BR112021008270A2

BR112021008270A2 - método para planejar uma trajetória a ser realizada por uma embarcação marítima na presença de corrente de água e método para realizar uma trajetória com uma embarcação marítima

Info

Publication number: BR112021008270A2
Application number: BR112021008270-0A
Authority: BR
Inventors: Thomas MENSCH; Thimotée Moulinier
Original assignee: Sercel
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-08-03
Also published as: MX2021005497A; EP3657127B1; US20220011115A1; AU2019382802A8; AU2019382802A1; EP3657127A1; WO2020104418A1

Abstract

MÉTODO PARA PLANEJAR UMA TRAJETÓRIA A SER REALIZADA POR UMA EMBARCAÇÃO MARÍTIMANA PRESENÇA DE CORRENTE DE ÁGUA E MÉTODO PARA REALIZAR UMA TRAJETÓRIA COM UMA EMBARCAÇÃO MARÍTIMA. A presente invenção refere-se a um método para planejar uma trajetória a ser realizada por uma embarcação marítima entre um primeiro ponto e um segundo ponto, sendo que a trajetória compreende um primeiro trajeto e um segundo trajeto, sendo que o método compreende: - uma primeira etapa (202) de computar uma trajetória teórica em um quadro de referência terrestre do dito primeiro ponto ao dito segundo ponto assumindo uma ausência de corrente de água, sendo que a trajetória teórica compreende um primeiro trajeto teórico e um segundo trajeto teórico, - uma segunda etapa (204) de computar um segundo trajeto no quadro de referência terrestre, - uma terceira etapa (206) de computar um primeiro trajeto corrigido em uma referência de água, e - uma quarta etapa (208) de computação da trajetória no quadro de referência terrestre do dito primeiro ponto ao dito segundo ponto com base no dito primeiro trajeto corrigido e no dito segundo trajeto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “MÉTODO

PARA PLANEJAR UMA TRAJETÓRIA A SER REALIZADA POR UMA EMBARCAÇÃO MARÍTIMA NA PRESENÇA DE CORRENTE DE ÁGUA E MÉTODO PARA REALIZAR UMA TRAJETÓRIA COM UMA EMBARCAÇÃO MARÍTIMA”.

[0001] Modalidades da matéria divulgada no presente documento geralmente se referem a um método para planejar uma trajetória a ser realizada por uma embarcação marítima e um método para realizar a trajetória conforme planejado.

[0002] Técnicas de aquisição e processamento de dados sísmicos marítimos são usadas para gerar um perfil (imagem) de uma estrutura geofísica (subsuperfície) sob o leito marítimo. Esse perfil não necessariamente fornece uma localização precisa para reservatórios de óleo e gás e outros recursos naturais, mas o mesmo pode sugerir, a aqueles treinados no campo, a presença ou ausência de reservatórios de óleo e/ou gás. Em outras palavras, tal imagem da subsuperfície é uma ferramenta necessária atualmente para aqueles poços de exploração por perfuração para minimizar o potencial de encontrar um poço seco. Desse modo, fornecer uma imagem melhor da subsuperfície é um processo em curso.

[0003] A Figura 1 ilustra um sistema de levantamento sísmico clássico 100 usado para aquisição de dados sísmicos. O sistema includes uma embarcação de levantamento 102, que reboca um arranjo de origem 110 com elementos de origem 112 que geram ondas direcionadas à área levantada e um difusor de cabo sísmico flutuante 103 que compreende uma pluralidade de cabos sísmicos flutuantes 104, sendo que cada um dos cabos sísmicos flutuantes tem um ou mais receptores (não representados) para receber reflexões da área levantada.

[0004] O arranjo de origem 110 é acoplado à embarcação de levantamento 102 por uma pluralidade de cabos de origem 114 e os cabos sísmicos flutuantes 104 são acoplados à embarcação de levantamento 102 por uma pluralidade de cabos condutores 108. Cordas espalhadas 106 acoplam lateralmente cabos condutores 108 adjacentes entre si e são projetados para evitar que a distância entre cabos sísmicos flutuantes adjacentes exceda uma distância desejada. Cordas de amplo reboque 118 são conectadas a linhas derivadas 119, sendo que as cordas de amplo reboque 118 são colocadas em cada lado do difusor de cabo sísmico flutuante 103. Asas ou defletores 116 são conectados às linhas derivadas 119 por meio de um braço de alavanca (não ilustrado) para alcançar trajetórias paralelas para os cabos sísmicos flutuantes 104 na direção de reboque e também para alcançar uma separação desejada entre os cabos condutores 108 mais centralizados.

[0005] A geometria do difusor, que corresponde à posição dos elementos sísmicos rebocados (isto é, cabos sísmicos flutuantes 104, cabos condutores 108, arranjos de origem 110, cabos de origem 114, defletores 116, cordas de amplo reboque 118, linhas derivadas 119, e similares) um em relação ao outro, é predeterminada dependendo da superfície a ser levantada.

[0006] Durante um levantamento sísmico marítimo, a embarcação de levantamento 102 geralmente navega para trás e para frente ao longo de linhas de navegação de aquisição sísmica paralelas 120 e 120’. Ao fim de uma linha de navegação de aquisição sísmica 120, isto é, no ponto A, a embarcação 102 realiza uma manobra de curva de 180 graus (ou curva de 180º) de modo a iniciar, no ponto B, uma próxima linha de navegação de aquisição sísmica 120’ com os elementos sísmicos rebocados do sistema de levantamento sísmico 100, em particular, os cabos sísmicos flutuantes 104, alinhados.

