KR20240138763A - 해양 탄성파 탐사용 디플렉터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3D 해양 탄성파 탐사시스템의 디플렉터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디플렉터는 해상에서 부력을 제공하는 부이, 탐사선박의 진행방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 탐사선박의 진행방향에 대하여 일측으로 경사지도록 부이의 하부에 결합되는 복수의 베인을 구비하는 베인유닛 및 자중이 증가하도록 베인유닛의 하부에 설치되는 웨이트바를 구비하는 것에 특징이 있다.

Description

해양 탄성파 탐사용 디플렉터{DEFLECTOR FOR MARINE SEISMIC SURVEY SYSTEM}

본 발명은 해양 탄성파 탐사시스템에 관한 것으로서, 특히 스트리머의 양측에 배치되어 스트리머 사이의 간격을 벌리는 전개력을 제공하는 디플렉터에 관한 것이다.

석유, 천연가스, 가스하이드레이트 등 해저 부존 자원의 탐사 목적 또는 해저 케이블, 터널, 풍력발전기 등과 같은 해양 건설공사를 위한 엔지니어링 목적으로 탄성파 탐사를 수행한다.

도 1을 참고하면, 탄성파 탐사에서는 수면에 음원(3, seismic source)과 수신기(4,hydrophone)를 케이블(r)에 연결하여 부유시켜 놓은 상태에서 탐사선(1)이 음원과 수신기를 예인하면서 탐사를 진행한다. 도 1에 도시된 바와 같이 (A)지점에서 음파를 발신-수신하고, 탐사선이 정해진 간격(I, 시간간격 또는 거리간격)을 이동 후 (B)지점에서 다시 음파를 발신-수신한다. 즉 음원(3)에서는 음파를 정기적으로 발생시키고, 음파는 수중(L)을 통과하여 해저면(S), 더 깊은 해저지층(G) 또는 해저구조물에서 반사되어 다시 수신기(4)로 돌아온다. 수신된 반사파 신호에 대한 자료처리를 통해 해저 지층구조, 부존자원, 해저구조물 등에 대한 정보를 취득한다.

도 1에는 하나의 음원에 대하여 수신기가 하나만 있는 형태(싱글채널)를 나타냈지만, 도 2와 같이 복수의 수신기가 상호 연결되어 일렬로 배치된 스트리머 형태(멀티채널)가 더 많이 사용된다. 음원에서 발사된 음파는 반사된 후 각 수신기로 수신된다. 또한 도 1 및 도 2에서는 하나의 측선에 대해서 깊이 방향으로 탐사가 진행되므로 측선 하부의 수직한 지층 단면에 대한 2D 자료를 얻을 수 있다. 그러나 도 3과 같이 스트리머를 횡방향으로 복수 개 구성하면, 각 스트리머에서 2D 단면에 대한 자료를 각각 취득하게 된다. 2D 단면을 병합하면 해저 지층 볼륨에 대한 3D 자료를 취득할 수 있다. 이를 3차원(3D) 탄성파 탐사라 한다.

3차원 탄성파 탐사에서는 스트리머 사이의 간격을 일정하게 유지하는 것이 중요한데, 이를 위해서 디플렉터가 사용된다. 도 4 및 도 5는 본 출원인의 선행특허 제10-1656860호에 개시된 도면인데, 이를 참고하여 설명한다. 도 4에는 스트리머의 선단에 설치되는 부이-디플렉터 구조이다. 기존의 부이(b)는 서핑보드 형상으로 부력을 제공하며, 부이 위에는 GPS 안테나(g)를 탑재하고, 부이의 하부에는 디플렉터(d)가 설치된다. 부이의 후단으로는 수신기들이 일렬로 연결된다. 디플렉터(d)는 탐사선박의 진행방향에 대하여 경사지게 설치되어 있으므로, 탐사선박에 의해 디플렉터가 예인되면 디플렉터가 일측방으로 밀려 나가게 된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 탐사선박(1)에 두 개의 스트리머(s1,s2)가 설치되며, 각 스트리머의 선단에는 각각 부이(b1,b2)가 마련되며, 부이의 하단에는 서로 반대방향으로 경사진 디플렉터(d1,d2)가 설치된다. 두 개의 부이(b1.b2) 사이에는 로프(p)로 연결되어 있다. 탐사선박이 화살표 방향으로 진행하면, 케이블(c)에 위해 예인되는 디플렉터(d1,d2)는 탐사선박의 진행방향에 대하여 각각 좌측과 우측으로 서로 반대방향으로 가압되어 이동하게 된다. 그러나 로프(p)에 의해 두 개의 디플렉터가 서로 연결되어 있기 때문에 서로 당기는 힘을 받는 바 일정 간격을 유지하게 된다.

