BRPI1102355B1

BRPI1102355B1 - Conjunto de fontes sísmicas

Info

Publication number: BRPI1102355B1
Application number: BRPI1102355-4A
Authority: BR
Inventors: Wayne Russell Paull; Karl Petter Elvestad
Original assignee: Pgs Geophysical As
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2020-09-15
Also published as: NO342853B1; NO20110707A1; AU2011202143B2; US20110286303A1; BRPI1102355A2; GB2480530A; US8654605B2; GB201107911D0; GB2480530B; AU2011202143A1

Abstract

estrutura de suporte co-axial para arranjos de fonte sísmica marítima rebocados. a presente invenção refere-se a um arranjo de energia sísmica que inclui pelo menos um flutuador. uma pluralidade de seções de canal rígido, em que cada inclui um suporte para suspensão do flutuador em uma profundidade selecionada em um corpo de água e configurada para suspender uma fonte de energia sísmica do mesmo. pelo menos um alívio de tensão de curvatura é acoplado entre as seções de canal rígido adjacentes. cada alívio de tensão de curvatura inclui um acoplamento em cada extremidade longitudinal. cada alívio de tensão de curvatura inclui fibra tecida moldada em plástico flexível para transmitir carga axial enquanto absorve tensão de curvatura e de torção. uma fonte de energia sísmica é suspensa de cada suporte. as linhas para operar as fontes de energia sísmica passam através das seções de canal rígido e de pelo menos um alívio de tensão de curvatura.

Description

Antecedentes da Invenção Campo da Técnica

[001] A presente invenção refere-se em geral ao campo de pesquisa sísmica marítima. Especificamente, a presente invenção se refere a estruturas de suporte para arranjos de fonte sísmica marítima rebocados.

Antecedentes da Técnica

[002] A inspeção sísmica marítima é tipicamente realizada pelo reboque de um ou mais arranjos de fontes de energia sísmica atrás de uma embarcação de inspeção. Uma pluralidade de cabos sensores sísmicos pode também ser rebocada por uma embarcação de inspeção nas posições afastadas lateralmente com relação à linha central da embarcação de inspeção.

[003] Os arranjos de fonte são acoplados na embarcação de inspeção por um “cabo umbilical” que fornece força axial para rebocar os arranjos de fonte, os condutores de sinal elétrico para acionar as fontes individuais e, quando as fontes sísmicas são armas de ar, as linhas de ar comprimido carregam as armas entre os acionamentos. Um arranjo de fontes é tipicamente usado para fornecer maior largura de banda de sinal sísmico, pela seleção de fonte sísmica individual tendo diferentes tamanhos e, portanto, saída de frequência de energia diferente.

[004] Serão explicados dois tipos diferentes conhecidos na técnica para ilustrar algumas das fontes de falha das estruturas de suporte de arranjo conhecidas na técnica. A figura 1 ilustra uma estrutura de arranjo como um arranjo rígido (flutuador). Um flutuador 10 com uma quilha 11 fixada, usando tipicamente um grampo de costado 12 ou dispositivo similar, se move ao longo da superfície da água. O cabo umbilical 24 é ilustrado fixado na parte anterior e perto da popa da quilha. A extremidade perto da popa do cabo umbilical termina em um alojamento de aço com conectores para sinais elétricos e óticos, e conectores para pressão de ar. Os cabos e as mangueiras conectados aos conectores de terminação formam um loop de cauda, que se estende da proa sob a superfície da água. O cano de equipamento 14 pode ser suspenso em uma profundidade selecionada na água usando cordas de apoio 20. O cano de equipamento 14 também suporta uma tubulação de ar 16. A tubulação 16 pode ser suspensa do cano de equipamento usando grampos 18. Uma arma de ar comprimido 22 é suspensa por arames ou correntes de cada grampo 18. Essa pressão de ar é alimentada para a tubulação 16 e cada arma de ar comprimido 22 é abastecida através de saídas de ar soldadas na tubulação 16. Os sinais elétricos, ou outros sinais, são distribuídos para as armas de ar comprimido 22, e outro equipamento que pode ser montado no arranjo, através de recortes do cano de equipamento 14.

[005] Para absorver parte do movimento flexionai que inevitavelmente é aplicado no arranjo de arma, o cano de equipamento 14 e a tubulação 16 incluem seções flexionais F. As seções flexionais F figura incluem um arame de reboque para transmitir carga axial e um restritor de curvatura para firmar/controlar a flexibilidade, e o cano de equipamento e a tubulação 16 são conectados através das seções flexionais F figura usando mangueira ou canal flexível similar. Uma das dificuldades com o arranjo precedente é a fadiga de curvatura nas conexões entre as seções flexionais F figura e os componentes da seção rija adjacente, e a fadiga nos próprios componentes da seção rígida.

