Brevet FR2090109A1 — publié le 19720114

L'invention concerne un câble d'hydrophone remorqué destiné à être utilisé dans des prospections sismiques au large des cStes, et elle concerne plus particulièrement un dispositif de découplage acoustique pour découpler l'élément sensible à 5 la pression, dans un câble d'hydrophone sous-marin, de la masse d'huile principale contenue dans le câble» Les câbles d'hydrophone remorqués, possédant souvent une longueur importante, sont largement utilisés dans l'exploration sismique de gisements de pétrole au large des côtes„ La 10 section de câble ordinaire est munie d'un revêtement extérieur élastique étanche à l'eau qui contient un liquide de flottaison, habituellement un hydrocarbure léger ou des essences minérales, et contient aussi des dispositifs de détection électriques tels que dés détecteurs à cristaux piézoélectriques et le 15 câblage associé,, Le liquide de flottaison enfermé communique au câble d'hydrophone remorqué une flottabllité neutre stabilisée par rapport à l'eau salée, ce qui permet de remorquer ce câble à une profondeur prédéterminée dans l'eau où doivent se dérouler les opérations sismiques. 20 Les éléments sensibles à la pression prévus dans chaque section du câble d'hydrophone remorqué sont extrêmement sensibles à la pression. Les éléments sensibles à la pression sont habituellement en suspension dans le liquide de flottaison contenu dans le câble, et des ondes de pression apparaissent 25 dans ce liquide de flottaison lorsque le câble est secoué ou tiré. Etant donné la sensibilité de ces éléments sensibles à la pression, la moindre onde de pression fait apparaître un signal qui est transmis à l'amplificateur sismique en tant que bruit électrique apparaissant finalement sur 1'enregistre-30 ment sismique,. L'invention se propose de réaliser un câble d'hydrophone comportant plusieurs sections actives et mortes, chaque section active comportant plusieurs parties destinées à contenir des éléments sensibles à la pression, chaque 35 partie et les éléments sensibles à la pression qui y sont associés sont logés dans des compartiments à l'intérieur de la section de câble, les différents compartiments étant réalisés à l'aide de moyens de serrage de part et d'autre de la section, ces moyens entourant et comprimant une étroite bande du revête-^0 ment élastique extérieur étanche à lfeau recouvrant lesdites 71 17905 2 2090109 parties, ce qui évite que le liquide de flottaison contenu dans la section de câble ne transmette des ondes dé pression dans la région de l'élément sensible à la pression. La présente invention se propose de réaliser une section de câble d'hydrophone nouveau et perfectionné du type décrit ci-dessus. Elle se propose plus particulièrement de réaliser une section de câble d'hydrophone remorqué dans lequel les éléments sensibles à la pression sont découplés du point de vue acoustique de la masse principale du liquide de flottaison contenu dans la section de câble. La présente invention se propose en outre de réaliser une section de câble d'hydrophone remorqué dans lequel les différents éléments sensibles à la pression sont logés dans des compartiments distincts.- La présente invention sera mieux comprise à 1* aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel : La figure 1 est une vue en élévation d'une unité active d'un câble d'hydrophone. La figure 2 est une vue en élévation à plus grande échelle, partiellement en coupe, d'une section active d'un câble d'hydrophone. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale agrandie de la section de câble représentée dans la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne 4-4 de la figure 3 suivant le sens des flèches. La figure 5 est une autre vue en coupe transversale prise suivant la ligne 5-5 de la figure 3 suivant le sens des flèches. La figure 6 est encore une vue en coupe transversale prise suivant la ligne 6-6 de la figure 3 suivant le sens des flèches. L'invention concerne un perfectionnement pour un câble d'hydrophone remorqué comportant plusieurs sections; espacées longitudinalement, remplies par un liquide