UN SISTEMA Y UN PROCEDIMIENTO PARA MEJORAR EL DRAGADO.

Un sistema para optimizar el dragado de una área mediante un barco de dragar (25) equipado con un cabezal de corte (4) que comprende un medio para medir la velocidad sísmica local delante del barco (25) y antes del cabezal de corte,

dicho medio comprendiendo un conjunto de receptores sísmicos sumergidos (11, 11', 11'', 11''') sostenidos por un bastidor (10)

Durante los últimos diez años se ha visto un incremento importante en el volumen de la actividad de dragado, del cual una proporción creciente se realiza en roca maciza. Esta situación se explica por el incremento de la profundidad requerida por los proyectos de infraestructuras marítimas y por las características geológicas de ciertas regiones tales como el Golfo Pérsico. Todas las proyecciones indican que esta tendencia de crecimiento continuará en la próxima década.

En respuesta a esta evolución, las dragas con cabezales de corte crecientemente potentes funcionan en áreas de la construcción, permitiendo una velocidad de producción más elevada a un coste inferior comparado con el procedimiento tradicional de perforación y explosión.

El documento US 5,428,908 revela un procedimiento de dragado hidráulico en el que la arena es minada lateralmente por debajo de la superficie mediante un dispositivo combinado de chorro a presión / sifonado y la presión hidráulica se quita lo cual resulta en el asentamiento o hundimiento de la capa superior de los depósitos marinos, la cual se utiliza para la alimentación de las playas.

El documento US 2004/0168358 A1 revela un sistema para localizar unservicio público subterráneo y comprende medios para la generación de datos de detección que son representativos del servicio público subterráneo en el interior del subsuelo de la tierra y que se combinan con datos de la ubicación geográfica de la posición del servicio público subterráneo.

El documento US 2007/0153627 A1 describe un procedimiento y un aparato para controlar los disparos de origen sísmico, para incrementar la amplitud de la onda de presión. El control del disparo de una fuente sísmica facilita datos sísmicos más precisos y una identificación de la fuente sísmica más coherente.

El documento GB 1429413 revela un equipo de excavación subterránea para la asociación con un barco. El equipo comprende un brazo principal adaptado para la fijación articulada con el barco y sostenido desde el mismo, un brazo auxiliar articuladamente fijado al brazo principal en un extremo del mismo y adaptado para transportar medios de excavación tales como una rueda de cangilones y un mecanismo montado entre los brazos para la articulación del brazo con relación al brazo principal. El mecanismo permite ajustar la profundidad de funcionamiento de los medios de excavación. El documento DE 4336057 C1 describe un aparato para el dragado de lechos contaminados de extensiones de agua. El aparato tiene un dispositivo de dragado, en particular un dispositivo de dragado que flota con una colocación de recepción para recibir el material dragado. El aparato contiene un dispositivo para la determinación del grado de contaminación de los constituyentes del lecho de la extensión de agua. El dispositivo permite que el material dragado sea seleccionado según el grado de contaminación antes y durante la operación real de dragado.

La explotación óptima de una draga implica un buen conocimiento geológico del lugar. En particular, se debe conocer la posición de las zonas de rocas más resistentes al corte porque deben ser atacadas prudentemente para evitar un desgaste indebido y el dañadodel cortador.

Sin embargo, en realidad, la calidad y la profundidad de la roca frecuentemente varían abruptamente tanto en la dirección vertical como en la horizontal. Por lo tanto, el cabezal de corte 4 (figura 1) puede encontrar unos pocos metros de terreno suelto (por ejemplo, arena) 2 seguido por una roca 3 más resistente que el hormigón. En la mayor parte de los casos, un documento de licitación proporcionará una indicación de las características geológicas y geotécnicas del lugar pero a menudo es insuficiente e incompleta. El área de los lugares de dragado típicamente son unos pocos kilómetros cuadrados y la distancia entre los pozos de sondeo exploratorios es típicamente de varios cientos de metros, mientras zonas de rocas poco profundas a menudo miden aproximadamente diez metros únicamente. Localizaciones duras de este tipo frecuentemente se quedan sin detectar hasta que son golpeadas por el cabezal de corte. La simple perforación de pozos de sondeo aleatorios no mejora la situación.

