NO328553B1 - Kledning for marin seismisk kabel - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører ledninger for kabler, og angår spesielt, men ikke utelukkende, kledninger for tilførselskabler som benyttes for å taue grupper av seismiske streamere under gjennomføring av marine seismiske undersøkelser.

For å gjennomføre en marin seismisk undersøkelse, blir en gruppe av seismiske streamere, hver typisk flere tusen meter lang, tauet ved en hastighet av omlag 5 knop etter et seismisk undersøkelsesfartøy. Streamerne inneholder grupper av hydrofoner og tilknyttet elektronisk utstyr, fordelt langs deres lengder. Undersøkelsesfartøyet tauer også én eller flere seismiske kilder, f.eks. luftkanoner. Akustiske signaler produsert av de seismiske kildene rettes ned gjennom vannet og inn i jorden nedenfor, hvor de reflekteres av de ulike lagene. De reflekterte signalene mottas av hydrofonene, digitaliseres og overføres til det seismiske undersøkelsesfartøyet, hvor de registreres og i det minste delvis prosesseres, med det formål å bygge opp en representasjon av jordlagene i området som undersøkes.

I slike streamergrupper kan hver streamer taues ved hjelp av sin egen tilførselskabel, dvs. en armert elektrisk kabel som forsyner effekt til og mottar digitale signaler fra streameren. Ved å bruke denne fremgangsmåten er det typisk mulig å taue en 700 m bred gruppe av åtte streamere, hver 4000 m lang.

Draget som blir produsert av en slik gruppe med en tauehastighet på 5 knop, er omlag 40-45 tonn, hvorav en høy andel er krysslinjedrag som skyldes de tverrgående forløpende tilførselskablene, heller enn draget langsetter (eng.: the in-line drag) som skyldes streamerne selv. Dette draget er en svært vesentlig faktor i operasjonskostnadene knyttet til slike undersøkelser, og medvirker primært til drivstoffkostnader tilknyttet tauefartøyet.

For å øke effektiviteten av marine undersøkelser av denne typen, ville det være ønskelig å bruke enda bredere streamergrupper som inneholder et større antall streamere. Ved bruk av nåværende taueteknikker, ville imidlertid en 1440 m bred gruppe som omfatter ti streamere, eksempelvis produsere et drag på over 70 tonn, noe som gjør det utiltalende å bruke slike bredere grupper som inneholder flere streamere

En hensikt med den foreliggende oppfinnelsen er å lette dette problemet.

US-A-4 171 674 beskriver en kledning av den type som fremgår av den innledende del av krav 1. Hver kledningsseksjon er anordnet på en buet lagersåle anbrakt på et rør nedsenket i ferskvann eller sjøvann.

I samsvar med ett aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebragt en kledning for bruk på en kabel, spesielt en tilførselskabel for en seismisk streamergruppe, hvor kledningen omfatter: et flertall av kledningsseksjoner, som hver har en sentral åpning som kabelen mottas i, og en strømlinjeformet profil som tjener til å redusere draget når kabelen forflyttes gjennom vannet i en retning på tvers av dens lengde, og minst én koblingssammenstilling for å feste sammen tilstøtende kledningsseksjoner på en slik måte at det tillates rotasjon av nevnte tilstøtende kledningsseksjoner relativt til hverandre. Koblingssammenstillingen omfatter et par av endekonnektorer som hver er festet til en ende av én av et par av tilstøtende kledningsseksjoner og som er forsynt med en radielt utspringende flens, og en ringformet klemring som er laget av et materiale med liten friksjon og som fester sammen flensene dannet på endekonnektorene og samtidig tillater dem å rotere relativt til hverandre.

Fordelaktig er den ringformede klemringen laget av to halvsirkulære deler som er festet sammen, og er av et U-formet tverrsnitt, for således å fange flensene av endekonnektorene inne i U-seksjonen.

I et ytterligere aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en kledning for bruk på en kabel, spesielt en tilførselskabel for en seismisk streamergruppe, idet kledningen har en sentral åpning som kabelen mottas i og en strømlinjeformet profil som tjener til å redusere draget når kabelen beveges gjennom vannet i en retning på tvers av dens lengde, hvor kledningen er tilveiebragt med et flertall av longitudinalt forløpende kammer tildannet på en del av kledningen som ved bruk vil være ved eller tilstøtende den ledende kanten av den.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet detaljert, som eksempel, med henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 er et sideriss av en kledningsseksjon i samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen, delvis i snitt; Fig. 2 viser et snitt etter linjen II-II i fig. 1; Fig. 3 er et sideriss av en bindekonnektor for bruk ved å sammenskjøting av kledningsseksj onene i fig. 1; Fig. 4 er et perspektivriss av et svivellager som danner en del av en kobling for å skjøte kledningsseksjonene i fig. 1; Fig. 5 er et perspektivriss av en klemring som danner en del av en kobling for å skjøte kledningsseksjonene i fig. 1; Fig. 6 viser et snitt gjennom en sammensatt kobling som inkluderer endekonnektoren i fig. 3, svivellagret i fig. 4 og klemringen i fig. 5; Fig. 7 er et riss, delvis i snitt, av en ankringssammenstilling for å feste en gruppe av tilstøtende kledningsseksjoner til en tilførselskabel aksielt; Fig. 8 er et perspektivriss av en ankringsring som danner en del av ankringssammenstillingen i fig. 7; og Fig. 9 viser et snitt gjennom en alternativ form av koblingen i fig.3-6, vist idet den forbinder to tilstøtende kledningsseksjoner i samsvar med en annen utførelsesform av oppfinnelsen.