[006] Outro arranjo de fonte conhecido na técnica está ilustrado na figura 2. O arranjo ilustrado na figura 2 é tipicamente caracterizado como um arranjo flexível (flutuação). O cabo umbilical 24 é conectado a um cano de equipamento 25 muitíssimo afastado. Cada cano de equipamento 25 pode ser suspenso em uma profundidade selecionada na água por cabos ou cordas 20 acoplados a segmentos de flutuação associados 10A a 10G. Uma mangueira flexível 21 conecta os canos de equipamentos 25 uns nos outros. Uma tubulação de ar rígida 10 é suspensa debaixo dos canos de equipamentos 25 por meio de fixadores 26.Uma mangueira flexível 23 conecta as tubulações de ar umas das outras. As armas de ar comprimido 22 podem ser suspensas das seções curtas da tubulação de ar usando correstes ou cabos. A carga axial é tipicamente transferida através de junções flexíveis usando um arame, corrente ou cabo de reboque 27. O arranjo na figura 2 é também suscetível à fadiga de curvatura e falha. Além disso, para disponibilidade de ambos os arranjos ilustrados na figura 1 e na figura 2, é necessário manter inventários de ambos os tipos de seções rígidas (“caixas de arma”) e dos membros flexionais.

[007] São necessárias estruturas de suporte de arranjo de fonte sísmica aperfeiçoadas.

Sumário da Invenção

[008] Um arranjo de fonte sísmica de acordo com um aspecto da invenção inclui pelo menos um flutuador. Uma pluralidade de seções de canal rígido inclui um suporte para suspensão do flutuador em uma profundidade selecionada em um corpo de água e é configurado para suspender uma fonte de energia sísmica do mesmo. Pelo menos um alívio de tensão de curvatura é acoplado entre as seções de canal rígido adjacentes. Cada curva de alívio de tensão inclui um acoplamento em cada extremidade longitudinal. Cada curva de alívio de tensão inclui fibra tecida moldada em plástico flexível para transmitir carga axial enquanto absorve a tensão de curvatura e de torção. As linhas para operar as fontes de energia sísmica passam através das seções de canal rígido e de pelo menos um alívio de tensão de curvatura.

[009] Em alguns exemplos, as linhas elétricas podem passar através das aberturas no canal rígido. As linhas aéreas em alguns exemplos podem ser terminadas em cada seção e conectadas aos blocos de distribuição de ar para permitir que os elementos de consumo de ar, como, por exemplo, as armas de ar comprimido, conectem o abastecimento de ar. Os blocos de distribuição de ar estão penetrando o canal rígido e permitem que as saídas de ar estejam disponíveis de dentro para fora do canal rígido.

[0010] Outros aspectos e vantagens da invenção serão visíveis a partir da descrição que se segue e nas reivindicações em anexo.

Breve Descrição dos Desenhos

[0011] A figura 1 é um de um exemplo de um arranjo de fonte sísmica marítima rebocado do estado da técnica.

[0012] A figura 2 é outro exemplo de um arranjo de fonte sísmica marítima rebocado do estado da técnica.

[0013] A figura 3 é um exemplo de uma seção central de um arranjo de fonte marítima dotado uma estrutura de suporte de acordo com a invenção.

[0014] A figura 4 é um exemplo de uma seção estendida de um arranjo de fonte marítima.

[0015] A figura 5 ilustra um exemplo de um arranjo dotado de uma estrutura de suporte de acordo com a invenção configura da como Arranjo do Golfo do México ilustrado na figura 2.

[0016] A figura 6 ilustra uma vista em corte, expandida, de um exemplo de curva de alivio de tensão.

[0017] A figura 7 ilustra um exemplo de um bloco de ar (tubulação) acoplado em uma das seções de canal.

[0018] A figura 8 ilustra uma vista expandida de uma seção de canal com um suporte fixado.

