NO170866B - Fremgangsmaate og anordning til stabilisering av seismiskeenergikilder - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til stabilisering av seismiske energikilder ved utførelsen av marine, seismiske undersøkelser hvor de seismiske kilder slepes etter et fartøy, opphengt under et flytelegeme i liner hvis lengder kan reguleres ved aktivering av et drivelement.

Oppfinnelsen vedrører også en anordning for bruk ved en slik fremgangsmåte.

Ved marine, seismiske undersøkelser sendes det ut seismiske pulser fra en eller flere energikilder som slepes gjennom vannet, hengende ned fra flytelegemet. De seismiske under-søkelser har til hensikt å fremskaffe data som beskriver de undersjøiske lagdelinger med størst mulig nøyaktighet. Til dette formål sendes det derfor fra de seismiske energikilder ut pulser med frekvenser tilpasset slik at signalet trenger gjennom jordskorpen og delvis reflekteres fra de forskjellige lagdelinger. De tilsvarende refleksjoner blir registrert ved hjelp av en seismisk mottakerkabel, en såkalt streamer, som kan ha en lengde på flere tusen meter.

De seismiske energikilder utgjøres vanligvis av såkalte luft-, gass- eller vannkanoner. Ved undersøkelse på grunt vann benyttes det også kilder som utlader en elektrisk plugg.

Ved slike undersøkelser, hvor en rekke seismiske kanoner slepes etter hverandre gjennom sjøen, og hvor de signaler som utsendes skal reflekteres av forskjellige geologiske lagdelinger fordelt over et stort område, vil det fremkomme svært meget bakgrunns-støy, og man vil ha en rekke måle-unøyaktigheter både på sender- og mottakersiden. Man har inntil nå beskjeftiget seg hovedsakelig med unngåelsen av bakgrunnsstøy og å oppnå så nøyaktige og klare signaler som mulig. Man har derved sett helt bort fra de unøyaktigheter som oppstår på grunn av bevegelser i vannet, dvs. bølgebevegelser som spesielt vil medføre dybde-forskyvninger for signalsendernes posisjoner. Den eneste måte man har tatt hensyn til forekomsten av slike bølgebevegelser på, er ved utformingen av det slepelegeme som de seismiske kanoner er opphengt i, på en slik måte at dette skal gli mest mulig jevnt i sjøen og dermed bevege seg best mulig langs en linje. Disse prinsipper og den tilhørende problemstilling er beskrevet i søkerens tidligere norske patent nr. 150 016. Man finner også denne problemstilling berørt i norsk patent nr.

148 762 og norsk patent nr. 16 478.

Ingen av disse løsninger har imidlertid gitt en tilfreds-stillende løsning på det problem at målingene blir unøyaktige ved sterk sjøgang, idet man selv ved den kompensasjon for bølgebevegelse som oppnås ved de tidligere kjente systemer ved sterk sjø, fremdeles vil få høydeforskjeller mellom plas-seringen av de enkelte luftkanoner.

Ved den vanlige benyttelse av luftkanoner plassert i grupper er det imidlertid av stor betydning at disse holdes mest mulig på samme nivå under avfyring. Ser man f.eks. på luftkanoner som er innbyrdes avstemt for å kunne betraktes som en punktkilde (slik det er beskrevet i norsk patent nr. 147 655), vil bevegelse under avfyringen, forårsaket av bølgepåvirkning eller annen tilsvarende støypåvirkning, bevirke at den utgående puls vil forandre karakter fra skudd til skudd.

Den hensikt som derfor ligger til grunn for oppfinnelsen, er å tilveiebringe en fremgangsmåte samt en anordning som muliggjør at seismiske energikilder, i hvert fall innenfor en gruppe, kan holdes på et ønsket nivå i vannet og videre at det skal muliggjøres å opprettholde et forutbestemt, tidligere nivå.

Denne hensikt oppnås ved en fremgangsmåte samt en anordning som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene.

Ved oppfinnelsen benyttes i og for seg kjente trykk- eller bevegelsessensorer i nærheten av hver energikilde for registrering av den respektive kildes dybdenivå. Dette signal benyttes så til styring av en drivinnretning som aktiverer en mekanisme som bevirker en innjustering av kildens oppheng for å bringe den tilbake til det ønskede nivå. Ved å foreta kon tinuerlige slike registreringer av dybdenivået vil man også kontinuerlig kunne senke/heve energikilden og derved opprettholde et ønsket nivå. Dette betyr at alle signaler sendes ut fra den samme avstand over sjøbunnen, slik at målingene kan korreleres og feilkilder på grunn av avvik i posisjonen for den seismiske pulsutsendelse blir eliminert.

Oppfinnelsen skal i det følgende illustreres nærmere ved hjelp av utførelseseksempler som rent skjematisk er illustrert på tegningen, som viser: fig. 1 prinsippet for en første utførelsesform for oppfinnelsen,

fig. 2 en andre utførelsesform ved bruk av en mellomseksjon mellom flytelegemet og de seismiske kilder, og

fig. 3 en variant av utførelsen på fig. 2.

På fig. 1 er det illustrert rent generelt og helt skjematisk en gruppe seismiske energikilder, f.eks. luftkanoner 2, som slepes etter et fartøy, opphengende i et slepelegeme eller flytelegeme 1. Det er på tegningene ikke illustrert hvordan dette slep er utformet, idet dette må regnes som allment kjent teknikk som ikke hører inn under oppfinnelsen. Således er det kun illustrert de elementer som kan ha betydning for oppfinnelsen.