그러나 상기한 구성의 부이-디플렉터 구조를 사용하면 문제가 있다.

탐사선박의 속도가 빨라지면 보드 형상의 부이가 쉽게 기울어지고 심한 경우 뒤집히는 문제가 발생한다. 즉 디플렉터는 물살에 의해 측방으로 가압되면서 측방으로 이동되는 구조인데, 속도가 빨라져서 측방 압력이 커지면 부이가 측방으로 기울어지면서 전복되는 것이다. 보드의 무게를 늘려도 이러한 문제는 해결되지 않았다. 부이가 기울어지면 GPS 안테나도 함께 침수되어 실시간 위치 모니터링이 곤란해지므로 탐사를 진행할 수 없다. 스트리머에 연결된 수신기들의 실시간 위치는 스트리머 선단에 장착된 GPS 안테나에 의해 측정되기 때문이다. 또한 탐사선박의 속도가 빨라지면 부이의 선단이 들리는 현상이 발생하며, 주변에 큰 선박이 지나는 등 너울이 생기는 경우에도 부이의 자세 안정성이 떨어진다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3차원 해양 탄성파 탐사에서 스트리머 사이의 간격이 안정적으로 유지될 수 있도록 측방으로 전개력을 인가하며 탐사선박의 속도가 빨라지는 경우에도 안정적인 자세를 유지할 수 있는 디플렉터와, 이 디플렉터를 구비하는 3D 해양 탄성파 탐사시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디플렉터는, 해상에서 부력을 제공하는 부이; 탐사선박의 진행방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 탐사선박의 진행방향에 대하여 일측으로 경사지도록 상기 부이의 하부에 결합되는 복수의 베인을 구비하는 베인유닛; 및 자중이 증가하도록 상기 베인유닛의 하부에 설치되는 웨이트바;를 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 있어서, 상기 베인유닛은 상하방향으로 서로 이격되게 설치되는 상부결합대 및 하부결합대를 구비하며, 상기 복수의 베인은 상기 상부결합대와 하부결합대 사이에 일렬로 서로 이격되게 설치된다.

본 발명의 일 예에서, 상기 베인유닛의 선단이 상방으로 들리는 것을 방지하도록, 상기 베인유닛의 하면으로부터 하방으로 경사지게 연장형성되는 하방날개부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

특히 상기 하방날개부는 상기 베인유닛의 하면 후단부에 형성되며, 상기 웨이트바는 상기 베인유닛 하면의 선단부부터 상기 하방날개부 전까지 길게 형성된다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3D 해양 탄성파 탐사시스템은, 탐사선박과 케이블로 연결되어 해상에 진수되며, 탐사선박에 의해 예인되면 진행방향에 대하여 각각 좌측 및 우측으로 가압되어 이동되는 것으로서 상기한 구성으로 이루어진 좌현디플렉터 및 우현디플렉터; 탄성파 반사 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신기를 각각 포함하며, 탐사선박과 케이블로 연결되어 상기 좌현플렉터와 우현디플렉터 사이에서 상호 이격되게 배치되어 해상에 진수되 복수의 스트리머; 및 상기 좌현디플렉터, 우현디플렉터 및 복수의 스트리머에 연결된 상기 복수의 케이블에서 서로 인접하게 배치된 두 개의 케이블을 상호 연결하며, 상기 케이블을 따라 이동가능하게 설치되는 복수의 간격유지로프;를 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명의 일 예에서, 상기 복수의 케이블은 상기 탐사선박으로부터 해상까지 하향 경사지게 설치되며, 서로 인접한 2개의 케이블에 연결된 상태로 상기 간격유지로프는 상기 탐사선박측으로부터 해상으로 상기 케이블을 따라 상하방향으로 이동 가능하다.

보다 상세하게, 상기 간격유지로프는 상기 케이블 사이에 배치되는 로프본체와, 상기 로프본체의 양단에 각각 분리가능하게 결합되며, 상기 케이블이 끼워져 연결되는 한 쌍의 롤러부재를 구비하며, 상기 간격유지로프가 상기 케이블을 따라 이동시 상기 롤러부재에 회전가능하게 결합된 롤러와 상기 케이블은 구름접촉된다.특히, 상기 롤러부재는 상호 대면하는 한 쌍의 측판부와, 상기 측판부의 하단을 상호 연결하는 이음판부를 구비하는 하우징과, 상기 측판부 사이에 회전가능하게 결합되는 상기 롤러를 구비하며, 상기 케이블은 상기 하우징의 이음판부와 롤러 사이의 공간에 끼워져 상기 롤러와 구름접촉된다.

