NO339491B1 - Control device and method for energy capture in control devices for marine instrumented listening cables - Google Patents
Control device and method for energy capture in control devices for marine instrumented listening cables Download PDFInfo
- Publication number
- NO339491B1 NO339491B1 NO20140323A NO20140323A NO339491B1 NO 339491 B1 NO339491 B1 NO 339491B1 NO 20140323 A NO20140323 A NO 20140323A NO 20140323 A NO20140323 A NO 20140323A NO 339491 B1 NO339491 B1 NO 339491B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- control device
- energy
- accordance
- instrumented
- wing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 15
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 7
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 10
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
- G01V1/20—Arrangements of receiving elements, e.g. geophone pattern
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Suspension Of Electric Lines Or Cables (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
- Coiling Of Filamentary Materials In General (AREA)
Description
Fremgangsmåte for energifanging i styringsinnretninger for instrumenterte kabler og styringsinnretning for det samme Procedure for energy capture in control devices for instrumented cables and control device for the same
Den foreliggende oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for energifanging i styringsinnretninger for instrumenterte kabler, i samsvar med innledningen til patentkrav 1. The present invention relates to a method for energy capture in control devices for instrumented cables, in accordance with the introduction to patent claim 1.
Videre gjelder den foreliggende oppfinnelsen en styringsinnretning for det samme, i samsvar med innledningen til patentkrav 9. Furthermore, the present invention relates to a control device for the same, in accordance with the introduction to patent claim 9.
Spesielt gjelder den foreliggende en fremgangsmåte og en styringsinnretning som muliggjør energifanging fra omgivelsene til en seismisk styringsinnretning mens styringsinnretningen er i drift i en instrumentert kabel/kabel-spread. In particular, the present applies to a method and a control device which enables energy capture from the surroundings of a seismic control device while the control device is in operation in an instrumented cable/cable spread.
Bakgrunn Background
En seismisk instrumentert kabel (streamer) er en langstrakt kabelliknende struktur (ofte opptil flere tusen meter lang), som omfatter et array av hydrofonkabler og assosiert med elektrisk utstyr langs dens lengde, og som brukes i marin seismisk kartlegging. For å utføre en 3D/4D seismisk kartlegging trekkes et flertall slike instrumenterte kabler bak et kartleggingsfartøy. Akustiske signaler produseres ved at de seismiske kildene er rettet ned gjennom vannet og inn i havbunnen under, hvor de reflekteres av de ulike lagene. De reflekterte signalene mottas av hydrofonkabler og blir så digitalisert og behandlet for å danne en representasjon av lagene i området som kartlegges. A seismic instrumented cable (streamer) is an elongated cable-like structure (often up to several thousand meters long), comprising an array of hydrophone cables and associated electrical equipment along its length, and used in marine seismic mapping. To carry out a 3D/4D seismic survey, a majority of such instrumented cables are pulled behind a survey vessel. Acoustic signals are produced by the seismic sources being directed down through the water and into the seabed below, where they are reflected by the various layers. The reflected signals are received by hydrophone cables and are then digitized and processed to form a representation of the layers in the area being mapped.
De instrumenterte kablene er typisk trukket med en konstant dybde på omtrent fem-ti meter, for å fremme fjerning av uønskede "falske" refleksjoner fra overflaten av vannet. For å holde de instrumenterte kablene ved en konstant dybde, er styringsinnretninger kjent som "bird" festet til hver instrumenterte kabel med intervaller på 200 til 300 meter. The instrumented cables are typically laid at a constant depth of approximately five to ten meters, to promote the removal of unwanted "false" reflections from the surface of the water. To keep the instrumented cables at a constant depth, guidance devices known as "birds" are attached to each instrumented cable at intervals of 200 to 300 meters.
Små variasjoner i dybde og sideveis bevegelse er unngåelig. Hovedårsaken til variasjoner i dybden er lange periodiske bølger og endringer i salinitet og dermed oppdrift langs kabelen. Small variations in depth and lateral movement are avoidable. The main reason for variations in depth are long periodic waves and changes in salinity and thus buoyancy along the cable.
Generelt er den mest kritiske sitasjonen når det trekkes i den samme retningen som dønningene. Sideveis bevegelse av instrumenterte kabler er hovedsakelig forårsaket av havstrømningskomponenter vinkelrett på trekkretningen. Relativt store avvik kan også forekomme i områder med brakkvann der elveløp med ferskvann flyter ut i sjøen noe som kan gi lagdeling av vannmasser med forskjellig tetthet. I tilfeller med både dønninger og sidestrømspåvirkning er det økt fare for at de instrumenterte kablene vikler seg inn i hverandre. Generally, the most critical citation is when pulling in the same direction as the swells. Lateral movement of instrumented cables is mainly caused by ocean current components perpendicular to the pulling direction. Relatively large deviations can also occur in areas with brackish water where rivers with fresh water flow into the sea, which can cause stratification of water bodies with different densities. In cases with both swells and side current influence, there is an increased risk of the instrumented cables becoming entangled in each other.
Kabelstrekket avtar proporsjonalt med avstanden fra trekkpunktet. Derfor vil små variasjoner i sideveis bevegelse og vertikal bevegelse tendere til å ha større amplituder nær halen av de instrumenterte kablene. Imidlertid vil ikke kreftene som virker vinkelrett på den instrumenterte kabelen fordeles uniformt over kabelens lengde og de vil endres over tid ettersom det trukne arrayet beveges fremover. The cable length decreases proportionally with the distance from the pull point. Therefore, small variations in lateral movement and vertical movement will tend to have larger amplitudes near the tail of the instrumented cables. However, the forces acting perpendicular to the instrumented cable will not be uniformly distributed over the length of the cable and they will change over time as the towed array is moved forward.
Under en seismisk kartlegging er de instrumenterte kablene tiltenkt å opprettholdes i en rett linje, parallell til hverandre, likt adskilt og på samme dybde. Imidlertid, etter utsetting av de instrumenterte kablene, må vanligvis fartøyet kjøre i en rett linje i minst tre kabellengder før kabelfordelingen er tilstrekkelig nært det ideelle oppsettet og kartlegging kan starte. Detteøker tiden det tar å utføre en kartlegging og derforøkes kostnadene ved kartleggingen. Imidlertid, pga. havstrømninger feiler de instrumenterte kablene i akkurat å følge banen til det seismiske kartleggingsfartøyet og noen ganger avviker fra denne banen med en vinkel, kjent som "feathering angle". Dette kan negativt påvirke dekningen av kartleggingen, hvilket ofte krever at deler av kartleggingen må repeteres. Ved veldig uheldige omstendigheter kan de instrumenterte kablene vikles inn i hverandre, spesielt ved enden av de instrumenterte kablene, som kan medføre betydelig skade og betydelig finansielt tap. During a seismic survey, the instrumented cables are intended to be maintained in a straight line, parallel to each other, equally spaced and at the same depth. However, after deploying the instrumented cables, the vessel usually needs to run in a straight line for at least three cable lengths before the cable distribution is sufficiently close to the ideal layout and surveying can begin. This increases the time it takes to carry out a survey and therefore increases the costs of the survey. However, due to ocean currents cause the instrumented cables to fail to exactly follow the path of the seismic survey vessel and sometimes deviate from this path by an angle known as the "feathering angle". This can negatively affect the coverage of the mapping, which often requires parts of the mapping to be repeated. In very unfortunate circumstances, the instrumented cables can become entangled with each other, especially at the end of the instrumented cables, which can cause significant damage and significant financial loss.
