NO861542L - Fremgangsmaate og innretning for lokalisering av slept, seismisk utrustning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår marin, seismisk undersøkelse, og mer spesielt bestemmelse av posisjonene av slepte, marine seismiske kilder, hydrofonkabler, slepte, marine seismiske detektorer, og annen slept, marin utrustning i forhold til slepefartøyet.

Ved marin, seismisk undersøkelse kan forskjellige pulskilder, som for eksempel er luftkanoner, være opphengt på en eller annen på forhånd valgt dybde under en flottør, eller en annen type av bæreinnretning. Flottøren eller innretningen slepes på sin side av et undersøkelsesfartøy, idet det kan finnes et antall sådanne flottører eller innretninger som slepes bak undersøkelsesfartøyet. Undersøkel-sesfartøyet kan også slepe en hydrofonkabel, eller et annet undersøkelsesfartøy kan slepe .hydrofonkabelen. Hydrofonkabelen inneholder detektorer for deteksjon av energi som for-planter seg oppover fra underjordiske lag som ligger under den vannmasse i hvilken fartøyet opererer.

Undersøkelsesfartøyet kan bestemme sin nøyaktige beliggenhet i vannmassen ved benyttelse av konvensjonelle navigasjonssystemer. Selv om slike systemer kan benyttes til å bestemme fartøyets beliggenhet, bestemmer de vanligvis ikke beliggenheten av eventuelle kildeflottører eller kilde-innretninger, eller av hydrofonkabelen. Annen utrustning ombord må benyttes til å bestemme beliggenheten av flottør-ene eller innretningene eller hydrofonkabelen som kan be-finne seg i mange forskjellige posisjoner og på forskjellig avstand avhengig av de kilde- og/eller detektoroppstillinger som benyttes.

Nylig utviklede, seismiske prospekteringsteknik-ker for såkalt tredimensjonal avfyring eller 3D-avfyring, eller for forbedring av signal/støy-forhold fra underjordiske lag, benytter et antall seismiske kilder som er adskilt fra hverandre. Disse antall av seismiske kilder kan være utlagt i enten brede eller lange oppstillinger. Disse brede eller lange kildeoppstillinger krever et stort antall flot-tører eller innretninger som er passende anbrakt i vannet og slepes av undersøkelsesfartøyet.

Undersøkelses fartøyet må bestemme beliggenheten av disse antall av kilder og av hydrofonkabelen, såvel som eventuelle andre typer av slepte detektorer, for på nøyaktig måte å behandle eventuelle resulterende, detekterte signaler. Det er videre viktig å kjenne beliggenheten av sådan slept, seismisk utrustning under fartøyvendinger eller fartøydreininger for å unngå skade på utrustningen. Således er det for tiden et ikke-oppfylt behov for enkel utrustning om bord for å lokalisere slept, seismisk utrustning.

Disse og andre begrensninger og ulemper overvin-nes ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse. Det er således et formål med oppfinnelsen å måle nøyaktig posisjonen av slepte gjenstander, såsom seismiske kilder, seismiske detektorer og andre slepte detektorer og liknende i forhold til deres slepefartøy.

Oppfinnelsen tilveiebringer derfor en fremgangsmåte for lokalisering av et antall slepte gjenstander eller objekter i forhold til et slepefartøy, hvilken fremgangsmåte omfatter det trinn å bestemme akustisk en individuell avstand og retning (peiling) fra fartøyet til hvert av de slepte objekter.

Oppfinnelsen tilveiebringer videre en innretning for lokalisering av et antall slepte objekter i forhold til et slepefartøy, hvilken innretning omfatter en anordning for akustisk bestemmelse av en individuell avstand og peiling fra et på forhånd valgt sted på fartøyet til på forhånd valgte steder på eller nær hvert av de slepte objekter.

I en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen bestemmes avstanden og peilingsvinkelen fra en akustisk detektor i en faserettet oppstilling til på forhånd valgte steder på eller nær kildeflottørene (eller annen bæreutrustning) og på forhånd valgte steder på hydrofonkabelen eller andre slepte detektorer. Selektivt aktiverbare, akustiske kilder på disse på forhånd valgte steder tilveiebringer den akustiske energi ut fra hvilken den faserettede oppstilling bestemmer avstander og peilingsvinkler.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følg-ende ved hjelp av et ut førelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et grunnriss av et fartøy som sleper marin, seismisk utrustning, og fig. 2 viser et forenklet blokkskjema av en utførelse av den på fig.

1 viste innretning.

Idet det nå henvises til fig. 1, er det der vist et grunnriss av et fartøy 5 som sleper et antall flottører 21-28 og en hydrofonkabel 29. Selv om flottører 21-28 er vist på fig. 1, anses hvilken som helst annen type av slepbar bæreutrustning som er i stand til å understøtte de seismiske kilder på en forutbestemt dybde, å ligge innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse. Uttrykket "flottør" eller "flottører" benyttes her for å angi hvilken som helst sådan type av slepbar bæreutrustning. Mer spesielt er det på undersøkelsesfartøyet 5 montert en akustisk, faserettet oppstillingsmontasje 10 (se fig. 2) som kan være forlenget under fartøyets skrog ved hjelp av konvensjonell utrustning som er kommersielt tilgjengelig.

