NO337413B1 - Marint seismisk kildesystem omfattende flere luftkanoner opphengt med justerbare tau i en lang fleksibel flåte - Google Patents

Description

Beskrivelse

Teknisk felt

[0001] Foreliggende oppfinnelse angår en marin seismisk kilde. Mer spesifikt vedrører oppfinnelsen en marin seismisk kilde omfatter en eller flere

seismiske signalsendere som er opphengt i en flottør bøye.

Bakgrunn

[0002] Ved marine seismiske undersøkelser, blir seismiske kilder, slik som akustiske sendere, brukt til å produsere sjokkbølger undervann. Sjokkbølgene forplanter seg gjennom vannet og inn i de undersjøiske formasjonene. Endringer i tetthet, sammensetning etc. av den undersjøiske formasjonen forårsaker refleksjon av sjokkbølger som detekteres og benyttes som et grunnlag for å analysere formasjoner for å se om de formasjoner som kan inneholde olje eller gass. En vanlig måte å produsere de nødvendige sjokkbølger er å benytte luftkanoner for å frembringe sjokkbølger.

[0003] Luftkanonene er normalt anordnet som en array opphengt under en rørformet flottør ved en forutbestemt dybde for å gi et seismisk kildesendersystem. Det seismiske kildesendersystemet blir tauet av spesialfartøy, og er forbundet med fartøyet ved hjelp av en slepekabel og en umbilical eller kombinert slepekabel og umbilical. Ved bruk av luftkanoner som seismiske kilder, omfatteren umbilical eller flere pneumatisk tilførselsledning (er) for å tilveiebringe trykksatt luft til luftkanonene og for enhver annen bruk av trykksatt luft til de tauede enhetene omfattende en flottør som er koblet til et kanonarray.

[0004] Umbilicalen kan i tillegg omfatte styreledninger og / eller kraftledninger, for å styre det seismiske kildesystem senderen og / eller for å tilveiebringe kraft for drift av den seismiske senderen kildesystemet. Under drift blir kanonarray opphengt under flottøren i opphengslinene på en dybde under flottøren, idet dybden bestemmes ved hjelp av opphengningslinjer som forbinder flottøren og kanonarray.

[0005] Opphengslinene kan ha en forhåndsbestemt lengde, eller lengden kan justeres under drift. US 5144588 angår et seismisk sendersystem med linjer som er ikke justerbar, mens US 4,831,599 angår et system hvor linjene er innstillbare under drift. US 4831599 angår et system omfattende en flåte som ikke er fleksibel, mens flottøren ifølge US 5144588 er fleksibel.

[0006] Kvaliteten til seismiske undersøkelser med fleksible flyter er for tiden foretrukket i forhold til ikke-fleksible flottører, da fleksible flytere gir mindre forstyrrelse av de seismiske resultatene på grunn av mindre variasjon i den vertikale posisjonen til de seismiske kildene og enn for de stive eller ikke-fleksible flyterne. Andre fordeler med fleksible kanonarrayer er mindre slitasje og redusert motstand under tauing. US 4831599 er et eksempel på en flyter som er koblet til kanonarrayene, der avstanden mellom flyteelementet og den kanonarray kan justeres ved hjelp av vinsjtromler som er koblet til en felles akse som drives av en pneumatisk motor.

[0007] Justering av lengden til linjene er spesielt viktig ved utsetting og opptaking av det seismiske kildesendesystemet. US5144588 angår en fleksibel flottør som omfatter et flertall av lufttette kamre hvor trykksatt luft kontinuerlig føres inn i et endekammer, og tillates å passere til de gjenværende kamre via enveis tilbakeslagsventiler for å forsikre seg om at den nødvendige lufttrykket holdes i tilfelle av en luftlekkasje i noen av kamrene.

