Brevet FR2912818A1 — publié le 20080822

La présente invention se rapporte aux systèmes qui permettent d'effectuer une prospection sismique sous marine dite 3I) en vue de détecter les zones de sédiments contenant du pétrole. Il est connu de faire de la prospection sismique marine à l'aide d'un bateau conçu spécialement pour ce type de mission. Ce bateau dit de sismique remorque un ensemble d'antennes acoustiques très longues (6km) et de faible diamètre (70mm) contenant des hydrophones, elles sont terminées par des bouées de queues. L'immersion des antennes est limitée à environ 7 m. Cet ensemble peut compter jusqu'à 16 antennes appelées flûte de sismique, ou streamer en anglais. L'écartement maximal entre flûtes est assuré par un système de divergents qui demande un effort de traction de 150 à 200 tonnes pour une vitesse de remorquage de 4 à 5 noeuds. Ce sont les flûtes les plus près des divergents qui limite l'ouverture du V constitué par le bateau de sismique et ces divergents, en effet la traînée d'une flûte atteint de 1 à 1.5 tonne . A ce jour il semble difficile de dépasser le nombre de 16 flûtes et donc une largeur une largeur balayée de 1500m à 2000m avec les solutions classiques. L'invention proposée reprend certaines réalisations du brevet système de prospection sismique sous marine près de la surface n 06/07902 inventeur Georges Grall. Par conséquence le but principal de l'invention est de : De fournir un système permettant de réduire, voire d'annuler les efforts de traction dus à la traînée des flûtes sur les points d'attache sur le câble de remorquage des divergents, afin que ces derniers n'aient qu'à compenser leur propre traînée et celle de leur câble, permettant de ce fait d'augmenter de manière très significative la largeur balayée. De fournir un système qui permet de faire naviguer plus de 25 flûtes à une immersion réglable de 0 25 à 30m afin de s'affranchir des perturbations induites par la houle, le cas échéant. De fournir un système compatible avec les moyens traditionnels existants de mise en oeuvre des flûtes classiques. 30 De fournir un système qui permet de contrôler la position de la queue des flûtes et de les maintenir rectilignes. Pour palier aux inconvénients et limitations des systèmes existants l'invention propose un dispositif selon les revendications annexées, principalement caractérisé en ce que chaque flûte est 35 remorquée par un véhicule sous marin, appelé poisson remorqueur à propulsion électrique, et que ce poisson est relié et alimenté par un câble électro tracteur à un point d'attache situé sur le câble de traction du divergent. Selon une autre caractéristique, le poisson remorqueur possède des gouvernes de plongée lui permettant de régler son immersion à la valeur de consigne. 40 Selon une autre caractéristique, le poisson remorqueur exerce une faible tension mécanique (environ 500 newtons) sur le point d'attache du câble du câble électro tracteur. Selon une autre caractéristique, le poisson remorqueur possède des gouvernes de direction lui permettant de naviguer parallèlement à la trajectoire du bateau de sismique, grâce à système de localisation acoustique qui lui fourni le gisement de son point d'attache, dont la position est 45 connue. Selon une autre caractéristique, la vitesse des poissons de remorquage est contrôlée grâce à la mesure de la tension mécanique exercée sur le câble électro tracteur, qui doit rester constante. Selon une autre caractéristique, un dispositif amortisseur à l'entrée du câble par exemple sur l'étrier du poisson remorqueur permet d'éliminer les vibrations et secousses venant du câble de 50 traction des divergents. Selon une autre caractéristique, la puissance électrique (50 à 70 KW) pour chaque poisson est transmise grâce à un câble électrique haute tension (par exemple de 3000 volts) partant du bateau de sismique, longeant le câble de traction du divergent jusqu'au point d'attache où il est connecté au câble électro tracteur. Selon une autre caractéristique, cette liaison électrique permet également la transmission des données sismiques issues de la flûte vers le bateau de sismique, ainsi que les commandes du bateau vers le poisson remorqueur, la flûte, le poisson de queue. Selon une autre caractéristique, le poisson de queue, dont le rôle est de tendre la flûte de sismique pour la maintenir rectiligne et horizontale, dispose d'un frein hydrodynamique à effet contrôlable afin d'appliquer une tension mécanique constante sur la queue de la flûte quand la vitesse par rapport à l'eau varie. Selon une autre caractéristique, le poisson de queue possède une capacité d'évolution en immersion, de 0 à 30m. Selon une autre caractéristique, le poisson de queue déploie une bouée de surface équipée d'un 15 récepteur de positionnement radio électrique par exemple le système GPS pour connaître la position de la queue. La figure 1 représente une vue de dessus du système selon l'invention, où sont figurés 4 flûtes avec 4 poissons remorqueurs et 2 flûtes directement attachées de manière connue sur le câble de 20 traction des divergents, l'ensemble étant remorqué par le bateau de sismique. La figure 2 représente une vue de face du système selon l'invention. La figure 3 représente une vue de coté du système selon l'invention. 25 La figure 4 représente une des réalisations possibles du poisson remorqueur. La figure 5 représente une des réalisations possibles du poisson de queue. 30 Le système de prospection sismique représenté sur les figures 1, 2, 3 comprend, à titre d'exemple 4 flûtes sismiques (09) remorquées par 4 poissons (08) à propulsion électrique, et 2 flûtes identiques remorquées de manière traditionnelle par le câble de traction (05) du divergent (07). Les 4 flûtes automotrices sont terminées par des poissons de queues (12), les 2 autres flûtes sont terminées par des bouées de queues (11) de manière connue. En tête ces 2 flûtes sont maintenues à 35 la bonne immersion grâce aux flotteurs (10). L'alimentation électrique des poissons (08) se fait via les câbles (06) qui sont fixés sur le câble de traction (05) jusqu'au point d'attache (04),puis les câbles électro tracteurs (02) qui sont représentés détendus pour illustrer les faibles tensions mécaniques exercée au point d'attache (04). 