본 발명의 일 예에서, 상기 간격유지로프의 좌측에 마련된 상기 롤러부재에 끼워지는 상기 케이블은 탐사선박이 전진시 좌측으로 가압되며 상기 롤러는 상기 케이블의 좌측에 배치되며, 상기 간격유지로프의 우측에 마련된 상기 롤러부재에 끼워지는 상기 케이블은 탐사선박이 전진시 우측으로 가압되며 상기 롤러는 상기 케이블의 우측에 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 해양 탄성파 탐사시스템에서 디플렉터를 스트리머의 선단에 설치하는 기존의 방식을 탈피하여, 디플렉터를 독립적으로 선박의 좌현과 우현에 설치한다. 디플렉터에 GPS 안테나를 설치하지 않아도 되므로 디플렉터를 훨씬 편하게 운용할 수 있다.

또한 본 발명에서는 선박의 속도가 증가하거나, 주변에 너울이 발생하는 경우에도 디플렉터가 수중에서 안정되고 일관된 자세를 유지할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명에서는 바다에 진수되는 스트리머의 개수나 길이에 관계없이 스트리머를 매우 쉽게 설치할 수 있을 뿐마 아니라, 스트리머 사이의 간격을 유지하는 것이 용이하다는 이점이 있다. 즉 복수의 스트리머를 각각 개별적, 독립적으로 바다에 진수한 후, 간격유지로프를 결속하여 케이블을 따라 하강시킬 수 있는 바, 간격유지로프의 설치 및 회수가 용이하다는 이점이 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 탄성파 탐사의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 탄성파 탐사의 멀티채널 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 3차원 탄성파 탐사를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 기존의 디플렉터의 문제점을 설명하기 위한 선행특허 제10-1656860호에 기재된 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 탄성파 탐사시스템의 개략적 도면이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 예에 따른 디플렉터를 앞과 뒤에서 본 개략적 사시도이다.
도 8은 도 7의 개략적 측면도이다.
도 9는 간격유지로프의 개략적 사시도이다.
도 10은 간격유지로프와 케이블이 연결된 상태의 단면도이다.
도 11은 간격유지로프에서 케이블과 롤러 사이의 상대위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 예에 따른 탄성파 탐사시스템를 바다에 진수하는 방법의 개략적 흐름도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 일 예에 따른 디플렉터와, 상기한 디플렉터가 좌현과 우현에 각각 배치되는 3D 해양 탄성파 탐사시스템(이하 '탐사시스템'이라 함)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 예에 따른 탄성파 탐사시스템을 설명하기 위한 도면이며, 도 7a 및 7b는 본 발명의 일 예에 따른 디플렉터를 앞과 뒤에서 바라본 개략적 사시도이며, 도 8은 도 7의 개략적 측면도이다.

도면을 참고하면, 본 발명의 일 예에 따른 탐사시스템(100)은 탐사선박(s)에 예인되면서 해상에서 탐사를 수행하는 것으로서, 좌현디플렉터(10), 우현디플렉터(20) 및 복수의 스트리머를 포함한다.

좌현디플렉터(10)와 우현디플렉터(20)는 각각 탐사선박(s)에 케이블(c)로 연결되어 탐사선박(s)의 후미 좌측과 후측에 배치되어 예인된다. 좌현디플렉터(10)와 우현디플렉터(20)는 베인의 방향만 좌측 및 우측으로 상호 대칭되게 경사된 것만 제외하면 모든 구성은 동일하다. 좌현 및 우현 디플렉터(10,20)는 부이(11,21), 베인유닛(15,25), 웨이트바(16,26) 및 하강날개부(17,27)를 구비한다. 부이(11,21)는 부력을 제공하여 디플렉터가 해상에 떠있을 수 있도록 하며, 본 예에서 부이는 대략 원통형으로 형성된다. 베인유닛(15,25)은 상부결합대(12,22)와 하부결합대(13,23) 및 복수의 베인(v)을 구비한다.

상부결합대(12,22)와 하부결합대(13,23)는 탐사선박의 진행방향을 따라 길게 형성되며 상하로 서로 이격되게 설치된다. 상부결합대(12,22)는 부이(11,21)의 하부에 고정되게 설치된다. 복수의 베인(v)는 상부결합대(12,22)와 하부결합대 (13,23)사이에 서로 이격되어 일렬로 설치된다. 좌현대플렉터와 우현디플렉터의 베인(v)은 탐사선박의 진행방향에 대하여 각각 좌측 및 우측으로 경사지게 배치된다. 즉 뒤쪽에서 바라보았을 때 좌현디플렉터의 베인은 시계반대방향으로, 우현디플렉터의 베인은 시계방향으로 경사지게 배치된다. 베인(v)은 탐사선박이 진행하면 물살에 의해 가압되면서 탐사선박의 진행방향에 대하여 좌현디플렉터를 좌측으로, 우현디플렉터를 우현으로 밀어낸다.

