil ikke gi opphav til støy. Transponderne i flytebøyene kan være innrettet til utsendelse av hydroakustiske signaler i., gitte perioder, fortrinnsvis i perioder hvor registreringen av ekkosignaler ikke er kritisk. In fig. 2 shows an alternative embodiment of the device according to the present invention. Here, as before, 1 denotes a vessel that tows a hydrophone cable 2. The signal communication to the hydrophone cable 2 is here proposed to be carried out using free-floating buoys 8a-8n which, in addition to being carried out with hydroacoustic transponders, are also carried out with radar reflectors. The buoys are released from the vessel when it passes over the area to be investigated, and the buoys will naturally drift away from current, wind and waves, but will not give rise to noise. The transponders in the floating buoys can be arranged to transmit hydroacoustic signals in given periods, preferably in periods where the recording of echo signals is not critical.

Dersom man slipper ut bøyer med en avstand på ca. 500 meter, vil man med et tyvetalls bøyer kunne dekke ca. 10 km seilingslinje i et seismisk oppmålingsnett. If you release buoys with a distance of approx. 500 metres, with twenty buoys you will be able to cover approx. 10 km sailing line in a seismic survey network.

Bøyene kan fordelaktig være forbundet ved hjelp av et tau 8' som passende kan gli gjennom et øye i bøyens stamme helt til hydrofonkabelen har passert. Deretter kan bøyene samles inn i en gruppe og hales inn under vendemanøveren for en ny seismisk linje. I denne vendeperiode kan signalorganene i bøy-ene eventuelt reenergiseres dersom dette er påkrevet. The buoys can advantageously be connected by means of a rope 8' which can conveniently slide through an eye in the stem of the buoy until the hydrophone cable has passed. The buoys can then be gathered into a group and hauled in during the turning maneuver for a new seismic line. During this turning period, the signaling devices in the buoys can possibly be re-energized if this is required.

Det skal forstås at et tilsvarende system kan omfatte transpondere som istedenfor å flyte på overflaten av vannet blir sluppet ned på sjøbunnen til kjente bunnposisjoner for derfra å avgi signaler til hydrofonkabelen. Etter bruk kan transponderne samles sammen ved hjelp av en line og fraktes opp til slepefartøyet. It should be understood that a similar system can include transponders which, instead of floating on the surface of the water, are dropped onto the seabed to known bottom positions from where they transmit signals to the hydrophone cable. After use, the transponders can be collected together using a line and transported up to the towing vessel.

Enda en variant av transmisjonssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse er vist på fig. 3, hvor reflektorer f.eks. i form av lette gassfylte ballonger 9a-9n er festet til hydrofonkabelen 2 som også her slepes etter et fartøy 1. Ballongene 9a-9n er festet til hydrofonkabelen 2 ved hjelp av tynne, lette liner, slik at ballongene kan slepes i overflatestilling eller i god høyde over vannflaten dersom dette er ønskelig. Another variant of the transmission system according to the present invention is shown in fig. 3, where reflectors e.g. in the form of light gas-filled balloons 9a-9n are attached to the hydrophone cable 2, which is also towed behind a vessel 1. The balloons 9a-9n are attached to the hydrophone cable 2 by means of thin, light lines, so that the balloons can be towed in surface position or in good height above the water surface if this is desired.

Et slikt system med flytende eller svevende ballonger kan utføres meget rimelig og kan tenkes brukt som et supple-rende system til et annet transmisjons- og målesystem. Ved hjelp av fartøyets radaranlegg kan beliggenheten av de forskjellige ballongreflektorer detekteres og de detekterte ekkosignaler fra reflektorene vil danne et bilde av kabelens form og posisjon etter slepefartøyet 1. Such a system with floating or floating balloons can be carried out very reasonably and can be used as a supplementary system to another transmission and measurement system. Using the vessel's radar system, the location of the various balloon reflectors can be detected and the detected echo signals from the reflectors will form an image of the cable's shape and position after the towing vessel 1.

For ytterligere å gjøre detekteringen av de flytende reflektorer bedre kan der plasseres radarantenner 10a, 10b på slepte paravaner slik det fremgår av fig. 4. Her betegner som før 9a-9n de flytende reflekterende elementer som befinner seg svevende over hydrofonkabelen 2 som på sin side slepes av fartøyet 1. To further improve the detection of the floating reflectors, radar antennas 10a, 10b can be placed on towed paravanes as shown in fig. 4. Here, as before, 9a-9n denote the floating reflective elements that are located floating above the hydrophone cable 2, which in turn is towed by the vessel 1.