[0008] Et mål ifølge foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fleksibel flottør for kanonarrayene, som gir mulighet for justering av linjelengde for en fleksibel flyte uten opptak av arrayet. Et ytterligere formål er å tilveiebringe en fleksibel flottør for kanonarrayene som tillater individuell styring av linjelengden. Enda et formål er å tilveiebringe en løsning for drenering av vann fra et slikt fleksibelt flottør for kanonarrayene. Det er også et formål å tilveiebringe en anordning for sikker håndtering av fleksible arrayer under utplassering og opptak av flottøren og kanonarray. Sikring av at ingen manuell håndtering av trykkluftkanonene på akterdekket er nødvendig (i dag må luftkanonen være under trykk under opptak for å unngå oversvømmelse av luftkanoner, og opptak innebærer manuell håndtering i slippen).

[0009] Det er også et mål å redusere dødtid ved å redusere risikoen for skade på følsomt utstyr, spesielt under utsetting og opptak av flottøren og

kanonarray.

Oppsummering av oppfinnelsen

[0010] Ifølge et første aspekt, angår foreliggende oppfinnelse en fleksibel flottør for en marin seismisk kilde, hvor den fleksible flottøren omfatter et hodeelement, en flerhet av forbindelseselementer og en haledel, hvor hodedelen, forbindelseselementer og haledelen er forbundet ved hjelp av rørformede fleksible flytelegemer for å utgjøre en fleksibel langstrakt flottør, hvor opphengsliner og en styreline er forbundet til forbindelseselementene og hodeelementet, hvori en pneumatisk kabel for å tilveiebringe trykksatt luft til den fleksible flottøren er forbundet med haledelen, hvor luftslanger og luftsrør er innrettet til å levere trykkluft til hvert av forbindelseselementene og hodeelementet, og hvor hvert av forbindelseselementene og hodeelementet omfatter en eller flere luftdrevne vinsjer for å justere lengden på opphengslinene og styrelinen.

[0011] Som nevnt i den innledende delen av beskrivelsen, har fleksible flytere for seismiske kilder noen fordeler fremfor stive flytere. En fleksibel flyter som omfatter midler for å justere lengden på opphengslinene gir både fordelene gitt ved de fleksible flyterne, og ved justerbarheten for linene tidligere kjent fra stive flottører, for å tillate justering av lengden av linene under drift, men viktigst, å tillater justering av lengden på linene i forbindelse med utsetning og opptak av flottøren og kanonarrayene.

[0012] Forkortelse av styrelinen og opphengslinene for kanonarrayet muliggjør utsetting og opptak av kanonarrayet på en kontrollert og sikker måte. Linene blir forkortet for å kontrollere flottøren og kanonarrayet som et enkelt legeme, noe som gjør det lettere å håndtere og å løfte legemet opp av vann før arrayet blir brakt ombord. Ved å være i stand til å løfte enheten omfattende flottøren og kanonarrayet ut av vannet, uten manuell håndtering, kan trykket i luftkanonen bli frigjort borte fra personell før kanonarrayet bringes ombord. Tilsvarende kan flottøren og kanonarrayet løftes og bringes bort fra personell, slik at luftkanonene kan trykksettes før utsetting av flottøren og kanonarrayet.

[0013] Ifølge en utførelsesform er hvert forbindelseselement er lukket i en ende og åpen i den motsatte ende, slik at den ene koblingselement og et tilstøtende fleksibelt flyteelement danner en fluidtett seksjon. Inndeling av innsiden av flottøren i et flertall av fluidtette seksjoner resulterer i en flottør som er mindre utsatt for skader, da flottøren vil likevel flyte selv om en seksjon blir ødelagt og det lekker vann inn i seksjonen.

[0014] Ifølge en utførelsesform er vinsjene i hver av forbindelseselementene og hodeelementet individuelt regulerbare. Regulerbart vinsjer som gjør det mulig å justere lengden av de enkelte linene uavhengig av hverandre, avhengig av behovet.