베인유닛(15,25)의 하부결합대(13,23)의 하부 선단측에는 웨이트바(16,26)가 결합된다. 본 예에서 웨이트바(16,26)는 단면이 반원통 형상으로 형성되며, 디플렉터 선단으로부터 중앙을 넘어서 까지 길게 연장된다.

디플렉터는 베인유닛은 물에 완전히 잠기고 부이는 하부만 물에 잠긴 상태로 유지되는 것이 바람직한데, 파도가 심한 경우나 주변에 큰 선박이 지나감에 따라 너울이 발생하는 경우에 디플렉터가 기울어지는 등 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하고자 본 발명에서는 웨이트바(16,26)를 설치하여 디플렉터의 무게를 증가시킨다. 특히 무게 배분에 있어서 상부보다는 하부측에 무게를 더 크게하여 디플렉터의 자세가 안정되게 유지될 수 있도록 하였다.

또한 탐사선박은 대략 3~5노트 정도의 속도로 운항하는데 속도가 증가할수록 디플렉터의 선단이 들리는 현상이 발생한다. 웨이트바(16,26)를 디플렉터의 후단이 아니라 선단측에 편중되게 설치하는 것은 이러한 이유이다. 그러나 탐사선박의 속도가 더 빨라지거나 역조류인 경우 웨이트바만으로는 디플렉터의 선단이 들리는 문제가 완전히 해결되지 않는다. 이에 본 발명에서는 하방날개부(17,27)를 통해 문제를 해결한다. 하방날개부(17,27)는 하부결합대(13,23)의 하면 후단으로부터 하방으로 경사지게 연장형성된다. 하부결합대(13,23)는 평평한 구조인데, 후방날개부(17,27)가 하방으로 경사지게 배치됨에 따라 디플렉터의 후단이 들리는 방향, 거꾸로 말하면 디플렉터의 선단이 가라앉는 방향으로 물살의 압력을 받게 된다. 이를 통해 디플렉터의 선단이 들리는 현상을 방지할 수 있다.

즉 본 발명에서는 웨이트바와 하방날개부를 이용하여 탐사선박의 속도가 증가하거나, 주변에 너울의 영향이 있을 때에도 디플렉터가 물 속에서 일관된 자세를 유지할 수 있도록 보조한다.

상기한 구성의 디플렉터는 베인유닛(15,25)의 상부 및 하부의 선단과 후단의 4곳에서 각각 견인줄(18,28)이 연결되고, 4개의 견인줄(18,28)은 하나의 연결고리(19,29)에 함께 체결된다. 연결고리(19,29)는 탐사선박과 케이불(c)로 이어진다. 본 예에서 4개의 견인줄은 각각 다수의 링을 연결한 것으로서, 링의 개수를 조절하여 각 견인줄의 길이를 쉽게 조절할 수 있다. 4개의 견인줄의 길이를 조절함으로써 케이블과 연결된 연결고리가 디플렉터의 후단쪽 또는 선단쪽에 위치할지 또는 디플렉터의 수중 예인 각도 및 물의 저항량을 결정할 수 있다. 연결고리가 디플렉터의 후단쪽에 배치되면 물의 저항력을 더 많이 받게 되어 측방으로 가압되는 힘이 더 커질 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 수신기가 장착된 스트리머의 선단에 디플렉터를 설치하는 것이 아니라, 스트리머와 독립된 디플렉터를 탐사선박의 좌현과 우현에 각각 배치한다. 본 디플렉터는 스트리머와 연결되지 않는 바, 위치 파악을 위해 GPS 안테나를 장착할 필요도 없으므로 장비 운용의 편의성이 증대된다는 이점이 있다.

좌현디플렉터(10)와 우현디플렉터(20) 사이에는 복수의 스트리머가 서로 이격되어 진수되는데, 본 예에서는 4개의 스트리머(30,40,50,60)가 배치된다. 설명의 편의상 좌현디플렉터(10)에 인접한 스트리머를 좌현제1스트리머(30)라고 하고, 우현디플렉터(20)에 인접한 스트리머를 우현제1스트리머(60)라고 한다. 그리고 좌현제2스트리머(40)와 우현제2스트리머(50)가 그 사이에 배치된다.

