NO20131119A1 - Fremgangsmåte og apparat for å forenkle rengjøring av marint undersøkelsesutstyr - Google Patents

Abstract

Det er beskrevet teknikker for å bruke et fjernstyrt fartøy (ROV) til å utføre rengjøring av neddykket geofysisk utstyr (for eksempel en streamer) som slepes bak et slepefartøy. Det fjernstyrte fartøyet kan, i én utførelsesform, feste en streamerrengjøringsenhet (SCU) til streameren, hvor SCUen er innrettet for å rengjøre streameren. I en annen utførelsesform, kan det fjernstyrte fartøyet muliggjøre rengjøring ved å rengjøre streameren selv ved å bruke et rengjøringsfeste forbundet med det fjemstyrte fartøyet.

Description

Bakgrunnsbeskrivelse

Marine seismiske undersøkelser er en form for marin geofysisk måling som benytter lydbølger sendt til jordskorpen og reflektert tilbake til registrerende sensorer. De registrerende sensorene kan være hydrofoner i én av et antall streamere som kan være slept bak et letefartøy. Letefartøyet kan slepe en gruppe med flere parallelle streamere. Streamerne kan, når de slepes bak letefartøyet, være neddykket. En lydkilde kan også slepes i vannet bak letefartøyet for å sende ut lydbølger som skal mottas av hydrofonene i streamerne. En vanlig anvendelse av marine seismiske undersøkelser, er leting etter olje og gass i marine omgivelser. Mer spesielt, kan lydbølger mottatt under en marin seismisk undersøkelse, analyseres for å lokalisere hydrokarbonholdige geologiske strukturer, og dermed bestemme hvor avsetninger av olje og naturgass kan befinne seg. På lignende måte, kan marine elektromagnetiske (EM) undersøkelser utføres ved å bruke EM-signaler som ut-sendes av en neddykket antenne, og som detekteres av EM-mottakere.

Periodisk, kan rengjøringsoperasjoner utføres på utstyr som brukes i marine geofysiske undersøkelser. Rengjøringsoperasjonene kan utføres ved hjelp av et mannskap på en arbeidsbåt atskilt fra letefartøyet. For å rengjøre én enkelt av de slepte streamerne, kan for eksempel mannskapet på arbeidsbåten løfte streameren ut av vannet, rengjøre den for hånd og senke streameren tilbake i vannet. Siden streamerne kan ha en betydelig lengde (for eksempel 8 km), kan i noen tilfeller bare en del av streameren løftes ut av vannet. Mannskapet på arbeidsbåten kan etter hvert løfte ut deler av en spesiell streamer av vannet inntil rengjøringen er fullført. Mannskapet på arbeidsbåten kan så fortsette til neste streamer og gjenta prosessen. Prosessen kan deretter gjentas inntil alle streamerne er blitt rengjort. Rengjørings-prosessen ved bruk av mannskapet på en arbeidsbåt kan være meget tidkrevende, og i noen tilfeller farlig for mannskapene som utfører arbeidet.

Kort beskrivelse av tegningene

Andre aspekter ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå tydelig av den følgende detaljerte beskrivelse og under henvisning til de vedføyde tegningene som nå vil bli beskrevet nedenfor. Figur 1 er et diagram over én utførelsesform av et arrangement for å utføre en marin geofysisk undersøkelse ved bruk av en gruppe slepte, neddykkede streamere. Figur 2 er et diagram over en utførelsesform av et følgefartøy og et fjernstyrt fartøy (ROV) som er styrt fra følgefartøyet. Figurene 3A og 3B er diagrammer som illustrerer en utførelsesform av et ROV som fester en streamerrengjøringsenhet (streamer cleaning unit, SCU) til en neddykket streamer som blir slept bak en båt. Figur 4 er et diagram som illustrerer én utførelsesform av en SCU som driver seg selv langs en streamer for å utføre en rengjøringsoperasjon. Figur 5 er et diagram som illustrerer én utførelsesform av et ROV som henter opp en SCU fra en neddykket streamer slept bak en båt. Figur 6 er et diagram som illustrerer én utførelsesform av et ROV som utfører en rengjøring av en neddykket streamer ved å bruke et tilfestet rengjøringsapparat. Figur 7 er et flytskjema over én utførelsesform av en fremgangsmåte for å ut-føre en rengjøring av en neddykket, slept streamer ved å bruke et ROV og et streamerrengjøringsapparat. Figur 8 er et flytskjema over én utførelsesform av en fremgangsmåte for å gjennomføre en rengjøring av en neddykket, slept streamer ved å bruke et ROV og et tilfestet rengjøringsapparat. Figur 9 er et flytskjema over én utførelsesform av en fremgangsmåte for å bruke et ROV til å lette rengjøring av en streamer.