US 6 671 223 B2 (Bittleston, Simon Hastings) beskriver en styringsinnretning eller "bird" for styring av posisjonen til en marin seismisk instrumentert kabel, hvilken er forsynt med en langstrakt, delvis fleksibel kropp som er utformet for å bli elektrisk og mekanisk koblet i serie med en instrumentert kabel. I en foretrukket form har styringsinnretningen to motsatte vinger som er uavhengig styrbare for å styre den instrumenterte kabelens laterale posisjon og likedan dybden. Vingene er ikke instrumenterte, og styres via mekaniske overføringer fra mekatronikk i styringsinnretningens kropp. US 6 671 223 B2 (Bittleston, Simon Hastings) discloses a control device or "bird" for controlling the position of a marine seismic instrumented cable, which is provided with an elongate, partially flexible body designed to be electrically and mechanically coupled in series with an instrumented cable. In a preferred form, the control device has two opposite wings which are independently controllable to control the instrumented cable's lateral position and likewise its depth. The wings are not instrumented, and are controlled via mechanical transmissions from mechatronics in the body of the control device.
NO 328856 (Rinnan m.fl.) beskriver en styringsinnretning med tre avtakbare vinger hvor elektronikk, vingemotor, sensorer og batterier er plassert i vingene som gir en ny og nøyaktig styringsmulighet i forhold til andre metoder. Dermed er de instrumenterte vingene også en egnet plattform for andre anordninger som kan tenkes å være nyttig for enten å bedre eller øke styringsinnretningens funksjonalitet. Eksempler på dette er GPS-mottakere, magnetiske kompass, akustiske sendere, tradisjonelle hydrofoner, eller akustiske mottakere spesielt dedikert for posisjonsbestemmelse. Det beslektede patentet NO 332115 (Rinnan m.fl.) beskriver en slik anordning plassert i (minst) en instrumentert vinge. NO 328856 (Rinnan et al.) describes a control device with three removable wings where electronics, wing motor, sensors and batteries are placed in the wings, which provides a new and accurate control option compared to other methods. Thus, the instrumented wings are also a suitable platform for other devices that can be thought of as being useful for either improving or increasing the control device's functionality. Examples of this are GPS receivers, magnetic compasses, acoustic transmitters, traditional hydrophones, or acoustic receivers specifically dedicated to position determination. The related patent NO 332115 (Rinnan et al.) describes such a device placed in (at least) one instrumented wing.
Fra GB 2509019 A er det kjent et system og en metode for energifanging på en seismisk streamer når streameren blir tauet i vann. From GB 2509019 A, a system and a method for energy capture on a seismic streamer when the streamer is towed in water is known.
US 7270214 Bl beskriver et apparat for å ekstrahere rotasjonsenergi fra en virvelstrøm ved en vingetipp under en seismisk operasjon. US 7270214 B1 describes an apparatus for extracting rotational energy from an eddy current at a wingtip during a seismic operation.
Fra US 2012/0275265 Al er det kjent benyttelse av solcellepaneler på halepartiet til en seismisk streamer for energifanging. From US 2012/0275265 Al, the use of solar panels on the tail section of a seismic streamer for energy capture is known.
US 2008/0144442 Al beskriver en seismisk sensor som befinner seg i havet og drives av energifangingsinnretninger. US 2008/0144442 Al describes a seismic sensor located in the sea and powered by energy capture devices.
Et problem med at de seismiske styringsinnretningene instrumenteres med stadig flere energikrevende anordninger er at energibehovetøker utover det som kreves for at styringsinnretningen utfører sin primære funksjon, dvs. å påtrykke den seismiske kabelen krefter horisontalt og vertikalt gjennom å styre vingevinklene ved hjelp av en eller flere motorer. Økt energiforbruk i styringsinnretningene kan føre til ulemper som økt spenning og/eller strøm i den seismiske kabelen, noe som kan være både et ressursproblem og et støyproblem for de seismiske sensorene i kabelen. Dessuten vil det bli oftere behov for å bytte batteriene på styringsinnretningen i de tilfeller hvor energioverføring via seismisk kabel ikke er tilstrekkelig for å holde styringsinnretningens batterier oppladet. Dette krever arbeidsbåtoperasjoner under slep, noe som medfører økte kostnader og tidsforbruk. A problem with the seismic control devices being instrumented with more and more energy-demanding devices is that the energy requirement increases beyond what is required for the control device to perform its primary function, i.e. to apply horizontal and vertical forces to the seismic cable by controlling the vane angles with the help of one or more motors . Increased energy consumption in the control devices can lead to disadvantages such as increased voltage and/or current in the seismic cable, which can be both a resource problem and a noise problem for the seismic sensors in the cable. In addition, there will be a more frequent need to change the batteries on the control device in cases where energy transmission via seismic cable is not sufficient to keep the control device's batteries charged. This requires workboat operations under tow, which entails increased costs and time consumption.
Det er følgelig et behov for å tilveiebringe fremgangsmåter og styringsinnretninger som kan tilveiebringe hele eller deler av energibehovet som styringsinnretningen trenger. There is consequently a need to provide methods and control devices that can provide all or part of the energy requirement that the control device needs.
Formål Purpose
Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en styringsinnretning som helt eller delvis reduserer ulempene ved kjent teknikk. The main purpose of the present invention is to provide a method and a control device which completely or partially reduces the disadvantages of known technology.
Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og styringsinnretning for energifanging i en styringsinnretning som er deployert. It is also an object of the present invention to provide a method and control device for energy capture in a control device that is deployed.
Videre er det et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og en styringsinnretning som gir en mer robust energiløsning ved at energioverføring via den seismiske instrumenterte kabelen kan reduseres og dermed også realiseres ved lavere spenning. Furthermore, it is an aim of the present invention to provide a method and a control device which provides a more robust energy solution in that energy transfer via the seismic instrumented cable can be reduced and thus also realized at a lower voltage.
Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en styringsinnretning somøker energitilførselen til styringsinnretningen slik at batteriene lades ut langsommere eller ikke i det hele tatt. One purpose of the present invention is to provide a method and a control device which increases the energy supply to the control device so that the batteries are discharged more slowly or not at all.
Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en styringsinnretning som kan bidra til at styringsinnretningene blir fullstendig energiautonome slik at energioverføring over den seismiske instrumenterte kabelen kan utelates og dermed åpne for tynnere og lettere seismiske instrumenterte kabler med kun optiske fibre for kommunikasjon. One purpose of the present invention is to provide a method and a control device which can contribute to the control devices becoming completely energy-autonomous so that energy transfer over the seismic instrumented cable can be omitted and thus open for thinner and lighter seismic instrumented cables with only optical fibers for communication.
Det er til slutt et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og en styringsinnretning som bidrar til å effektivisere vedlikehold og øke operativ driftstid for seismiske instrumenterte kabelsystemer ved at det sjeldnere eller aldri oppstår behov for å bytte batterier ved arbeidsbåtoperasjoner. It is finally an aim of the present invention to provide a method and a control device which helps to make maintenance more efficient and to increase operational operating time for seismic instrumented cable systems by making it less often or never necessary to change batteries during work boat operations.
Oppfinnelsen The invention
En fremgangsmåte for energifanging i en styringsinnretning i samsvar med oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Fordelaktige trekk og detaljer ved fremgangsmåten er beskrevet i patentkravene 2-8. A method for energy capture in a control device in accordance with the invention is stated in patent claim 1. Advantageous features and details of the method are described in patent claims 2-8.
En styringsinnretning i samsvar med oppfinnelsen er angitt i patentkrav 9. Fordelaktige trekk og detaljer ved styringsinnretningen er beskrevet i patentkravene 10-19. A control device in accordance with the invention is specified in patent claim 9. Advantageous features and details of the control device are described in patent claims 10-19.
Et system for posisjonering av en instrumentert tauet kabel i vann, så som en marin seismisk streamer, og/eller et instrumentert tauet kabel-array (streamer-array) omfatter typisk flere styringsinnretninger anordnet til instrumenterte kabler, en styringssentral anordnet ombord på et fartøy, fortrinnsvis et kartleggingsfartøy, hvilken styringssentral er innrettet for kommunikasjon med de instrumenterte kablene og de enkelte styringsinnretningene anordnet dertil. Dette er ofte referert til som et STAP-system (STAP - "Seismic Towed Array Positioning"). Videre omfatter kjente systemer vanligvis halebøyer anordnet til de instrumenterte kablene i kabel-arrayet, samt deflektoranordninger for å spre de instrumenterte kablene i et kabel-array. Styringssentralen er innrettet for kommunikasjon med styringsinnretninger og halebøyer, enten via den instrumenterte kabelen eller trådløst, samt innrettet for kommunikasjon med fartøyet og eventuelt deflektoranordninger. Halebøyer kan erstattes av styringsinnretninger dersom de er forsynt med en GNSS-enhet (GNSS - Global Navigation Satellite System). A system for positioning an instrumented towed cable in water, such as a marine seismic streamer, and/or an instrumented towed cable array (streamer array) typically comprises several control devices arranged for instrumented cables, a control center arranged on board a vessel, preferably a surveying vessel, which control center is arranged for communication with the instrumented cables and the individual control devices arranged thereto. This is often referred to as a STAP system (STAP - "Seismic Towed Array Positioning"). Furthermore, known systems usually comprise tail bends arranged for the instrumented cables in the cable array, as well as deflector devices for spreading the instrumented cables in a cable array. The control center is set up for communication with steering devices and tail buoys, either via the instrumented cable or wirelessly, as well as set up for communication with the vessel and possibly deflector devices. Tail buoys can be replaced by steering devices if they are equipped with a GNSS unit (GNSS - Global Navigation Satellite System).
Styringsinnretningene anordnet til de instrumenterte kablene er fordelaktig en styringsinnretning som omfatter: - en hovedkropp forsynt med en prosessorenhet, akselerometre, eventuelt rategyro og magnetkompass, trykksensor, samt induktive koblinger for trådløs (kontaktløs) kommunikasjon og energioverføring til vinger eller mekaniske koblinger for kommunikasjon og energioverføring, - avtakbare vinger, fortrinnsvis minst to avtakbare vinger, hvilke vinger er forsynt med en prosessorenhet, induktiv kobling eller mekanisk kobling for tilkobling til hovedkroppen, halleffektsensor, oppladbare batterier, intelligent ladeelektronikk, motor med momentsensor, The control devices arranged for the instrumented cables are advantageously a control device which includes: - a main body equipped with a processor unit, accelerometers, possibly rate gyro and magnetic compass, pressure sensor, as well as inductive connections for wireless (contactless) communication and energy transfer to wings or mechanical links for communication and energy transfer , - removable wings, preferably at least two removable wings, which wings are equipped with a processor unit, inductive coupling or mechanical coupling for connection to the main body, hall effect sensor, rechargeable batteries, intelligent charging electronics, motor with torque sensor,
- lokal styringsinnretningssoftware som kjører på kroppens prosessorenhet, - local control device software running on the body's processor unit,
- lokal vingestyringssoftware som kjører på vingens prosessorenhet, - local wing control software running on the wing's processor unit,
- sensorer for ulike formål som for eksempel dybde, temperatur, salinitet, magnetfelt og bevegelse, samt eventuelt akustiske sendere og mottakere montert i vingen. - sensors for various purposes such as depth, temperature, salinity, magnetic field and movement, as well as possibly acoustic transmitters and receivers mounted in the wing.
Styringsinnretninger som dette er f.eks. beskrevet i søkers norske patentsøknader NO 20080145, NO 20083830 og NO 20092575. Control devices such as this are e.g. described in the applicant's Norwegian patent applications NO 20080145, NO 20083830 and NO 20092575.
Vingene som nevnt over kan i tillegg til angitte sensorer være utstyrt med sensorer for akustisk undervannstransmisjon, magnetometer, trykksensorer, GNSS-antenne og mottaker, kamera med lyskilde, samt andre sensorer for kartlegging av sjøens og sjøbunnens karakteristiske egenskaper. Alle sensorer er avhengige av elektrisk strøm for å fungere, og vil bidra negativt til energi-budsjettet for styringsinnretningen. In addition to the sensors mentioned above, the wings can be equipped with sensors for underwater acoustic transmission, magnetometer, pressure sensors, GNSS antenna and receiver, camera with light source, as well as other sensors for mapping the characteristic properties of the sea and the seabed. All sensors depend on electrical current to function, and will contribute negatively to the energy budget for the control device.