[0007] Durante a manobra de curva, a trajetória a ser seguida pela embarcação de levantamento 102 pode ser descrita como uma sequência da porção (ou porções) reta e porção (ou porções) curvada, sendo que as porções curvadas são, por exemplo, uma série de arco de círculo (ou círculos). As porções curvadas são geralmente caracterizadas por um raio de curva. Em geral, esse raio de curva é escolhido grande o suficiente para preservar a integridade dos elementos sísmicos rebocados, principalmente o difusor de cabo sísmico flutuante 103, durante a manobra de curva e para causar várias condições de corrente de oceano. Em particular, o raio de curva é escolhido de modo a poder manter controle da geometria do difusor, principalmente os cabos sísmicos flutuantes, e para permanecer dentro das especificações técnicas tanto dos elementos sísmicos quanto da armação da embarcação marítima. O raio de curva depende principalmente dos recursos e tamanho dos elementos sísmicos rebocados, em particular, propriedades mecânicas ou hidrodinâmicas dos mesmos, e também depende do comprimento dos cabos sísmicos flutuantes 104 e da largura do difusor de cabo sísmico flutuante 103 (isto é, a distância de linha cruzada entre os dois cabos sísmicos flutuantes mais externos 104). Outro recurso importante da manobra de curva é a porção de descida que é definida como uma porção reta entre a extremidade da porção curvada (ponto C) e o início (ponto B) da próxima linha de aquisição sísmica 120’. A porção de descida corresponde à distância necessária para os cabos sísmicos flutuantes a serem estabilizados e alinhados antes de começar a próxima linha de aquisição sísmica. O comprimento da porção de descida é geral e arbitrariamente escolhido como igual ao comprimento dos cabos sísmicos flutuantes 104.

[0008] Um exemplo de uma manobra de curva convencional é ilustrado nas Figuras 2a e 2b. Em ambas as Figuras 2a e 2b, a manobra de curva é realizada com o sistema de levantamento sísmico 100 que tem quatro cabos sísmicos flutuantes de oito quilômetros de comprimento. O trajeto no quadro de referência terrestre que descreve a manobra de curva a ser seguida pela embarcação 102 (linha contínua nas Figuras 2a e 2b) compreende duas porções retas e uma porção curvada. Nesse exemplo, o raio de curva da porção curvada é de quatro quilômetros e a distância de linha cruzada entre a extremidade de uma linha de aquisição sísmica 120 (ponto A da Figura 1) e o início da próxima linha de aquisição sísmica 120’ (ponto B da Figura 2) é de oito quilômetros. O comprimento da porção de descida é convencionalmente escolhido como igual ao comprimento dos cabos sísmicos flutuantes e é, portanto, de oito quilômetros. Conforme ilustrado na Figura 2a, na ausência de corrente marítima, o formato de cabos sísmicos flutuantes 103 (linha pontilhada) tem um raio de flexão similar ao raio de curva e segue a trajetória da embarcação 102 (linha contínua).

[0009] Pelo contrário, conforme ilustrado na Figura 2b, na presença de uma forte corrente marítima de 1,0 metro/segundo (m/s) (representado por setas pequenas na Figura 2b), o formato de cabos sísmicos flutuantes 103 (linha pontilhada) não tem um raio de flexão similar ao raio de curva e não segue a trajetória da embarcação 102 (linha contínua). De fato, devido à corrente marítima, os cabos sísmicos flutuantes 104 são deslocados e a curvatura resultante dos cabos sísmicos flutuantes 104 tem um raio de curva menor do que o trajeto inicialmente planejado. Em tal caso, a integridade do sistema de levantamento sísmico 100, em particular, o alinhamento dos cabos sísmicos flutuantes 104, o alinhamento de arranjos de origem 110 e/ou defletores 116 não é preservado. Além disso, os estresses mecânicos ou hidrodinâmicos nos elementos sísmicos são aumentados. Isso pode causar, por exemplo, emaranhamento e/ou estresse de cabos sísmicos flutuantes 104 nos cabos rebocados tais como cabos de origem 114 e cabos condutores 108, que podem, desse modo, se romper.

[0010] Outra desvantagem do método convencional é o tempo tomado para que a embarcação 102 realize uma curva que pode ser de mais do que quatro horas. De fato, uma porção curvada que tem um grande raio de curva é necessária para evitar a falha de sistema sísmico mencionada acima. O raio de curva convencional abrange uma margem de segurança para poder lidar com corrente marítima desfavorável. No entanto, tal grande raio de curva aumenta o tempo tomado pela embarcação 102 para navegar de uma linha de aquisição sísmica a outra.

[0011] Portanto, manobra de curva de acordo com métodos convencionais pode comprometer a integridade do sistema sísmico na água. Há desse modo, uma necessidade de um método otimizado para realizar uma manobra de curva na presença de corrente marítima que evita as desvantagens mencionadas acima.