스트리머는 멀티채널 탐사를 위하여 복수의 수신기(하이드로폰, 미도시)를 일렬로 길게 연결한 것을 말한다. 스트리머의 선단에는 탐사선박(s)과 케이블(c)로 연결되며 해상에서 부유하는 부이(31,41,51,61)가 설치되고, 부이 위에 스트리머의 위치 인식을 위한 GPS 안테나(g)가 장착된다. 수신기(h)들은 부이 후미로 수십m에서 수km에 걸쳐 길게 배치되어 해상에 부유한다.

지금까지 설명한 좌현디플렉터(10), 우현디플렉터(20) 및 복수의 스트리머(30~60)는 모두 탐사선박(s)과 각각 독립적으로 케이블(c)로 연결되어 예인된다. 종래기술에서도 설명했듯이 3D 탄성파 탐사에서는 스트리머 사이의 간격을 유지하는 것이 중요하므로, 본 발명에서는 디플렉터와 스트리머 사이 및 스트리머와 스트리머 사이에 간격을 유지할 수 있는 수단으로서 간격유지로프(70)를 이용한다.

도면을 참고하여 간격유지로프를 설명한다.

도 9는 간격유지로프의 개략적 사시도이고, 도 10은 간격유지로프와 케이블이 연결된 상태의 단면도이다.

도면을 참고하면, 간격유지로프(70)는 로프본체(71)와, 한 쌍의 롤러부재(74,75)를 구비한다. 로프본체(71)는 일반적인 로프와 같이 길게 형성되며, 로프본체(71)의 양단에는 각각 연결고리(72,73,딤블)가 결합된다. 로프본체(71)의 길이가 긴 경우 중간중간에 부이(71a)를 매달아 부력을 제공하고, 해초를 피할수 있다. 한 쌍의 롤러부재(74,75)는 각각 연결고리(72,73)에 결합 및 분리될 수 있다. 롤러부재(74,75)는 하우징(76)과, 하우징(76) 내에서 회전가능하게 결합되는 롤러(79)를 구비한다. 하우징(76)은 상호 대면하는 한 쌍의 측판부(77a,77b)와, 한 쌍의 측판부의 하단을 상호 연결하는 이음판부(77c)를 구비한다. 롤러(79)는 한 쌍의 측판부(77a,77b) 사이에 배치되어 회전가능하다. 롤러(79)와 이음판부(77c) 사이의 공간(78)에는 케이블(c)이 끼워진다.

간격유지로프(70)는 상호 인접한 두 개의 케이블(c) 사이에 연결된다. 즉 간격유지로프(70) 양단의 롤러부재(74,75)에 인접한 두 개의 케이블(c)이 각각 기워져 설치된다. 예컨대 롤러부재(74,75)가 로프본체(71)로부터 분리된 상태에서, 좌현디플렉터(10)의 케이블과 좌현제1스트리머(30)의 케이블의 상단쪽(탐사선박측)에 롤러부재(74,75)를 끼워서 설치한다. 그리고 좌현디플렉터(10)와 좌현제1스트리머(30)를 바다에 진수한 후, 탐사선박(s)에서 좌현디플렉터(10)와 좌현제1스트리머의 케이블(c)에 각각 끼워져 있는 롤러부재(74,75)에 로프본체(71)를 연결한다. 연결이 완료되면, 간격유지로프(70)가 두 개의 케이블에 끼워진 상태로, 바다쪽으로 하강시킨다. 간격유지로프(70)가 하강할 때 케이블(c)은 롤러(79)와 구름접촉되기 때문에 마찰저항을 감소시켜 케이블(c)의 하단까지 이동할 수 있다. 롤러가 없다면 간격유지로프와 케이블을 단순히 연결고리 등으로 연결해 놓은 경우, 간격유지로프와 케이블 사이의 마찰로 인하여 간격유지로프가 하강하지 못하고 중간에 걸릴 수도 있다. 본 발명에서는 케이블을 롤러에 끼워 구름접촉되게 함으로써 마찰을 감소시켜 간격유지로프가 케이블의 하단까지 안정적으로 하강할 수 있도록 하였다.

