Brevet FR2983455A1 — publié le 20130607

à 1 SYSTEME ET PROCEDE DE REMORQUAGE A SOULEVEMENT AUGMENTE PAR PARAVANES Contexte Domaine technique Des modes de réalisation de l'objet présenté ici concernent généralement des procédés et des systèmes et, plus particulièrement, des mécanismes et des techniques pour augmenter un soulèvement appliqué à une ligne transversale dans un système de remorquage marin. Examen du contexte L'acquisition et le traitement de données sismiques marines génèrent un profil (image) d'une structure géophysique sous les fonds océaniques. Bien que ce profil ne fournisse pas un emplacement précis des gisements de pétrole et de gaz, il suggère, à ceux formés dans le domaine, la présence ou l'absence de ces gisements. Ainsi, la fourniture d'une image à haute résolution des structures géophysiques sous les fonds océaniques est un processus en cours. La sismologie à réflexion est un procédé d'exploration géophysique pour déterminer les propriétés de la sous-surface terrestre, lequel est particulièrement utile dans l'industrie pétrolière et du gaz. La sismologie à réflexion marine est basée sur l'utilisation d'une source contrôlée d'énergie qui envoie de l'énergie dans la terre. En mesurant le temps pour que les réflexions reviennent vers plusieurs récepteurs, il est possible d'évaluer la profondeur des caractéristiques provoquant ces réflexions. Ces caractéristiques peuvent être associées à des gisements d'hydrocarbure souterrains. à 2 Un système classique pour générer des ondes sismiques et enregistrer leurs réflexions hors des structures géologiques présentes dans la sous-surface est illustré sur la figure 1. Un navire 10 remorque un ensemble de récepteurs sismiques 11 prévus sur des flûtes 12. Les flûtes peuvent être disposées horizontalement, c'est-à-dire, se trouver à une profondeur constante par rapport à une surface 14 de l'océan. Les flûtes peuvent être disposées pour avoir un agencement autre que des agencements spatiaux horizontaux. Le navire 10 remorque également un ensemble de sources sismiques 16 qui est configuré pour générer une onde sismique 18. L'onde sismique 18 se propage vers le bas vers les fonds océaniques 20 et pénètre dans les fonds océaniques jusqu'à ce qu'une structure de réflexion 22 (réflecteur) réfléchisse finalement l'onde sismique. L'onde sismique réfléchie 24 se propage vers le haut jusqu'à ce qu'elle soit détectée par le récepteur 11 sur la flûte 12. Sur la base des données collectées par le récepteur 11, une image de la sous-surface est générée par des analyses supplémentaires des données collectées. L'ensemble de sources sismiques 16 comprend plusieurs éléments de source individuels. Les éléments de source individuels peuvent être répartis en divers motifs, par exemple, circulaires, linéaires, à diverses profondeurs dans l'eau. La figure 2 montre un navire 40 remorquant deux larges lignes de remorquage 42 pourvues à des extrémités respectives de paravanes 44. Un paravane est une structure qui, lorsqu'elle est remorquée sous l'eau ou à la surface de l'eau, effectue un soulèvement, comme cela sera examiné ultérieurement. Plusieurs câbles de liaison 46 sont reliés aux flûtes 50. La pluralité de câbles de liaison 46 sont également reliés au navire 40. Les flûtes 50 sont maintenues avec à 3 des séparations souhaitées les unes des autres par des cordages de séparation ou des lignes transversales 48. Plusieurs éléments de source individuels 52 sont également reliés au navire 40 et aux câbles de liaison 46 par l'intermédiaire de cordages ou de câbles 54. Les paravanes 44 produisent un soulèvement, créé par leur mouvement à travers l'eau, qui étire la ligne transversale 48 de sorte que les flûtes 50 soient tirées vers l'extérieur pour maintenir leur séparation par rapport au trajet du navire pendant l'étude sismique. La figure 3A montre un paravane 44 relié par des sangles 60 et 62 à un dispositif de liaison 64. Plus de deux sangles peuvent être utilisées pour relier le paravane au dispositif de liaison, par exemple six sangles. Le dispositif de liaison 64 est également relié à la large ligne de remorquage 42 et à la ligne transversale 48. Lors du déplacement dans l'eau, une force 70a apparaît sur le paravane 44, et cette force peut être décomposée en une force de traînée 72, qui agit en tant que frein sur le navire de remorquage, et un soulèvement 74 qui est appliqué au cordage de séparation 48 pour maintenir les flûtes 50 séparées les unes des autres. Pour équilibrer cette force, une force égale et opposée 70 doit être appliquée au dispositif de liaison 64 pour remorquer le paravane 44. Des composantes correspondantes sont présentes sur le dispositif de liaison 64, c'est-à-dire, une