[0012] De acordo com uma modalidade, a invenção se refere a um método para planejar uma trajetória a ser realizada por uma embarcação marítima entre um primeiro ponto e um segundo ponto, sendo que as coordenadas dos ditos primeiro e segundo pontos são predeterminadas, sendo que a trajetória compreende um primeiro trajeto, do dito primeiro ponto a um terceiro ponto, e um segundo trajeto, do dito terceiro ponto ao dito segundo ponto, sendo que o dito segundo trajeto é uma porção reta, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende:

[0013] - uma primeira etapa de computar uma trajetória teórica em um quadro de referência terrestre do dito primeiro ponto ao dito segundo ponto assumindo uma ausência de corrente de água, sendo que a trajetória teórica compreende um primeiro trajeto teórico, do dito primeiro ponto a um terceiro ponto teórico e um segundo trajeto teórico, do dito terceiro ponto teórico ao dito segundo ponto, sendo que o dito segundo trajeto teórico é uma porção reta,

[0014] - uma segunda etapa de computar um segundo trajeto no quadro de referência terrestre e determinar as coordenadas do terceiro ponto levando em consideração pelo menos um parâmetro anteriormente estimado de corrente de água,

[0015] - uma terceira etapa de computar um primeiro trajeto corrigido em um quadro de referência de água do dito primeiro ponto ao dito terceiro ponto, e

[0016] - uma quarta etapa de computar a trajetória no quadro de referência terrestre do dito primeiro ponto ao dito segundo ponto com base no dito primeiro trajeto corrigido e no dito segundo trajeto.

[0017] O método permite adaptar uma trajetória a ser realizada por uma embarcação marítima de acordo com pelo menos um parâmetro da corrente de água. O método pode, portanto, permitir a diminuição do tempo de percurso tanto economizado tempo quando a corrente de água é favorável como minimizando-se o aumento de tempo quando a corrente de água é desfavorável. A trajetória é, portanto, otimizada e realizada de modo mais econômico.

[0018] De acordo com outras modalidades da invenção tomadas tanto por si só como em combinação:

[0019] - a embarcação marítima pode ser uma embarcação de levantamento sísmico que reboca pelo menos um ou mais elementos sísmicos; sendo que a trajetória planejada é adaptada à corrente de água, a integridade do dito pelo menos um ou mais elementos sísmicos pode ser preservada durante a trajetória; em particular, a tensão no dito um ou mais elementos sísmicos rebocados pode ser diminuída em comparação a uma trajetória planejada de acordo com um método convencional, que evita de modo vantajoso qualquer falha no dito um ou mais elementos sísmicos rebocados;

[0020] - cada um do dito um ou mais elementos sísmicos rebocados pode ser escolhido dentre um cabo sísmico flutuante, um cabo condutor, arranjos de origem, um cabo de origem, um defletor, uma corda de amplo reboque, uma linha derivada e similares; sendo que a trajetória planejada é adaptada à corrente de água, a geometria do difusor pode ser substancialmente mantida, em particular, o emaranhamento dos cabos sísmicos flutuantes e/ou arranjos de origem pode ser evitado, a tensão nos cabos condutores, cabos de origem, cabos de amplo reboque e linhas derivadas podem ser limitadas, e/ou tensão nos defletores pode ser limitada enquanto mantém um levantamento otimizado dos mesmos;

[0021] - pelo menos um dentre o primeiro trajeto corrigido e segundo trajeto pode ser computado de modo que a embarcação marítima respeite pelo menos uma limitação predeterminada;

[0022] - a limitação pode compreender pelo menos uma velocidade de embarcação predeterminada no quadro de referência de água e um raio de giro predeterminado na referência de água; a trajetória planejada pode, portanto, permitir evitar emaranhamento de cabos sísmicos flutuantes e/ou arranjo de origem e/ou pode evitar tensão extrema nos elementos sísmicos rebocados que, de outro modo, podem causar falha dos mesmos;

[0023] - a limitação pode compreender pelo menos uma velocidade mínima predeterminada no quadro de referência de água e uma velocidade máxima predeterminada no quadro de referência de água, para o dito um ou mais elementos sísmicos rebocados; durante uma trajetória curvada, todos os elementos sísmicos rebocados não são rebocados na mesma velocidade no quadro de referência de água, em particular, os elementos sísmicos que estão no lado externo da curva são rebocados em uma velocidade que é maior do que a velocidade da embarcação marítima enquanto os elementos sísmicos que estão no lado interno da curva são rebocados em uma velocidade que é menor do que a velocidade da embarcação marítima (sendo que as velocidades são expressas no quadro de referência de água); portanto, os elementos sísmicos que estão no lado externo têm de ser rebocados em uma velocidade máxima no quadro de referência de água para evitar tensão extrema e/ou falha, e os elementos sísmicos que estão no lado interno têm de ser rebocados em uma velocidade mínima no quadro de referência de água para manter o controle naqueles elementos sísmicos e, em particular, para manter um levantamento otimizado e uma geometria segura desses elementos sísmicos;

[0024] - o dito pelo menos um parâmetro da corrente de água pode ser escolhido dentre a magnitude e/ou a direção da corrente de água;

[0025] - pelo menos um do primeiro trajeto teórico e primeiro trajeto corrigido pode ser computado com base na teoria de Dubins;

[0026] - a terceira etapa pode ser um processo de iteração; e

[0027] - a trajetória pode ser planejada entre duas linhas de aquisição sísmica; de modo vantajoso, o método pode permitir que os elementos sísmicos rebocados, em particular os cabos sísmicos flutuantes sejam estabilizados e alinhados antes de começar uma nova linha de aquisição sísmica;

[0028] De acordo com uma modalidade, a invenção também se refere ao método para realizar uma trajetória com uma embarcação marítima entre um primeiro ponto e um segundo ponto, caracterizada pelo fato de que a dita trajetória é planejada pelo método apresentado acima.