Effektforbruk er en svært kritisk parameter for de ulike nodene i en seismisk instrumentert kabel. Det er utfordrende å distribuere energi til 30-40 styringsinnretninger fordelt langs 10-12 km lang kabel, både på grunn av spenning- og strømbegrensninger gitt av kabeldimensjoner og kravene til spenningsforsyning ut på den instrumenterte kabelen fra kraftforsyning ombord i slepefarkosten. Dersom effektforbruket i styringsinnretningen blir for høyt kan spenningstapet langs den seismiske kabelen bli så stort at de bakerste nodene ikke får strøm i det hele tatt. En styringsinnretning som tilføres mindre energi gjennom den seismiske kabelen enn den forbruker, vil nødvendigvis tappe batteriene i vingene over tid slik at disse må byttes. Bytting av vinger må gjøres i arbeidsbåtoperasjoner og kan i verste fall medføre driftsavbrudd, noe som er både tidkrevende og kostbart. Power consumption is a very critical parameter for the various nodes in a seismic instrumented cable. It is challenging to distribute energy to 30-40 control devices distributed along a 10-12 km long cable, both due to voltage and current limitations given by cable dimensions and the requirements for voltage supply out onto the instrumented cable from the power supply on board the tug. If the power consumption in the control device becomes too high, the voltage loss along the seismic cable can become so great that the rearmost nodes do not receive power at all. A control device that supplies less energy through the seismic cable than it consumes will necessarily drain the batteries in the wings over time so that these must be replaced. Changing wings must be done in work boat operations and in the worst case can lead to interruption of operations, which is both time-consuming and expensive.
Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte og en styringsinnretning innrettet å fange energi fra omgivelsene til en seismisk styringsinnretning mens styringsinnretningen er i drift. Styringsinnretningen forsynes med en eller flere anordninger med den egenskapen at de(n) kan omdanne energi fra styringsinnretningens omgivelser slik at denne energien kan benyttes til lading av batteriene tilknyttet styringsinnretningen. Anordningene for energifanging vil vanligvis plasseres slik at de(n) er i direkte elektrisk kontakt med ladekretsen til batteriene til styringsinnretningen, fortrinnsvis i vingene slik det går fram av søkers norske patent NO 328856. En vinge med en anordning for energifanging vil ha de samme funksjonelle styringsegenskapene mekanisk og elektrisk tilsvarende med de vanlige vingene. The present invention provides a method and a control device designed to capture energy from the surroundings of a seismic control device while the control device is in operation. The control device is supplied with one or more devices with the property that they can convert energy from the control device's surroundings so that this energy can be used to charge the batteries associated with the control device. The devices for energy capture will usually be placed so that they are in direct electrical contact with the charging circuit of the batteries of the control device, preferably in the wings as shown by the applicant's Norwegian patent NO 328856. A wing with a device for energy capture will have the same functional the steering properties mechanically and electrically similar to the normal wings.
Hensikten med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en styringsinnretning som reduserer eller helt fjerner behovet for energitilførsel til styringsinnretningen via den seismiske instrumenterte kabelen, samt fjerne behovet for periodisk lading av styringsinnretningens batterier ombord i den seismiske farkosten. Det er betydelig utfordringer med å mate mange seismiske styringsinnretninger på en flere kilometer lang seismisk kabel med energi. Ved å redusere behovet for energitilførsel via den seismiske kabelen kan spenningstapet over hver node reduseres slik at energisystemet kan kjøres på en lavere utgangsspenning. Dette erønskelig både fordi det reduserer kravet til ombordsystemet og minsker faren for alvorlige høyspent-skader på personell som opererer utstyret på bakre dekk. Redusert strømtrekk er en annen positiv effekt som gjør at det kan benyttes tynnere kobberledninger i den seismiske instrumenterte kabelen, samt at den elektromagnetiske støyen fra styringsinnretningenes energi-ledning til de seismiske sensorene i den seismiske instrumenterte kabelen også reduseres. The purpose of the present invention is to provide a method and a control device which reduces or completely removes the need for energy supply to the control device via the seismic instrumented cable, as well as removing the need for periodic charging of the control device's batteries on board the seismic vessel. There are considerable challenges in feeding many seismic control devices on a several kilometer long seismic cable with energy. By reducing the need for energy supply via the seismic cable, the voltage loss across each node can be reduced so that the energy system can be run at a lower output voltage. This is desirable both because it reduces the demands on the on-board system and reduces the risk of serious high-voltage injuries to personnel who operate the equipment on the rear deck. Reduced current draw is another positive effect which means that thinner copper wires can be used in the seismic instrumented cable, and that the electromagnetic noise from the control devices' energy line to the seismic sensors in the seismic instrumented cable is also reduced.
Dersom styringsinnretningens egen energifanging i tillegg er tilstrekkelig til å dekke det totale energibehovet på noden, unngår man gradvis tapping av batterier, og det vil ikke lenger være behov for å bytte vinger for å lade batteriene ombord i slepefarkosten. Dermed reduseres også sannsynligheten for driftsavbrudd i den seismiske operasjonen. If the control device's own energy capture is also sufficient to cover the total energy demand on the node, the gradual draining of batteries is avoided, and there will no longer be a need to change wings to charge the batteries on board the towing vessel. This also reduces the probability of service interruptions in the seismic operation.