traînée 72a et un soulèvement 74a de paravane. Il convient de noter que la traînée 72a et le soulèvement 74a du paravane sont des projections de la force totale 70 sur la ligne transversale 48 et la large ligne de remorquage 42. Etant donné que la ligne transversale 48 et la large ligne de remorquage 42 ne sont pas perpendiculaires l'une à l'autre, la force de soulèvement 74a n'est pas égale à la force de soulèvement 74. Autrement dit, la force 70a est décomposée le long des axes perpendiculaires Al et A2, tandis que la force opposée 70 est décomposée sur les axes B1 et B2, qui ne sont pas perpendiculaires l'un à l'autre. La figure 3B montre le même agencement lorsqu'un angle entre le cordage de séparation 48 et la large ligne de remorquage 42 est augmenté de al à a2. Il convient de noter qu'une augmentation de l'angle entre le cordage de séparation 48 et la large ligne de remorquage 42 est bénéfique étant donné que la composante du soulèvement 74a le long du cordage de séparation 48 est augmentée et qu'une composante de force 76 sur la large ligne de remorquage est diminuée. Autrement dit, le soulèvement total est redistribué/transféré de la large ligne de remorquage au cordage de séparation. Ainsi, la force pour maintenir les flûtes 50 séparées les unes des autres est augmentée, ce qui est souhaitable pour une étude sismique lors d'une augmentation de la taille de l'étalement. Cependant, du fait de la tension hydrodynamique 80 agissant sur la large ligne de remorquage 42 alors qu'elle est remorquée dans l'eau, il existe un angle maximum entre la large ligne de remorquage et le cordage de séparation qui peut être réalisé pour un système de remorquage donné. La figure 4 montre différentes configurations de larges lignes de remorquage/cordages de séparation 90, 92 et 94 ayant des angles al, a2 et a3 correspondants avec al Les technologies dans les études sismiques marines nécessitent un système de remorquage qui soit capable d'appliquer un soulèvement souhaité à des cordages ou des câbles qui séparent des flûtes et/ou des ensembles 5 de sources. Ainsi, selon un exemple de mode de réalisation, il existe une ligne de liaison qui est attachée par une extrémité à un navire et par l'autre extrémité à un premier paravane. Pour augmenter l'angle entre une ligne transversale qui est également attachée 10 au premier paravane et la ligne de liaison, un deuxième paravane est attaché à la ligne de liaison, entre le premier paravane et le navire. Selon un exemple de mode de réalisation illustré sur la figure 6, il existe un système de remorquage 120 15 qui est remorqué par un navire 122. Le système de remorquage 120 comprend, comme montré sur la figure 7, de larges lignes de remorquage 124, des cordages de séparation 125, des lignes transversales 126, des flûtes 128, des paravanes 132 et 134, des câbles de 20 liaison 129, un ensemble de sources 127, etc. Les larges lignes de remorquage et les lignes transversales peuvent être des cordages ou des câbles. Un dispositif de liaison 130 relie la large ligne de remorquage 124 et la ligne transversale 126 à un premier paravane 132. 25 Plus spécifiquement, le dispositif de liaison 130 relie la ligne transversale et la large ligne de remorquage à une ou plusieurs sangles 131. Lesdits une ou plusieurs sangles 131 sont reliées au premier paravane 132. Un deuxième paravane 134 est attaché à la large ligne de 30 remorquage 124 à un emplacement entre le premier paravane 132 et le navire 122. Une ou plusieurs sangles 135 peuvent être utilisées pour relier le deuxième paravane 134 à la large ligne de remorquage 124. Les paramètres du deuxième paravane 134 (par exemple, une 35 position de son aile ou de ses ailes) peuvent être commandés pour ajuster (par exemple, augmenter) l'angle a4 entre la ligne transversale 126 et la large ligne de remorquage 124. Si cet angle est augmenté, un soulèvement qui est appliquée à la ligne transversale 5 126 est également augmenté. Comme cela sera examiné ultérieurement, les paramètres du deuxième paravane (cela est également vrai pour le premier paravane) peuvent être commandés par un contrôleur local, ou un contrôleur central situé sur le navire, ou par ces deux 10 contrôleurs. Dans un exemple de mode de réalisation, le deuxième paravane 134 est plus petit que le premier paravane 132 et peut avoir une grande efficacité afin de diminuer la traînée sur le navire 122. La figure 6 15 montre la configuration originale tracée sur le même graphe avec les configurations classiques 90, 92 et 94 illustrées sur la figure 4. Il convient de noter que la configuration originale a un angle a4 augmenté comparée aux configurations classiques. En fonction de la taille 20 du deuxième paravane 