FR2969363A1 - Structure d'electrode pour des transducteurs de recherche geophysique electromagnetique marine - Google Patents

Abstract

Un câble de transducteur de recherche géophysique électromagnétique marine comprend un câble de remorquage (14A) configuré pour être relié à un navire de remorquage. Un premier câble d'électrode (16A) est relié au niveau d'une extrémité avant au câble de remorquage (14A). Un deuxième câble d'électrode (16B) est disposé à l'arrière du premier câble d'électrode (16A) et configuré pour être relié indirectement au navire de remorquage Au moins un des premier et deuxième câbles d'électrode (16A, 16B) comprend une âme de câble comportant une première matière d'âme ayant une première densité sélectionnée afin de pourvoir le câble de transducteur d'une densité globale sélectionnée, et au moins une couche de brins électriquement conducteurs (50) disposée à l'extérieur de l'âme de câble

Description

_ne ëte_ -due d' lac ou un océa . La di :û :bution spatiale de conduci est utilisée pour à déterminer la présence de formations porteuses d'Ir:drocarbure dans la sous-surface. Un type d'une telle recherche est connu comme 1 recherche électromagnétique « à source commandée », et comprend généralement le fait d'induire un champ électromagnétique qui varie dans le temps dans les formations sous la surface et de mesurer un ou plusieurs paramètres liés à une réponse des formations de roche sous 20 la surface au champ électromagnétique induit. Des dispositifs destinés â induire ces champs électromagnétiques sont généralement désignés sous le nom Leurs » comprennent, parmi d'autres dispositifs, lectr, des est le extrémité tre de « ounces » ou de ectromag__u ;. rive un asp. comprend un câble de remorquage configuré pour le raccorder à un navire de remorquage. Un premier câble d'électrode est relié au niveau d'une extrémité avant au câble de remorquage. Un deuxième câble d'électrode est disposé à 15 l'arrière du premier câble d'électrode et configuré pour être relié indirectement au navire de remorquage. Au moins un des premier et deuxième câbles d'électrode comprend une âme de câble comportant une première matière d'âme ayant une première densité choisie de façon à pourvoir le câble ?i) de transducteur d'une densité globale sélectionnée. Le au moins un des premier et deuxième câbles d'électrode comprend également au moins une couche de brins "lectriquement conducteurs disposée à l'extérieur de l'âme able. es vant l'invention uit. d'une 10 d'élec 5A. réalis ion du à celle ieprésentée dans la La figure 7 montre un exemple d'un connecteur surmoulé. La figure 8 montre un exemple de forme de 15 réalisation d'un câble de source suspendu dans une étendue d'eau depuis des dispositifs de flottaison. La figure 9 montre une vue de détail d'une partie du câble de source de la figure 8. La figure 10 montre une vue de détail d'une 20 partie du câble de source de la figure 8. La figure 11 montre une vue de détail d'une partie du câble de source de la figure 8

Un exemple de système de recherche -géophysique 25 30 n -gatltion l t . in d'induir_ élect tans les ns au-dessous de l'eau 23, et l'enregistrement t le traitement de signaux générés par les différents capteurs électromagnétiques 12 sur le câble de capteur 10. Par exemple, les capteurs électromagnétiques 12 peuvent comporter des câbles d'électrode, et le câble de capteur 10 15 peut relier de manière électrique et/ou optique des capteurs électromagnétiques 12 au système d'enregistrement 20 afin d'enregistrer et de traiter des signaux. Le système de recherche électromagnétique représenté dans la figure 1 comprend un câble de source 20 électromagnétique 14 afin de remorquer un dispositif destiné à induire un champ électromagnétique dans les formations au-dessous du fond de l'eau 23. Le câble de source 14 peut se composer d'un câble de renvoi relié au navire 18 et comprenant c cducteurs (5: équipe....nt (non ~present induire un champ électromagnétique dans les formations au-dessous du fond de l'eau 23. Le courant peut être, par exemple, du courant alternatif pour la recherche électromagnétique à domaine de fréquence, ou du courant continu commuté (par exemple, 15 raccordement du courant, coupure du courant, inversion de polarité de courant, ou commutation séquentielle telle qu'une séquence binaire pseudo-aléatoire) pour la recherche électromagnétique à domaine de temps. La configuration représentée dans la figure 1 induit un champ électrique de 20 dipôle horizontal dans la sous-surface quand les câbles d'électrode 16A, 16B sont alimentés par le courant électrique. Le type de courant utilisé pour alimenter les câbles d'électrode n'est pas limité à ce qui précède tant que l'in-ntion est applic<:hle à l'utilisation à