Brevet FR2912819A1 — publié le 20080822

La présente invention se rapporte aux systèmes qui permettent d'effectuer une prospection sismique sous marine dite 3D 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 de la demande de brevet système de prospection sismique sous marine près de la surface n 06/07902 inventeur Georges Grall. Dans le brevet objet de la demande 07/01165 du 19/02/2007 intitulé Système de flûtes automotrices pour prospection en sismique marine 3D à grande productivité inventeur Georges Grail, il est fait mention du câble de traction des divergents, dont les efforts de traînées représentent le phénomène hydrodynamique majeur limitant le déport latéral des flûtes et donc la largeur de la zone balayée et donc la. productivité. Par conséquence le but principal de l'invention est : De fournir un système lié au câble de traction qui permet simultanément de réduire l'effort de traînée du câble, de contenir les câbles électriques d'alimentation des remorqueurs des flûtes et les câbles électriques ou optiques remontant les signaux de sismiques des flûtes vers le bateau de sismique. De fournir un système qui permet également de compenser la traînée des divergents situés en bout de câbles de traction. De fournir un système qui permet de compenser le poids dans l'eau du câble de 35 traction afin de réduire la portance des divergents et donc de leur traînée Pour palier aux inconvénients et limitations des systèmes existants l'invention propose un dispositif selon les revendications annexées, principalement caractérisé en ce que est fixé tout le long du câble de traction des éléments de carénages dont la 40 forme permet de réduire d'un facteur important le coefficient hydrodynamique du câble de traction. Selon une autre caractéristique ces carénages intègrent les conducteurs électriques d'alimentation en puissance des remorqueurs, ainsi que les câbles électriques ou optiques véhiculant les signaux de sismiques et les ordres de commandes nécessaires 45 aux remorqueurs, flûtes et poissons de queues. Selon une autre caractéristique ces carénages sont articulés librement autour du câble de traction afin de s'aligner colinéairement à l'écoulement relatif de l'eau. Selon une autre caractéristique ces carénages sont connectés mécaniquement et électriquement à des dispositifs de dérivation permettant d'alimenter chaque 50 remorqueur et d'acheminer les signaux en provenance de chaque flûte et de solidariser30 mécaniquement l'ensemble tout le long du câble de traction. Selon une autre caractéristique ces carénages équipés de leurs conducteurs électriques ont une densité voisine de celle de l'eau afin de s'orienter parallèlement à l'écoulement relatif de l'eau. Selon une autre caractéristique ces carénages présentent une résistance mécanique à la traction grâce à des câbles intégrés métalliques ou en kevlar ou tout autre matière permettant de tenir aux efforts de glissement le long du câble de traction, particulièrement en cas de panne des remorqueurs ou en l'absence de remorqueurs. Selon une autre caractéristique la résistance mécanique longitudinale et la section des carénages diminuent en fonction de leur éloignement du bateau de sismique car le premier doit d'une part résister aux efforts induits par la totalité des flûtes et d'autre part permettre le passage des conducteurs électriques pour tous les remorqueurs et toutes les flûtes, le dernier carénage ne devant alimenter qu'un seul remorqueur et une seule flûte et ne supporter les efforts induits par un remorqueur et sa flûte. Selon une autre caractéristique, les dispositifs de dérivations sont localiser aux distances le long du câble de traction permettant de choisir le pas entre flûtes, par exemple, 50, 100, 150, 200 mètres. Selon une autre caractéristique, sont disposés le long du câble de traction des flotteurs dont la flottabilité compense le poids dans l'eau du câble de traction. Selon une autre caractéristique les divergents sont équipés de dispositifs de propulsion ou de remorquage pour annuler au minimum leur traînée dans l'eau et de permettre ainsi à déport en arrière du bateau donné, d'augmenter le déport latéral maximal. La figure 1 représente une section du câble de traction et de son carénage. La figure 2 représente une vue en perspective du système de dérivation La figure 3 représente une coupe du dispositif de dérivation ; La figure 4 représente une vue de dessus de l'ensemble du gréement et le détail d'un flotteur de compensation du poids du câble de traction. La figure 5 représente en perspective le divergent avec son propulseur. La figure 6 représente le treuil d'enroulement du câble caréné équipé de ses dispositifs de dérivations. La figure 1 représente à titre d'exemple un carénage profilé (01) en matière souple et résistante telle que par exemple du polyuréthane, rempli d'huile (02) à faible densité permettant d'équilibrer le poids et les moments des conducteurs de puissance électrique (03) et des conducteurs électriques de signaux bas niveaux (04).Un clip de fixation (05) situé à environ tous les mètres permet de fixer ou de désaccoupler au câble de traction (06) les différentes éléments de carénages. Un réseau de fils (par exemple en kevlar) (07) est intégré au carénage lui assurant une résistance mécanique requise par l'utilisation opérationnelle. La section de ces fils (07) est fonction de la position de l'élément de carénage le long du câble de traction (06) et va décroissante à partir du bateau. La figure 2 représente un mode de réalisation d'un dispositif de dérivation (09) qui est constitué de 2 prises électriques étanches oblongues (10) et d'une autre prise étanche (11) permettant la connexion électrique et mécanique de la laisse (12) des remorqueurs. A ce dispositif de dérivation viennent se connecter les prises (13) situées en extrémité des carénages. Un étrier (14) permet de lier de façon amovible le dispositif de dérivation (09) au câble de traction lui assurant un libre mouvement en rotation. L'épaisseur totale du dispositif de dérivation (09) est égale à celle de carénages pour un enroulement possible sur le tambour du treuil (26). La figure3 représente un exemple de liaisons mécanique et électrique des prises en extrémité des carénages (13) avec le dispositif