[0015] Ifølge en utførelsesform omfatter forbindelseselementene og hodeelementet i tillegg overtrykksventiler for å frigjøre overtrykk forårsaket av eksosgass fra drift av vinsjene til omgivelsene. De pneumatiske motoren er fortrinnsvis anordnet i det indre av hodeelementet eller forbindelseselementene for å beskytte de pneumatiske motorer fra sjøvannet og eksponering for fysisk skade. Avgassen fra de pneumatiske motorene blir deretter sluppet inn i en av de individuelle seksjonene som det indre av flottøren er delt inn i. For å unngå et for høyt indre trykk i flottøren, er det anordnet overtrykksventiler.

[0016] Ifølge en utførelsesform, er dreneringsrør forbundet til overtrykksventilen i en første ende, og hvor den andre enden av dreneringsrøret er innrettet til å drenere vann fra det aktuelle elementet. Ved å koble overtrykksventilen til et dreneringsrør vil vannet som samles inne de enkelte elementene av flottøren bli tvunget ut av overtrykksventilen foran luft som skal slippes ut

fra overtrykksventilen, og vil føre til drenering av seksjonen.

Kort beskrivelse av tegninger

[0017] Figur 1 er et sideriss av marin seismisk kilde, inkludert fleksible flottør ifølge foreliggende oppfinnelse; Figur 2 er et lengdesnitt gjennom et hode seksjon av den fleksible flottøren i fig. 1; Figur 3 er et lengdesnitt gjennom en midtseksjon av den fleksible flottøren i fig. 1; og

Figur 4 er et lengdesnitt gjennom en haleseksjon av den fleksible flottøren

i fig. 1.

Detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen

[0018] Figur 1 er et sideriss av et seismisk kildesystem 1 i henhold til den foreliggende oppfinnelse, omfattende en fleksibel flottør 2 som er koblet til et kanonarray 3 omfatter en rekke seismiske signalsendere eller grupper av sendere er koblet til hverandre i en relativ atskilt forhold ved hjelp av forbindelseselementer 15. Kanonarrayet 3 er forbundet med den fleksible flottøren 2 ved hjelp av opphengslinene 4, en styreline 5 og en pneumatisk kabel 6.

[0019] Det seismiske kildesystemet 1 er forbundet med et ikke vist seismikkfartøy via en umbilical kombinert og slepekabel 7 som vist i figur 1, eller en umbilical og en slepekabel som er atskilt og i det vesentlige parallell med umbilicalen. Umbilicalen eller den kombinerte umbilical og slepekabelen omfatter et pneumatisk rør for å tilveiebringe komprimert luft fra det seismiske fartøyet for drift av luftkanoner 8 anordnet i kanonarrayet 3, og ekstra luftdrevet utstyr, slik det vil bli nærmere beskrevet nedenfor. Umbilicalen kan også omfatte kraftledninger og / eller signalledninger for å tilveiebringe elektrisk kraft og / eller styresignaler, henholdsvis fra det seismiske fartøyet til det seismiske kildesystemet.

[0020] Den fleksible flottøren 2 omfatter et antall fleksible flottørseksjoner 11 forbundet ved hjelp av forbindelsesdeler 12, se figur 3. Et hodeelement 10, se figur 2, er anordnet ved en første ende av flottøren 2, og et haleelement 13, se figur 4, er anordnet i den motsatte ende. De fleksible flottørseksjonene 11 er rørformede elementer laget av et fleksibelt polymermateriale. En for tiden foretrukket materiale er polyesterarmert gummi, f.eks. et seismisk rør levert av Trelleborg (Sverige).

[0021] Hodedelen 10, forbindelsesdelen 12 og haledelen 13 kan fremstilles av harde plastmaterialer, slik som polyetylen (PE) eller et annet passende plastmateriale, metall eller en kombinasjon av metall og plastmaterialer. PE er det foretrukne materiale for hodeelementet 10, koblingsdelen 12 og haledelen 13. Hodedelen 10, forbindelseselementer 12 og haledelen 13 er forbundet med de fleksible flottørseksjonene ved hjelp av konnektorer 20, 30, 31, 40 er utformet til å kobles til den tilstøtende fleksible flottørseksjonen 11. Konnektorene 20, 30, 31, 40 er fortrinnsvis utformet som slangenipler som velges for å sette inn i en åpen ende av det rørformede fleksible flottørseksjon 11, og som skal festes til denne ved hjelp av en ikke vist klemme.