Selv om oppfinnelsen kan underkastes forskjellige modifikasjoner og alterna-tive former, er spesielle utførelsesformer av denne vist som et eksempel på tegningene og vil bli beskrevet i detalj. Det skal imidlertid bemerkes at tegningene og beskrivelsen av disse, ikke er ment å begrense oppfinnelsen til den spesielle formen som er beskrevet, men at oppfinnelsen tvert imot er ment å dekke alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternativer som faller innenfor rammen for foreliggende oppfinnelse slik den er definert i de vedføyde patentkravene.

Detaljert beskrivelse

Denne beskrivelsen innbefatter henvisninger til «én utførelsesform» eller «en utførelsesform». Forekomsten av frasene «i én utførelsesform» eller «i en utførelses-form» refererer ikke nødvendigvis til den samme utførelsesformen. Trekk, strukturer eller karakteristikker kan spesielt kombineres på enhver passende måte i overens-stemmelse med beskrivelsen.

Foreliggende beskrivelse er rettet mot utførelsesformer av fremgangsmåter og anordninger, hvor et fjernstyrt fartøy (ROV) i et marint miljø blir brukt til å lette ren-gjøring av neddykket utstyr. Et «fjernstyrt fartøy» slik det er brukt her, refererer til en anordning som kan neddykkes i vann og som kan styres fra en avstand. I denne forbindelse, betyr «fjernstyringen» av fartøyet at kommandoen for fartøyet kan stamme fra et sted utenfor fartøyet selv, slik som fra et datasystem eller en operatør som befinner seg på et nærliggende fartøy.

I én utførelsesform, kan et ROV være utformet for å feste en streamer-rengjøringsenhet (SCU) til en neddykket streamer. En «streamerrengjøringsenhet» slik uttrykket er brukt her, refererer til en anordning som når den er festet til en streamer, er innrettet for å lette rengjøring av streameren uten ytterligere operatør-inngrep. Eksempler på slike SCUer kan finnes i US-patent nummer 7409919 gitt til Hoogeveen m.fl., og US-patent nummer 7145833 gitt til Hoogeveen, som begge herved inkorporeres ved referanse. SCUen kan deretter frigjøres fra ROVet for å utføre en rengjøringsoperasjon på streameren. Etter at SCUen har fullført ren-gjøringsoperasjonen, kan ROVet igjen festes til SCUen og fjerne den fra streameren. I en annen utførelsesform, kan ROVet være utformet for å motta et rengjøringsfeste. En rengjøringsoperasjon kan utføres ved å manøvrere ROVet tett inntil den neddykkede streameren. Etter festing av rengjøringsanordningen til streameren, kan ROVet drive streameren langs sin lengde. Ved fullføring av operasjonen, kan ROVet frigjøre rengjøringsanordningen fra streameren. De operasjonene som er beskrevet ovenfor, kan utføres med streameren i bevegelse mens den slepes bak et slepe-fartøy.