Eventuelt kan radarantennen plasseres svevende i luften over fartøyet 1 slik dette er vist på fig. 3, idet en radar-antenne her er festet til en svevende drone 11 som befinner seg i passende avstand og høyde bak fartøyet 1 som sleper hydrofonkabelen 2. Dronen 11 kan passende styres fra fartøyet 1. Videre skal det forstås at reflektorelementene kan samvirke med organer som danner en basislinje etablert utenom fartøyet for derved å unngå usikkerhet i vinkelbestemmelse fra et fartøy i sjøgang. Optionally, the radar antenna can be placed floating in the air above the vessel 1 as shown in fig. 3, in that a radar antenna is here attached to a hovering drone 11 which is located at a suitable distance and height behind the vessel 1 which tows the hydrophone cable 2. The drone 11 can be suitably controlled from the vessel 1. Furthermore, it should be understood that the reflector elements can cooperate with organs which forms a baseline established outside the vessel to thereby avoid uncertainty in angle determination from a vessel at sea.

Posisjonsbestemmelsen av bøyer eller reflektorer kan også utføres ved hjelp av f.eks. vanlige radio- og navigerings-systemer, eventuelt det system som skipet selv benytter for sin posisjonering. Disse systemer kan benyttes i tillegg til avstands- og vinkelbestemmelse av bøyene ved hjelp av skipets radarsystem. The position determination of buoys or reflectors can also be carried out using e.g. normal radio and navigation systems, possibly the system that the ship itself uses for its positioning. These systems can be used in addition to determining the distance and angle of the buoys using the ship's radar system.

Ut fra de informasjoner man ved hjelp av de ovenfor omtalte utførelsesformer kan få om hydrofonkabelens posisjon og form, kan man ved hjelp av passende organer la hydrofonkabelen inngå i et adaptivt styringssystem som manøvrerer kabelen slik at denne blir liggende gunstigst mulig i forhold til den referanselinje man ønsker data fra i seilingsprogrammet. Based on the information that can be obtained with the help of the above-mentioned embodiments about the position and shape of the hydrophone cable, the hydrophone cable can be included in an adaptive control system that maneuvers the cable so that it lies as favorably as possible in relation to the reference line want data from the sailing program.

Via matematisk modellering av hydrofonkabelen kan far-tøyet i forhold til denne styres automatisk,idet denne styring også baserer seg på et adaptivt styresystem. Slike systemer gir dynamisk kompensasjon for vind, strøm og sjø samt de på-virkninger som ellers fartøyet og hydrofonkabelen er utsatt for. Til forskjell fra det å styre fartøyet hovedsakelig etter rette kurslinjer kan man ved samspill mellom hydrofonkabelens form og fartøyets kurs få en mest mulig gunstig form og posisjon av hydrofonkabelen i forhold til den ønskede oppmålingslinje i seilingsprogrammet. Via mathematical modeling of the hydrophone cable, the vessel can be controlled automatically in relation to this, as this control is also based on an adaptive control system. Such systems provide dynamic compensation for wind, current and sea as well as the effects to which the vessel and the hydrophone cable are otherwise exposed. In contrast to steering the vessel mainly along straight course lines, by interacting between the shape of the hydrophone cable and the vessel's course, the most favorable shape and position of the hydrophone cable can be obtained in relation to the desired survey line in the sailing program.

Når en oppmålingslinje er ferdigskutt, må fartøyet vende slik at hydrofonkabelen kan komme inn i en ny oppmålingslinje. Denne vendeprosess er meget tidkrevende, idet vendingen må utføres på en slik måte at kabelen er tilstrekkelig rettet inn før man påbegynner en ny linje. Ved hjelp av matematisk modellering og adaptiv reguleringsteknikk basert på signaler fremskaffet ved hjelp av det ovenfor omtalte transmisjonssystem kan et slikt vendeprogram legges inn som et fullstendig styrt program. Med andre ord kan fartøyet da styres inn i en bane som er kortest mulig og gir en optimal form av kabelen før en ny linje påbegynnes. Det skal forstås at overgangen fra en linje til en annen ikke nødvendigvis gjelder to nabolinjer, men linjer som befinner seg i forskjellige deler av det område hvor de seismiske undersøkelser skal utføres. When a survey line has been cut, the vessel must turn so that the hydrophone cable can enter a new survey line. This turning process is very time-consuming, as the turning must be carried out in such a way that the cable is sufficiently aligned before starting a new line. By means of mathematical modeling and adaptive control techniques based on signals obtained by means of the transmission system mentioned above, such a turning program can be entered as a fully controlled program. In other words, the vessel can then be steered into a path that is the shortest possible and gives an optimal shape of the cable before a new line is started. It should be understood that the transition from one line to another does not necessarily apply to two neighboring lines, but to lines located in different parts of the area where the seismic surveys are to be carried out.