la fois 1 c 7 ï it. hoir tell peuvent parti_ céraiizs ou du matière plastique. de flottabilité dans l'élastc-:. peut être sélectionafin de pourvoir la structure câble finie globale d'une densité sélectionnée. Dans un exemple, la densité sélectionnée peut être sensiblement la même que celle de l'eau dans laquelle le câble de source (14 dans la figure 1) doit être déployé, ou bien la densité sélectionnée peut être légèrement inférieure de telle sorte que le câble de source global est d'une flottabilité sensiblement neutre. D'autres matières peuvent être utilisées pour l'âme de câble 30 tant que ces matières procurent au câble terminé la densité sélectionnée et la résistance et la flexibilité appropriées comme cela sera davantagE qué ci-dessous. igure 3 montre des exemples de secns transe des formE de réalisa 'on de ''âme de concentration de cha: peuvent être enroulés autour de l'élément de renfort 48 afin d'éviter de mettre axialement en contrainte les conducteurs isolés 50 quand le câble d'électrode est soumis à une charge axiale et/ou une flexion. Comme cela est 15 illustré dans l'exemple de forme de réalisation dans la figure 3B, l'âme de câble 30 peut comporter une combinaison ou un mélange d'une variété de matières d'âme 46A à D. Dans l'exemple illustré, l'âme de câble 30 comprend quatre couches de matières d'âme 46A à D différentes, bien que 20 plus ou moins de couches ou d'autres configurations des matières d'âme 46A à D soient dans la portée de l'invention. Ces matières et couches d'âme peuvent être sélectionnées de façon à procure: des bénéfices tels que flottabilité, résistance, 1 i ilité, redondance, ion de t pérature, l<' =lectr'. e, i lati 10 34 est c -figurée pour enrouler de manieie nIicoï ale d premiers brins électriquement conducteurs 36 autour de l'extérieur de l'âme de câble 30 dans une première direction hélicoïdale afin de produire une âme recouverte de premiers brins 41. Les premiers brins électriquement 15 conducteurs 36 peuvent être fabriqués à partir d'une matière électriquement conductrice, par exemple, fibre de carbone, fibre de verre imprégnée de graphite ou autre fibre, ou métal. Les métaux peuvent comprendre, par exemple et sans limitation, de l'acier inoxydable 316, du titane, 20 ou du cuivre plaqué de titane. Dans certaines formes de réalisation, les brins électriquement conducteurs 36 peuvent comporter un fil revêtu d'oxyde métallique mélangé, tel qu'un fil de titane ou de cuivre plat de titane. Dans la te forme de réalisation, 1 25 premier 41 peu' re c ; une station d' enro 1 le de Or: 38 r-11 enrou recouverte de longueur s otionnée et ore stocké en Dans d'autres formes de réalisation, seuls l pre brins électriquement conducteurs 36 peuvent ê utili de telle sorte que l'âme recouverte de premiers brins l constitue le câble d'électrode terminé 42. Dans 15 d'autres formes de réalisation telles qu'exposées précédemment et comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous, l'âme de câble 30 peut exclure les un ou plusieurs conducteurs isolés (50 dans la figure 3) et/ou l'élément de renfort (48 dans la figure 3). Dans encore d'autres formes 20 de réalisation, plus de deux couches de brins électriquement conducteurs peuvent être appliquées de manière successive sur l'extérieur de l'âme de câble 30. de forme de de ou ce 14, La figure 4 montre un ex& réalisa' ion du câble de sourc 14. Le c d teurs câble exemple le conduct ur isolé 54, peut ét r iquem, relié au blin<_? xge sur l'extérieur du câble d'électrode Un autre conducteur électrique dans le câble de remorquage 14A, par exemple le ( conducteur isolé 52, peut être électriquement relié aux conducteurs isolés (50 dans la figure 3) à l'intérieur de l'âme de câble {30 dans la figure 3). Cette connexion électrique peut être réalisée par n'importe quel connecteur électrique approprié (non représenté) disposé dans les 20 terminaisons d'extrémité de câble respectives 58A, 56. Le premier câble d'électrode 16A peut être terminé à son extrémité arrière par uns cr inaison arrière 58B. La terminaison arrière 58B peut une connexion _ectrique mécanique avec le ~ement 62. Le _nt 62 peut plusieu_ 30 connecteurs appropriés 58A, 58B d'une structure similaire aux connecteurs sur les extrémités axiales du premier câble d'électrode 16A. Dans la présente forme de réalisation, la connexion électrique peut être réalisée entre les 15 conducteurs (non représentés) dans le câble d'espacement 62 et le blindage 42B du deuxième câble d'électrode 168. Enfin, le blindage 42B du deuxième câble d'électrode 168 peut être électriquement relié à l'un des conducteurs isolés 52, 54 dans le câble de remorquage 14A, alors que le 2{) blindage 42A du premier câble d'électrode 16A peut être électriquement relié à l'autre des conducteurs isolés 52, 54 dans le câble de remorquage 14A. La terminaison arrière de deuxième câble d'électrode 58B peut être fermée par une fiche » 64 ou un dispositif similaire qui exclut l'entrée 2 d'eau dans l'ir' i ? l t minaison rrièr 58D. un 16A . 