Det vises nå til figur 1, hvor et skjema over en utførelsesform av et arrangement for å utføre en marin geofysisk undersøkelse ved bruk av en gruppe slepte, neddykkede streamere, er vist. I den viste utførelsesformen, sleper slepefartøyet 100 en gruppe neddykkede streamere 104. Eksempler på slike streamere kan finnes i US-patent nummer 7834632 gitt til Tenghamn m.fl. og US-patent nummer 8098542 gitt til Hillesund m.fl., som begge herved inkorporeres ved referanse. Hver av de neddykkede streamerne kan innbefatte et antall seismiske sensorer, EM-mottakere eller en kombinasjon av disse. De typer sensorer som kan være implementert i en gitt streamer, innbefatter (men er ikke begrenset til) hydrofoner og geofoner. De typer mottakere som kan være implementert i en gitt streamer, kan innbefatte (men er ikke begrenset til) elektroder og magnetometre. En gitt streamer kan dessuten innbefatte mer enn én type sensor (for eksempel en kombinasjon av hydrofoner og geofoner) eller mottakertyper (for eksempel en kombinasjon av elektroder og magnetometre). Forskjellige driftsmessige betraktninger kan medføre fordeler ved å bruke visse slepedybder for streamerne. I noen utførelsesformer, kan enkelte sensorstreamere 104 brukes ved dybder på mellom omkring 4 meter og 30 meter. I noen utførelsesformer, kan dobbelte sensorstreamere slepes ved dybder mellom 15 og 30 meter.

Slepefartøyet 100 kan også slepe et antall kilder 102 via slepekabler 103.1 noen utførelsesformer, kan kildene slepes av et annet fartøy (ikke vist). Kildene 102 kan innbefatte en rekke forskjellige seismiske kilder, slik som marine vibratorer eller luftkanoner. Kildene 102 kan også innbefatte en rekke forskjellige EM-kilder, slik som antenner eller magnetiske spoler. I noen utførelsesformer, kan kildene 102 sende lydbølger inn i vannet, og ekkoene av disse kan detekteres ved hjelp av de seismiske sensorene i streamerne 104. I noen utførelsesformer, kan kildene 102 sende EM-signaler inn i vannet, som kan detekteres ved hjelp av EM-mottakerne i streamerne 104. Sensorene og mottakerne i streamerne 104 kan være elektrisk koblet til elektronisk utstyr om bord i slepefartøyet 100 som kan brukes til å analysere geofysiske data, slik som mottatte ekko eller detekterte signaler. Ved å bruke det arrangementet som er vist på figur 1, kan marine geofysiske undersøkelser utføres. Anvendelser av informasjon fremskaffet fra slike undersøkelser, kan blant annet være identifikasjon av geologiske formasjoner som kan inneholde olje- og/eller natur-gassavsetninger.

Under utførelsen marine geofysiske målinger, kan utstyr til tider bli blokkert. Andeskjellvekst på streamere kan for eksempel inntreffe under utførelse av marine geofysiske undersøkelser, spesielt i visse geografiske posisjoner. Ved blokkeringer slik som når andeskjell fester seg til streamerne, kan følsomheten til sensorene og mottakerne som disse inneholder, reduseres. Dette kan igjen påvirke datainn-samlingen i målingen på en ugunstig måte. Rengjøring av streamerne kan følgelig utføres periodisk for å fjerne hindringer fra streamerne 104 og dermed øke effektivi-teten til en pågående måling.

Rengjøring av måleutstyr (for eksempel streamere 104, kilder 102 eller kildekabler 103) som diskutert nedenfor, kan lettes ved bruk av et ROV. Det vises nå til figur 2, hvor et skjema over en utførelsesform av et følgefartøy og et ROV styrt fra dette, er illustrert. I den viste utførelsesformen, er følgefartøyet 105 en båt atskilt fra slepefartøyet 100 som beskrevet ovenfor, og kan brukes til å utføre rengjørings-operasjoner av måleutstyr. Et ROV 200 er forbundet med følgefartøyet 105 ved hjelp av en kabel 110 i det illustrerte eksemplet. Kabelen 110 kan brukes til å overføre signaler mellom ROVet 200 og en styringsenhet 115 som befinner seg på følge-fartøyet 105. En operatør ved styringsenheten 115 kan manøvrere ROVet 200 ved å bruke forskjellige kontroller som genererer kommandoer sendt til ROV 200 via kabelen 110. Forskjellige typer tilbakemeldinger (for eksempel visuelle, audio osv.) kan likeledes videresendes fra ROV 200 til styringsenheten 115. Kabelen 110 kan ha tilstrekkelig lengde til å bevege seg langs hele lengden av en streamer mens følgefartøyet befinner seg i en avstand fra og/eller relativt stasjonært i forhold til streameren.