Den sammensatte kledningen ifølge oppfinnelsen omfatter et flertall av langstrakte, generelt rørformede kledningsseksjoner 10, som er koblet sammen ved hjelp av passende koblinger 25 ved deres tilstøtende ender for å danne en kontinuerlig kledning rundt tilførselskabelen.

En foretrukket form av kledningsseksjonen 10 er vist i fig. 1 og 2. Hver kledningsseksjon 10 omfatter en generelt sylindrisk hoveddel 12 som er forlenget på én side, for å danne en haledel 14 med generelt trekantsnitt. Den sylindriske hoveddelen 12 danner en hylse rundt tilførselskabelen (ikke vist). Haledelen 14 med trekantsnitt, som generelt er hul, forløper i en radial retning fra kabelen og danner en bakkant (eng.: "trailing edge") idet kabelen dras gjennom vannet. Haledelen 14 er laget hul for å forbedre vektbalansen for profilen av kledningsseksjonen 10 med hensyn til dens dreiesenter (dvs. aksen for tilførselskabelen) og for å redusere lagringsvolum. Som det kan ses i fig. 2, er den totale profilen for hver kledningsseksjon 10 "tåredråpeformet", som tilveiebringer mye mindre drag enn en enkel sylindrisk kabel.

Et ytterligere drag-reduserende trekk er dannet på den sylindriske hoveddelen 12 tilstøtende hva som ved bruk er den ledende kant av kledningen. Symmetrisk anbragt omkring den sentrale radielle aksen av haledelen 14 er to sett av longitudinalt forløpende parallelle kammer (eng: "ridges") eller ribber 18. Hensikten med disse kammene 18 er å "grovgjøre" overflaten for den ledende kanten av kledningsseksjonen 10 og slik sikre dannelsen av et tynt turbulent grenselag for å kontrollere den laminære strømningsseparasjonen over profilen for ledningsseksjonen i samsvar med kjente hydrodynamiske prinsipper. Hovedsakelig den samme "grovgjørende" effekten frembringes av riller (eng.: grooves) heller enn kammer, og uttrykket "kammer" slik det er benyttet her, skal forstås som å omfatte både kammer og riller.

Ved hver av sine ender er hver kledningsseksjon 10 forsynt med en sylindrisk fatning 20 med større diameter enn den sylindriske åpningen gjennom den viktigste delen av hoveddelen 12 av kledningsseksjonen 10.

Kledningsseksjonene kan med fordel være dannet av ekstrudert EPDM-gummi med forsterkende fibre laget av Kevlar (registrert varemerke) i den sylindriske veggen av hoveddelen 12. Kledningsseksjonene 10 kan være i området 3 meter til 10 meter i lengde, og er av en størrelse som gir en klaring på 2 mm rundt tilførselskabelen. Denne klaringen er tilstrekkelig for å tillate kledningen å dreie seg fritt rundt kabelen, men er tilstrekkelig tett tilpasset til å unngå overdreven bevegelse av tilførselskabelen inne i kledningen, noe som kunne føre til ødeleggelse.

Det er ønskelig at kledningsseksjonene kan dreie seg om kabelen slik at de kan innta den mest fordelaktige posisjon for å redusere draget relativt til bevegelsesretningen for tilførselskabelen gjennom vannet, uten at kabelen selv må vri seg i vannet for å tilpasse denne strømlinjeformingen. Av denne grunnen er det også ønskelig at nabo-kledningsseksjoner 10 er istand til å dreie seg fritt relativt til hverandre. For å tillate dette er tilstøtende kledningsseksjoner 10 skjøtet ved hjelp av svivelkoblingen 25 illustrert i fig. 3-6 i tegningene.

Koblingen 25 vist i tegningene har fire komponenter, en endekonnektor 30 vist i fig. 3, et svivellager 40 vist i fig. 4, og to klemringer 50, hvorav én er vist i fig. 5.