또한 케이블(c)을 롤러부재(74,75)에 끼울 때 중요한 점은, 케이블(c)이 가압되는 방향에 이음판부(77c)가 아니라 롤러(79)가 배치된다는 점이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 하나의 간격유지로프(70)를 기준으로 좌측의 케이블은 좌측(L)으로 가압되며, 우측의 케이블은 우측(R)으로 가압되므로, 간격유지로프(70)는 양측에서 당겨지는 힘을 받게 된다(디플렉터의 영향, 뒤에서 상세히 설명). 따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 간격유지로프(70)의 좌측 롤러부재(74)에서는 케이블(c)이 롤러(79)의 우측에 끼워지며, 우측 롤러부재(75)에서는 케이블(c)이 롤러(79)의 좌측에 끼워져서 서로 대칭되게 배치되어야 한다. 이렇게 배치되어야 케이블(c)이 이음판부(77c)가 아니라 롤러(79)측으로 가압되면서 구름접촉되기 때문이다.

참고로, 에어건(a) 등 탄성파를 송신하는 음원도 탐사선박(s)에 의해 예인되며, 탐사선박과 스트리머 사이에 배치된다.

이하에서는 상기한 구성의 탐사시스템을 바다에 진수하는 방법에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 12는 본 발명에 따른 3D 해양 탄성파 탐사시스템을 바다에 진수하는 방법의 개략적 흐름도이다.

탐사선박(s)에 탐사시스템을 싣고 해상으로 이동하며, 먼저 탐사시스템을 바다에 진수한다. 스트리머는 여러 개를 사용하기 때문에 스트리머의 길이가 수 km에 이르는 경우는 물론이며, 수십m 정도로 매우 짧은 경우에도 탐사시스템의 실제 규모는 매우 크다. 탐사선박에서 이 많은 설비를 바다에 진수하는 것 자체도 어렵지만, 스트리머 사이의 간격을 유지할 수 있도록 설치하는 것은 더욱 어렵다.

그러나 본 발명에 따른 탐사시스템은 간격유지로프를 통해 스트리머 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

본 발명에서 좌현디플렉터, 우현디플렉터 및 복수의 스트리머에 연결된 케이블(c)에 각각 롤러부재(44,45)를 연결한다. 하나의 케이블에는 양옆으로 각각 케이블이 인접해 있으므로, 하나의 케이블에는 간격유지로프도 2개가 연결되어야 한다. 현재 상태에서는 롤러부재만 연결되어 있고 간격유지로프는 분리되어 있는 상태이다.

케이블에 롤러부재가 연결된 상태에서, 좌현디플렉터, 우현디플렉터, 그리고 복수의 스트리머를 바다에 진수한다. 이들은 모두 독립적으로 케이블(c)에 매달려 있으므로, 개별적으로 바다에 진수할 수 있다. 이들 중 무엇을 먼저 진수할지에는 제한이 없지만, 본 예에서는 좌현디플렉터(10)와 우현디플렉터(20)를 먼저 진수한다. 그리고 좌현제1스트리머(30)를 진수한다. 좌현제1스트리머(30)를 진수한 후, 좌현디플렉터 케이블에 연결된 롤러부재와, 좌현제1스트리머(30) 케이블에 연결된 롤러부재에 로프본체(71)를 체결하여 간격유지로프(70)를 설치한다. 간격유지로프(70)를 탐사선박(s)으로부터 하강시키면, 두 개의 케이블(c) 사이에서 간격유지로프(70)가 케이블(c)의 하단까지 내려간다. 케이블과 롤러(78)는 구름접촉되어 마찰저항이 적어지므로 간격유지로프(70)는 케이블 중간에 걸리지 않고 하단까지 용이하게 하강할 수 있다.

상기한 방식으로 우현제1스트리머(60)를 바다에 진수한 후 우현디플렉터와 간격유지로프로 연결한다. 이어서 좌현제2스트리머(40)와 우현제2스트리머(50)를 진수하고 각각 좌현제1스트리머 및 우현제1스트리머와 간격유지로프로 연결한다. 마지막으로 좌현제2스트리머(40)와 우현제2스트리머(50), 즉 가운데 배치된 2개의 스트리머를 간격유지로프로 연결하면 탐사시스템의 진수가 완료된다.

상기한 바와 같은 순서에 의하여 디플렉터와 스트리머들을 진수하면 도 4와 같은 형태가 된다. 좌현디플렉터(10)와 우현디플렉터(20)는 탐사선박(s)이 전진함에 따라 각각 진행방향의 좌측과 우측으로 가압되며 이동하게 된다. 즉 좌현디플렉터와 우현디플렉터가 양쪽으로 당기는 힘을 가하게 되므로, 디플렉터에 연결되어 있는 간격유지로프들 역시 양측으로 당겨지는 힘을 받는다. 따라서 복수의 스트리머들 사이는 상호 벌어지면서 간격(간격유지로프의 길이)을 일정하게 유지할 수 있다.