Figurene 3A og 3B er diagrammer som illustrerer en utførelsesform av et ROV som fester en streamerrengjøringsenhet til en neddykket streamer som blir slept bak en båt. På figur 3A er en SCU 205 blitt festet til ROV 200. Festingen av ROVet 200 til SCU 205 kan inntreffe enten med minst én av dem over vannlinjen eller med begge neddykket i vannet. Under styring av en operatør ved styringsenheten 115, kan ROV 200 som er forbundet med SCUen 205 manøvreres til en streamer 104 som skal rengjøres mens streameren er neddykket og blir slept bak et slepefartøy 100.

På figur 3B har ROV 200 blitt manøvrert til en posisjon nær streameren 104. Mer spesielt, har ROVet 200 blitt manøvrert inn i posisjon for å feste SCU 205 til den neddykkede streameren 104. I dette spesielle eksemplet, har ROV 200 blitt manøv-rert for å feste SCU 205 til en fremre ende (for eksempel den enden som er nærmest slepefartøyet) av streameren 104. Etter at SCU 205 er blitt festet til streameren 104, kan ROVet 200 frigjøre SCUen 205 for å påbegynne en rengjøringsoperasjon. Siden SCU 205 er festet til streameren 104 mens begge er neddykket, er det ikke noe behov for å bringe streameren 104 til overflaten.

Figur 4 illustrerer streamerrengjøringsoperasjonen ved bruk av SCUen 205.1 det illustrerte eksemplet, har ROVet 200 frigjort SCUen 205 etter å ha festet den til streameren 104. Når den frigjøres, blir den illustrerte utførelsesformen av SCU 205 drevet fra den fremre enden av streameren 104 til den aktre enden ved hjelp av hydrodynamisk slepemotstand. Etter hvert som SCUen 205 forflytter seg ned langs streameren 104, blir andeskjell og andre hindringer fjernet.

I det eksemplet som er vist på figur 5, har SCU 205 nådd enden av streameren 104. Streameren 104 innbefatter en stopper 107 for å holde SCU 205 på plass mens ROV 200 blir manøvrert i posisjon for opphenting. I det illustrerte eksemplet, har ROV 200 blitt manøvrert på plass for å bli festet på nytt til SCU 205. Ved den nye tilfestingen av SCU 205 til ROVet 200, kan SCU 205 fjernes fra streameren 104. ROVet 200 kan så manøvreres i posisjon for å feste SCU 205 til en annen streamer 104, eller det kan manøvreres tilbake til følgefartøyet 105 hvor det kan tas ombord.

Figur 6 illustrerer en annen type rengjøringsoperasjon som kan lettes ved hjelp av en utførelsesform av et ROV 200. I dette eksemplet, har ROVet 200 et ren-gjøringsverktøy 210 festet til seg. I én utførelsesform, kan ROV 200 være utformet for feste av enten en SCU 205 eller et rengjøringsverktøy 210, som begge kan frigjøres etter at de er festet. Rengjøringsverktøyet 210 kan være innrettet for en mer grundig rengjøring av en streamer 104 i forhold til den rengjøringen som utføres ved bruk av en SCU 205. ROVet 200 kan videre forbli festet til rengjøringsverktøyet 210 under operasjonen med rengjøring av en streamer 104. For å utføre rengjørings-operasjonen, kan ROV 200 manøvreres nært inntil streameren 104 slik at rengjøringsverktøyet 210 kan festes til streameren. ROVet 200 kan så drive rengjøringsverktøyet 210 langs lengden av streameren 104, og kan om ønsket gjenta operasjonen flere ganger. Ved fullføring av rengjøringsoperasjonen, kan ROVet 200 frigjøre rengjøringsverktøyet 210 fra streameren 104.

Det vises nå til figur 7, hvor et flytskjema for en utførelsesform av en fremgangsmåte for å utføre en rengjøring av en neddykket, slept streamer ved bruk av et ROV og en streamerrengjøringsanordning er vist. I den viste utførelsesformen, begynner fremgangsmåten 700 med å feste en SCU til et ROV (blokk 705). Festingen av SCUen til ROVet, kan utføres mens begge er i vannet og neddykket, selv om det også er mulig å påtenkt at en SCU kan festes til et ROV forut for ned-dykking av disse i vannet.