Endekonnektoren 30 er f.eks. laget av rustfritt stål, og består av en tapp (eng.: spigot) 32 forsynt med et flertall av riller 34 som forløper langs omkretsen. Ved den ene enden er endekonnektoren 30 forsynt med en ringformet flens 36 som forløper utover. Tappen 32 er innsatt i den sylindriske fatningen 20 dannet ved enden av kledningsseksjonen 10 og festet til den ved krymping, ved bruk av en egnet krympe-ring av mykt metall (ikke vist). Rillene 34 på tappen 32 bidrar til å sikre at krympe-operasjonen fester endekonnektoren 30 til kledningsseksjonen 10 på en sikker måte. Hver kledningsseksjon 10 er forsynt med en endekonnektor 30 ved begge av sine ender, dersom den skal være tilstøtende to andre slike seksjoner. Alternative koblingsarrangementer kan være formålstjenelige ved endene av tilførselskablene, hvor kledningsseksjonene 10 kan være forbundet til annet utstyr, slik det vil forklares i nærmere detalj nedenfor, eller de kan ganske enkelt etterlates åpne.

Mellom hvert par av endekonnektorer 30 ved de tilstøtende ender av nabo-kledningsseksjonene 10, er det anbragt et svivellager 40. Svivellageret 40 er en ring, typisk laget av aluminiumbronse og av generelt U-formet tverrsnitt, med to parallelle ringformede flenser 42. Ved bruk, slik det lettest kan ses av fig. 6, er svivellageret anbragt mellom endekonnektorene 30 for to tilstøtende kledningsseksjoner 10. De ringformede endeoverflatene for de to parallelle flensene 42 for svivellageret 40 ligger an mot de ringformede flensene 36 på de to endekonnektorene 30, og tilveiebringer en lageroverflate som endekonnektorene 30 kan rotere mot.

Ved sammenstilling av den komplette kledningen vil det forstås at etter at hver kledningsseksjon 10 er ført inn på tilførselskabelen, må to endekonnektorer 30, korrekt orientert i forhold til hverandre og til kledningsseksjonene 10, bli ført inn på tilførselskabelen, adskilt av et svivellager 40.

Koblingen 25 mellom hvert par av tilstøtende kledningsseksjoner fullføres ved hjelp av klemringer 50 vist i fig. 5.

Hver klemring 50 er dannet av to halvsirkulære deler som sammen danner en ring med to flenser rettet innover, noe som gir klemringen et U-formet tverrsnitt. Hver kobling inkluderer to klemringer 50, som hver klemmer sammen den ringformede flensen 36 på én av endekonnektorene 30 og én av de to utover rettede flensene 42 på svivellageret 40. De to halvdelene av hver klemring 50 kan festes sammen på en konvensjonell måte ved hjelp av passende skruer eller bolter (ikke vist) som passerer gjennom hull 52 dannet i de to halvdelene av hver klemring.

Den fullførte klemringen 50 fanger flensen 36 på endekonnektoren 30 og flensen 42 på svivellageret 40 i sitt U-formede tverrsnitt, men på en slik måte at de to kan rotere fritt relativt til hverandre.

Som angitt tidligere er gruppene av tilstøtende kledningsseksjoner 10 mekanisk festet til tilførselskabelen ved, og bare ved, de to frie endene av gruppene av kledningsseksjoner. Dette er ønskelig for å unngå at grupper av tilstøtende seksjoner stables eller skyves inn i hverandre.

Festing av kledningsseksjonene til tilførselskabelen oppnås ved bruk av arrangementet som er vist i fig. 7 og 8. Som vist i fig. 7 har tilførselskabelen en armert kappe 70 som er forsynt med forsterkende fibre 72. Løkker 74 er dannet i de forsterkende fibre 72. Ved bruk ligger disse løkkene 74 og er holdt i fire hesteskoformede riller 82 dannet i en ankringsstøtte (eng.: "anchoring bracket") 80, vist i fig. 8. Ankringsstøtten er ved sin ende fjernt fra de hesteskoformede rillene 82 forsynt med en flens 84 som forløper utover, konfigurert tilsvarende som de ringformede flensene 36 dannet på endekonnektorene 30.

Flensen 84 på ankringsringen 80 er festet til den ringformede flensen 36 for endekonnektoren på kledningsseksjonen 10 lengst mot enden på eksakt samme måte som de ringformede flensene 36 for tilstøtende endekonnektorer 30 er festet til hverandre.

Mellomforbindelsen (eng.: the inter-engagement) av løkkene 74 dannet på den armerte kappen 70 for tilførselskabelen med kledningsseksjonene 10 nærmest enden gjennom ankringsringen 80 og tilstøtende endekonnektoren 30 tjener til å opprettholde gruppen av tilstøtende kledningsseksjoner 10 på en mer eller mindre fast aksiell stilling relativt til tilførselskabelen.