40 La figure 4 représente un mode de réalisation d'un poisson remorqueur qui est propulsé par deux hélices (20) contre rotatives carénées (21) pour augmenter leur rendement. Ces hélices sont entraînées par 2 moteurs électriques (19), dans l'axe desquels passe les signaux issus de la flûte (09) pour être acheminés vers le bateau de sismique (01) via les câbles (02) et (06). Les hautes tensions d'alimentation de puissance sont abaissées par le transformateur (15) avant d'être 45 appliquées aux moteurs, via une électronique de puissance (18) qui permet d'asservir la vitesse de déplacement du poisson sous contrôle du tensiomètre (14) installé par exemple sur l'étrier de remorquage (13), afin de maintenir une tension mécanique constante dans le câble électro tracteur (02). Le pilotage en immersion est assuré par les gouvernes de profondeur (17) sous contrôle d'un capteur d'immersion. Le pilotage en cap est assuré par les gouvernes de direction (16) à partir des informations du gisement du point d'attache délivrées par un dispositif acoustique monté sur le nez du poisson et sur le point d'attache (04). La longueur D du câble électro tracteur (02) est dimensionnée pour permettre un réglage en immersion (FI) de 0 à 30m, tout en limitant l'effort vertical sur les gouvernes de profondeur, soit de 150 à 200m. Ce câble a une résistance mécanique lui permettant de remorquer l'ensemble poisson et flûte quand ce dernier est en panne. Au niveau des tensiomètres (14) sont inclus des amortisseurs de vibrations et de secousses induites par le câble de traction des divergents pour éliminer les bruits acoustiques. La figure 5 présente une réalisation du poisson de queue (12) dont le rôle est de positionner la queue de la flûte et de la maintenir rectiligne et horizontale, à l'immersion de consigne et à distance prévue des flûtes adjaçentes. Le poisson de queue est constitué par un corps profilé submersible équipé de gouvernes de profondeur (26), de gouvernes de cap (25), d'un mât qui porte une antenne de positionnement radio électrique (24). Un dispositif de régulation de la tension mécanique de la flûte (09), dans le cas de variation de vitesse par rapport à l'eau, est mis en oeuvre. Il comprend, une hélice frein (29) mise en rotation par la vitesse de déplacement ; cette hélice entraîne une génératrice électrique (28) laquelle débite dans une charge résistive (27) variable. La valeur de cette charge est contrôlée par un asservissement qui compare à l'aide d'un tensiomètre la valeur réelle exercée sur la queue de la flûte à une valeur de consigne (environ 1000 newtons) ; Cette génératrice permet également de recharger les batteries situées dans la quille (23) pour alimenter l'électronique du poisson. Un étrier (22) reprend les efforts de traction et assure la connexion électrique entre le poisson et la flûte. Dans le cas où l'immersion requise est supérieure à quelques mètres (5m maximum),le poisson 25 déploie un flotteur (30) de surface lequel porte une antenne de radio localisation (31) , par exemple un GPS. 30 35 40 45 50 REVENDICATIONS 10 1- Système de prospection sismique sous marine dite 3D ,opérant près de la surface comportant, un dispositif de 2 divergents (07) tractés par le bateau de sismique (01) sur les câbles (05) desquels sont connectés plusieurs flûtes automotrices (09) de réception des signaux de sismique, lesquelles sont terminées par un poisson de queue (12), caractérisé en ce que la flûte automotrice est réalisée par la combinaison d'un poisson remorqueur (08) et d'une flûte de 15 sismique classique dans le but de réduire de façon très importante les efforts de traînée appliqué sur le câble de traction (05) des divergents (07),. 2- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poisson remorqueur est équipé d'une motorisation électrique (19) qui entraîne deux hélices contre rotatives (20) et que le poisson 20 est pilotable en immersion et en cap grâce aux gouvernes de profondeur (17) et de direction (16). 3- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la navigation en cap du poisson remorqueur est déterminée par l'information du gisement du point d'attache (04) grâce à un dispositif acoustique monté d'une part sur le nez du poisson et d'autre part sur le point d'attache. 4 Système selon les revendications let 2, caractérisé en ce que le poisson remorqueur est alimenté en puissance électrique via un câble haute tension (06) et un câble électro tracteur (02), dont la tension mécanique est ajustée à une faible valeur grâce au réglage de la poussée des hélices. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vitesse du poisson est asservie à la valeur de la tension mécanique exercée sur l'étrier (13) mesurée par le tensiomètre (14), cette tension est réglée à une valeur minimale. 35 6 Système selon les revendications 1, 2, 4, caractérisé en ce que le poisson remorqueur peut modifier et réguler son immersion entre 0 et 30mètres, grâce aux gouvernes de profondeur (17). 7 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poisson de queue (12), submersible assure en opération, une tension mécanique constante sur la queue de la flûte grâce à 40 un frein hydrodynamique réalisé par une hélice (29) entraînant une génératrice électrique (28) chargée par le rhéostat (27) dont la valeur est contrôlée par la mesure de la tension mécanique exercée sur la queue de la flûte. 8 Système selon les revendications 1,7, caractérisé en ce que le poisson de queue, peut 45 déployer un flotteur de surface (30) équipé d"une antenne de radiolocalisation (31) quand il doit plonger à une immersion supérieure à la hauteur du mât qui porte la même antenne de radio localisation (24). 4 5 25 30