16E le de j satin les câbles d'éle- peuvent tr figuré diff afin de procurer un rayon de co m` appz tout en conservant une surface de cciiucteur uffisante parties d'électrode du câble de source 14 pour conduire courant électrique souhaité dans l'eau. (Comme cela serait 1 évident pour un homme du métier, les conditions de la recherche géophysique électromagnétique marine particulière peuvent déterminer le courant électrique souhaité. Ces conditions peuvent comprendre la salinité de l'eau, la profondeur de remorquage de la source, la profondeur sous 20 la surface de la formation, des problèmes de sécurité et environnementaux, etc. Des courants électriques souhaités à environ 5000 peuvent s'échelonner d'environ 100 ampères plus). Il peut être souhaitable pour fabriquer de L'électrode une structure é ..ctrique mplifié d'c re ®lectri snts cari lectrique_ types cxpli ci-dessus. La i ii ] c comprend câbles cl' `5lectrode séparés 16C qui t être co_' n à des terminaisons axialE c communes a d former câble d'électrode effectif. Un tel câble d'électrode combiné peut être utilisé dans l'un ou l'autre 15 ou chacun des deux câbles d'électrode comme cela est représenté dans la figure 1 en 16A et 16B. Chaque câble d'électrode séparé 16C peut comprendre une section transversale pleine de la matière d'âme 46. Dans le présent exemple, la matière d'âme 46 peut avoir un diamètre de 46,8 ?1) mm. La matière d'âme 46 peut être recouverte par une unique couche de brins électriquement conducteurs 36, qui dans le 'pie peut comprendre 80 brins de fil de cuivre d titan de 1,- mm de di :r z Comme cela a été 'ué ré2_r à le zre 2, les tins conduct es 36 êtr enro autou s 6 de _une des trois de _In. Une douille broche en acier inoxydable 70 peut être dise antre les brins électriquement conducteurs 36 et la mat oe d'âme 46 afin de protéger la matière d'âme 46. Le 'tés des brins électriquement conducteurs 36 peuvent -sire insérées 15 dans un réceptacle respectif 73 et être soudées sur le bouchon d'extrémité 72. Le bouchon d'extrémité 72 peut comprendre n'importe quelle caractéristique appropriée afin de relier mécaniquement le bouchon d'extrémité au câble de remorquage (14A dans la figure 1) ou à une extrémité du câble d'espacement (62 dans la figure 1). La liaison électrique des brins électriquement conducteurs 36 à l'un ou l'autre des conducteurs isolés (52, 54 dans la figure 4) ns le câble de remorq:: :re (14A dans la figure 1) peut faite par tous les appropriés. La 5B ne forme -éali i a 15 20 2 util: sur les de. Dans ces formes tion, -ctrique entre le able de re 4) et le deus eeible 62. 10 15 20 25 à des cordes d profondeur 91 I- spositifs de flottaison r s en 90. ps dE irainée 92 peut être relié â l' r_émité arrière du deuxième câble d'électrode 16B afin de maintenir la partie immergée du 15 câble de source 14 en ligne relativement droite pendant le déplacement sous l'eau. La figure 9 montre un exemple de connexion entre le câble de remorquage 14A et l'extrémité avant du premier câble d'électrode 16A. Comme cela a été expliqué 2() précédemment, le câble de remorquage 14A peut comprendre des conducteurs isolés 52, 54 et un élément de renfort 55. r terminaison arrière 56 d'un des conducteurs isolés 52 ut être reliée à la terminaison avant 58A du premier d'électrode 16A. Da l présente forr. de [inaison 56 et la t on être qui -le de .:cquage 14A et le condus.;Leur isolé 52, peut être une -}n pratique pour relier une de profondeur 1 de suspendre le câble de sot:i.e figure 8). Le auplage pour la corde de profondeur 91 peut comprendre un collier 82 fixé sur l'extérieur du surmoulage Ï 84. Le collier peut être relié à une extrémité inférieure de la corde de profondeur 91 en utilisant n'importe quelle terminaison conventionnelle 86 connue dans le domaine. Une bride, un crochet, ou un autre couplage 88 peuvent relier la terminaison conventionnelle 86 au collier 82. Un 20 couplage de suspension 80, qui dans la présente forme de réalisation peut être un support en métal ou matière plastique globalement en forme de « T », peut être relié au fond du collier 82 et à la terminaison avant 58A du premier d'él t ode 16A. Le co lage de su. ension 80 peut '1 _ rt f~ telle ce suppi_. ion calte ectrique 1{) Jucteurs isolés 52, Des connecteurs éle es peuvcut coupler chacun des conducteurs isolés 52, 54 cc'_urs correspondants appropriés (non représentés) dans l'unité d'enregistrement (20 dans la figure 1). Une charge axiale peut être transférée du navire (18 dans la 15 figure 1) au câble de remorquage 14A en utilisant un manchon auto-serrant ou à serrer 15. Le manchon peut être relié à un ou plusieurs câbles de remorquage 14AB qui sont physiquement reliés à un équipement de remorquage approprié (non représenté) à bord du navire {18 dans la figure 1). 