de dérivation (09). Pour la liaison mécanique il est fait appel à deux languettes à queue d'aronde (15) qui coulissent dans des rainures usinées dans les corps des prises une fois la connexion électrique réalisée. Les connexions électriques de puissance et haute tension (16, 17) sont disposées en ligne comme indiqué sur la coupe AA de la figure 3b pour d'une part tenir dans l'épaisseur imposée pour un enroulement possible en mono couche sur le tambour du treuil de stockage et d'autre part pour éloigner au maximum les conducteurs à forte différence de potentiel (3000 V). L'étanchéité est assurée par deux joints toriques (18 et 19). La liaison amovible avec le câble de traction (06) est réalisée par un étrier (14) qui couvre simultanément les prises (13) et une grande partie du corps du dispositif de dérivation (09) ce qui assure à la fois le maintien en place des languettes (15) et la reprise des efforts importants en cas de panne d'un remorqueur. Les signaux bas niveaux passent par les pinoches (20). La figure 4 représente un exemple de l'ensemble du gréement comprenant, le câble de traction (06) avec ses éléments de carénages (01), ses dispositifs de dérivations (09) permettant de régler l'espacement entre les flûtes de 50m à 200m, un divergent passif (21), les flotteurs (22) qui sont amovibles et régulièrement espacés et mis en place lors de la mise à l'eau du système complet. La figure 5 montre une réalisation possible d'un divergent (24) dit actif qui possède un propulseur(25) qui peut être intégré ou pas, dans une variante il est possible d'utiliser plusieurs propulseurs. Le propulseur exerce une poussée parallèle à la trajectoire du bateau dont la valeur permet de compenser au minimum la traînée propre du divergent, dans le but, soit de réduire le déport arrière par rapport au bateau,soit à déport donné d'augmenter le nombre de flûtes de sismiques. L'alimentation du propulseur se fait par une ligne électrique de même nature que celles utilisées pour les remorqueurs. La figure 6 présente une réalisation possible pour déployer et de récupérer le système global avec le type de gréement décrit par les figures 1, 2, 3, 4, 5. La particularité est de réaliser un treuil avec un grand tambour (26) (8m de diamètre par exemple) de façon à enrouler tout le câble (2500m par exemple) avec ses carénages en une seule couche, un système de trancanage (27) permet d'assurer le positionnement correcte des carénages, à savoir perpendiculaires à la surface du tambour. La puissance pour les remorqueurs est envoyée aux conducteurs situés dans les carénages via un joint tournant (28). Les hautes tensions d'alimentation des remorqueurs sont élaborées par des dispositifs (29) fixés au tambour du treuil afin d'éviter un grand nombre de joints tournants passant les hautes tensions.50 REVENDICATIONS 1) Système de gréement adapté au remorquage des flûtes de sismique ,soit 10 directement,soit via des remorqueurs (23), caractérisé en ce que le câble de traction (06) des divergents (21) est équipé d'un ensemble de tronçons de formant un carénage profilé (01), et en ce que ces tronçons, sont liés entre eux par des dispositifs de dérivation (09), où sont connectées, soit directement les prises des flûtes de sismique dans le cas du remorquage passif, soit les prises des laisses (12) des remorqueurs dans 15 le cas du remorquage actif. 2) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les carénages en forme d'aile (01) intègrent les conducteurs électriques d'alimentation (03) des remorqueurs (23) et les conducteurs (03) électriques ou à fibres optiques pour les signaux de 20 sismique ainsi que les fils (07) défroissant leur résistance mécanique longitudinale 3) Système selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les carénages (01) sont creux et réalisés en matière souple et résistante et en ce qu'ils sont rempli d'huile (02) à faible densité par rapport à l'eau et à fort isolement électrique. 25 4) Système selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que les éléments de carénages sont terminés par des prises (13) qui reprennent les effort mécaniques et assurent les connexions électriques et ou optiques et que ces éléments présentent une section et une résistance mécanique dépendantes de leur position le long du câble de 30 traction (06). 5) Système selon les revendication 1, 2, 3, 4 caractérisé en ce que les éléments de carénages sont fixés de manière amovible au câble (06) par des clips (05) et en ce que les carénages tournent librement autour du câble de traction. 35 6) Système selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5 caractérisé en ce que les dispositifs de dérivations (09) assurent la reprise des efforts mécaniques entre deux éléments de carénages adjacents (01) par les languettes (15), que l'étanchéité est assurée par les joints toriques (18, 19) et que la liaison libre en rotation autour du 40 câble (06) est assurée par un étrier (14). 7) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un dispositif de flotteurs (22) fixés de manière régulière le long du câble caréné et que ces flotteurs sont amovibles pour être facilement installés lors du déroulement du câble de traction et 45 désinstallés lors de son rembobinage, et en ce que ces flotteurs assurent une légère flottabilité du câble caréné mais sont immergés en opération. 8) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que un système de propulsion (25) entraîne le divergent (24) en exerçant une poussée parallèle à latrajectoire du bateau de sismique de manière à annuler au minimum la traînée du divergent. 9) Système selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 caractérisé en ce que un treuil (26) avec un tambour d'un diamètre tel qu'il permet l'enroulement du câble caréné en une seule couche, et qu'un dispositif de trancanage (27) permet de positionner correctement les carénages. Système selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 caractérisé en ce 10 que le treuil (26) est équipé d'un joint tournant (28) permettant de transmettre la puissance nécessaire à l'ensemble des remorqueurs et du propulseur du divergent, et que des dispositifs de transformation haute tension (29) sont fixés sur le tambour et tournent avec lui. 20 25 30 35 40 45 50