de flottaison» Ce perfectionnement réside dans le fait qu'un corps Plongé constitué par un matériau rigide est disposé au niveau de chaque section du câble, et que des éléments .sensibles à 71 17905 3 2090109 la pression sont logés dans une cavité ménagée dans ledit corps allongé en communication directe, pour les ondes sismiques, avec le liquide de flottaison. Le per ujt.ionnement réside aussi dans le fait que deux organes d'étranglement sont respectivement disposés à cïiaque extrémité du corps allongé pour éviter le passage du liquide de flottaison entre lesdites extrémités afin de supprimer les trajets directs pour les ondes sismiques dans le liquide de flottaison le long dudit câble remorqué. Bien que l'invention soit susceptible de nombreuses formes de réalisation, on a décrit et représenté ici une forme de réalisation particulière, étant bien entendu que cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple et n'est pas 1imitative. La figure 1 représente une unité active 11 d'un câble d'hydrophone » Une unité active 11 classique peut avoir de 30m à 75m de long et le câble complet comporte plusieurs unités actives et sections mortes (non représentées), chacune de ces sections ayant une longueur comprise approximativement entre 3° et 75m. XI peut y avoir 70 unités actives et sections mortes ou plus dans chaque câble complet, la longueur totale étant supérieure à 1,5 km. Un câble d'hydrophone complet utilisant des unités actives du type représenté dans la figure 1 comporte normalement environ 2k unités actives plus environ 50 sections mortes, ce qui. représente en tout 70 sections ou plus. La figure 1 est une représentation simplifiée d'une unité active puisque l'unité classique possède la longueur mentionnée ci-dessus et peut comporter jusqu'à 20 sections 12 ou plus dans chaque unité active 11. Chaque section 12 contient un élément sensible à la pression 16„ Ces éléments sensibles à la pression sont couramment appelés détecteurs sismiques et peuvent se présenter sous différentes formes, par exemple sous la forme d'une unité vendue dans le commerce et fabriquée par Mark Products, Inc. of Houston, Texas Modèle P-24, ou un dispositif semblable à ceux décrits dans le projet américain n° 3 336 573» Ainsi, il peut y avoir un ou plusieurs détecteurs individuels dans chaque section 12 et les détecteurs d'une unité active 11 peuvent être reliés électriquement en parallèle, en série, ou en série et en parallèle» 71 17 905 2090109 Chaque section 12 comporte un corps cylindrique 14. Ce corps est constitué par un matériau rigide et peut être moulé, coulé ou usiné0 II est de préférence constitué par une matière plastique légère ou un métal. Le corps 14 comporte une cavité 15 dans laquelle sont logés les détecteurs sismiques, c'esrt-r>-dire les éléments sensibles à la pression 16. Cet agencement protège les détecteurs contre un traitement brutal tout en permettant un échange direct d'énergie sismique avec le milieu environnant, par l'intermédiaire du liquide de flottaison contenu dans la cavité 15 et entourant le corps 14. L'unité active 11 comporte un tube flexible 17 s'étendant sur toute sa longueur» Ce tube ou gaine extérieure 17 est étanche à l'eau et possède un diamètre intérieur légèrement plus grand que le diamètre extérieur des corps 14. XI est rempli par un liquide de flottaison de façon classique pour les câbles d'hydrophone remorqués. Par conséquent, la profondeur où flotte le câble d'hydrophone remorqué'peut être déterminée par le choix du fluide de flottaison. Pour les opérations effectuées au fond de l'océan, on peut s'arranger pour que le câble flotte à n'importe quelle profondeur souhaitée en choisissant un fluide dont la densité est inférieure à celle de l'eau de mer de sorte que, lorsque le câble est rempli de fluide, sa densité soit égale à celle de l'eau de mer à la profondeur souhaitée » Au niveau de chaque section 12, toute la colonne de liquide de flottaison à l'intérieur du tube 17 est étranglée à chaque extrémité, c'est-à-dire aux extrémités du corps 14. Ceci supprime tout trajet de transmission direct pour l'énergie sismique