2() La figure 11 montre l'extrémité arrière du premier câble d'électrode 16A dans la présente forme de réalisation. L'extrémité arrière peut comprendre la maison .:rien 58B selon les différentes formes de isatioz: 1=_1 ci-dessus. La terminaison arrière peut êt à un deuxième Jllier 82 fixé sur le on ou 10 Jucteur utilisé ici et est pré v- ou: ni fier une structure de câble cela a été décrit ci-dessus dans laquelle les câble d'électrode remplissent la fonction d'application du courant électrique dans une étendue d'eau ou de détection des tensions dans l'étendue d'eau. Des formes de réalisation d'un émetteur de recherche géophysique électromagnétique marine fabriqué avec des câbles d'électrode décrits comme cela a été expliqué en se référant aux différents exemples peuvent 20 être plus faciles à stocker et à déployer à partir d'un navire de recherche, et peuvent être moins coûteuses à fabriquer et entretenir. Bien que l'invention été décrite en se référant à un nombre limité de fc-e réalisation, les 25 l'art, ay, , cett on, le fai mes à b, »)

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1. pour exposer tous les nombres et plages englobés dans REVENDICATIONS1. pour exposer tous les nombres et plages englobés dans la plage de valeurs plus large. De même, un diamètre de l'âme de câble et un diamètre et le nombre de brins électriquement conducteurs sont avantageusement sélectionnés de telle sorte qu'un diamètre externe du au moins un des premier et deuxième câbles d'électrode est sensiblement identique au diamètre extérieur du câble de remorquage qui a un extérieur électriquement non-conducteur. L'âme de câble peut comporter en outre une deuxième matière d'âme ayant une deuxième densité et les premier et deuxième câbles d'électrode comportent de préférence des âmes de câble et des couches de brins électriquement conducteurs correspondantes.t maleu_ cart. c pour être relié à un remoi (18) ; un premier câble d'électrode (16A) relié au niveau d'une extrémité avant au câble de remorquage (14A) ; et 10 un deuxième câble d'électrode (16B) disposé à l'arrière du premier câble d'électrode (16A) et configuré pour être relié indirectement au navire de remorquage {18), au moins un des premier et deuxième câbles d'électrode (16A, 16E) comprenant : 15 une âme de câble (30) comportant une première matière d'âme ayant une première densité sélectionnée afin de pourvoir le câble de transducteur d'une densité globale sélectionnée ; et au moins une cc" ' de brins électriquement 20 conducteurs (50) disposée à l'extérieur de l'âme de câble ion 1, transducteur duit être R) se "i de : imprégnée de graphite, acier inc titane, cuivre plaqué de titane, fil revêtu d' .1étallique mélangé, ou n'importe quelle combinaison de c :-ci. 15 6. Câble de transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une deuxième couche de brins électriquement conducteurs (50) disposées â l'extérieur de la au moins une couche de brins électriquement conducteurs (50), la au moins une couche 20 étant enroulée de manière hélicoïdale dans une première direction, la deuxième couche étant enroulée de manière hélicoïdale dans une deuxième direction opposée à la première direction. Câte de insduct la revendication 1, se (30) _te un un ition 1 (50) IO diu. externe d au mss des premier et deuxièdss câbles d'électrode (16A, 16B) est sensibl ( identique au diamètre extérieur du câble de remorquage (I4A). 11. Câble de transducteur selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que le câble de remorquage (14A) a un extérieur électriquement non-conducteur. 12. Câble de transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un câble 20 d'es' cernent relié à une extrémité arrière du premier câble d' _ode (16A) et â une extrémité avant du deuxième câble d'électrode (16B). 13. de transducteur selon la -ndicstion 1, 25 ract- qu câble d'éls (I6B) IO d'i. en tant qu'émetteur ectroma ique. 16. Câble de transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième câbles d'électrode (16A, 16B) sont reliés à un système 15 d'enregistrement de façon à être capables d'agir en tant que capteur électromagnétique. 17. Câble de transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble de remorquage (14A) comporte 20 un unique câble de support de charge axiale. 18. Câble de transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble de remorquage (14A) comporte au roins un câble de support de charge pour chacun des 25 caU d'électrode.