Tradicionalmente, el maestro dragador se enfrenta a dos opciones posibles:

- intentar utilizar la "fuerza bruta" para hacer máxima la capacidad de producción, con un alto riesgo de rotura y por lo tanto de detenciones frecuentes para reparaciones no planeadas;

- evitar el dañado de la draga de corte de succión limitando la potencia de corte, lo cual implica una capacidad de producción innecesariamente baja en las zonas no rocosas.

La presente invención tiene por objetivo superar los problemas en la técnica proporcionando un sistema que recibe información de la velocidad sísmica de alta resolución sobre el material antes del cabezal de corte y puede proveer un ajuste específico de los parámetros de corte en respuesta a la misma, opcionalmente además de la información de baja resolución normalmente ya disponible. La información de alta resolución se adquiere y se actualiza mientras se draga. Los datos sísmicos pueden ser utilizados para un ajuste fino de un modelo geológico existente cerca por el cabezal de corte, durante el propio proceso de dragado a través de mediciones de la velocidad sísmica cerca alrededor y delante del cabezal de corte.

LEYENDA DE LAS FIGURAS

Figura 1: ilustración esquemática de una sección transversal del lecho marino, que muestra la capa de agua 1, la capa de material suelto (por ejemplo, arena) 2, una capa de rocas 3, el cabezal de corte 4 y la profundidad de dragado por debajo del lecho marino 5. El cabezal de corte 4 gira 7 y avanza 6 dentro de las capas de arena 2 o de roca 3.

Figura 2: ilustración esquemática de un barco 25 adaptado con un sistema de la invención, que comprende un bastidor 10 dispuesto de una pluralidad de receptores sísmicos 11 colocados en el agua, antes del cabezal de corte

4.

Figura 3: ilustración esquemática del barrido del cabezal de corte 4 indicando la posición de los receptores sísmicos 11', 11”, 11”'.

Figura 4: un trazado a partir de un sismógrafo que indica los acontecimientos sísmicos grabados a lo largo del tiempo desde cada uno de los nueve receptores sísmicos separados (0 a 8).

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un sistema para optimizar los dragados según la reivindicación 1. Una forma de realización de la invención es un sistema en el que el bastidor (10) está configurado para la fijación en el extremo de proa del barco, bastidor el cual alinea los receptores sísmicos (11, 11', 11”, 11”') por encima y delante del cabezal de corte (4).

Otra forma de realización de la invención es un sistema como se ha descrito antes en este documento, en el que el bastidor está adaptado para sostener el conjunto de receptores sísmicos (11, 11', 11”, 11”') en una línea horizontal.

Otra forma de realización de la invención es un sistema como se ha descrito antes en este documento, en el que el conjunto de receptores sísmicos (11, 11', 11”, 11”') comprende por lo menos dos hidrófonos.

Otra forma de realización de la invención es un sistema como se ha descrito antes en este documento, en el que el bastidor está adaptado para sostener el receptor sísmico (11') lo más cerca del extremo de proa (20) del barco (25) a una distancia horizontal de por lo menos 3 m más allá del cabezal de corte (4).

Otra forma de realización de la invención es un sistema como se ha descrito antes en este documento, en el que el bastidor está configurado para la fijación rígida al barco.

Otra forma de realización de la invención es un sistema como se ha descrito antes en este documento, en el que el bastidor está configurado para la fijación al barco a través de una junta articulada o una suspensión de amortiguación.

Otra forma de realización de la invención es un sistema en el que el bastidor está adaptado para flotar en agua.

Otra forma de realización de la invención es un sistema como se ha descrito antes en este documento, en el que el bastidor está adaptado para sostener el conjunto de receptores sísmicos (11, 11', 11”, 11”') en una línea horizontal.

Otra forma de realización de la invención es un sistema... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para optimizar el dragado de una área mediante un barco de dragar (25) equipado con un cabezal de corte (4) que comprende un medio para medir la velocidad sísmica local delante del barco (25) y antes del cabezal de corte, dicho medio comprendiendo un conjunto de receptores sísmicos sumergidos (11, 11', 11”, 11”') sostenidos por un bastidor (10).