På fig. 5 er der i skisseform vist utførelsesformerIn fig. 5, embodiments are shown in sketch form

for hvordan fartøyet 1 som sleper hydrofonkabelen 2 etter seg, er utført med et oppheng 12 som er innrettet til å påvirke kabelen 2 i den hensikt enten å kansellere eller motvirke de defleksjoner som til enhver tid kan oppstå under slepeoperasjonen. Eventuelt kan hydrofonkabelen 2 være forsynt med aktuatorer, f.eks. i form av et styrbart enderor 13 eller styrbare finner anordnet i kabelens lengderetning. for how the vessel 1 which tows the hydrophone cable 2 behind it is made with a suspension 12 which is designed to influence the cable 2 with the intention of either canceling or counteracting the deflections which may occur at any time during the towing operation. Optionally, the hydrophone cable 2 can be provided with actuators, e.g. in the form of a steerable end rudder 13 or steerable fins arranged in the lengthwise direction of the cable.

Bruken av styrbare finner kan imidlertid gi opphav til uønsket akustisk støy, idet man ved seismiske refleksjoner opererer med signalnivåer i størrelsesorden + 5 mikrobar. Imidlertid kan styrefinnene eller aktuatorene innrettes slik at de er aktive i gitte intervaller mellom skuddene fra luftkanonene hvor den måletekniske nøyaktighet er av mindre betydning. Med andre ord vil man utelukke styring av finner eller aktuatorer i de perioder hvor de svake reflekser fra dype formasjoner under sjøbunnen blir mottatt, idet man i disse perioder ønsker en sterkest mulig reduksjon av alle mulige støykilder for oppnåelse av et best mulig signal/støyforhold. The use of steerable fins can, however, give rise to unwanted acoustic noise, as seismic reflections operate with signal levels of the order of magnitude + 5 microbar. However, the control fins or actuators can be arranged so that they are active in given intervals between the shots from the air cannons where the measurement technical accuracy is of less importance. In other words, control of fins or actuators will be ruled out in the periods where the weak reflexes from deep formations under the seabed are received, since in these periods the strongest possible reduction of all possible noise sources is desired in order to achieve the best possible signal/noise ratio.

Dersom kabelen før starten av en linjeseiling er tilstrekkelig innrettet, kan korte påvirkningsintervaller av noen sekunders varighet være tilstrekkelig til at kabelen beholder en tilnærmet rett form. Finnene eller akutuatorene bør da holdes i en nøytral støysvak posisjon i de perioder hvor seismiske signaler fra luftkanonene blir mottatt. If the cable is sufficiently aligned before the start of a line sail, short impact intervals of a few seconds' duration may be sufficient for the cable to retain an approximately straight shape. The fins or actuators should then be kept in a neutral, low-noise position during the periods when seismic signals from the air cannons are received.

Når det gjelder den på fig. 5 viste roranordning 13 kan en slik slept styreanordning som enten befinner seg ved eller under overflaten ha en betydelig avstand fra hydrofon-. kabelen 2, slik at den derved utgjør en støykilde med minimal virkning. Den styrte roranordning 13 kan passende være forsynt med et transmisjonselement for bestemmej.se av kabelens frie endepunkt i forhold til et referansepunkt på fartøyet. Eventuelt kan den styrte roranordning omfatte eller utgjøre strekk-anordning for slepelinen. As regards the one in fig. 5 shown rudder device 13, such a towed control device which is either located at or below the surface can have a considerable distance from the hydrophone. the cable 2, so that it thereby constitutes a noise source with minimal effect. The controlled rudder device 13 can suitably be provided with a transmission element for determining the free end point of the cable in relation to a reference point on the vessel. Optionally, the steered rudder device may include or constitute a tension device for the tow line.