Det er flere måter man kan fange energi fra omgivelsene fra en seismisk styringsinnretning som dras gjennom sjøvann. Noen eksempler er som følger. - sollys: hvis den seismiske instrumenterte kabelen ligger høyt i sjøen kan et solcellepanel benyttes for å fange energi fra solstråler. I prinsippet kan hele vingens overflate dekkes med solceller uten at vingens mekaniske funksjon endres. - kjemisk: sjøvannsbatteri som utnytter sjøvann som elektrolytt mellom en anode og en katode. Disse er avhengige av god gjennomstrømning av sjøvann mellom anode og katode, noe som oppnås relativt enkelt når styringsinnretningen dras gjennom vannet med en fart på ca. 4,5 knop. - termisk: en varmeveksler-innretning som kan trekke varmeenergi ut av sjøvannet. Denne kan være basert på vann-til-vann og vann-til-luft, men felles for dem er at den genererte varmeenergien må omdannes til elektrisk energi i etterkant. - akustisk: bakgrunnsstøy i form av lyd kan utnyttes ved at lydenergi omdannes til elektrisitet i akustiske mottakere via mekanisk energi. Lydkilder kan f.eks. være turbulens fra vannstrøm over vingene, eksplosjoner fra seismisk gun-array og propellstøy fra slepefarkost eller andre farkoster i nærheten. - kinetikk: bevegelsesenergi for en seismisk styringsinnretning som dras gjennom vann. Denne kan fanges på flere måter, herav mekaniske vibrasjoner, rotasjonsbevegelse om rullaksen, bølgeenergi. - vannturbin: en liten sylinder med et skovlhjul kan enkelt anordnes f.eks. i vingetippen der vannstrømningen vil være størst. En viktig avveining vil være å tilpasse den genererte effekten slik at resulterende akustisk støy ikkeødelegger de seismiske signalene som registres av nærliggende hydrofoner. There are several ways to capture energy from the surroundings from a seismic control device that is pulled through seawater. Some examples are as follows. - sunlight: if the seismic instrumented cable is located high in the sea, a solar panel can be used to capture energy from the sun's rays. In principle, the entire surface of the wing can be covered with solar cells without changing the mechanical function of the wing. - chemical: seawater battery that uses seawater as an electrolyte between an anode and a cathode. These depend on a good flow of seawater between anode and cathode, which is achieved relatively easily when the control device is dragged through the water at a speed of approx. 4.5 knots. - thermal: a heat exchanger device that can extract heat energy from the seawater. This can be based on water-to-water and water-to-air, but what they have in common is that the generated heat energy must be converted into electrical energy afterwards. - acoustic: background noise in the form of sound can be utilized by converting sound energy into electricity in acoustic receivers via mechanical energy. Sound sources can e.g. be turbulence from water flow over the wings, explosions from the seismic gun array and propeller noise from tugs or other vessels in the vicinity. - kinetics: energy of motion for a seismic control device that is dragged through water. This can be captured in several ways, including mechanical vibrations, rotational movement about the roll axis, wave energy. - water turbine: a small cylinder with a paddle wheel can be easily arranged, e.g. in the wing tip where the water flow will be greatest. An important trade-off will be to adapt the generated effect so that the resulting acoustic noise does not destroy the seismic signals recorded by nearby hydrophones.
Sistnevnte vil være den mest åpenbare energifangekilden av de ovenfor nevnte. The latter will be the most obvious source of energy capture of those mentioned above.
Den seismiske styringsinnretning i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan forsynes med flere energifangingsanordninger i parallell, og er ikke begrenset til eksemplene over. All tilført energi vil transformeres til elektrisk strøm som benyttes til å lade batteriene via en felles elektrisk ladekrets. Det er en forutsetning at en vinge med energifangingsanordning(er) skal være så identisk som mulig med normalvingen med hensyn til styring og kontroll, slik at den også kan benyttes som vanlig styringselement på styringsinnretningen. The seismic control device in accordance with the present invention can be supplied with several energy capture devices in parallel, and is not limited to the examples above. All supplied energy will be transformed into electrical current which is used to charge the batteries via a common electrical charging circuit. It is a prerequisite that a wing with energy capture device(s) must be as identical as possible to the normal wing with respect to steering and control, so that it can also be used as a normal steering element on the steering device.
Som nevnt tidligere vil bruk av anordninger for energifanging for lading av styringsinnretningens batterier kunne redusere kostnader, øke operativ tid i drift og bidra til bedre sikkerhet for personell som jobber på bakre dekk av slepefarkosten. As mentioned earlier, the use of devices for energy capture to charge the steering device's batteries could reduce costs, increase operative time in operation and contribute to better safety for personnel working on the rear deck of the towing vessel.
Ytterligere foretrukne trekk og fordelaktige detaljer ved den foreliggende oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende eksempelbeskrivelsen. Further preferred features and advantageous details of the present invention will appear from the following exemplary description.
Eksempel Example
Den foreliggende oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet mer detaljert med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor: Fig. 1 viser en prinsippskisse av et eksempel på et trukket seismisk instrumentert kabel-spread bak et kartleggingsfartøy, Fig. 2 viser en prinsippskisse av en utførelsesform av en styringsinnretning hvor vingene er forsynt med sensorer og elektronikk, og The present invention will be described below in more detail with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 shows a principle sketch of an example of a towed seismic instrumented cable spread behind a survey vessel, Fig. 2 shows a principle sketch of an embodiment of a control device where the wings are equipped with sensors and electronics, and
Fig. 3 viser en prinsippskisse av energiflyt i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, og Fig. 3 shows a principle diagram of energy flow in accordance with the present invention, and
Fig. 4a-e viser eksempler på implementering av anordninger for energifanging i en vinge for en styringsinnretning, Fig. 4a-e show examples of implementation of devices for energy capture in a wing for a control device,
Henviser nå til Figur 1 som viser en prinsippskisse av et eksempel på et typisk instrumentert seismisk kabel-spread, hvor seismiske instrumenterte kabler 50 trekkes bak et kartleggingsfartøy 60. Hver instrumenterte kabel 50 er forsynt med styringsinnretninger 20 innrettet for tilkobling i serie mellom to tilliggende instrumenterte kabelseksjoner 50a av en multi-seksjonskabel 50, for styring av den instrumenterte kabelen 50. På enden av hver instrumenterte kabel 50 kan det enten anordnes en halebøye (ikke vist) eller en styringsinnretning 20 forsynt med en GNSS-enhet (ikke vist) (GNSS - Global Navigation Satellite System). Hele kabel-spreadet styres av en styringssentral 70 ombord på fartøyet 60. Referring now to Figure 1 which shows a schematic diagram of an example of a typical instrumented seismic cable spread, where seismic instrumented cables 50 are pulled behind a survey vessel 60. Each instrumented cable 50 is provided with control devices 20 arranged for connection in series between two adjacent instrumented cable sections 50a of a multi-section cable 50, for controlling the instrumented cable 50. At the end of each instrumented cable 50, either a tail buoy (not shown) or a control device 20 provided with a GNSS unit (not shown) can be arranged (GNSS - Global Navigation Satellite System). The entire cable spread is controlled by a control center 70 on board the vessel 60.
Henviser nå til Figur 2 som viser en prinsippskisse av et eksempel på en utførelsesform av en styringsinnretning 20 av kjent teknikk. Reference is now made to Figure 2, which shows a schematic diagram of an example of an embodiment of a control device 20 of known technology.