[0022] Forbindelseselementene 12 er fortrinnsvis lukket i den ene ende for å dele den fleksible flottøren inn i separate væsketette rom som vil bli beskrevet i detalj nedenfor. Hode- og haledelene 10 og 13 er åpne inn i den fleksible flottørdelen, dvs. at hver fleksible flottørseksjon 11 er åpen mot enten et hodeelement, et haleelement eller et forbindelseselement, som vil bli beskrevet nærmere nedenfor.

[0023] Haledelen 13 er forbundet med en ende av en fleksibel flottørseksjon 11 i at konnektor 40 føres inn i en ende av den fleksible flottørseksjonen 11. Fortrinnsvis er en klemme innrettet til å sikre forbindelsen og for å unngå at tilkoblingen er løsnet utilsiktet. Haledelen omfatter fortrinnsvis et hovedsakelig rørformet hovedlegeme 41 som kan være delvis fylt med støtabsorberende skum 47 som omgir et batteri 42 og annet sårbart utstyr. Batteriet er anordnet for å gi nødvendig kraft for drift av en radio-link, og ventiler og annet styreutstyr i den fleksible flottøren 2. En lukkbar adkomstluke 44 er anordnet i en bakre endevegg 48 av haledelen for å få tilgang til utstyret inne i haledelen, slik som et batteri 42 og en radioforbindelse 43 for trådløs fjernstyring av vinsjene i den fleksible flottøren 2. Fagpersonen vil forstå hvilke elektriske tilkoblinger / kabler etc, som er nødvendige for styring av vinsjene i fleksibel flottør 2 og styreanordningen som er beskrevet her.

[0024] En slangekobling 46 er innrettet til haledelen 13 for tilknytning av den pneumatiske kabelen 6 som er nevnt ovenfor. Den pneumatiske kabelen 6 er forbundet til umbilicalen for å tilveiebringe trykksatt luft til den fleksible flåten. Slangetilkoblingen gir også et svakt ledd for den pneumatiske kabelen som vil ved et uhell for å unngå skade utstyr som er mer verdifullt. Koplingen er forbundet til en intern pneumatisk slange 49 for intern fordeling av trykkluft. En tilbakeslagsventil 45 er anordnet for å unngå lekkasje av luft fra den fleksible flottøren 2 i tilfelle tap av trykk i trykkluftkabel 6, eller brudd av det svake leddet i kontakten.

[0025] Forbindelseselementene 12 består av et forbindelseselementhus 32 som har to konnektorer 30, 31 for å kobles til de fleksible flottørseksjonene 11 på samme måte som konnektoren 40 i halepartiet. Den ovenfor nevnte indre pneumatisk slangen 49 er forbundet med et forbindelseselement pneumatisk rør 33 via en luft-konnektor 34. Det viste pneumatiske røret 33 løper stort sett aksialt gjennom huset 32, og er koblet til en utgående pneumatisk slange 49' forbundet via en utløps luft-konnektor 34 '. Den utgående pneumatisk slange 49 ' er igjen forbundet til den neste forbindelseselementet eller hodedelen. Følgelig er de pneumatiske slangene 49, 49 'og de pneumatiske rør 33, anordnet for å levere komprimert luft til alle forbindelseselementene 12, og til hodedelen 11.

[0026] En reguleringsventil 35 er forbundet med pneumatisk rør 33 for å ta ut en del strøm av komprimert luft i henhold til behovet for trykkluften i forbindelseselementet, slik det vil bli ytterligere beskrevet. Styreventilen er igjen styrt av styresignaler mottatt fra en fjernkontroll via radiolink 43 ovenfor beskrevet, eller eventuelt via en ikke vist kontrollkabel inkludert i umbilical 7.