[0029] De acordo com uma modalidade, o valor do dito pelo menos um parâmetro de corrente de água pode ser atualizado pelo menos uma vez durante a trajetória, e o dito método pode compreender uma etapa de modificar a trajetória planejada com base no dito valor atualizado realizando-se o método para planejar uma trajetória conforme apresentado acima.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0030] Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem uma parte do relatório descritivo, ilustram uma ou mais modalidades e, em conjunto com a descrição, explicam essas modalidades. Nos desenhos:

[0031] A Figura 1 ilustra um sistema de aquisição sísmica que realiza uma curva de acordo com um método convencional;

[0032] A Figura 2a ilustra a trajetória de uma curva realizada de acordo com um método convencional na ausência de corrente marítima;

[0033] A Figura 2b ilustra a trajetória de uma curva realizada de acordo com um método convencional na presença de corrente marítima;

[0034] A Figura 3a é um fluxograma de um método para planejar uma trajetória a ser realizada por uma embarcação marítima de acordo com uma modalidade;

[0035] A Figura 3b é um fluxograma de um método para realizar uma trajetória com uma embarcação marítima de acordo com uma modalidade;

[0036] A Figura 4a ilustra, em um sistema de referência geográfica, uma trajetória planejada que usa o método de acordo com uma primeira modalidade exemplificadora da invenção;

[0037] A Figura 4b ilustra, em um sistema de referência geográfica, uma trajetória planejada com uso do método de acordo com uma segunda modalidade exemplificadora da invenção; e

[0038] A Figura 5a a 5f ilustram, em um sistema de referência geográfica, a trajetória seguida por uma embarcação com cabo sísmico flutuante na referência de água e na referência terrestre e o formato dos cabos sísmicos flutuantes rebocados em um tempo t 0 ao t5.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0039] A descrição a seguir das modalidades se refere aos desenhos anexos. Os mesmos numerais de referência em desenhos diferentes identificam os mesmos elementos ou elementos similares.

Por razões de clareza, somente elementos necessários para o entendimento da invenção foram ilustrados nos desenhos de maneira esquemática e sem relação da escala.

[0040] A referência por todo o relatório descritivo a “uma (1) modalidade” ou “uma modalidade” significa que um recurso, estrutura, ou característica particular descrita em conexão com uma modalidade é incluída em pelo menos uma modalidade da matéria divulgada. Desse modo, a aparição das frases “em uma (1) modalidade” ou “em uma modalidade” em vários lugares por todo o relatório descritivo não está necessariamente se referindo à mesma modalidade. Adicionalmente, os atributos, estruturas ou características particulares podem ser combinados de qualquer maneira adequada em uma ou mais realizações.

[0041] Na descrição, as coordenadas de um ponto se referem às coordenadas geográficas, isto é, as coordenadas no quadro de referência terrestre. Na descrição, as coordenadas de um ponto são indicadas por dois números, isto é, (X, Y), X sendo a posição (em metros) do ponto no eixo geométrico de longitude e Y sendo a distância (em metros) no eixo geométrico de latitude. A descrição se refere a um quadro de referência terrestre e a um quadro de referência de água. A embarcação marítima navega no quadro de referência de água; sendo que o quadro de referência de água sobrepõe o quadro de referência terrestre na ausência de corrente de água e se move em relação ao quadro de referência terrestre na presença de corrente de água. Na ausência de corrente de água, uma trajetória no quadro de referência terrestre é idêntica a uma trajetória no quadro de referência de água.

[0042] De acordo com uma modalidade ilustrada em referência à Figura 3a, a invenção se refere a um método 200 para planejar uma trajetória a ser realizada por uma embarcação marítima 102 entre um primeiro ponto e um segundo ponto, sendo que as coordenadas dos ditos primeiro e segundo pontos são predeterminadas, sendo que a trajetória compreende um primeiro trajeto, do dito primeiro ponto a um terceiro ponto, e um segundo trajeto, do dito terceiro ponto ao dito segundo ponto, sendo que o dito segundo trajeto é uma porção reta, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende:

[0043] - uma primeira etapa 202 de computar uma trajetória teórica em um quadro de referência terrestre do dito primeiro ponto ao dito ponto assumindo uma ausência de corrente de água, sendo que a trajetória teórica compreende um primeiro trajeto teórico, do dito primeiro ponto a um terceiro ponto teórico e um segundo trajeto teórico, do dito terceiro ponto teórico ao dito segundo ponto, sendo que o dito segundo trajeto teórico é uma porção reta,

[0044] - uma segunda etapa 204 de computar um segundo trajeto no quadro de referência terrestre e determinar as coordenadas do terceiro ponto levando em consideração pelo menos um parâmetro anteriormente estimado de corrente de água,

[0045] - uma terceira etapa 206 de computar um primeiro trajeto corrigido em um quadro de referência de água do dito primeiro ponto ao dito terceiro ponto, e

[0046] - uma quarta etapa 208 de computar a trajetória no quadro de referência terrestre do dito primeiro ponto ao dito segundo ponto com base no dito primeiro trajeto corrigido e no dito segundo trajeto.