Med SCUen festet til ROVet, kan ROVet manøvreres tett inntil streameren som skal rengjøres (blokk 710). I én utførelsesform kan ROVet manøvreres inn i en posisjon nær den ende av streameren som er nærmest slepebåten. Når den er nær nok, kan SCUen festes til streameren (blokk 715). SCUen kan så frigjøres fra ROVet etter å ha blitt sikkert festet til streameren (blokk 720).

Etter at ROVet har frigjort SCUen, kan rengjøringen av streameren så begynne. SCUen som er beskrevet i denne utførelsesformen, er en selvdrevet enhet og kan bevege seg langs lengden av streameren (blokk 725). Etter at SCUen har nådd enden av streameren, kan den holdes på plass ved hjelp av en stopper for å hindre den fra å bli utidig frigjort fra streameren. ROVet kan så manøvreres på plass for igjen å bli festet til SCUen (blokk 730). Etter gjenfestingen til ROVet, kan SCUen fjernes fra streameren for opphenting eller for rengjøring av en annen streamer.

Figur 8 er et flytskjema over en utførelsesform av en fremgangsmåte for å ut-føre rengjøring av en neddykket, slept streamer ved å bruke et ROV og en tilfestet rengjøringsanordning. Fremgangsmåten 800 begynner med å feste en rengjørings-anordning til et ROV (blokk 705). Etter at rengjøringsanordningen er sikkert festet, kan ROVet manøvreres til en streamer som skal rengjøres (blokk 810). ROVet kan manøvreres til en slik posisjon at rengjøringsanordningen blir festet til streameren (blokk 815).

Ved å feste rengjøringsanordningen til streameren, kan rengjørings-operasjonen begynne. ROVet kan drive rengjøringsanordningen langs streameren langs dens lengde (blokk 820). Når den når enden av streameren (eller enden av den delen som skal rengjøres), kan ROVet frigjøre rengjøringsanordningen fra streameren (blokk 825). Rengjøringsanordningen kan så returneres til et følgefartøy for opphenting, eller ROVet kan manøvreres i posisjon for å rengjøre en annen streamer.

Figur 9 er et flytskjema over en fremgangsmåte for å bruke et ROV til å lette rengjøring av en streamer. I fremgangsmåten 900, blir streameren slept bak et lete-fartøy (blokk 905). Streameren kan være én av et antall streamere i en gruppe, selv om det er mulig og kan tenkes i utførelsesformer hvor bare en enkelt streamer blir slept. Fremgangsmåten innbefatter videre å styre et ROV for å lette rengjøring av streameren (blokk 910). I noen utførelsesformer, kan andre typer vedlikehold og reparasjonsarbeid også utføres ved å styre ROVet.

Selv om mulige utførelsesformer er blitt beskrevet ovenfor, er disse utførelsesformene ikke ment å begrense omfanget av foreliggende oppfinnelse, selv om bare en enkelt utførelsesform er beskrevet i forbindelse med et spesielt trekk. Eksempler på trekk som er angitt i beskrivelsen, er ment å være illustrerende og ikke begrensende med mindre noe annet er fastslått. Den foregående beskrivelsen er ment å dekke slike alternativer, modifikasjoner og ekvivalenter som vil være opplagte for en fagkyndig på området som har kunnet sette seg inn i denne fremstillingen.

Omfanget av foreliggende oppfinnelse innbefatter et hvilket som helst trekk eller en hvilken som helst kombinasjon av trekk som er beskrevet her (enten ekspli-sitt eller implisitt), eller en hvilken som helst generalisering av dette, selv om det letter noen av eller alle de problemene som er angitt her. Det er følgelig blitt lagd nye krav under behandlingen av denne søknaden (eller en søknad som det kreves prioritet fra) på enhver slik kombinasjon av trekk. Under henvisning til de vedføyde patentkravene, kan spesielt trekk fra uselvstendige krav kombineres med trekk fra de selvstendige kravene, og trekk fra respektive selvstendige krav kan kombineres på enhver passende måte og ikke bare i de spesielle kombinasjonene som er ramset opp i de vedføyde patentkrav.