[0027] Styreventilen 35 er anordnet for å styre strømmen av trykkluft til en luftmotor 36 som er koblet til et snekkehjul 37, som igjen er koblet til et tannhjul 39 via en vinsj kjede 38. Tannhjulet 39 har en felles aksel med en ikke vist vinsj er anordnet i en vinsj boks 60, for innhaling eller uthaling av opphengningslinen 4.

[0028] [0029] En av konnektorene 30, 31 på forbindelseselementene 12 er fluidtett, bortsett fra den pneumatiske rør som går fra halen elementet til hodeelementet. I det, viste forbindelseselement, er konnektoren 30 lukket mot den dertil tilkoblede fleksible flottørseksjonen, mens den andre konnektoren 31 er åpen mot den dertil tilkoblet flottørseksjon. Som et resultat derav blir flottøren delt opp i et antall fluidtette seksjoner som omfatter et forbindelseselementet 12 og en fleksibel flottørseksjon 11. Fortrinnsvis er konnektoren nærmest hodeseksjonen 10 er lukket, mens konnektoren nærmest til haleseksjonen 13 er åpen.

[0029] Som nevnt ovenfor, er halesekskonen 13 åpen inn i det dertil tilkoblet fleksible flyteelementet 11.1 tillegg er forbindelseselementet som er nærmes haleseksjonen 13 åpent mot det samme fleksible flyteelementet. Følgelig utgjør forbindelseselementet nærmest haleelementet og det fleksible flyteelementet som forbinder dem, en bakre lukket lufttett seksjon og trykket i denne bakre lukkede lufttette seksjonen styres ved innføring av luft inn i den aktre koplingsseksjonen. Følgelig, kan vann lekket inn i haledelen, den bakre forbindelseselement, eller det fleksible flyteelementet som forbinder dem, kan bli fjernet via den beskrevne overtrykksventilen 61 og dreneringsrøret 62 i det bakre forbindelseselementet.

[0030] Den utgående luften fra hver luftmotor 36 slippes inn i det indre av en slikt fluidtett seksjon. En overtrykksventil 61 er anordnet i hver forbindelse kroppen for å frigjøre overtrykket som derved skapes i den fluidtette delen. Et dreneringsrør 62 er fortrinnsvis tilveiebrakt fra overtrykksventilen 61 til det nederste punkt i den fluidtette delen. Vann som lekker inn i det fleksible flottørseksjonen 11 eller forbindelsen legemet 12, vil derfor bli trukket ut fra den fleksible flottørseksjonen og forbindelsen kroppen samtidig som overtrykket blir frigjort gjennom overtrykksventilen 61. Vann som har klart å lekke inn i flottøren kan derfor være tømt ut. Hvis det ikke blir nødvendig å bruke vinsjen, kan vinsjen brukes til å heise og deretter senke opphengslinene flere ganger for å bygge opp et overtrykk å tvinge vannet ut gjennom overtrykksventiler i forbindelseselementene.

[0031] Hodedelen 10, se figur 2, er utformet for å redusere motstanden til flottøren 2 i vann under tauing og for å styre flottøren i ønsket retning. En eller flere liner 4, 5 er forbundet med hodeelementet. I den viste utførelse, er to opphengsliner 4, og en styreline er forbundet til den viste hodeelementet 10. Opphengslinene 4 er forbundet med kanonarray 3, se figur 1, mens styrelinje er koblet til umbilicalen eller en slepekabel i en avstand til kanonarray 3. Justering av lengden til styreledningen 5 kan brukes til å styre retningen på hodeelementet i forhold til retningen av umbilicalen eller slepekabel.