I flytelegemet 1 er det opphengt en rekke seismiske luftkanoner 2, som er festet med opphengingsliner 3 og som er innbyrdes forbundet ved hjelp av en line 7. Slepet trekkes i retning av pilen som er antydet til venstre på figuren.

I hver av opphengingslinene 3 er det i umiddelbar nærhet av den seismiske energikilde, over denne anbragt en trykk- eller bevegelsessensor 5. Denne avgir kontinuerlige registrerings-pulser som føres på ikke nærmere vist måte langs linene 3 til en styreenhet 9 som er anbragt i flytelegemet 1 eller også om bord på slepefartøyet. Denne styreenhet 9 vil sammenligne de innkomne pulser med hverandre og med en forutbestemt verdi og vil på grunnlag av differanseverdier aktivere motorer 6 ved de liner som trenger en justering for å bringe den tilhørende energikilde til riktig posisjon. Motorene 6 er i dette utførelseseksempel anbragt i flytelegemet og ligger dermed beskyttet mot vær og vind. Disse drivinnretninger kan være utstyrt med ledd/clutchkoblinger, som også er anbragt inne i flytelegemet.

På fig. 2 er det illustrert en annen utførelsesform, hvor det mellom flytelegemet 1 og de seismiske kilder 2 er anbragt en mellomseksjon som enten kan være et stivt legeme eller et fleksibelt legeme. Motorer med drivenheter for justering av de respektive seismiske kilders posisjon kan derved være anbragt i denne mellomseksjon 4. Styringsenheten 9 kan også være anbragt i mellomseksjonen 4, men kan også være plassert i flytelegemet1eller på skipet som tidligere. Hvis mellomseksjonen 4 er stiv, kan det være tilstrekkelig å anbringe sensorer for trykk eller bevegelse, f.eks. i endeområdene av seksjonen 4, (ikke vist). På grunnlag av måleresultatene fra disse punkter kan så mellomseksjonen heves/senkes ved hjelp av motorene 6 som aktiveres i samspill med hverandre eller opphengene 3<1>for luftkanonene i mellomseksjonen 4 kan forlenges/forkortes for å oppnå den samme virkning, idet da motorer med vinsjer 6<1>aktiveres. Disse to muligheter kan selvfølgelig også kom-bineres. Er mellomseksjonen 4 fleksibel, slik at den vil kunne innta en bølget bevegelse, vil en aktivering av drivinnretninger 6<1>være det mest aktuelle.

Den tredje variant som er illustrert på tegningen, på fig. 3, viser en modifikasjon av fig. 2, hvor det er benyttet en mellomseksjon. Man har i dette tilfelle igjen valgt å anbringe drivinnretningene bestående av motor og vinsjeanordning med tilhørende clutcher/koblinger i flytelegemet 1, slik at man kan holde mellomseksjonen 4 på ønsket nivå og i horisontal stilling. Alternativt kan motoren også anordnes i mellom-seks jonen. Styringsenheten 9 er også her anbragt i flytelegemet. Til forskjell fra utførelsen på fig. 2 er det imidlertid ikke anordnet noen spesielle drivinnretninger for justering av linene 3•. I stedet er disse utstyrt med fysiske dempere som motvirker rykk og napp og derved vil bevirke at den seismiske kilde befinner seg så rolig som mulig på det ønskede nivå. Slike fysiske dempere kan også benyttes ved de andre utførelsesformer.

Oppfinnelsen er ment å kunne benyttes uansett type flytelegeme/opphengingsanordning, slik at mange modifikasjoner vil være mulig innenfor oppfinnelsens ramme. Hensikten er å avdempe støy som forplanter seg ned til den seismiske energikilde ved hjelp av opphengingsanordningen og å holde de seismiske energikilder stabilt på samme nivå. For ytterligere å sikre et ønsket nivå for de seismiske kilder kan det, slik det er antydet på fig. 1, anbringes en ytterligere sensor 8 i trekklinen for energikildegruppen, hvilken sensor gir signaler som kan bidra ytterligere til opprettholdelsen av et stabilt nivå for slepet. Det skulle også være helt klart at oppfinnelsen ikke er knyttet til spesielle typer seismiske energikilder eller flytelegemer.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til stabilisering av seismiske energikilder ved utførelsen av marine, seismiske undersøkelser, hvor de seismiske kilder (2) slepes etter et fartøy, opphengt under et flytelegeme (1) i liner (3) hvis lengder kan reguleres ved aktivering av et drivelement,karakterisertved at det i samme nivå i forhold til energikildene (2) foretas en registrering av trykkforhoIdene og/eller bevegelser ved hver energikilde (2) og at denne registrering benyttes til regulering av den respektive opphengingslines (3) lengde for å holde kildene (2) nærmest mulig på lik dybde.

2. Anordning for bruk ved fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor energikilder (2) er opphengt i liner (3) i et flytelegeme (1), eventuelt med mellomkobling av en felles opphengsseksjon (4) som er holdt i ønsket dybde under havflaten,karakterisert vedat det i kildenes opphengingsliner (3) i samme dybde (vertikalavstand) for hver kilde er anbragt minst én trykk- og/eller bevegelsessensor (5), og at denne sensor (5) står i styringsmessig forbindelse med en drivinnretning (6) for regulering av opphengingslinens lengde.

3. Anordning ifølge krav 2,karakterisertved at kildene (2) er opphengt i fysiske dempere (3<1>).