이와 같이, 스트리머들 사이를 로프로 연결하고 양측에서 디플렉터에 의해 당기는 힘을 가해주면 스트리머들은 간격을 유지할 수 있다. 여기서 중요한 점은 간격유지로프가 결과적인 작용이 아니라, 간격유지로프를 용이하게 설치할 수 있는지 여부이다. 본 발명 연구진의 선행특허 제10-1646984호에서도 디플렉터가 선박 양측에 배치되고 로프로 연결하여 간격을 유지하는데, 이 경우 디플렉터 또는 스트리머를 바다에 진수하기 전에 탐사선박 위에서 연결로프를 먼저 결속했어야 한다. 바다에 진수된 후에는 연결로프를 설치할 수 없기 때문이다. 그리고 탐사선박 위에서 연결로프로 2개의 스트리머를 먼저 결속하면 이들을 동시에 진수해야 한다. 연결로프에 의해 서로 결속되어 있기 때문이다. 그런데 4개 이상의 스트리머를 사용하는 경우라면, 탐사선박 위에서 4개의 스트리머를 연결로프로 결속한 상태에서 4개 스트리머를 동시에 바다에 진수해야 하는데 이는 불가능에 가깝다. 앞에서도 설명했듯이 스트리머 하나는 짧게는 수십m, 길게는 수km에 달하기 때문에, 2개의 스트리머만 해도 탐사선박으로부터 바다에 동시에 진수하는 것은 실질적으로 곤란한데, 개수가 늘어나면 동시 설치작업이 불가능하다. 특히 이러한 문제는 적은 인원이 탑승하는 소형 선박에서 더욱 커진다. 결국 기존에는 연결로프를 설치하려면 스트리머들을 바다에 진수한 후 별도의 보트를 이용하여 해상에서 로프를 결속하거나, 멀티채널을 위한 긴 스트리머가 아니라 단일 채널을 사용하는 경우에만 가능했다.

그러나 본 발명은 복수의 스트리머를 각각 독립적으로, 순차적으로 진수한 후, 탐사선박에서 간격유지로프를 하강시킬 수 있기 때문에 스트리머의 설치 개수, 스트리머의 길이와 상관없이 간격유지로프를 쉽게 설치할 수 있다. 특히 케이블이 가압되는 방향에 롤러를 설치하여 구름접촉이 잘 되도록 구성하여 간격유지로프가 케이블을 따라 용이하게 하강할 수 있다.

한편, 도시하지는 않았지만, 간격유지로프는 별도의 와이어로 탐사선박과 연결시켜 놓을 수 있다. 이 경우 탐사선박에서는 와이어를 당겨서 간격유지로프를 회수할 수 있다. 간격유지로프를 회수할 수 있다는 것은 매우 큰 이점이 있다. 즉 복수의 스트리머 중 어느 하나의 스트리머가 손상되거나 오작동되는 경우 해당 스트리머만을 탐사선박으로 끌어 올려서 수리를 하거나 교체를 해야 한다. 그런데 모든 스트리머들이 간격유지로프에 의해 순차적으로 연결되어 있는 바, 어느 하나의 스트리머만을 탐사선박으로 회수할 수 없다. 본 발명에서는 간격유지로프를 하강시켜 설치할 수도 있지만 와이어로 당겨서 회수할 수도 있는 바, 상기한 문제가 해결된다. 예컨대 도 4에서 좌현제2스트리머(40)에 문제가 있는 경우, 좌현제2스트리머에 연결되어 있는 2개의 간격유지로프를 당겨서 연결고리를 분리한 후 좌현제2스트리머를 탐사선박으로 회수할 수 있다. 수리가 완료되면 다시 좌현제2스트리머를 진수하고 두 개의 간격유지로프를 하강시켜 원상태로 복원시킬 수 있다.

본 발명에서는 간격유지로프의 설치 및 회수가 매우 용이하다는 이점이 있다. 이에 따라 스트리머의 개수가 많고 길이가 길다하여도 설치가 쉽고 스트리머 사이의 간격 유지가 용이하다는 이점이 있다.

한편, 위에서는 롤러부재의 하우징 내에 하나의 롤러만 설치되는 것으로 설명하였으나, 다른 예에서는 한 쌍의 롤러가 배치되고 케이블이 한 쌍의 롤러 사이에 배치되어 케이블이 좌우 어느쪽으로 가압되더라도 모두 롤러와 구름접촉될 수 있도록 할 수도 있다.