[0032] Hodedelen 10 er forbundet med det fleksible flyteelementet 10 ved hjelp av et koplingsstykke 20 som er satt inn i den fleksible flyteelementet 10 som beskrevet med henvisning til forbindelseselementene og haleelementet. Luft blir innført i hodeelementet 10 via en luftslange kontakt 21 på hvilke en ikke vist luftslange som kommer fra det nærmest forbindelseselementet via det fleksible flyteelementet som forbinder dem. Reguleringsventiler 22, 22 ', 22 "er forbundet med respektive pneumatiske motorer 23, 23', 23" for drifts vinsjer som beskrevet for forbindelses-legemene 12. Hver styreventil er individuelt styrbare for å kunne betjene den pneumatiske motorer uavhengig av hverandre annet for individuell regulering av lengden av den respektive tau, dvs. opphengslinene 4 og styreline 5.

[0033] Fagmannen vil forstå av beskrivelsen ovenfor at de pneumatiske motorer 23, 23 ', 23 "er forbundet med snekkedrev 24, 24', 24", som igjen er forbundet med respektive vinsjer via tannhjul 25, 25 ', 25 "via vinsjkjeder 26, 26 ', 26", på en måte som svarer til beskrivelsen av operasjonen av vinsjene med henvisning til figur 3.

[0034] En overtrykksventil 27 er anordnet i hodedelen for å frigjøre overtrykk i hodedelen, og til den dertil tilkoblet fleksible flottørseksjonen på grunn av virkningen av de pneumatiske motorer i hodedelen. Overtrykksventilen 27 er koblet til en drenering rør 28 for å fjerne vann lekket inn i hodeelementet 10 og / eller de dertil tilkoblet fleksible flytelegeme, slik som beskrevet med henvisning til tilkoplingsseksjonene 12.

[0035] Fortrinnsvis er hodeelementet åpent mot det dertil tilkoblede fleksible flyteelementet. Fagmannen vil forstå at hodeelementet og den dertil tilkoblet fleksible flottørseksjonen kan tømmes i tilfelle av lekkasje på samme måte som for forbindelseselementet er omtalt ovenfor, via overtrykksventilen 27 og dreneringsrøret 28.

[0036] Den ovennevnte styrelinjen 5 er koblet til den kombinerte umbilicalen og slepelinen 7, eller til en slepekabel og er rettet nedover og forover i retning mot det seismiske fartøyet for å peke flottør i bevegelsesretningen.

Claims (5)

1. En fleksibel flottør (2) for en marin seismisk kilde (1), hvor den fleksible flottøren (2) omfatter et hodeelement (10), et flertall forbindelseselementer (12), og en haledel (13), hvor hodedelen, forbindelseselementene og haledelen er forbundet med rørformede fleksible flytelementer (11) for å gi en fleksibel, langstrakt flottør, hvor opphengsliner (4) og en styreline (5) er forbundet til forbindelseselementene (12) og hodedelen (10), hvor en pneumatisk kabel (6) for å fremskaffe trykksatt luft til den fleksible flottøren (2) er forbundet til haledelen (13),karakterisert vedat luftslanger (49, 49') og luftrør (33) er anordnet for å levere trykksatt luft til hver av forbindelsesdelene (12) og hodedelen (10), og hvor hver av forbindelsesmedlemmene (12) og hodedelen (10) omfatter en eller flere luftdrevne vinsj(er) for justering av lengden på opphengningslinjene (4) og styrelinen (5).

2. Den fleksible flottøren (2) ifølge krav 1, hvor hver at forbindelseselementene er lukket ved en ende og åpen i den motsatte enden, slik at et forbindelseselement og et naboliggende fleksibel flyteelement danner en lukket seksjon.

3. Den fleksible flottøren (2) ifølge krav 1 eller 2, hvori vinsjene i hver av forbindelses- og hodedelene blir kontrollert individuelt.

4. Den fleksible flottøren ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvori forbindelsesdelene (12) og hodedelene (10) i tillegg omfatter overtrykksventiler (61) for å slippe ut overtrykk forårsaket av driften av vinsjene, ut i omgivelsene.

5. Den fleksible flottøren ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvori et dreneringsrør (62) er forbundet til overtrykksventilen (61) ved en første ende og hvor den andre enden av dreneringsrøret er anordnet for å drenere vann fra den aktuelle delen (10, 12).