[0047] De acordo com outra modalidade ilustrada em referência à Figura 3b, a invenção também se refere a um método 300 para realizar uma trajetória com uma embarcação marítima entre um primeiro ponto e um segundo ponto, sendo que a dita trajetória é planejada com uso de método 200.

[0048] Em referência às Figuras 4a e 4b, uma trajetória é planejada de acordo com uma primeira (Figura 4a) e a uma segunda (Figura 4b) modalidades exemplificadoras da invenção. Nessas modalidades exemplificadoras, a embarcação marítima é um sistema de levantamento sísmico (ou sistema sísmico) de acordo com sistema sísmico 100 descrito em referência à Figura 1. A embarcação sísmica 102 reboca elementos sísmicos que são, nessa modalidade, cabos sísmicos flutuantes 104, cabos condutores 108, arranjos de origem 110, cabos de origem 114, defletores 116, cordas de amplo reboque 118 e linhas derivadas 119. Em outras modalidades, a embarcação sísmica 102 pode rebocar somente alguns daqueles elementos sísmicos.

[0049] O difusor de cabo sísmico flutuante 103 compreende quatro cabos sísmicos flutuantes 104, em que cada um tem um comprimento de oito quilômetros. Os cabos sísmicos flutuantes 104 são espaçados por uma distância de 200 metros e a largura do difusor de cabo sísmico flutuante 103 é, portanto, de 600 metros. A embarcação 102 navega no quadro de referência de água em uma velocidade de 83,34 km/h (4,5 nós), levando em consideração o limite de velocidade dos defletores 116 e a tensão nos cabos condutores 108, os cabos de origem 114 e cordas de amplo reboque 118.

[0050] De acordo com essas modalidades, o método é usado para planejar uma trajetória entre uma primeira linha de aquisição sísmica 120 e um segunda linha de aquisição sísmica 120’, em particular, para realizar uma curva de 180º entre a extremidade da primeira linha de aquisição sísmica, isto é, ponto A, e o início da segunda linha de aquisição sísmica, isto é, ponto B.

[0051] De acordo com outras modalidades, o método pode ser usado com uma embarcação sísmica que reboca mais ou menos do que quatro cabos sísmicos flutuantes, os cabos sísmicos flutuantes que têm qualquer comprimento que varia de 100 metros a 15 quilômetros. A embarcação sísmica pode rebocar um ou mais arranjos de origem ou pode não rebocar nenhum arranjo de origem. Em outras modalidades, a embarcação marítima pode ser qualquer tipo de embarcação.

[0052] De acordo com ainda outra modalidade, o método pode ser usado para qualquer tipo de trajetória de um ponto a outro, sendo que a trajetória é uma linha reta ou uma curva, sendo que o grau da curva varia de 1 a 360º.

[0053] Na primeira modalidade exemplificadora ilustrada na Figura 4a, uma trajetória de um primeiro ponto A de coordenadas (0, 3000) a um segundo ponto B de coordenadas (8.000, 0) é planejada na presença de uma forte corrente marítima de 1,0 m/s que vem do Oeste.

[0054] Em uma primeira etapa 202, uma trajetória teórica é computada em um quadro de referência terrestre entre o primeiro ponto A e o segundo ponto B assumindo uma ausência de corrente marítima. A trajetória teórica compreende um primeiro trajeto teórico do primeiro ponto A a um terceiro ponto teórico C’, e um segundo trajeto teórico do terceiro ponto teórico C’ ao segundo ponto B. As, nessa etapa, uma ausência de corrente marítima é assumida, o quadro de referência de água e o quadro de referência terrestre se sobrepõem.

[0055] O segundo trajeto teórico é uma porção reta que corresponde, nessa modalidade, à porção de descida permitindo que os cabos sísmicos flutuantes 104 sejam estabilizados e alinhados no segundo ponto B, isto é, logo antes de iniciar a segunda linha de aquisição sísmica 120’. Nessa modalidade exemplificadora, o comprimento da porção reta é determinado no quadro de referência de água (que sobrepõem o quadro de referência terrestre visto que uma ausência de corrente marítima é assumida) levando em consideração o comprimento dos cabos sísmicos flutuantes e a velocidade da embarcação sísmica. No entanto, em outras modalidades exemplificadoras, o segundo trajeto teórico pode ter qualquer comprimento, sendo que o comprimento é determinado levando em consideração somente o comprimento dos cabos sísmicos flutuantes ou somente a velocidade da embarcação sísmica, e/ou levando em consideração outros parâmetros. Nessa modalidade exemplificadora, o comprimento do segundo trajeto teórico é de 10 quilômetros. A determinação do segundo trajeto teórico permite determinar as coordenadas do terceiro ponto teórico C’ como sendo (8.000, 10.000).

[0056] Nessa modalidade exemplificadora, o primeiro trajeto teórico do primeiro ponto A ao terceiro ponto teórico C’ é uma porção curvada. Na invenção, uma porção curvada é definida como um trajeto que compreende um ou mais arcos de círculo e opcionalmente uma ou mais porções retas. Nessa modalidade exemplificadora, o formato do primeiro trajeto teórico, isto é, o formato da porção curvada, é computado com uso da teoria de Dubins (consultar Dubins, L. E., American Journal of Mathematics, “On curves of minimal length with a constraint on average curvature, and with prescribed initial and terminal positions and tangents”, 1957, vol. 79, p. 497 a 516). Para computar o primeiro trajeto teórico, parâmetros do sistema sísmico 100 são levados em consideração, em particular, a velocidade da embarcação, o comprimento dos cabos sísmicos flutuantes e a largura do difusor de cabo sísmico flutuante. Em outras modalidades possíveis, o formato da porção curvada pode ser determinado por outro método. Em ainda outras modalidades, o primeiro trajeto teórico não é uma porção curvada e pode ter qualquer formato.