Styringsinnretningen 20 er dannet av en hovedkropp 21 og tre separate avtakbare vinger 22, fortrinnsvis såkalte smartvinger, hvilke er jevnt fordelt rundt hovedkroppen 21, og er en såkalt treakset bird. Hovedkroppen 21 er hovedsakelig et langstrakt strømlinjeformet rørformet hus, som ved sine ender omfatter tilkoblingsmidler 23a og 23b tilpasset for mekanisk og elektrisk tilkobling i serie mellom kabelseksjoner 50a i den seismisk instrumenterte kabelen 50. Tilkoblingsmidlene 23a-b er for dette tilpasset tilsvarende tilkoblingspunkter (ikke vist) i hver ende av hver kabelseksjon 50a, hvilke tilkoblingspunkter normalt brukes til å koble sammen to tilliggende kabelseksjoner 50a. Vingene 22 er videre separat avtakbart festet til hovedkroppen 21. The control device 20 is formed by a main body 21 and three separate detachable wings 22, preferably so-called smart wings, which are evenly distributed around the main body 21, and is a so-called three-axis bird. The main body 21 is mainly an elongated streamlined tubular housing, which at its ends comprises connection means 23a and 23b adapted for mechanical and electrical connection in series between cable sections 50a in the seismically instrumented cable 50. For this, the connection means 23a-b are adapted to corresponding connection points (not shown ) at each end of each cable section 50a, which connection points are normally used to connect two adjacent cable sections 50a. The wings 22 are further separately detachably attached to the main body 21.
Hovedkroppen 21 er videre forsynt med en prosessorenhet (ikke vist), trykksensor (ikke vist), samt tre induktive koblinger (ikke vist) for trådløs kommunikasjon og energioverføring til vinger 22 eller tre mekaniske koblinger (ikke vist) for kommunikasjon og energioverføring. I tillegg kan hovedkroppen 21 videre omfatte treghets-cluster (IMU) (ikke vist) omfattende ett eller flere akselerometre og eventuelt rategyro, samt eventuelt hastighetssensorer for å måle hastighet gjennom vann. The main body 21 is further provided with a processor unit (not shown), pressure sensor (not shown), as well as three inductive connectors (not shown) for wireless communication and energy transfer to wings 22 or three mechanical connectors (not shown) for communication and energy transfer. In addition, the main body 21 can further comprise inertial cluster (IMU) (not shown) comprising one or more accelerometers and possibly rate gyro, as well as possibly speed sensors to measure speed through water.
Vingene 22 er forsynt med en prosessorenhet (ikke vist), induktiv kobling (ikke vist) eller mekanisk kobling (ikke vist) for tilkobling til hovedkroppen 21 for kommunikasjon og energi-overføring, halleffektsensor (ikke vist), oppladbare bufferbatterier 37 (Fig. 3), intelligent ladeelektronikk (ikke vist), samt motor med gir for styring av vingene 22. The wings 22 are provided with a processor unit (not shown), inductive coupling (not shown) or mechanical coupling (not shown) for connection to the main body 21 for communication and energy transfer, hall effect sensor (not shown), rechargeable buffer batteries 37 (Fig. 3 ), intelligent charging electronics (not shown), as well as a motor with gear for controlling the wings 22.
Videre kan en styringsinnretning 20 som dette i minst en av vingene 22 være forsynt med akustiske kommunikasjonsmidler (ikke vist) i form av et sender-/mottakerelement, i form av en transduser, samt forsynt med elektronikk for akustisk avstandsmåling. Furthermore, a control device 20 like this in at least one of the wings 22 can be provided with acoustic communication means (not shown) in the form of a transmitter/receiver element, in the form of a transducer, as well as provided with electronics for acoustic distance measurement.
Styringsinnretninger 20 som dette kan videre omfatte en GNSS-enhet (ikke vist) bestående av en GNSS-antenne og en GNSS-mottaker anordnet i minst en av styringsinnretningens vinger 22, hvor GNSS-antennen fortrinnsvis er anordnet i vingespissen. Control devices 20 such as this can further comprise a GNSS unit (not shown) consisting of a GNSS antenna and a GNSS receiver arranged in at least one of the control device's wings 22, where the GNSS antenna is preferably arranged in the wing tip.
Slike styringsinnretninger 20 kan også omfatte en radioenhet (ikke vist) for dataoverføring bestående av en radioantenne og en radiomottaker anordnet i minst en av styringsinnretningens vinger 22, hvor radioantennen fortrinnsvis er anordnet langs kanten av vingen 22 som vender fremover, dvs. i taueretningen. Such control devices 20 can also comprise a radio unit (not shown) for data transmission consisting of a radio antenna and a radio receiver arranged in at least one of the control device's wings 22, where the radio antenna is preferably arranged along the edge of the wing 22 which faces forward, i.e. in the towing direction.
Styringsinnretning 20 kan videre omfatte et 3-akset magnetometer (ikke vist) i minst en av styringsinnretningens vinger 22, hvilket magnetometer fortrinnsvis er anordnet nær vingespissen. Control device 20 can further comprise a 3-axis magnetometer (not shown) in at least one of the control device's wings 22, which magnetometer is preferably arranged near the tip of the wing.
Videre kan styringsinnretningen 20 være forsynt med et treghets-cluster (IMU) (ikke vist) omfattende ett eller flere akselerometre og eventuelt rategyro, hvilket treghets-cluster er anordnet i minst en av styringsinnretningens 20 vinger 22. Furthermore, the steering device 20 can be provided with an inertial cluster (IMU) (not shown) comprising one or more accelerometers and possibly a rate gyro, which inertial cluster is arranged in at least one of the wings 22 of the steering device 20.
Som beskrevet ovenfor så omfatter styringsinnretninger 20 som dette en rekke sensorer og i tillegg kan nevnes magnetkompass, samt sensorer for ulike formål som eksempelvis dybde, temperatur, salinitet og andre sensorer for kartlegging av sjøens og sjøbunnens karakteristiske egenskaper. As described above, control devices 20 such as this comprise a number of sensors and in addition a magnetic compass can be mentioned, as well as sensors for various purposes such as depth, temperature, salinity and other sensors for mapping the characteristic properties of the sea and the seabed.
Henviser nå til Fig. 3 som viser en prinsippskisse av en anordning 30 for energifanging som kan innrettes i vinger 22 for en styringsinnretning som beskrevet ovenfor. En anordning 30 for energifanging kan omfatte en eller flere av følgende energifangende komponenter: solcellepanel 31a, sjøvannsbatteri 31b, varmeveksler 31c, akustisk mottaker 31d, vibrasjonselement 31e, rotasjonselement 31f, vannturbin 31g. Now refer to Fig. 3 which shows a schematic diagram of a device 30 for energy capture which can be arranged in wings 22 for a control device as described above. A device 30 for energy capture may comprise one or more of the following energy-capturing components: solar panel 31a, seawater battery 31b, heat exchanger 31c, acoustic receiver 31d, vibration element 31e, rotation element 31f, water turbine 31g.