134, l'angle a4 peut être augmenté davantage selon les souhaits. Par exemple, la figure 8 montre un exemple de mode de réalisation dans lequel un système de remorquage 200 comporte un premier paravane 202 et un deuxième 25 paravane 204 reliés à une large ligne de remorquage 206. Le deuxième paravane 204 est configuré de sorte qu'une partie 208 de la large ligne de remorquage 206, entre les premier et deuxième paravanes, forme un angle sensiblement droit (c'est-à-dire de 90 degrés) avec la 30 ligne transversale 210. De cette manière, tout le soulèvement pouvant être obtenu du premier paravane 202 est transféré à la ligne transversale 210. Dans un autre exemple de mode de réalisation illustré sur la figure 9, un système de remorquage 300 35 comporte un premier paravane 302 et un deuxième paravane 304 reliés à la large ligne de remorquage 306. Le deuxième paravane 304 est configuré de sorte qu'une partie 308 de la large ligne de remorquage 306 forme un angle supérieur à 90 degrés avec la ligne transversale 310. Dans ce cas, tout le soulèvement du premier paravane 302 et une partie du soulèvement pouvant être obtenu du deuxième paravane 304 sont transférés à la ligne transversale 310. Dans encore un autre exemple de mode de réalisation, qui est illustré sur la figure 10, un système de remorquage 400 comprend un groupe de paravanes au lieu du premier paravane. Plus spécifiquement, le système de remorquage comprend une large ligne de remorquage 402 à laquelle est attaché un groupe de paravanes 404. Le groupe de paravanes peut être attaché à une extrémité de la large ligne de remorquage 402. Une autre extrémité de la large ligne de remorquage peut être attachée au navire. Le groupe de paravanes peut comprendre deux paravanes individuels ou plus. La figure 10 montre trois paravanes 404a, 404b et 404c. Un deuxième paravane 406 peut être attaché à la large ligne de remorquage 402 pour commander l'angle entre la large ligne de remorquage et la ligne transversale. Cependant, dans ce mode de réalisation, un troisième paravane 408 peut être ajouté pour optimiser l'angle entre la large ligne de remorquage et la ligne transversale et, ainsi, pour optimiser le soulèvement pouvant être obtenu du groupe de paravanes. Le troisième paravane 408 peut être ajouté à un emplacement entre le deuxième paravane 406 et le navire. Des paravanes supplémentaires peuvent être ajoutés. La figure 11 montre un autre mode de réalisation possible pour un système de remorquage 500. La 35 figure 11 montre une large ligne de remorquage 502 qui est attachée entre un navire 504 et un premier paravane 506. Le premier paravane 506 est également attaché à un dispositif de liaison 510 par une première ligne transversale 508. Une flûte 512 et un cordage 5 d'étalement 514 sont attachés au dispositif de liaison 510. Un deuxième paravane 520 est attaché par une deuxième ligne transversale 522 au dispositif de liaison 510. Le deuxième paravane 520 est relié au premier paravane 506 par une ligne de liaison 524. Un 10 câble de liaison 530 peut relier le dispositif de liaison 510 au navire 504. Cette solution à ligne transversale double permet avantageusement qu'un soulèvement augmenté, créé par deux paravanes (506 et 520), soit appliqué au cordage 15 d'étalement 514. Ainsi, les paramètres des premier et deuxième paravanes peuvent être ajustés de sorte qu'un soulèvement appliqué au cordage d'étalement 514 soit augmenté à un maximum ou ait une valeur souhaitée. Il convient de noter que de multiples cordages d'étalement 20 sont présents dans le système de remorquage, un entre chaque paire de flûtes contiguës. Les figures montrent un cordage d'étalement unique par souci de simplicité. La configuration illustrée dans l'exemple de mode de réalisation de la figure 11 peut être étendue en 25 ajoutant un troisième paravane, comme montré sur la figure 12. La figure 12 montre un système de remorquage 600 qui comprend un navire 602 qui tire une large ligne de remorquage 604 et des câbles de liaison 606. Un premier paravane 608 est relié par une première ligne 30 transversale 608a à un dispositif de liaison 612. Un deuxième paravane 610 est relié par une deuxième ligne transversale 610a au dispositif de liaison 612. Le dispositif de liaison 612 relie une flûte 614 à un câble de liaison 616 correspondant. Un troisième paravane 620 est attaché à la large ligne de remorquage 604 et également à au moins un câble de liaison 616 contigu par une ligne de liaison 622. Dans ce cas, l'angle entre le câble de liaison 616 et un cordage d'étalement 624 est également augmenté. Ainsi, cet exemple de mode de réalisation augmente avantageusement non seulement le soulèvement appliqué aux cordages