[0057] Em uma segunda etapa 204, um segundo trajeto corrigido é computado e as coordenadas de um terceiro ponto C são determinados, levando em consideração pelo menos um parâmetro anteriormente estimado da corrente marítima (ou corrente de água).

[0058] Nessa modalidade exemplificadora, a corrente marítima vem do Oeste com uma magnitude de 1,0 m/s. A magnitude e/ou a direção da corrente marítima podem ser determinadas, por exemplo, por sensores de corrente, tais como acústica, um perfilador de corrente Doppler colocado na embarcação 102, por previsões climáticas, por um barco de reconhecimento dianteiro, análise do deslocamento dos cabos sísmicos flutuantes, ou similares.

[0059] Nessa modalidade, os parâmetros de corrente marítima são medidos (com base, por exemplo, em modelos de oceano ou medidas de satélite) quando a embarcação 102 está se aproximando do primeiro ponto A. Com base nesses parâmetros, uma estimativa de corrente marítima é realizada pelo período da trajetória do primeiro ponto A ao segundo ponto B e a dita corrente marítima é considerada constante durante o dito período. Os parâmetros da corrente marítima são, portanto, estimados logo antes de planejar a trajetória, o que permite que a estimativa de parâmetros de corrente marítima durante a trajetória seja a mais precisa possível com uso de todas as informações disponíveis no início da trajetória. Em outras modalidades possíveis, a corrente marítima pode ser medida ou estimada a qualquer hora antes de planejar a trajetória do primeiro ponto A ao segundo ponto B.

[0060] Na primeira etapa 202, o comprimento do segundo trajeto teórico foi determinado no quadro de referência de água e as coordenadas do terceiro ponto teórico C’ foram também obtidas. Na segunda etapa 204, um segundo trajeto corrigido é computado levando em consideração a magnitude e a direção da corrente marítima. Em outras palavras, o segundo trajeto teórico no quadro de referência terrestre (in ausência de corrente marítima) é corrigido para determinar o comprimento desse segundo trajeto no quadro de referência terrestre na presença de corrente marítima. Nessa modalidade exemplificadora, o comprimento do segundo trajeto é determinado dividindo-se o período (ou tempo) da trajetória do ponto C’ ao ponto B na ausência de corrente marítima pela velocidade da embarcação sísmica no quadro de referência de água (que leva em consideração a magnitude e direção de corrente marítima). Nessa modalidade exemplificadora, o comprimento do segundo trajeto que é de 9.300 metros é ligeiramente menor do que o comprimento do segundo trajeto teórico que é de 10.000 metros. A computação do segundo trajeto permite obter as coordenadas do terceiro ponto C como sendo (8.000, 9.300).

[0061] Nessa modalidade, a computação do segundo trajeto e a determinação das coordenadas de terceiro ponto C levam em consideração dois parâmetros de corrente marítima. No entanto, em outras modalidades possíveis, somente um parâmetro de corrente marítima, isto é, a magnitude ou a direção de corrente marítima, pode ser levado em consideração para computar o segundo trajeto e determinar as coordenadas do terceiro ponto C.

[0062] Em uma terceira etapa 206, um primeiro trajeto corrigido no quadro de referência de água do dito primeiro ponto A ao dito terceiro ponto C é computado com uso de um método iterativo com base na teoria de Dubins.

[0063] O algoritmo usado nessa modalidade compreende uma etapa de inicialização (n=0) em que um primeiro trajeto corrigido do primeiro ponto A ao terceiro ponto C e tempo de percurso de primeiro trajeto corrigido associado 𝑡𝐶0 são computados de acordo com teoria de Dubins.

[0064] Então, iterações são realizadas com uso das seguintes etapas (n):

[0065] i. Primeiro ponto A’ transladado é computado de acordo com a equação (1): (𝑛−1) 𝑡 (1) A’ = A + ∫0 𝐶 𝑣𝐶 (𝑡)𝑑𝑡

[0066] Em outras palavras, o primeiro ponto A’ transladado corresponde a uma translação do primeiro ponto A por um vetor igual à (𝑛−1) integral da corrente marítima ao longo do tempo de percurso 𝑡𝐶 ao realizar a trajetória (computada na etapa de inicialização) do primeiro ponto A ao terceiro ponto C na magnitude de corrente marítima (ou velocidade) 𝑣𝐶(𝑡) .

[0067] ii. Computar o primeiro trajeto corrigido com uso de teoria de Dubins entre primeiro ponto A’ transladado e terceiro ponto C e também (𝑛) computar o tempo de percurso associado 𝑡𝐶 .

[0068] Iterações são realizadas até que a condição da equação (2) seja atendida: (2) |𝑡𝐶𝑛 − 𝑡𝐶𝑛−1 | < Ɛ

[0069] Ao fim das iterações, o primeiro trajeto corrigido foi computado no quadro de referência de água e o tempo de percurso associado foi determinado.