또한 본 발명의 일 예에서는 간격유지부재의 길이를 가변하여 스트리머 사이의 간격을 조절할 수 있다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

100 ... 3D 해양 탄성파 탐사시스템
10 ... 좌현디플렉터, 20 ... 우현디플렉터
11,21 ... 부이, 15,25 ... 베인유닛
16,26 ... 웨이트바, 17,27 ... 하방날개부
30 ... 좌현제1스트리머, 40 ... 좌현제2스트리머
50 ... 우현제1스트리머, 60 ... 우현제2스트리머
70 ... 간격유지로프, 71 ... 로프본체
72,73 ... 연결고리, 74,75 ... 롤러부재
76 ... 하우징, 79 ... 롤러
80 ... 좌현스트리머유닛, 90 ... 우현스트리머유닛
a ... 에어건, s ... 탐사선박
c ... 케이블, g ... GPS 안테나
v ... 베인

Claims (9)

1. 해상에서 부력을 제공하는 부이;
   탐사선박의 진행방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 탐사선박의 진행방향에 대하여 일측으로 경사지도록 상기 부이의 하부에 결합되는 복수의 베인을 구비하는 베인유닛; 및
   자중이 증가하도록 상기 베인유닛의 하부에 설치되는 웨이트바;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디플렉터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베인유닛은 상하방향으로 서로 이격되게 설치되는 상부결합대 및 하부결합대를 구비하며,
   상기 복수의 베인은 상기 상부결합대와 하부결합대 사이에 일렬로 서로 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 디플렉터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 베인유닛의 선단이 상방으로 들리는 것을 방지하도록, 상기 베인유닛의 하면으로부터 하방으로 경사지게 연장형성되는 하방날개부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디플렉터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 하방날개부는 상기 베인유닛의 하면 후단부에 형성되며,
   상기 웨이트바는 상기 베인유닛 하면의 선단부부터 상기 하방날개부 전까지 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 디플렉터.
5. 탐사선박과 케이블로 연결되어 해상에 진수되며, 탐사선박에 의해 예인되면 진행방향에 대하여 좌측으로 가압되어 이동되는 것으로서 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 기재된 구성으로 이루어진 좌현디플렉터;
   탐사선박과 케이블로 연결되어 해상에 진수되며, 탐사선박에 의해 예인되면 진행방향에 대하여 우측으로 가압되어 이동되는 것으로서, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 기재된 구성으로 이루어진 우현디플렉터;
   탄성파 반사 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신기를 각각 포함하며, 탐사선박과 케이블로 연결되어 상기 좌현플렉터와 우현디플렉터 사이에서 상호 이격되게 배치되어 해상에 진수되 복수의 스트리머; 및
   상기 좌현디플렉터, 우현디플렉터 및 복수의 스트리머에 연결된 상기 복수의 케이블에서 서로 인접하게 배치된 두 개의 케이블을 상호 연결하며, 상기 케이블을 따라 이동가능하게 설치되는 복수의 간격유지로프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 해양 탄성파 탐사시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수의 케이블은 상기 탐사선박으로부터 해상까지 하향 경사지게 설치되며, 서로 인접한 2개의 케이블에 연결된 상태로 상기 간격유지로프는 상기 탐사선박측으로부터 해상으로 상기 케이블을 따라 상하방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 3D 해양 탄성파 탐사시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 간격유지로프는 상기 케이블 사이에 배치되는 로프본체와, 상기 로프본체의 양단에 각각 분리가능하게 결합되며, 상기 케이블이 끼워져 연결되는 한 쌍의 롤러부재를 구비하며,
   상기 간격유지로프가 상기 케이블을 따라 이동시 상기 롤러부재에 회전가능하게 결합된 롤러와 상기 케이블은 구름접촉되는 것을 특징으로 하는 3D 해양 탄성파 탐사시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 롤러부재는 상호 대면하는 한 쌍의 측판부와, 상기 측판부의 하단을 상호 연결하는 이음판부를 구비하는 하우징과,
   상기 측판부 사이에 회전가능하게 결합되는 상기 롤러를 구비하며, 상기 케이블은 상기 하우징의 이음판부와 롤러 사이의 공간에 끼워져 상기 롤러와 구름접촉되는 것을 특징으로 하는 3D 해양 탄성파 탐사시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 간격유지로프의 좌측에 마련된 상기 롤러부재에 끼워지는 상기 케이블은 탐사선박이 전진시 좌측으로 가압되며 상기 롤러는 상기 케이블의 좌측에 배치되며,
   상기 간격유지로프의 우측에 마련된 상기 롤러부재에 끼워지는 상기 케이블은 탐사선박이 전진시 우측으로 가압되며 상기 롤러는 상기 케이블의 우측에 배치되는 것을 특징으로 하는 3D 해양 탄성파 탐사시스템.
   

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