dans le liquide de flottaison et arrête ainsi l'apparition de bruits non souhaitables sur l'enregistrement sismique qui ont tendance à apparaître à cause des flexions, etc, lorsque le câble est secoué ou tiré. Les moyens d'étranglement situés aux extrémités de chaque corps 14 comportent des éléments pleins 20 et 21 en forme de bobine comprenant respectivement deux gorges annulaires 2k et 25» espacées axialement et coopérant avec la paroi adjacente du tube 17 pour former un joint étanche au liquide. La cavité 15 est fermée aux deux extrémités, une extrémité étant fermée par un bouchon plein 28 qui est vissé 71 17 5 2090109 dans l'extrémité 20 du corps 14 à l'aide des filetages 29 comme représenté dans la figure 3. H peut aussi y avoir un joint d'étanchéité annulaire 30, comme représenté» L'autre extrémité de la cavité est fermée même s'il existe des ouvertures pour le passage des conducteurs électriques 34 provenant du détecteur 16» La fermeture est réalisée grâce à des fiches de raccordement électrique 36, de type classique, obstruant les ouvertures. Le détecteur 16 sensible à la pression est disposé dans la cavité 15 de façon à être protégé des chocs, un coussinet annulaire 38 étant disposé à l'extrémité où se trouvent les conducteurs 3^» tandis qu'à l'autre extrémité est disposé un coussinet 39 en forme de disque plat qui s'adapte entre le bouchon 28 et le détecteur 16„ Ce détecteur est aussi en communication directe, pour les ondes sismiques, avec le liquide de flottaison que remplit la cavité 15, et transmet des ondes sismiques, par l'intermédiaire des parois du tube flexible 17, à la masse d'eau environnante0 II existe des trajets radiaux de transmission directe des ondes sismiques, et ceux-ci sont favorisés par une série d'ouvertures 44 ménagées radialement dans le corps 14 suivant des rangées espacées longitudinalement sur le corps. Le montage de protection contre les chocs peut être complété par trois joints annulaires 45 entourant le détecteur 16 et espacés le long de celui-ci» On remarquera que les extrémités 20 et 21 en forme de bobine possèdent respectivement des collerettes 48 et 49. Celles-ci coopèrent avec deux brides de fixation 52 et 53 qui sont juste aussi larges que l'espace existant entre les collerettes. Les brides sont appliquées sur l'extérieur du tube flexible 17 et sont serrées fermement autour des extrémités pleines du corps 14. On obtient ainsi un joint étanche au liquide à chaque extrémité du corps. L'étanchéité est augmentée par les gorges 24 et 25 ménagées dans les extrémités et dans lesquelles le matériau flexible du tube 17 est comprimé. On remarquera qu'étant donné la longueur d'un câble d*hydrophone remorqué, des armatures sont nécessaires pour supporter, les contraintes mécaniques lorsque le câble est remorqué dans l'eau» Dans la présente forme de réalisation, 71 17905 2090109 on a représenté trois armatures 55 décalées environ de 120°. Trois conduites 56 traversent longitudinalement chacun des corps î4 pour permettre le passage des armatures 55. Deux manchons 59 sont disposés aux extrémités opposées 5 du corps 14 pour chaque conduite 46. Naturellement, les manchons sont traversés par une des armatures 55» Une extrémité de chaque manchon 59 est filetée pour s'adapter sur une des extrémités taraudées de la conduite 560 De cette façon, une fois que chaque armature 55 a traversé la conduite 56 10 et que les manchons 59 sont fermement vissés, la partie non filetée ou extrémité libre de chacun des manchons 59 est rabattue sur l'armature 55. Par conséquent, les manchons transmettent la charge mécanique du corps 14 aux armatures 55e^ wice-versa» Cela aide à protéger le détecteur 16 des bruits 15 atismiques apparaissant le long du câble remorqué. On remarquera qu'il existe des conducteurs électriques le long du câble remorqué pour établir les connexions souhaitées afin de transmettre les signaux fournis. par les détecteurs 16. Les fils utilisés pour ces conducteurs sont 20 représentésschématiquement dans la figure 1 sous la forme d'un câble 62 qui va d'une extrémité à l'autre de l'unité active 11» Ces câbles sont munis d'organes de connexion 63 permettant de les relier à des câbles similaires (non représentés) faisant partie des sections mortes voisines (non 25 représentées). Chaque section 12 comporte plusieurs ouvertures 66 qui traversent longitudinalement le corps 14. Ces ouvertures sont prévues pour le passage de conducteurs 67 à l'intérieur du câble remorqué sans qu'il y ait isolement, du point de vue 30 des ondes sismiques, pour chaque section. Bien que l'invention ait été décrite à l'aide d'une forme de réalisation particulière, on peut y apporter différentes modifications sans sortir du cadre de l'invention. 