[0070] Nessa modalidade exemplificadora, um método iterativo é usado para computar o primeiro trajeto corrigido com base na teoria de Dubins no quadro de referência de água. No entanto, em outras modalidades possíveis, o primeiro trajeto corrigido pode ser computado com uso de um método que pode ser iterativo ou não, e que pode ser baseado na teoria de Dubins ou com base em outro método que permite determinar a trajetória no quadro de referência de água.

[0071] Em uma quarta etapa 208, uma trajetória no quadro de referência terrestre do dito primeiro ponto A ao dito segundo ponto B é computada com base no primeiro trajeto corrigido computado na terceira etapa 206 e segundo trajeto computado na segunda etapa 204.

[0072] O primeiro trajeto corrigido foi computado na terceira etapa 206 no quadro de referência de água. O primeiro trajeto no quadro de referência terrestre é então determinado considerando-se o movimento do quadro de referência de água relativo ao quadro de referência terrestre (isto é, com base na magnitude e na direção de corrente marítima). A trajetória no quadro de referência terrestre é então obtida adicionando-se o primeiro e o segundo trajetos no quadro de referência terrestre.

[0073] Com uso do método da invenção, uma trajetória no quadro de referência terrestre foi planejada e é representada pela linha pontilhada trajetória na Figura 4a.

[0074] Na segunda modalidade exemplificadora da Figura 4b, uma trajetória de um primeiro ponto A a um segundo ponto B é planejada na presença de uma forte corrente marítima de 1,0 m/s que vem do Sudoeste. As coordenadas do ponto A e ponto B são idênticas àquelas descritas para a primeira modalidade exemplificadora. As etapas e recursos descritos acima para a primeira modalidade exemplificadora também se aplicam à segunda modalidade exemplificadora.

[0075] Em particular, a primeira etapa 202 dessa segunda modalidade exemplificadora é idêntica à primeira etapa 202 da primeira modalidade exemplificadora que, para essa etapa, uma ausência de corrente marítima é assumida.

[0076] Nessa segunda modalidade exemplificadora, o segundo trajeto que tem um comprimento de 7.000 metros é significativamente menor do que o segundo trajeto teórico que tem um comprimento de

10.000. A computação do segundo trajeto permite obter as coordenadas do terceiro ponto C como sendo (8.000, 7.000).

[0077] Conforme ilustrado pela primeira e pela segunda modalidades exemplificadoras, a trajetória conforme planejado pelo método 200 pode ter formato totalmente diferente dependendo da corrente marítima.

[0078] As Figuras 5a a 5f ilustram a trajetória planejada com uso do método da primeira modalidade exemplificadora (descrita em referência à Figura 4a) e também ilustra a posição da embarcação 102 realizando a trajetória planejada a seis períodos diferentes durante a trajetória. Nesse exemplo os parâmetros da corrente marítima são considerados idênticos aos parâmetros medidos para planejar a trajetória e são considerados constantes durante a trajetória. Em outra modalidade exemplificadora, pode ser possível aplicar o mesmo método com uma corrente com variação de tempo.

[0079] Nas Figuras 5a a 5f, a linha contínua ilustra a trajetória terrestre realizada pela embarcação 102 e a linha pontilhada ilustra a trajetória na água seguida pela embarcação 104. A trajetória terrestre realizada pela embarcação 102 é representada no quadro de referência terrestre e a trajetória na água seguida pela embarcação 104 é representada no quadro de referência de água. Devido à corrente marítima, o quadro de referência de água se move em relação ao quadro de referência terrestre e, portanto, nas Figuras 5a a 5f, a trajetória na água seguida pela embarcação 104 se move em direção ao leste de t0 a t5. A posição do difusor de cabo sísmico flutuante 103 é ilustrada em cada um dentre t0 a t5.

[0080] Conforme ilustrado nas Figuras 5a a 5f, a trajetória planejada de acordo com o método 200 e realizada pela embarcação 102 de acordo com método 300 permite realizar uma volta otimizada. De fato, o raio de curva da curva seguido pela embarcação sísmica 102, e também pelos outros elementos sísmicos rebocados, é sempre grande o suficiente para evitar qualquer tensão extrema e/ou falha dos elementos sísmicos rebocados. No ponto B, isto é, antes de iniciar a segunda linha de aquisição sísmica 102’, os cabos sísmicos flutuantes são, portanto, estabilizados e alinhados.

[0081] De modo vantajoso, quando a embarcação realiza a trajetória conforme planejado pelo método 200, a geometria e integridade do sistema de levantamento sísmico 100, em particular, o alinhamento dos cabos sísmicos flutuantes 104, o alinhamento de arranjos de origem 110 e/ou defletores 116 é substancialmente preservado. Além disso, o estresse mecânico e hidrodinâmico nos elementos sísmicos é limitado. Tal trajetória evita emaranhamento e/ou estresse de cabos sísmicos flutuantes 104 nos cabos rebocados tais como cabos de origem 114 e cabos condutores 108, o que limita o risco de ruptura.

[0082] De acordo com uma modalidade da invenção, a trajetória é planejada de modo que a embarcação marítima respeite pelo menos uma limitação predeterminada. Em particular, pelo menos um dentre o primeiro trajeto corrigido e o segundo trajeto é computado de modo que a embarcação marítima respeite pelo menos uma limitação predeterminada.

