Método y aparato para desplegar sismómetros en el fondo del océano.

Un método de desplegar receptores de datos sísmicos (22) de fondo de océano desde la cubierta de un buquemarino (16) en una masa de agua (10) que tiene una superficie y un lecho marino,

comprendiendo dicho método lospasos de:

a. cargar de forma desmontable una pluralidad de receptores de datos sísmicos (22) de fondo de océano dentrode un portador (20) que tiene una trayectoria de movimiento plana definida en el mismo, incluyendo dichoportador (20) un bastidor (32, 90) y una plataforma transportadora plana móvil (92) montada en dicho bastidor(32, 90) para transportar un receptor de datos sísmicos (22) desde una primera posición hasta una segundaposición;

b. fijar dicho portador (20) a un vehículo telemaniobrado (18) (ROV);

c. lanzar dicho vehículo telemaniobrado (18) desde el buque marino (16) situado junto a la superficie de la masade agua;

d. guiar el vehículo telemaniobrado (18) con el portador anejo (20) hasta una posición adyacente al lecho marino;

e. hacer que dicha pluralidad de receptores (22) sea retirada de dicho portador (20) y colocada sobre el lechomarino moviendo dichos receptores (22) a lo largo de dicha trayectoria de movimiento plana de dicho portador(20).

Método y aparato para desplegar sismómetros en el fondo del océano Antecedentes de la invención La presente invención se refiere al campo de la exploración sísmica. Más particularmente, la invención se refiere a un método y un aparato de exploración sísmica y muy particularmente al despliegue y la recuperación de sistemas de sismómetros de fondo de océano en entornos marinos profundos.

La exploración sísmica utiliza generalmente una fuente de energía sísmica para generar una señal acústica que se propaga hacia dentro de la tierra y es parcialmente reflejada por reflectores sísmicos subsuperficiales (es decir, interfaces entre capas litológicas o fluidas subsuperficiales caracterizadas por diferentes propiedades elásticas) . Las señales reflejadas (conocidas como "reflexiones sísmicas") son detectadas y registradas por unidades receptoras sísmicas posicionadas en o cerca de la superficie de la tierra, generando así una prospección térmica de la subsuperficie. Las señales registradas o los datos de energía sísmica pueden procesarse después para proporcionar información relativa a las formaciones subsuperficiales litológicas, identificando características tales como, por ejemplo, límites de las formaciones subsuperficiales litológicas.

Típicamente, las unidades receptoras sísmicas están dispuestas formando una batería, en la que la batería de receptores sísmicos consta de una sola ristra de receptores distribuidos a lo largo de una línea a fin de registrar datos de la sección transversal sísmica por debajo de la línea de receptores. Para datos sobre un área mayor y para representaciones tridimensionales de una formación se pueden distribuir lado a lado múltiples ristras de receptores de tal manera que se forme una rejilla de receptores.

Aunque el proceso fundamental para la detección y registro de reflexiones sísmicas es el mismo en ambientes terrestres y en ambiente marinos, los ambientes marinos presentan problemas singulares debido a la masa de agua que cubre la superficie terrestre. En ambientes marinos es complicado incluso un simple despliegue y recuperación de unidades receptoras sísmicas, ya que las operaciones tienen que conducirse desde la cubierta de un buque de exploración sísmica, y en donde elementos externos tales como la acción de las olas, las condiciones meteorológicas o el espacio limitado pueden afectar fuertemente al funcionamiento. Estos factores se han hecho aún más significativos a medida que en años recientes las operaciones de exploración han impulsado hacia aguas cada vez más profundas.