Fartøyet 5 har også passende slepeutrustning 18 og 19 for sleping av flottørene 21-28 med kabler 20. Videre sleper fartøyet 5 den marine, seismiske hydrofonkabel 29 ved hjelp av passende slepeutrustning (ikke vist). Selv om åtte flottører og én hydrofonkabel er vist på fig. 1, er disse antall bare vist som eksempel og er ikke ment som noen begrensning av oppfinnelsens ramme.

Under flottørene 21-28 kan det være anbrakt passende, marine, seismiske kilder. Respektive akustiske kilder 31-38 kan også være beliggende på flottørene 21-28, eller nær flottøren og nær den seismiske kilde, i overensstem-melse med oppfinnelsens idéer. Disse akustiske kilder 31-38 aktiveres for eksempel ved hjelp av signaler som sendes over elektriske lednings tråder fra fartøyet 5. Dette til-later at enkel og pålitelig utrustning kan være beliggende på eller nær flottøren hvor den utsettes for mekaniske rystelser eller støt hver gang de seismiske kilder avfyres. Disse elektriske lednings tråder befinner seg for eksempel i en sele av lednings førings type som er festet til slepekabelen 20, selv om de også kan være inkludert i slepekabelen 20 .

Likeledes er akustiske kilder 39-43 vist i for skjellige kjente posisjoner langs lengden av hydrofonkabelen 29. Sådanne kilder kan være en integrert del av kabelen, eller de kan være utvendig monterte tilkoplingsenheter (pods). De utvendig monterte tilkoplingsenheter kan passende aktiveres ved hjelp av spesielle signaler som sendes langs elektriske ledningstråder som ligger inne i kabelen, slik det er velkjent i teknikken. Sådanne akustiske kilder kan videre være beliggende på andre slepte, seismiske detektorer, såsom for eksempel, men ikke begrenset til, dypsle-pings-kildemonitorer eller magnetometre.

I en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er således alle disse forskjellige akustiske kilder 31-43 selektivt aktiverbare, direkte eller indirekte, fra fartøyet 5. Hver kilde utsender et kort akustisk signal når den aktiveres på passende måte. Kildene kan være transpondere eller svars tasjoner som aktiveres ved mottagningen av én eller flere passende, akustiske pulser, eller de kan være respondere eller svarmottakere som aktiveres elektrisk, direkte eller indirekte, av et signal som sendes over en ledningstråd eller par av ledningstråder. De akustiske pulser for aktivering av en transponder kan også utsendes av den akustiske, faserettede oppstillingsmontasje 10. En del av de akustiske kilder 31-42 kan være respondere og resten transpondere. For eksempel kan flottørenes akustiske kilder være respondere og hydrofonkabelens akustiske kilder kan være transpondere.

På fig. 1 er også vist en akustisk, faserettet oppstillingsmontasje 10. Denne faserettede oppstillingsmontasje benyttes til å bestemme en avstand og relativ peiling for hver av disse kilder når de aktiveres. Alternativt kan denne oppstillingsmontasje også benyttes til å utsende en passende, akustisk puls til en ønsket transponder. Denne faserettede oppstillingsmontasje virker på en måte som er velkjent i teknikken.

Idet det nå henvises til fig. 2, er det der vist et blokkskjema av en fordelaktig utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen. Mer spesielt viser figuren den faserettede oppstillingsmontasje 10 som er sammenkoplet med og drives av en strålestyreenhet 15. En kontroller 16 er sam menkoplet med strålestyreenheten 15 og responderdrivere 13.

Kontrolleren 16 utvelger således den riktige responder for å aktiveres ved utvelgelse av den riktige responderdriver 13. Responderdriveren 13 sender på sin side et elektrisk signal nedover en ledningstråd 13a til dens tilsvarende responder. Flottørresponderne 31-38 kan være og er med fordel fast koplet til sine respektive drivere 13, mens hydrofonkabelens respondere 39-43 kan være fast koplet eller elektronisk koplet til sine respektive drivere 13. Flottørene 21-28 og hydrofonkabelen 29 er vist stiplet på fig. 2.

Idet det fortsatt henvises til fig. 2, er det der også vist en lokal computer eller datamaskin 17 som har en hoveddatask j erm 19a og en f j erndatask j erm 19b for fremvisning av avstandene og peilingene. Alternativt kan det finnes mer enn én fjerndataskjerm 19b. Det lokale datamaskin 17 er passende programmert for å overvåke beliggenheten av responderne på kildeflottørene og hydrofonkabelen med en på forhånd valgt frekvens. Innretningen ifølge oppfinnelsen er på fordelaktig måte konstruert for å sørge for bestemmelse av beliggenhetene av alle de virkende flot-tør- og hydrofonkabel-respondere mellom seismiske registre-ringssykluser, dvs. mellom suksessive avfyringer av den eller de seismiske kilder.