[0083] De acordo com essa modalidade, a limitação pode compreender pelo menos duas condições que são uma velocidade de embarcação predeterminada no quadro de referência de água e um raio de giro predeterminado no quadro de referência de água. Essas duas condições são predeterminadas com base, por exemplo, nas propriedades mecânicas dos elementos sísmicos rebocados, o comprimento e número dos cabos sísmicos flutuantes 104, o estado de equipamento e/ou condições ambientais (sujeira, estado do mar…).

[0084] De acordo com essa modalidade, a limitação pode compreender adicionalmente, ou compreender, pelo menos duas outras condições que são uma velocidade mínima predeterminada no quadro de referência de água e uma velocidade máxima predeterminada no quadro de referência de água, para o dito um ou mais elementos sísmicos rebocados. De fato, durante uma trajetória curvada, todos os elementos sísmicos rebocados não são rebocados na mesma velocidade, em particular, os elementos sísmicos que estão no lado externo da curva são rebocados em uma velocidade que é maior do que a velocidade da embarcação marítima enquanto os elementos sísmicos que estão no lado interno da curva são rebocados em uma velocidade que é menor do que a velocidade da embarcação marítima; portanto, os elementos sísmicos que estão no lado externo têm de ser rebocados em uma velocidade máxima para evitar tensão extrema e/ou falha, e os elementos sísmicos que estão no lado interno têm de ser rebocados em uma velocidade mínima para manter o controle naqueles elementos sísmicos e para manter um levantamento otimizado e um geometria segura desses elementos sísmicos.

[0085] Na modalidade descrita anteriormente, os parâmetros da corrente de água foram considerados constantes durante o tempo da trajetória do primeiro ponto A ao segundo ponto B. No entanto, de acordo com outra modalidade, o valor de pelo menos um parâmetro de corrente de água pode ser atualizado pelo menos uma vez durante a trajetória, e o método pode compreender uma etapa de modificar a trajetória planejada com base no dito valor atualizado realizando-se o método de acordo com método 200.

[0086] Embora os recursos e elementos das presentes modalidades sejam descritos nas modalidades em combinações particulares, cada recurso ou elemento pode ser usado por si só sem os outros recursos e elementos das modalidades ou em várias combinações com ou sem outros recursos e elementos divulgados no presente documento.

[0087] A descrição escrita usa exemplos da matéria divulgada para possibilitar que qualquer elemento versado na técnica pratique a mesma, incluindo produzir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados.

[0088] O escopo patenteável da matéria é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram aos elementos versados na técnica. Tais outros exemplos são destinados a estarem dentro do escopo das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método (200) para planejar uma trajetória a ser realizada por uma embarcação marítima (102) entre um primeiro ponto (A) e um segundo ponto (B), sendo que as coordenadas dos ditos primeiro e segundo pontos (A, B) são predeterminadas, sendo que a trajetória compreende um primeiro trajeto, do dito primeiro ponto (A) a um terceiro ponto (C), e um segundo trajeto, do dito terceiro ponto (C) ao dito segundo ponto (B), sendo que o dito segundo trajeto é uma porção reta, caracterizado pelo fato de que compreende: - uma primeira etapa (202) de computar uma trajetória teórica em um quadro de referência terrestre do dito primeiro ponto (A) ao dito segundo ponto (B) assumindo uma ausência de corrente marítima, sendo que a trajetória teórica compreende um primeiro trajeto teórico, do dito primeiro ponto (A) a um terceiro ponto teórico (C’) e um segundo trajeto teórico, do dito terceiro ponto teórico (C’) ao dito segundo ponto (B), sendo que o dito segundo trajeto teórico é uma porção reta, - uma segunda etapa (204) de computar um segundo trajeto no quadro de referência terrestre e determinar as coordenadas do terceiro ponto (C) levando em consideração pelo menos um parâmetro anteriormente estimado de corrente de água, - uma terceira etapa (206) de computar um primeiro trajeto corrigido em um quadro de referência de água do dito primeiro ponto (A) ao dito terceiro ponto (C), e - uma quarta etapa (208) de computar a trajetória no quadro de referência terrestre do dito primeiro ponto (A) ao dito segundo ponto (B) com base no dito primeiro trajeto corrigido e no dito segundo trajeto.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a embarcação marítima é uma embarcação de levantamento sísmico que reboca pelo menos um ou mais elementos sísmicos.

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro trajeto corrigido e segundo trajeto é computado de modo que a embarcação marítima (102) respeite pelo menos uma limitação predeterminada.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a limitação compreende pelo menos uma velocidade de embarcação predeterminada no quadro de referência de água e um raio de giro predeterminado no quadro de referência de água.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a limitação compreende pelo menos uma velocidade mínima predeterminada no quadro de referência de água e uma velocidade máxima predeterminada no quadro de referência de água, para o dito um ou mais elementos sísmicos rebocados.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um parâmetro de corrente de água é escolhido dentre a magnitude e/ou a direção da corrente de água.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro trajeto teórico e primeiro trajeto corrigido é computado com base na teoria de Dubins.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a terceira etapa é um processo de iteração.

9. Método (300) para realizar uma trajetória com uma embarcação marítima entre um primeiro ponto (A) e um segundo ponto (B), caracterizado pelo fato de que a dita trajetória é planejada por um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o valor do dito pelo menos um parâmetro de corrente de água é atualizado pelo menos uma vez durante a trajetória, e pelo fato de que o dito método compreende uma etapa de modificar a trajetória planejada com base no dito valor atualizado realizando-se o método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.