Descrição Detalhada

[0019] Um exemplo de uma seção de um arranjo de fonte marítima rebocado de acordo com a invenção está ilustrado na figura 3. A seção ilustrada na figura 3 inclui três seções rígidas ou “caixas de arma”, cada qual podendo incluir uma seção de canal rígido 33. A seção de canal rígido 33 inclui um acoplamento 34 em cada extremidade. O acoplamento 34 pode ser, por exemplo, qualquer tipo de flange, incluindo aros anulares através de cavilhas, ou aros que podem ser acoplados em um flange de junção usando grampos externos. Cada seção de canal rígido 33 inclui um suporte 32 acoplado na parte externa da seção de canal rígido 33, como, por exemplo, por grampos. O suporte 32 inclui aberturas em uma parte superior do mesmo para afixar as cordas de profundidade e as linhas de desdobramento (por exemplo, conforme ilustrado na figura 2). O suporte 32 inclui aberturas em uma par-te inferior do mesmo para os cabos ou correntes 30 para suspender uma fonte de energia sísmica 22 (por exemplo, arma de ar comprimido) do suporte 32. A seção de canal 33 e o suporte fixo 32 estão ilustrados e descritos mais detalhadamente com referência à figura 8. A parte interna de cada seção de canal 33 forma um canal para linhas elétricas e, quando as armas de ar comprimido são usadas, as linhas de ar comprimido operaram as fontes de energia sísmica 22. A seção de canal 33 pode incluir uma abertura para a passagem das linhas elétrica e de ar (ilustrado em 40) para conectar a fonte de energia sísmica associada. Em alguns exemplos, as linhas de ar podem terminar em cada seção e ser conectadas aos blocos de distribuição de ar. (Ver 60 na figura 7). Os blocos de distribuição de ar consistem de uma parte interna (60 na figura 7) e uma externa (61 na figura 7) com uma peça de bobina de conexão (63 na figura 7) como conexão entre os mesmos. Cada linha de ar de conexão (não ilustrada) pode terminar com um acoplamento em cada extremidade e conectada a um bloco de ar interno em cada extremidade. A linha de ar de alimentação proveniente do umbilical é conectada ao primeiro bloco de ar na fileira. O ultimo bloco de ar na linha tem um espaço vazio ou um plugue em uma extremidade. O bloco de ar interno (60 na figura 7) e o externo (61 na figura 7) são montados com cavilhas que vão do bloco externo para o bloco interno. Uma peça de bobina de conexão (62 na figura 7) é equipada com um aro em cada extremidade como uma gaxeta de vedação. As duas metades do bloco de ar unidas agem como um grampo, e a montagem de bloco de ar é mantida na posição pela força de aperto aplicada na seção de canal rígido 33. Os furos na seção de canal rígido onde as cavilhas e a peça de bobina penetram podem ser alongadas lateralmente. Isso fornece algum espaço à montagem de bloco de ar para poder se adaptar às leves variações na extensão da linha de ar. O bloco de ar externo ( 61 na figura 7) pode ser dotado de uma série de orifícios para conectar as armas de ar comprimido ou outro equipamento no sistema de pressão de ar.

[0020] Ainda com referência à figura 3, as seções de canal rígido 33 podem ser interconectadas usando um alívio de tensão de curvatura (“BSR”) 36. O alívio de tensão de curvatura 36 pode ser moldado por plástico flexível, como, por exemplo, poliuretano. Um conector 34, como, por exemplo, um flange de junção, pode ser moldado em cada extremidade longitudinal do BSR 36 para possibilitar o acoplamento ao conector de junção 34 na seção de canal adjacente 33.

[0021] A BSR 36 pode incluir fibra tecida ou outros membros de tensão para possibilitar que o BSR 36 transmita carga axial entre as seções de canal 33. Em um exemplo, os membros de tensão podem ser arranjados como uma luva trançada com as fibras ou outros membros de tensão estendidos com um determinado ângulo para fornecer as propriedades desejadas com relação à firmeza axial, a força de tensão ou a firmeza torsional. O tipo e a quantidade de fibra ou de outro membro de tensão também irão afetar a força e firmeza acima mencionadas. O tipo, a espessura e as propriedades físicas do materi- al de molde também afetarão a força e a firmeza acima mencionadas. A combinação dessas três variáveis irá governar as propriedades resultantes da BSR 36 com relação à força de tensão, a firmeza de curvatura e a firmeza torsional. A BSR 36 fornece um canal para ar e linhas elétricas entre as seções de canal rígido 33. As seções de canal rígido 33 podem ser interconectadas usando um alívio de tensão de curvatura (“BSR”) 36.

[0022] Referindo-se à figura 6, um exemplo de um alívio de tensão de curvatura 36 pode ser moldado por um plástico flexível 36A como, por exemplo, poliuretano. Um conector 34, como, por exemplo, um flange de junção, pode ser moldado em extremidades longitudinais da BSR 36 para possibilitar o acoplamento no conector de junção 34 em uma seção de canal adjacente 33.

[0023] Os típicos arranjos de armas de ar comprimido marítimas fornecem um espaçamento longitudinal maior entre as armas mais avançadas e sua arma adjacente, e a arma mais perto da popa e sua arma adjacente. Para fornecer tal espaçamento, e referindo-se à figura 4, duas das seções de canal rígido, conforme explicado com referência à figura 3 podem ser acopladas usando duas BSRs 36 substancialmente conforme explicado acima. As BSRs 36 podem ser extremidade acoplada à extremidade usando um rígido, por exemplo, bobina de aço 39 com flanges de junção correspondentes em suas extremidades longitudinais.