Fig. 9 viser en modifisert versjon av kledningen i fig. 1-6, hvor samsvarende elementer er gitt de samme henvisningstall som ble brukt i fig. 1-6, men med suffiks a. Den modifiserte kledningen i fig. 9 er således laget av kledningsseksjoner 10a vesentlig tilsvarende kledningsseksjonene 10, bortsett fra at ved deres respektive forstørrede sammenkoblede ender, dvs. de forstørrede regioner av de sylindriske hoveddeler 12a som inneholder fatningene 20a, er haledelen 14a også forstørret, for å opprettholde forholdet mellom diameteren for den sylindriske hoveddelen 12a og lengden av kledningen fra dens ledende kant til dens bakkant i hovedsak konstant. I tillegg er bredden av gapet 90 mellom tilstøtende kledningsseksjoner svært redusert, og gjort skrå, slik at dens lengde ved bruk er mer tett innrettet med bevegelsesretningen for kledningen gjennom vannet.

Koblingen 25a er svært forenklet, idet svivellageret 40 er utelatt, og en enkelt to-delt klemring 50a er tilpasset over og fanger inne flensene 36a for tilstøtende endekonnektorer 30a. Klemringen 50a utfører effektivt lagerfunksjonen som ble utført av svivellageret 40, og er for dette formål laget av et hardt plastmateriale med liten friksjon, fortrinnsvis polyoksymetylen (POM).

Kledningene beskrevet ovenfor reduserer vesentlig draget som oppstår fra de lateralt forløpende tilførselskablene som benyttes ved tauing av seismiske streamergrupper, og reduserer derved operasjonskostnader, spesielt drivstoffkostnader, og/eller tillater økonomisk bruk av større grupper.

Claims (9)

1. Kledning for bruk på en kabel, spesielt en tilførselskabel for en seismisk streamergruppe, hvor kledningen omfatter: et flertall av kledningsseksjoner (10, 10a), som hver har en sentral åpning som kabelen mottas i, og en strømlinjeformet profil som tjener til å redusere draget når kabelen forflyttes gjennom vannet i en retning på tvers av dens lengde, og minst én koblingssammenstilling (25, 25a) for å feste sammen tilstøtende kledningsseksjoner (10, 10a) på en slik måte at det tillates rotasjon av nevnte tilstøtende kledningsseksjoner (10, 10a) relativt til hverandre,karakterisert ved at koblingssammenstillingen (25, 25a) omfatter et par av endekonnektorer (30, 30a) som hver er festet til en ende av én av et par av tilstøtende kledningsseksjoner (10) og som er forsynt med en radielt utspringende flens (36, 36a), og en ringformet klemring (50, 50a) som er laget av et materiale med liten friksjon og som fester sammen flensene (36, 36a) dannet på endekonnektorene (30, 30a) og samtidig tillater dem å rotere relativt til hverandre.

2. Kledning i samsvar med krav 1, hvor endekonnektorene (30, 30a) er festet til kledningsseksjonene (10) ved krymping.

3. Kledning i samsvar med krav 1 eller 2, hvor den ringformede klemringen (50, 50a) er laget av to halvsirkulære deler som er festet sammen, og er av U-formet tverrsnitt, for å fange flensene (36, 36a) for endekonnektorene inne i U-seksjonen.

4. Kledning i samsvar med ethvert av kravene 1-3, hvor klemringen (50, 50a) er laget av et plast-lagermateriale, slik som polyoksymetylen (POM).

5. Kledning i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor minst én kledningsseksjon (10, 10a) er forsynt med et flertall av langsgående forløpende kammer (18) dannet på den delen av kledningsseksjonen (10, 10a) som ved bruk vil være ved eller tilstøtende en ledende kant av den.

6. Kledning i samsvar med krav 5, hvor nevnte kledningsseksjon (10, 10a) er forsynt med to grupper av langsgående forløpende kammer (18) anordnet generelt symmetrisk omkring den ledende kant ved bruk av kledningsseksjonen.

7. Kledning i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor minst én ende av kledningsseksjonen (10, 10a) er festet til tilførselskabelen for derved i hovedsak å unngå aksiell bevegelse av nevnte kledningsseksjon (10, 10a) relativt til tilførselskabelen.

8. Kledning i samsvar med krav 7, hvor nevnte ende av nevnte kledningsseksjon er festet til tilførselskabelen ved hjelp av en ankringssammenstilling (80) som fastholder en kappe (70) for tilførselskabelen.

9. Kledning i samsvar med krav 8, hvor ankringssammenstillingen(80) inkluderer en ankringsring (80) dannet med minst én hesteskoformet rille (82) for mottak av en fiber (70) inneholdt i nevnte kappe.