d'étalement, mais également la force de remorquage appliquée à la flûte. Parce que les exemples de modes de réalisation notés ci-dessus utilisent un ou plusieurs paravanes, il s'est avéré être approprié de proposer une structure exemplaire d'un paravane. La figure 13 montre un tel paravane 700 comportant un corps 702 qui est configuré pour flotter ou non dans l'eau. Le corps 702 peut comporter une ou plusieurs ouvertures 704 dans lesquelles les ailes 706 sont situées. Les ailes 706 sont configurées pour tourner par rapport aux ouvertures 704. Une ou plusieurs sangles 708, 710, 712 et 714 peuvent être attachées au corps 702 du paravane et en outre à un dispositif de liaison, comme montré, par exemple, sur les figures précédentes. Le paravane peut être passif ou actif. Un paravane passif a les ailes fixes, c'est-à-dire ajustées avant d'être déployées dans l'eau. Un paravane actif a des ailes pouvant être commandées. Les rotations des ailes 706 peuvent être commandées par une unité de commande locale 720, qui est configurée pour actionner, par exemple, un moteur 722 relié à l'aile. En variante, les rotations des ailes peuvent être commandées à partir du navire par une unité de commande centrale 730. Dans ce cas, l'unité de commande centrale 730 est soit connectée par câble à l'unité de commande locale 720 pour fournir des commandes de rotation, soit envoie les commandes sans fil par l'intermédiaire d'une antenne 732 à une antenne 734 correspondante située sur le paravane 700. Les systèmes de remorquage des exemples de modes de réalisation notés ci-dessus peuvent être commandés selon de multiples procédés. Deux procédés sont examinés ensuite, mais ils sont exemplaires et ne sont pas destinés à limiter l'invention. Selon un exemple de mode de réalisation illustré sur la figure 14, il existe un procédé pour remorquer 10 des flûtes ou des sources par un système de remorquage marin. Le procédé comprend une étape 1400 pour attacher un premier paravane à une première extrémité d'une ligne de liaison, dans lequel la ligne de liaison est configurée pour être reliée par une deuxième extrémité 15 à un navire ; une étape 1402 pour attacher une ligne transversale au premier paravane ; une étape 1404 pour attacher un deuxième paravane à la ligne de liaison à un emplacement entre le premier paravane et le navire ; et une étape 1406 pour ajuster les paramètres du 20 deuxième paravane pour atteindre un angle (a4) souhaité entre la ligne de liaison et la ligne transversale. Selon un exemple de mode de réalisation illustré sur la figure 15, il existe un procédé pour remorquer des flûtes ou des sources par un système de remorquage 25 marin. Le procédé comprend une étape 1500 pour attacher un premier paravane à une première extrémité d'une ligne de liaison, dans lequel la ligne de liaison est configurée pour être reliée par une deuxième extrémité à un navire ; une étape 1502 pour attacher une première 30 ligne transversale au premier paravane et à la première extrémité de la ligne de liaison ; une étape 1504 pour attacher un deuxième paravane au premier paravane par une liaison de connexion ; une étape 1506 pour attacher une deuxième ligne transversale au deuxième paravane ; 35 une étape 1508 pour relier les première et deuxième lignes transversales à un dispositif de liaison qui est configuré pour être relié à une flûte ; et une étape 1510 pour ajuster les paramètres des premier et deuxième paravanes pour réaliser le soulèvement souhaité sur un cordage d'étalement relié entre le dispositif de liaison et un dispositif de liaison contigu. Un ou plusieurs des exemples de modes de réalisation examinés ci-dessus fournissent un système de remorquage qui commande le soulèvement appliqué à un cordage d'étalement en ajustant l'angle entre la ligne transversale et la large ligne de remorquage. On devrait comprendre que cette description n'est pas destinée à limiter l'invention. Au contraire, les exemples de modes de réalisation sont destinés à couvrir des variantes, des modifications et des équivalents, qui sont inclus dans l'esprit et l'étendue de l'invention telle que définie par les revendications jointes. En outre, dans la description détaillée des exemples de modes de réalisation, de nombreux détails spécifiques sont exposés afin de fournir une compréhension détaillée de l'invention revendiquée. Cependant, l'homme du métier comprendra que divers modes de réalisation peuvent être mis en pratique sans ces détails spécifiques. Bien que les caractéristiques et les éléments des présents exemples de modes de réalisation soient décrits dans les modes de réalisation en des combinaisons particulières, chaque caractéristique ou élément peut être utilisé seul sans les autres