[0024] A figura 5 ilustra um arranjo de fonte sísmica configurado de maneira similar ao arranjo ilustrado na figura 2, mas usando os componentes explicados acima com referência às figuras 3 e 4. Uma pluralidade de caixas de arma, incluindo as seções de canal rígido 33 é acoplada extremidade à extremidade usando as BSRs 36. Pode ser usada uma BSR / bobina dupla para conectar as caixas de arma mais avançada e a mais próxima à popa ao remanescente do arranjo. Cada caixa de arma pode ser suspensa de um flutuador correspondente 10A a 10G usando substancialmente cordas e fios de desdobramento conforme explicado com referência à figura 2. O cabo umbilical 24 pode conectar a caixa de arma mais avançada. Portanto, as forças de carga axial, de torção e de curvatura são aplicadas ao longo de um eixo ge-ométrico comum. As caixas de arma e as BSRs explicadas com referência às figuras 3 e 4 podem também ser configuradas para substituir o cano de equipamento ilustrado e explicado com referência à figura 1.

[0025] Em alguns exemplos, cada seção de canal rígido 33 ou flanges de junção 34 pode incluir sensores usados nos arranjos de fonte sísmica típicos, por exemplo, não limitados a , hidrofones, transdutor de profundidade (pressão de água), transdutor de pressão de ar.

[0026] A figura 7 ilustra a montagem de bloco de ar (incluindo o bloco interno 60, o bloco externo 61 e o tubo 62 substancialmente conforme explicado com referência à figura 3, mas em escala ampliada para melhor observação dos componentes relativos.

[0027] Um exemplo de seção de canal 33 com suporte fixado 32, e com a montagem de bloco de ar (figura 7) instalada conforme explicado com referência à figura 3, está ilustrada na figura 8 em escala ampliada, vista em recorte obliquo de maneira que possam ser observadas as posições relativas das várias características.

[0028] Uma estrutura de suporte de fonte sísmica de acordo com os vários aspectos da invenção pode fornecer aumento de resistência à falha de fatiga de curvatura, e pode simplificar as exigências de inventário para provedores de serviço sísmico marítimo. Também irá aumentar o tempo dos elementos sensíveis, como, por exemplo, mangueiras de ar e linhas elétrica / ótica, arranjando todos os elementos das juntas flexíveis quase coaxiais. A força de curvatura e compressão ocasionada pelos elementos de flexão deslocados da linha de curvatura será praticamente eliminada.

[0029] Ao mesmo tempo em que a invenção foi descrita com respeito a um número limitado de modalidades, aqueles versados na técnica, com o benefício dessa descrição, irão apreciar que outras modalidades podem ser inventadas, mas que não se afastem do escopo da invenção conforme aqui descrita. Portanto, o escopo da invenção deveria ser limitado apenas pelas reivindicações em anexo.

Claims

1. Conjunto de fontes sísmicas com estrutura de suporte coaxial que compreende: pelo menos um flutuador (10); uma pluralidade de seções de conduto rígidas (33), cada seção de conduto incluindo um suporte (32) para suspensão do flutuador (10) em uma profundidade selecionada em um corpo de água, o suporte configurado para suspender uma fonte de energia sísmica a partir do mesmo; caracterizado por compreender: pelo menos um alívio de tensão de flexão (36) acoplado entre seções de conduto rígidas adjacentes (33), cada alívio de tensão de flexão (36) incluindo um acoplamento (34) em cada extremidade longitudinal, cada alívio de tensão de flexão (36) incluindo fibra tecida moldada em plástico flexível (36A) para transmitir carga axial enquanto absorve a tensão de flexão e torção; e uma fonte de energia sísmica (22) suspensa em cada suporte (32), em que as linhas (40) para operar as fontes de energia sísmica (22) passam através das seções de conduto rígidas (33) e pelo menos um alívio de tensão de flexão (36).

2. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as extremidades longitudinais de cada uma das seções de conduto rígidas e pelo menos um alívio de tensão de flexão incluem flanges de acoplamento.

3. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das seções de conduto rígidas é acoplada a uma seção de conduto adjacente usando dois alívios de tensão de flexão (36), os alívios de tensão de flexão acoplados um ao outro através de um carretel rígido (39).

4. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada fonte de energia sísmica (22) é uma pistola de ar.

5. Conjunto, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as linhas (40) compreendem linhas de ar comprimido e linhas de controle elétrico.