La exploración en aguas profundas ha dado como resultado una mayor confianza en unidades receptoras sísmicas que estén colocadas sobre o cerca del lecho marino. Estos dispositivos se denominan típicamente sistemas "OBC" (Ocean Bottom Cabling -Cableado de Fondo de Océano) u "OBS" (Ocean Bottom Seismometer -Sismómetro de Fondo de Océano) . Hay tres grupos principales de aparatos de fondo de océano utilizados generalmente para medir señales sísmicas en el suelo marino. El primer tipo de aparato es un sistema OBC, similar a la serpentina remolcada tradicional, que consiste en un cable de alambre o de fibra que contiene geófonos y/o hidrófonos y que se tiende sobre el lecho marino, en donde las unidades detectoras se interconectan con telemetría de cable. Para los sistemas OBC un buque sísmico desplegará el cable desde la proa o la popa del buque y recuperará el cable en el extremo opuesto del buque. En la mayoría de los casos, se requieren tres buques para realizar la operación total, ya que, además de un buque fuente de energía sísmica, es necesario un buque especialmente equipado para el despliegue del cable y se necesita un buque separado para las operaciones de registro. El buque registrador se encuentra usualmente en posición estacionaria y está fijado al cable, mientras que el buque de despliegue está generalmente en movimiento constante a lo largo del cable de despliegue y recuperación de la línea de receptores. Debido a que el buque registrador está en constante contacto físico con el cable, el esfuerzo requerido para mantener la posición del buque contrarrestando la acción de las olas y las corrientes oceánicas puede generar un gran tensión dentro del cable, aumentando la probabilidad de un cable roto o de un equipo fallido, así como la introducción de interferencia de señal en el cable.

Un segundo tipo de sistema de registro es un sistema OBS en el que un paquete de sensores y un paquete de electrónica se anclan al suelo marino. El dispositivo digitaliza típicamente las señales y utiliza un cable de alambre para transmitir datos a una unidad de radio fijada al cable anclado y que flota sobre la superficie del agua. La unidad transmisora flotante transmite entonces los datos a un buque de superficie en el que se registran los datos sísmicos. En una prospección sísmica se despliegan típicamente centenares, si no millares de unidades OBS. Un tercer tipo de dispositivo de registro sísmico es un sistema OBS conocido como Seafloor Seismic Recorders (SSRs) (Registradores Sísmicos de Suelo Marino) . Estos dispositivos contienen los sensores y la electrónica en paquetes sellados y registran datos sísmicos a bordo mientras están desplegados en el suelo marino (al contrario que la digitalización y la transmisión de los datos a un registrador externo) . Los datos se recuperan al recuperar el dispositivo del suelo marino. Los SSRs con típicamente reutilizables.

Cada sistema OBS incluye generalmente componentes tales como uno o más sensores geofónicos y/o hidrofónicos, una fuente de alimentación, un reloj oscilador de cristal, un circuito de control y, en casos en los que se utilizan geófonos cardánicos y se registran datos de cizalladura, una brújula o una junta cardánica. Muchos de estos

componentes están sometidos a diversos efectos que surgen de la orientación de la unidad OBS cuando ésta es desplegada en el fondo del océano. Por ejemplo, los cristales están sometidos a efectos gravitacionales de tal manera que la orientación del sistema OBS puede afectar al funcionamiento de un reloj de cristal. Cualquier falsa orientación del sistema OBS en el lecho marino puede dar como resultado imprecisiones del reloj. Asimismo, aunque se pueden utilizar juntas cardánicas mecánicas para corregir la inclinación, el cabeceo en muchos dispositivos de junta cardánica mecánica se limita a 30º. Para tales dispositivos, con el fin de que la junta cardánica funcione apropiadamente, se tiene que desplegar el sistema OBS sobre el lecho marino en sustancialmente la orientación deseada, es decir, aproximadamente 30º con respecto a la horizontal o menos. Por supuesto, es bien sabido que el montaje cardánico mecánico de un geófono es caro y requiere más espacio que un geófono no cardánico y, por tanto, es deseable desplegar un sistema OBS de modo que haga innecesario un montaje cardánico.