caractéristiques et éléments des modes de réalisation ou en diverses combinaisons avec ou sans d'autres caractéristiques et éléments présentés ici. Cette description écrite utilise des exemples de 35 l'objet présenté pour permettre à n'importe quel homme du métier de mettre en pratique le susdit, comprenant la réalisation et l'utilisation de n'importe quels dispositifs ou systèmes et l'exécution de n'importe quels procédés incorporés. L'étendue brevetable de l'objet est définie par les revendications, et peut comprendre d'autres exemples qui apparaissent à l'homme du métier. Ces autres exemples sont destinés à être dans l'étendue des revendications. REVENDICATIONS1. Système de remorquage marin pour remorquer des flûtes ou des sources, le système de remorquage 5 comprenant : une ligne de liaison ; un premier paravane relié à la ligne de liaison, dans lequel la ligne de liaison est configurée pour relier le premier paravane à un navire ; 10 une ligne transversale reliée au premier paravane et à la ligne de liaison et configurée pour fournir une tension pour maintenir des flûtes séparées les unes des autres ; et un deuxième paravane relié à la ligne de liaison, 15 à un emplacement entre le premier paravane et le navire, dans lequel le deuxième paravane est configuré pour augmenter un angle (a4) entre la ligne de liaison et la ligne transversale. 20 2. Système de remorquage selon la revendication 1, comprenant en outre : un dispositif de liaison reliant le premier paravane, la ligne transversale et la ligne de liaison 25 les uns aux autres. 3. Système de remorquage selon la revendication 2, comprenant en outre : une ou plusieurs sangles reliant le premier 30 paravane au dispositif de liaison. 4. Système de remorquage selon la revendication 1, dans lequel la ligne de liaison est un cordage. 5. Système de remorquage selon la revendication 1, dans lequel les premier et deuxième paravanes ont une aile qui est configurée pour tourner pour modifier une orientation des premier et deuxième paravanes. 6. Système de remorquage selon la revendication 1, dans lequel le deuxième paravane est configuré pour former l'angle (a4) sensiblement de 90 degrés ou plus. 7. Système de remorquage selon la revendication 1, comprenant en outre : un troisième paravane attaché à la ligne de liaison et situé entre le deuxième paravane et le navire. 8. Système de remorquage marin pour remorquer des flûtes ou des sources, le système de remorquage comprenant : une ligne de liaison ; un premier paravane relié à la ligne de liaison, dans lequel la ligne de liaison est configurée pour relier le premier paravane à un navire ; une première ligne transversale reliée au premier paravane et à la ligne de liaison et configurée pour 25 fournir une tension pour maintenir des flûtes séparées les unes des autres ; un deuxième paravane relié au premier paravane par une liaison de connexion ; et une deuxième ligne transversale reliée au deuxième 30 paravane et configurée pour fournir une tension supplémentaire pour maintenir des flûtes séparées les unes des autres, dans lequel les premier et deuxième paravanes sont reliés par les première et deuxième lignes 35 transversales à un même dispositif de liaison. 9. Procédé pour remorquer des flûtes ou des sources par un système de remorquage marin, le procédé consistant à : attacher un premier paravane à une première extrémité d'une ligne de liaison, dans lequel la ligne de liaison est configurée pour être reliée par une deuxième extrémité à un navire ; attacher une ligne transversale au premier 10 paravane ; attacher un deuxième paravane à la ligne de liaison, à un emplacement entre le premier paravane et le navire ; et ajuster les paramètres du deuxième paravane pour 15 atteindre un angle (a4) souhaité entre la ligne de liaison et la ligne transversale. 10. Procédé pour remorquer des flûtes ou des sources par un système de remorquage marin, le procédé 20 consistant à : attacher un premier paravane à une première extrémité d'une ligne de liaison, dans lequel la ligne de liaison est configurée pour être reliée par une deuxième extrémité à un navire ; 25 attacher une première ligne transversale au premier paravane et à la première extrémité de la ligne de liaison ; attacher un deuxième paravane au premier paravane par une liaison de connexion ; 30 attacher une deuxième ligne transversale au deuxième paravane ; relier les première et deuxième lignes transversales à un dispositif de liaison qui est configuré pour être relié à une flûte ; etajuster les paramètres des premier et deuxième paravanes pour réaliser un soulèvement souhaité sur un cordage d'étalement relié entre le dispositif de liaison et un dispositif de liaison contigu.5