2. Sistema según la reivindicación 1 en el que el bastidor (10) está configurado para la fijación en el extremo de proa del barco, bastidor el cual alinea los receptores sísmicos (11, 11', 11”, 11”') por encima y delante del cabezal de corte (4).

3. Sistema según la reivindicación 2 en el que el bastidor está adaptado para sostener el conjunto de receptores sísmicos (11, 11', 11”, 11”') en una línea horizontal.

4. Sistema según la reivindicación 2 o 3 en el que el conjunto de receptores sísmicos (11, 11', 11”, 11”') comprende por lo menos dos hidrófonos.

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4 en el que el bastidor está adaptado para sostener el receptor sísmico (11') lo más cerca del extremo de proa (20) del barco (25) a una distancia horizontal de por lo menos 3 m más allá del cabezal de corte (4).

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5 en el que el bastidor está configurado para la fijación rígida al barco.

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5 en el que el bastidor está configurado para la fijación al barco a través de una junta articulada o una suspensión de amortiguación.

8. Sistema según la reivindicación 1 en el que el bastidor está adaptado para flotar en agua.

9. Sistema según la reivindicación 8 provisto de las características de la reivindicación 3 o 4.

10. Sistema según la reivindicación 8 o 9 en el que el bastidor flotante está provisto de medios de propulsión para mover su posición y orientación remotamente e independientemente de la posición del barco.

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 adicionalmente comprendiendo:

- un medio para recibir datos convencionales del suelo del área que se va a dragar,

- un medio para optimizar los parámetros de dragado para una posición actual y subsiguiente del cabezal de corte sobre la base de la combinación de la información convencional y local del suelo para optimizar el rendimiento y el desgaste del cortador,

- un medio para emitir de salida los parámetros de dragado, ajustando de ese modo los parámetros del cortador sobre la base de los parámetros de dragado proporcionando de ese modo un rendimiento óptimo en una posición actual y subsiguiente del cabezal de corte.

12. Un procedimiento para la optimización, durante el dragado, del dragado de un área mediante un barco equipado con un cabezal de corte de succión que comprende las etapas de:

- la obtención de información convencional sobre el suelo del área que se va a dragar,

- la medición de uno o más de los parámetros locales del suelo que incluye la velocidad sísmica local del suelo delante del cabezal de corte durante el dragado,

- el cálculo de los parámetros de dragado para una posición actual y subsiguiente del cabezal de corte sobre la base de la combinación de los parámetros convencionales y locales del suelo para optimizar el rendimiento y el desgaste del cortador,

- la utilización de los parámetros de dragado obtenidos de ese modo para ajustar los parámetros del cortador proporcionando de ese modo un rendimiento óptimo en una posición actual y subsiguiente del cabezal de corte.

13. Procedimiento según la reivindicación 12 en el que los parámetros locales del suelo adicionalmentecomprenden datos de la geo - resistividad.

14. Procedimiento según la reivindicación 12 o 13 en el que los parámetros locales del suelo adicionalmente comprenden datos de reflexión sísmica tales como datos de sonda acústica paramétrica o datos del trazador de perfiles del fondo submarino.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14 en el que los parámetros locales del suelo adicionalmente comprenden datos cualesquiera de la vibración, datos de sonido, mediciones de la temperatura en el cabezal de corte, la velocidad de oscilación del cabezal de corte.

5 16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15 en el que los parámetros del cortador comprenden datos cualesquiera de la velocidad de oscilación lateral, la velocidad de giro del cabezal de corte, momentos de torsión del giro del cabezal de corte, el grosor de la capa atacada y el ancho por corte.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16 en el que los datos del estudio geológico se obtienen a partir de la perforación, pozos de sondeo, vibrocores, pistón de toma de muestras, prueba de penetración cónica y toma de muestras por lavado.

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17 en el que el grosor de la capa o el ancho de la capa atacada o la velocidad de oscilación lateral del cortador se reducen cuando se mide o se espera la proximidad de suelo más duro o roca y en el que el grosor de la capa o el ancho de la capa atacada o la velocidad de oscilación lateral del cortador se aumentan cuando se mide o se espera la proximidad de suelo más blando.