Claims (25)

1. Fremgangsmåte, omfattende: å slepe geofysisk utstyr bak et letefartøy; og å styre et fjernstyrt fartøy (ROV) for å utføre rengjøring av deler av det geofysiske utstyret mens det geofysiske utstyret blir slept.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor ROVet utfører rengjøring av det geofysiske utstyret ved å rengjøre streameren under bruk av en tilkoblet rengjørings-enhet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det geofysiske utstyret er en streamer.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvor det fjernstyrte fartøyet utfører rengjøring av streameren ved å feste og frigjøre en streamerrengjøringsenhet på streameren.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, videre omfattende at det fjernstyrte fartøyet fester streamerrengjøringsenheten på en første ende av streameren.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, videre omfattende at streamerrengjørings-enheten utfører rengjøring ved å drive seg selv til en andre ende av streameren.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det fjernstyrte fartøyet blir brukt til å utføre rengjøring av det geofysiske utstyret uten å føre streameren opp til overflaten.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det fjernstyrte fartøyet blir styrt via en kabel forbundet med et følgefartøy.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvor streameren blir slept ved en dybde på mellom omkring 4 meter og 30 meter.

10. Anordning, omfattende: en grensesnittenhet innrettet for å motta kommandoer fra en fjerntliggende posisjon; og en rengjøringsenhet innrettet for å muliggjøre, som reaksjon på de mottatte kommandoene, rengjøring av deler av geologisk utstyr som slepes i vannet bak et letefartøy.

11. Anordning ifølge krav 10, hvor det geofysiske utstyret er en streamer.

12. Anordning ifølge krav 11, hvor anordningen er innrettet for å feste en selvdrevet rengjøringsanordning til streameren, og videre innrettet for å frigjøre den selvdrevne anordningen.

13. Anordning som angitt i krav 12, hvor anordningen er innrettet for igjen å feste den selvdrevne rengjøringsanordningen og videre innrettet for å fjerne den selvdrevne rengjøringsanordningen fra streameren.

14. Anordning ifølge krav 10, hvor anordningen er innrettet for å utføre rengjøring av det geofysiske utstyret ved å bruke et rengjøringsfeste forbundet med anordningen.

15. Anordning ifølge krav 14, hvor det geofysiske utstyret er en streamer, og anordningen er innrettet for å drive rengjøringsfeste langs streameren.

16. Anordning ifølge krav 10, hvor grensesnittenheten er innrettet for å bli koblet til en kabel og innrettet for å motta kommandoene via kabelen fra en fjerntliggende styringsenhet.

17. Fremgangsmåte, omfattende: å slepe geofysisk utstyr i vann bak et letefartøy; og å rengjøre det geofysiske utstyret mens det geofysiske utstyret er neddykket i vannet og blir slept.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, hvor det geofysiske utstyret er en streamer.

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, hvor rengjøringsenheten innbefatter et fjernstyrt fartøy (ROV) som driver en rengjøringsanordning langs streameren.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 18, hvor rengjøringen innbefatter et fjernstyrt fartøy (ROV) som fester en rengjøringsanordning til en første ende av streameren mens streamergruppen er neddykket og blir slept.

21. Fremgangsmåte som angitt i krav 20, videre omfattende at det fjernstyrte fartøyet frigjør rengjøringsanordningen etter å ha festet rengjøringsanordningen til streameren.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, videre omfattende at rengjøringsanordningen driver seg selv fra den første enden av streameren til en andre ende av streameren.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, videre omfattende: at det fjernstyrte fartøyet på nytt blir festet til rengjøringsanordningen ved den andre enden av streameren; at det fjernstyrte fartøyet frigjør rengjøringsanordningen fra streameren etter at den er festet på nytt.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 19, videre omfattende en fjerntliggende styringsenhet som sender kommandoer til det fjernstyrte fartøyet via en kabel.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 17, hvor det geofysiske utstyret blir slept ved en dybde mellom omkring 4 meter og 30 meter.