De nevnte energifangende komponentene 31a-g er koblet til hver sin kondensator 32a-g som er tilpasset de respektive energifangende komponentene 31a-g, for lagring av energi, samt stabilisering av spenning og energiflyt, som føres videre til en multiplekser 33 som er en samlende enhet for energien fra de energifangende komponentene 31a-g og som er innrettet for å velge hvilken av de energifangende komponentene 31a-g som det skal hentes energi fra når denne energien er stor nok til å utnyttes. I tillegg vil multiplekseren 33 ha den funksjonen at man unngår kobling mellom de energifangende komponentene 31a-g gjennom et galvanisk skille mellom komponentene 31a-g, noe som er viktig siden de vil ha ulike spennings- og strømområder som de opererer i. Valg av energikilde kan gjøres på forskjellige måter, eksempelvis i form av tidsmidling eller ved at man benytter intelligent styring av multiplekseren 33 som mottar et signal fra de nevnte kondensatorene når den er klar til å tømmes. En annen måte å implementere dette på kan være ved å integrere dioder (ikke vist) i forbindelsen mellom kondensator 32a-g og multiplekser 33 som bare slipper igjennom spenning når den når en gitt verdi, hvilket da kan detekteres av multiplekseren 33 og denne kan da velges og tømmes. Energien fra den enkelte energifangende komponent 31a-g kan på denne måten videreføres til styringsinnretningens 20 ladekrets 34 via en DC/DC-omformer 35 som tilrettelegger spenningen og sikrer at spenningen overholderønskede kriterier gjennom at den oppviser et bredt innspenningsområde som dekker alle spennings-områdene fra de energifangende komponentene 31a-g og et spesifisert utspenningsområde som er tilpasset spesifikasjonene på styringsinnretningens 20 ladekrets 34. Vanligvis så forsynes styringsinnretningen 20 med energi 36 fra den instrumenterte kabelen som tilføres ladekretsen som lader opp styringsinnretningens 20 batterier 37 som igjen forsyner styringsinnretningens forbrukere 38, så som sensorer, motor osv. The mentioned energy-capturing components 31a-g are each connected to a capacitor 32a-g which is adapted to the respective energy-capturing components 31a-g, for storing energy, as well as stabilizing voltage and energy flow, which is passed on to a multiplexer 33 which is a collecting unit for the energy from the energy-capturing components 31a-g and which is arranged to select which of the energy-capturing components 31a-g energy is to be extracted from when this energy is large enough to be utilized. In addition, the multiplexer 33 will have the function of avoiding coupling between the energy-capturing components 31a-g through a galvanic separation between the components 31a-g, which is important since they will have different voltage and current ranges in which they operate. Choice of energy source can be done in different ways, for example in the form of time averaging or by using intelligent control of the multiplexer 33 which receives a signal from the aforementioned capacitors when it is ready to be discharged. Another way of implementing this can be by integrating diodes (not shown) in the connection between capacitor 32a-g and multiplexer 33 which only allow voltage to pass through when it reaches a given value, which can then be detected by the multiplexer 33 and this can then is selected and cleared. The energy from the individual energy-capturing component 31a-g can in this way be passed on to the charging circuit 34 of the control device 20 via a DC/DC converter 35 which arranges the voltage and ensures that the voltage complies with the desired criteria through the fact that it exhibits a wide voltage range that covers all the voltage ranges from the energy-capturing components 31a-g and a specified voltage range that is adapted to the specifications of the control device 20's charging circuit 34. Usually, the control device 20 is supplied with energy 36 from the instrumented cable which is supplied to the charging circuit which recharges the control device's 20 batteries 37 which in turn supplies the control device's consumers 38, so such as sensors, motor etc.
Med den foreliggende oppfinnelsen kan de energifangende komponentene 31a-g enten supplere den ordinære energitilførselen 36 eller fjerne behovet for denne ordinære energitilførselen 36 helt. With the present invention, the energy-capturing components 31a-g can either supplement the ordinary energy supply 36 or remove the need for this ordinary energy supply 36 completely.
Henvisning er nå gjort til Figur 4a som viser et eksempel på en vinge 22 forsynt med en anordning for energifanging i form av et solcellepanel 31a som dekker store deler av vingens 22 overflateareal. Reference is now made to Figure 4a which shows an example of a wing 22 provided with a device for energy capture in the form of a solar panel 31a which covers large parts of the wing 22's surface area.
I Figur 4b er det vist et eksempel på en vinge 22 forsynt med en anordning for energifanging i form av en vannturbin 31g som omfatter en sylinder 40, hvilken sylinder 40 strekker seg gjennom hele vingen 22, i hvilken sylinder 40 er anordnet et skovlhjul 41. Ved å innrette sylinderen 40 nær vingetippen får man størst effekt, siden vannstrømningen vil være størst der. Figure 4b shows an example of a wing 22 provided with a device for energy capture in the form of a water turbine 31g which comprises a cylinder 40, which cylinder 40 extends through the entire wing 22, in which cylinder 40 a paddle wheel 41 is arranged. By aligning the cylinder 40 near the tip of the wing, the greatest effect is obtained, since the water flow will be greatest there.
I Fig. 4c er det vist et eksempel på en vinge 22 forsynt med en anordning for energifanging i form av et sjøvannsbatteri 31b i form av en katode dannet av en katode strømleder 80 og katoder 81 innrettet med en kam-struktur langs katode lederen 80 og en anode dannet av en anode strømleder 82 og anoder 83 innrettet med en kam-struktur langs anode lederen 82, hvilken katode og anode er innrettet for å gripe inn i hverandres kam-struktur med mellomrom slik at sjøvann kan strømme mellom katodene 81 og anodene 83. Anode 82 og katode 80 strømlederne kobles fortrinnsvis til en DC/DC-omformer 84 som kobles til kondensatoren 32b. Kam-strukturen på anoden og katoden er fordelaktig med hensyn på å øke arealet mellom anoden og katoden og dermed øke utvinningsgraden for sjøvannsbatteriet 31b, men anoden og katoden kan naturligvis ha andre utførelsesformer. In Fig. 4c is shown an example of a wing 22 provided with a device for energy capture in the form of a seawater battery 31b in the form of a cathode formed by a cathode current conductor 80 and cathodes 81 arranged with a comb structure along the cathode conductor 80 and an anode formed by an anode current conductor 82 and anodes 83 arranged with a comb structure along the anode conductor 82, which cathode and anode are arranged to engage each other's comb structure at intervals so that seawater can flow between the cathodes 81 and the anodes 83 The anode 82 and cathode 80 current conductors are preferably connected to a DC/DC converter 84 which is connected to the capacitor 32b. The comb structure on the anode and the cathode is advantageous with regard to increasing the area between the anode and the cathode and thus increasing the recovery rate for the seawater battery 31b, but the anode and the cathode can of course have other embodiments.