Al igual que ocurre con la orientación, la localización del sistema OBS sobre el lecho marino es necesaria para interpretar apropiadamente los datos sísmicos registrados por el sistema. La precisión de los datos procesados depende en parte de la precisión de la información de localización utilizada para procesar los datos. Dado que los dispositivos de localización convencionales, tales como el GPS, no funcionarán en los ambientes acuáticos, los métodos tradicionales de la técnica anterior para establecer la localización de los sistemas OBS sobre el lecho marino incluyen el sonar. Por ejemplo, con un sistema de sonar se puede "puntear" el dispositivo OBS para determinar su localización. En cualquier caso, la precisión de los datos procesados depende directamente de la precisión con la que se determine la localización del sistema OBS. Así, es altamente deseable utilizar métodos y dispositivos de despliegue que produzcan una información de localización fiable. En esta misma vena, es altamente deseable asegurar que se consiga el posicionamiento planeado del dispositivo OBS sobre el lecho marino.

Un problema que es común a todos los tipos de sistemas sísmicos físicamente desplegados sobre el lecho marino es el grado de acoplamiento entre el sistema y el lecho marino. Los expertos en la materia entenderán que el acoplamiento físico entre una unidad sísmica y la tierra ha pasado a ser una de las preocupaciones primarias en la industria de recogida de datos sísmicos. Un acoplamiento efectivo entre los geófonos de un sistema y el lecho marino es de extrema importancia para asegurar un funcionamiento apropiado del sistema. Por ejemplo, en un sistema OBC en el que se emplean geófonos tridimensionales, se tiene que, debido a que el cable se tiende simplemente sobre el lecho marino, no se acoplan rígidamente los geófonos... [Seguir leyendo]

1. Un método de desplegar receptores de datos sísmicos (22) de fondo de océano desde la cubierta de un buque marino (16) en una masa de agua (10) que tiene una superficie y un lecho marino, comprendiendo dicho método los pasos de:

a. cargar de forma desmontable una pluralidad de receptores de datos sísmicos (22) de fondo de océano dentro de un portador (20) que tiene una trayectoria de movimiento plana definida en el mismo, incluyendo dicho portador (20) un bastidor (32, 90) y una plataforma transportadora plana móvil (92) montada en dicho bastidor (32, 90) para transportar un receptor de datos sísmicos (22) desde una primera posición hasta una segunda posición;

b. fijar dicho portador (20) a un vehículo telemaniobrado (18) (ROV) ;

c. lanzar dicho vehículo telemaniobrado (18) desde el buque marino (16) situado junto a la superficie de la masa de agua;

d. guiar el vehículo telemaniobrado (18) con el portador anejo (20) hasta una posición adyacente al lecho marino;

e. hacer que dicha pluralidad de receptores (22) sea retirada de dicho portador (20) y colocada sobre el lecho marino moviendo dichos receptores (22) a lo largo de dicha trayectoria de movimiento plana de dicho portador (20) .

2. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, los pasos de recuperar dicho ROV con el portador anejo desde el suelo del lecho marino; y recargar dicho portador con receptores de datos sísmicos de fondo de océano adicionales.

3. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, los pasos de

continuar dicho paso de retirada y emplazamiento de receptores hasta que sustancialmente todo los receptores hayan sido retirados del portador y este portador esté sustancialmente vacío; recuperar dicho ROV y el portador anejo sustancialmente vacío desde el suelo del lecho marino; desenganchar dicho portador sustancialmente vacío del ROV; prever un segundo portador con una pluralidad de receptores; fijar dicho segundo portador a dicho ROV; y volver a lanzar dicho ROV desde dicho buque para repetir los pasos de emplazamiento de receptores.

4. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, el paso de prever una pluralidad de portadores en la cubierta de un buque, en donde cada portador es cargado con una pluralidad de receptores.

5. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, los pasos de: recuperar receptores de datos sísmicos de fondo de océano desplegados sobre el suelo del lecho marino; cargar dichos receptores recuperados en un portador fijado a dicho ROV; y guiar dicho vehículo telemaniobrado desde el lecho marino hasta una posición adyacente a la superficie.

6. El método de la reivindicación 5, que comprende, además, los pasos de extraer datos de dichos receptores.

7. El método de la reivindicación 1, en el que dicho ROV se amarra a dicho buque.

8. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, el paso de ajustar la distribución del peso del portador moviendo dicha pluralidad de receptores dentro de dicho portador.

9. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, el paso de recuperar un receptor desde el lecho marino y colocarlo en dicho portador una vez que al menos un receptor haya sido retirado de dicho portador.

10. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, los pasos de disponer una cámara en dicho vehículo telemaniobrado y utilizar dicha cámara para realizar una inspección visual de un receptor una vez que éste se encuentre colocado sobre el lecho marino.

11. El método de la reivindicación 10, que comprende, además, el paso de disponer un indicador en un receptor y activar dicho indicador para indicar que dicho receptor está funcionando apropiadamente.

12. El método de la reivindicación 10, que comprende, además, el paso de ver dicho indicador con dicha

cámara.

13. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, el paso de activar dichos receptores antes del paso de lanzar dicho vehículo telemaniobrado.

14. El método de la reivindicación 1, en el que la plataforma transportadora plana móvil es un carrusel giratorio.

15. El método de la reivindicación 14, en el que dicho paso de retirar receptores comprende los pasos de hacer girar dicho carrusel hasta una posición con un receptor adyacente a una lumbrera de descarga de dicho portador; y utilizar un mecanismo de descarga para descarar dicho receptor desde el portador.

16. El método de la reivindicación 15, en el que dicho paso de descargar se efectúa agarrando dicho receptor y extrayendo dicho receptor de dicho portador,

17. El método de la reivindicación 15, en el que dicho paso de descargar se efectúe empujando dicho receptor desde dicho portador.

18. El método de la reivindicación 15, que comprende, además, el paso de hacer girar dicho carrusel para mover otro receptor hasta una posición adyacente a dicha lumbrera de descarga.

19. Un aparato para desplegar receptores de datos sísmicos (22) de fondo de océano, comprendiendo dicho aparato un vehículo telemaniobrado (18) y

un portador (20) fijado a dicho vehículo telemaniobrado (18) ,

en donde dicho portador (20) contiene al menos dos receptores de datos sísmicos (22) de fondo de océano asegurados en el mismo en forma retirable, y en donde, además, dicho portador (20) comprende adicionalmente un bastidor (32, 90) y una plataforma transportadora plana móvil (92) que tiene una trayectoria de movimiento plana montada en dicho bastidor (32, 90) para el transporte de un receptor de datos sísmicos (22) desde una primera posición hasta una segunda posición.

20. El aparato de la reivindicación 19, en el que dicha plataforma transportadora plana móvil es un carrusel.

21. El aparato de la reivindicación 20, en el que dicho carrusel móvil define una trayectoria circular y dicho carrusel comprende, además, una pluralidad de asientos fijamente sujetos al mismo, estando concebido cada asiento para recibir un receptor sísmico, y un motor de accionamiento para mover dichos asientos alrededor de dicha trayectoria.

22. El aparato de la reivindicación 20, en el que dicho bastidor y dicho ROV son giratorios con relación a dicha trayectoria.

23. El aparato de la reivindicación 20, en el que dicho portador comprende, además, una lumbrera de descarga y en el que dicho carrusel es móvil para posicionar selectivamente un receptor junto a la lumbrera de descarga.

24. El aparato de la reivindicación 23, que comprende, además, un mecanismo de descarga para hacer que dicho receptor adyacente a la lumbrera de descarga sea eyectado desde dicha lumbrera de descarga.

25. El aparato de la reivindicación 24, en el que dicho mecanismo de descarga comprende un muelle para empujar dicho receptor a través de dicha lumbrera de descarga.

26. El aparato de la reivindicación 24, en el que dicho mecanismo de descarga comprende un brazo robótico para mover dicho receptor a través de dicha lumbrera de descarga.

27. El aparato de la reivindicación 26, en el que dicho brazo robótico está fijado a dicho vehículo telemaniobrado.

28. El aparato de la reivindicación 19, en el que dicha plataforma transportadora plana móvil comprende, además, una cinta transportadora que tiene al menos un primer extremo y un segundo extremo, y al menos dos rodillos sobre los cuales está montada la cinta transportadora, y en el que dicha pluralidad de receptores están dispuestos sobre dicha cinta transportadora.