71 17905 7 2090109 REVENDICATIONS 1. Câble d'hydrophone remorqué comportant plusieurs sections espacées longitudinalement remplies par un liquide de flottaison, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps allongé constitué par un matériau de protection rigide au niveau de chaque section, des moyens sensibles à la pression logés dans une cavité ménagée dans ledit corps allongé en communication directe, pour les ondes sismiques, avec ledit liquide de flottaison, et deux organes d'étranglement disposés respectivement à chaque extrémité du corps allongé pour éviter le passage du liquide de flottaison entre lesdites extrémités afin de supprimer les trajets directs pour les ondes sismiques dans ledit liquide de flottaison le long dudit câble remorqué. 2. Câble suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps allongé possède des extrémités pleines et que les moyens d'étranglement formait wnjoint étanche au liquide avec ledit câble remorqué. 3. Câble suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un tube flexible entourant lesdites sections. Câble suivant la revendication 3» caractérisé par le fait que les moyens d'étranglement comportent des organes «In fixation sur le tube flexible de façon à former un joint étanche au liquide avec lesdites extrémités.pleines. 5. Câble suivant la revendication k, caractérisé par le fait que les extrémités pleines se présentent sous la "orme de bobines et que les organes de fixation sont constitués par des brides appliquées autour du corps des extrémités en forme de bobines. 6. Câble suivant la revendication 5» caractérisé par le fait que le corps des extrémités en forme de bobine comporte au moins une gorge annulaire pour améliorer l'-'tan-cnéité au liquide. 7. Câble suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le corps allongé comporte plusieurs passages transversaux destinés à relier ladite cavité avec l'extérieur du corps afin d'établir un couplage acoustique, par l'intermédiaire du liquide de flottaison, vers les moyens sensibles à la pression. 71 17905 8 2090109 8. Câble suivant la revendication 7» caractérisé par le fait que les brides sont en métal. 9. Câble suivant la revendication 7> caractérisé par le fait que les brides sont en matière plastique. 5 10. Câble d'hydrophone remorqué comportant plusieurs sections d'hydrophone espacées longitudinalement et remplies par un liquide de flottaison, caractérisé par le fait qu'il comporte un corps cylindrique allongé constitué par un matériau de protection rigide au niveau de chaque section d'hydrophone, 10 au moins un géophone sensible à la pression logé dans une cavité ménagée dans ledit corps, ce corps étant muni de plusieurs ouvertures transversales reliant ladite cavité avec l'extérieur du corps pour permettre une circulation libre du liquide de flottaison, deux organes pleins en forme de 15 bobines montés à chaque extrémité du corps allongé, chacun de ces organes comportant des collerettes et deux gorges annulaires situées entre les collerettes, ledit câble remorqué comportant un tube flexible dont le diamètre intérieur est plus grand que le diamètre extérieur du corps allongé, et 20 deux brides de fixation extérieures au tube flexible et disposées respectivement au niveau de chaque organe en forme de bobine, ces brides étant serrées fermement autour des deux gorges annulaires pour former des joints étanchesau liquide afin d'éviter la transmission directe d'ondes sismiqueslongi-25 tudinalement entre lesdits organes.