Henviser nå til Figur 4d som viser et eksempel på en vinge 22 forsynt med en anordning for energifanging i form av et akustisk mottakerelement 31d. Styringsinnretninger 20 kan være forsynt med akustiske midler for måling av avstander og i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan disse eller en separat akustisk mottaker 31d benyttes til energihøsting i tillegg til avstandsmåling. Referring now to Figure 4d which shows an example of a wing 22 provided with a device for energy capture in the form of an acoustic receiver element 31d. Control devices 20 can be provided with acoustic means for measuring distances and in accordance with the present invention these or a separate acoustic receiver 31d can be used for energy harvesting in addition to distance measurement.
Henviser nå til Figur 4e som viser et eksempel på en vinge 22 forsynt med en anordning for energihøsting i form av vibrasjonselement 31e og/eller rotasjonselement 31f. Vibrasjonselementet 31e og/eller rotasjonselementet 31f kan eksempelvis omfatte en fjær eller lignende for å fange opp rotasjoner og/eller vibrasjoner. Det vil være fordelaktig at vibrasjonselementet 31e og/eller rotasjonselementet 31f anordnes nær vingespissen da det er der variasjonene er størst. Det kan være et kombinert element for både vibrasjon og rotasjon eller styringsinnretningen kan omfatte separate elementer for å fange opp rotasjon og vibrasjon. Now refer to Figure 4e which shows an example of a wing 22 provided with a device for energy harvesting in the form of vibration element 31e and/or rotation element 31f. The vibration element 31e and/or the rotation element 31f can, for example, comprise a spring or the like to capture rotations and/or vibrations. It would be advantageous for the vibration element 31e and/or the rotation element 31f to be arranged near the tip of the wing as this is where the variations are greatest. It may be a combined element for both vibration and rotation or the control device may comprise separate elements to capture rotation and vibration.
En implementasjon av varmeveksler 31c av kjent type kan eksempelvis være å integrere denne i en sylinder som vist for vannturbinen. An implementation of heat exchanger 31c of a known type can, for example, be to integrate this into a cylinder as shown for the water turbine.
En vinge 22 kan implementeres med en, flere eller alle de ovenfor nevnte energifangerkomponentene for mest mulig energifanging. A wing 22 can be implemented with one, more or all of the above-mentioned energy capture components for maximum energy capture.
I noen utførelsesformer kan også energi som utvinnes av en energifangende komponent benyttes for å drive en annen energifangende komponent, eksempelvis for å drive varmeveksleren 31c som trenger noe energi inn for å hente energi ut. In some embodiments, energy extracted by an energy-capturing component can also be used to drive another energy-capturing component, for example to drive the heat exchanger 31c which needs some energy in to extract energy.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20140323A NO339491B1 (en) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | Control device and method for energy capture in control devices for marine instrumented listening cables |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20140323A NO339491B1 (en) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | Control device and method for energy capture in control devices for marine instrumented listening cables |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20140323A1 NO20140323A1 (en) | 2015-09-14 |
NO339491B1 true NO339491B1 (en) | 2016-12-19 |
Family
ID=54345381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20140323A NO339491B1 (en) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | Control device and method for energy capture in control devices for marine instrumented listening cables |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO339491B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7270214B1 (en) * | 2004-06-16 | 2007-09-18 | Westerngeco L.L.C. | Method and apparatus for reducing and extracting wing-tip vortex energy |
US20080144442A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Leendert Combee | Apparatus, systems and methods for seabed data acquisition |
US20120275265A1 (en) * | 2011-04-27 | 2012-11-01 | Pgs Geophysical As | Buoy for marine surveys |
GB2509019A (en) * | 2011-03-28 | 2014-06-18 | Pgs Geophysical As | Resonance frequency adapting energy harvesting device for a geophysical survey streamer |
-
2014
- 2014-03-12 NO NO20140323A patent/NO339491B1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7270214B1 (en) * | 2004-06-16 | 2007-09-18 | Westerngeco L.L.C. | Method and apparatus for reducing and extracting wing-tip vortex energy |
US20080144442A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Leendert Combee | Apparatus, systems and methods for seabed data acquisition |
GB2509019A (en) * | 2011-03-28 | 2014-06-18 | Pgs Geophysical As | Resonance frequency adapting energy harvesting device for a geophysical survey streamer |
US20120275265A1 (en) * | 2011-04-27 | 2012-11-01 | Pgs Geophysical As | Buoy for marine surveys |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20140323A1 (en) | 2015-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2596383C2 (en) | Ship device | |
EP3227728B1 (en) | A system and method for sea bed surveying | |
CN106516051B (en) | The far-reaching transportable buoy base-in sea is plugged into box oceanographic observation system | |
CN104215988B (en) | A kind of submarine target localization method | |
EP2869092A2 (en) | System and method for underwater distance measurement | |
EP2229596B1 (en) | Device for controlling the position of a instrument cable towed in water | |
US10054104B1 (en) | Autonomous underwater beacon locator | |
NO332115B1 (en) | Control device for positioning instrumented rope cable in water | |
JP2010519518A (en) | Self-propelled seismic exploration streamer system | |
NO344019B1 (en) | Method and apparatus for evaluating subsea formations | |
CN104267643A (en) | Target positioning recognition system of underwater robot | |
CN104516020B (en) | Wing for Navigation Control Unit discharges system | |
EP2802092A1 (en) | System and method for seafloor exploration | |
US9494429B2 (en) | Marine streamer inertial navigating drag body | |
CN104512527B (en) | According to the operational administrative system of degraded operation mode activated Navigation Control Unit | |
CN110217348A (en) | The acoustic buoy and control method of controllable subsurface buoy | |
US20160103237A1 (en) | System and Method for Accurate Positioning of Control Devices for Instrumented Cables | |
Chen et al. | Application analysis of autonomous underwater vehicle in submarine cable detection operation | |
CN206327551U (en) | Far-reaching extra large transportable buoy base is plugged into box oceanographic observation system | |
NO339491B1 (en) | Control device and method for energy capture in control devices for marine instrumented listening cables | |
WO2019135409A1 (en) | Underwater electric power feeder apparatus | |
RU2492508C1 (en) | Hydroacoustic detection device | |
CN108225285A (en) | A kind of pull-type underwater sound source system | |
US20150323692A1 (en) | Seismic cable and modular seismic system | |
KR101273660B1 (en) | Auto Directional Oceanographic Observation Station |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: KONGSBERG MARITIME AS, NO |