Det skal forstås at de ovenfor omtalte transmisjonselementer kan være innrettet for sidedetektering, dvs. detektering av den side hvor elementene befinner seg i forhold til hydrofonkabelen. Videre kan systemet være slik innrettet at det avføler om visse referanseelementer nærmer seg eller fjerner seg fra hverandre. It should be understood that the transmission elements mentioned above can be arranged for side detection, i.e. detection of the side where the elements are located in relation to the hydrophone cable. Furthermore, the system can be arranged in such a way that it senses whether certain reference elements are approaching or moving away from each other.

Claims

1. Device for a hydrophone cable (2) which is designed for marine seismic surveys and is towed through water after a vessel (1) and includes organs for detecting echo signals that are reflected from the seabed and various layers below it, characterized in that the device includes a or several transmission systems which are designed to determine the position of the hydrophone cable and/or the air cannons, and which include transmission elements arranged outside the hydrophone cable itself.

2. Device as specified in claim 1, characterized in that transmission elements which form part of the transmission system, and which serve to transmit position signals to or from the hydrophone cable (2), are arranged stationary.

3. Device as stated in claim 1, characterized by transmission elements arranged on bodies (8a-8n) which float almost freely in the water, or are located on the seabed.

4. Device as set forth in claim 1 or 3, characterized in that the bodies (8a-8n) which carry transmission elements are connected to a continuous connection member (8') which facilitates the collection of the bodies (8a-8n) after a measurement period, and which can help align the transmission elements towards a straight line.

5. Device as stated in claim 1, characterized in that the transmission elements are arranged on one or more bodies (6) which are towed behind the vessel (1), the bodies (6) being towed individually or in groups located mainly in a straight line.

6. Device as specified in claim 1 or 5, characterized in that the bodies carrying transmission elements are attached to the respective consists of a separate towline (4) with a relatively small diameter, as the towline (4) is made with possibly controllable tension members (5) to achieve an approximately straight course.

7. Device as stated in claim 5 or 6, characterized in that the tow line (4) with the transmission element-carrying bodies (6) extends at least the entire length of the hydrophone cable (2).

8. Device as stated in claim 7, characterized in that the tow line (4) itself is arranged for the transmission of longitudinal acoustic waves which are picked up by the hydrophone cable (2).

9. Device as specified in one of claims 5-7, characterized in that the transmission elements comprise means for receiving positioning signals emitted from signal elements in the hydrophone cable.

10. Device as specified in one of claims 1-7 or 9, characterized in that the transmission elements are designed to cooperate with radio and navigation systems or the system that the ship itself uses for its positioning, possibly in addition to distance and direction determination using the ship's radar.

11.A northing as specified in one of claims 5-7 or 10, characterized in that the line formation of the transmission elements is determined by position detection of a point, e.g. the end point, in relation to the vessel's position or with reference in a navigation system, as the line (4) which connects the transmission elements includes controlled maneuvering devices (5) which serve to bring the line (4) into a favorable position in relation to the hydrophone cable (2).

12. Device as specified in claim 1 or 5, characterized in that the transmission elements are made up of floating or floating reflectors, e.g. gas-filled reflector elements (9a-9n) which are attached to the hydrophone cable (2) and are towed by this at or above the surface.

13. Device as stated in claim 10 or 12, characterized in that the reflector elements (9a-9n) cooperate with antennas (10a, 10b) which are located near the vessel (1), e.g. on paravanes towed out from the vessel, or mounted seasonally in relation to the vessel.

14. Device as stated in claim 12 or 13, characterized in that the reflector elements (9a-9n) are arranged to cooperate with a detection system (11) which hovers over the hydrophone cable (2), and which e.g. is controlled from the vessel (1).

15. Device as stated in one of claims 1-14, characterized in that the transmission elements are designed to cooperate with an adaptive regulation system for maneuvering vessels and/or hydrophone cables.

16. Device as specified in claim 15, characterized in that the hydrophone cable (2) comprises influencing means (12) for optimal maneuvering of the cable (2) in relation to the vessel (1), the influencing means (12) being arranged on the vessel for influencing the hydrophone cable at its attachment point to the vessel.

17. Device as stated in claim 16, characterized in that the hydrophone cable includes means for controlled movement of the hydrophone cable in relation to the vessel, the control means being activated mainly in intervals where the hydrophone cable receives echo signals which are not critical.

18. Device as specified in claim 15, characterized in that the hydrophone cable (2) is made with a controllable member (13) at its free trailing end, the controlled member (13) possibly comprising a transmission element for determining the position of the end point of the hydrophone cable, and possibly also at the same time includes or constitutes tensioning means for towing lines.