Den lokale datamaskin 17 mottar data angående kurs, hastighet, stamping, rulling, etc. via en ytre mellom-koplings- eller tilpasserenhet 40. Den lokale datamaskin 17 tilveiebringer på sin side i det riktige format beliggenhetene av de valgte flottør- og hydrofonkabel-respondere, såvel som fartøykurs og tid til en vert sdatamaskin 50. Vertsdatamaskinen 50 kan lagre denne informasjon eller benytte den for seismisk databehandling eller forbehandling på fartøyet, slik det er velkjent i teknikken.

Den faserettede oppstilling bestemmer avstanden og peilingen til en valgt responder. Dette kan gjøres i to dimensjoner. Det samme grunnprinsipp kan imidlertid benyttes i tre dimensjoner. Oppstillingskretsanordningen bestemmer de relative peilinger ut fra differensene i fase av et ankommende, akustisk signal på forskjellige, tett beliggende detektorer, slik det er velkjent i teknikken. Avstanden til transponderen bestemmes ut fra den akustiske hastighet i vannet i området av interesse og tiden fra genereringen av signalet for at en responder skal sende sin akustiske puls (redusert på riktig måte på grunn av eventuelle kjente utrustningsforsinkelsestider) til detek-sjonen av ankomsten av responderens signal ved hjelp av den faserettede oppstillingsmontasje. Den akustiske hastighet i vannet i området av interesse bestemmes periodisk ved hjelp av konvensjonelle teknikker som er kjent på området, såsom direkte måling av vannhastighet eller måling av temperatur og saltholdighet og deretter beregning av hastigheten i vannet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bestemmer således en avstand og peiling til en på forhånd valgt, akustisk kilde eller responder fra et kjent sted på slepe-fartøyet. Den på forhånd valgte, akustiske kilde eller responder befinner seg på sin side på et kjent sted på eller nær en flottør for seismiske kilder eller på en seismisk hydrofonkabel eller en annen slept detektor eller slepte detektorer, og bestemmer derved beliggenheten av flottør- eller kabelområdet, eller en slept detektor eller slepte detektorer.

Innretningen ifølge oppfinnelsen benytter hvilken som helst akustisk, faserettet oppstillingsdetektormontasje, strålestyreenhet, kontroller, lokal datamaskin og hoved-og fjern-dataskjermer som er egnede for formålet.

Fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen krever en direkte akustisk bane mellom responderen eller transponderen og oppstillingsdetektorene. Dersom flottørene ligger nær slepefartøyet, kan fartøyets skrog blokkere denne akustiske bane. For lange, seismiske hydrofonkabler har de ekstremt fjerntliggende respondere eller transpondere muligens ingen direkte akustisk bane når det forekommer lave akustiske hastigheter nær overflaten som ligger over høyere hastigheter under dette lag med lav hastighet, da akustiske stråler bøyer av mot lagene med høyere hastighet.

Av dem som har erfaring innen denne teknologi, kan det gjøres mange variasjoner og modifikasjoner i den innretning og de metoder som er beskrevet i det foregående, uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. Man må følgelig være klar over at den innretning og de metoder som er vist på tegningene og beskrevet i den foregående beskrivelse, bare er illustrerende og ikke er ment som begrensninger av oppfinnelsens ramme.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for lokalisering av et antall slepte objekter i forhold til et slepefartøy, KARAKTERISERT VED at den omfatter det trinn å bestemme akustisk en individuell avstand og peiling fra fartøyet til hvert av de slepte obj ekter.

2. Innretning for lokalisering av et antall slepte objekter i forhold til et slepefartøy, KARKATERISERT VED at den omfatter en anordning for akustisk bestemmelse av en individuell avstand og peiling fra et på forhånd valgt sted på fartøyet til på forhånd valgte steder på eller nær hvert av de slepte objekter.

3. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den omfatter separate akustiske kildeanordninger på eller nær og festet til hvert av de slepte objekter, og som hver reagerer på et individuelt, på forhånd valgt signal for generering av et akustisk signal, en kontrolleranordning for generering av de på forhånd valgte signaler og for individuelt å bestemme en avstand og en peiling til de slepte objekter fra et på forhånd valgt sted på fartøyet, og en faserettet oppstilling som er beliggende på fartøyet på det på forhånd valgte sted for å motta de akustiske signaler fra de akustiske kildeanordninger, og som er sammenkoplet med kontrolleranordningen.

4. Innretning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at den omfatter en skjermanordning for fremvisning av avstandene og peilingene.

5. Innretning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at de separate, akustiske kildeanordninger er responderan-ordninger.

6. Innretning ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at responderne er sammenkoplet med kontrolleranordningen.

7. Innretning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at de separate, akustiske kildeanordninger er transpondere.

8. Innretning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at de separate, akustiske kildeanordninger omfatter transpondere og respondere.