29. El aparato de la reivindicación 28, en el que dicha cinta transportadora comprende una vía lineal.

30. El aparato de la reivindicación 28, en el que dicha cinta transportadora comprende una vía no lineal.

31. El aparato de la reivindicación 28, que comprende una pluralidad de cintas transportadoras.

32. El aparato de la reivindicación 19, que comprende, además, un material de flotación fijado a dicho bastidor.

33. El aparato de la reivindicación 28, en el que dicho transportador es móvil para posicionar selectivamente un

receptor junto a la lumbrera de descarga.

34. El aparato de la reivindicación 33, que comprende, además, un mecanismo de descarga para hacer que dicho receptor adyacente a la lumbrera de descarga sea eyectado desde dicha lumbrera de descarga.

35. El aparato de la reivindicación 33, en el que dicho mecanismo de descarga comprende un muelle para empujar dicho receptor a través de dicha lumbrera de descarga.

36. El aparato de la reivindicación 33, en el que dicho mecanismo de descarga comprende un brazo robótico para mover dicho receptor a través de dicha lumbrera de descarga.

37. El aparato de la reivindicación 36, en el que dicho brazo robótico está fijado a dicho portador.

38. El aparato de la reivindicación 36, en el que dicho brazo robótico está fijado a dicho vehículo telemaniobrado.

39. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, los pasos de: equipar un receptor con una baliza visual externa dispuesta sobre el mismo; depositar dicho receptor sobre el lecho marino; maniobrar dicho receptor; determinar si el receptor ha sido depositado de modo que satisfaga unos parámetros determinados; determinar si el receptor está funcionando de modo que satisfaga unos parámetros determinados; e iniciar el funcionamiento de dicha baliza visual en caso de que se satisfagan todos los parámetros predeterminados.

40. El método de la reivindicación 39, que comprende, además, los pasos de: equipar el ROV con una cámara dispuesta en el mismo; utilizar dicho ROV para depositar dicho receptor sobre el lecho marino; y ver la baliza visual del receptor con la cámara del ROV después de completado los pasos de determinación.

41. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, los pasos de: equipar un receptor con un módem inalámbrico dispuesto en el mismo; depositar dicho receptor sobre el lecho marino; maniobrar dicho receptor; determinar si el receptor ha sido depositado de modo que satisfaga unos parámetros predeterminados; determinar si el receptor está funcionando de modo que satisfaga unos parámetros predeterminados; y transmitir el estado de dicho receptor a través de dicho módem inalámbrico.

42. El método de la reivindicación 40, que comprende, además, los pasos de: equipar el ROV con un módem inalámbrico; utilizar dicho ROV para depositar dicho receptor sobre el lecho marino; y transmitir el estado del receptor desde el módem inalámbrico de la unidad OBS hasta el módem inalámbrico del

ROV.

43. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, los pasos de: equipar el ROV con un módem inalámbrico; equipar un receptor de datos sísmicos con un módem inalámbrico fijado al mismo; configurar dicho módem del ROV para que se comunique con dicho módem del receptor sísmico; desplegar dicho receptor sísmico sobre el lecho marino;

guiar dicho ROV hasta una posición adyacente al receptor sísmico desplegado; y

establecer un enlace inalámbrico entre el ROV y el receptor sísmico a través de dichos módems inalámbricos.

44. El método de la reivindicación 43, que comprende, además, el paso de utilizar dicho ROV para iniciar el funcionamiento de dicho receptor sísmico a través del enlace inalámbrico.

45. El método de la reivindicación 44, que comprende, además, el paso de utilizar dicho ROV para evaluar el funcionamiento de dicho receptor sísmico a través del enlace inalámbrico.

46. El método de la reivindicación 1, en el que la plataforma transportadora plana móvil es una cinta transportadora dotada de un primer extremo y un segundo extremo y comprende una cinta o vía flexible y tiene al menos dos rodillos sobre los cuales se monta la cinta transportadora.

47. El método de la reivindicación 46, en el que la plataforma transportadora móvil es una pluralidad de cintas transportadoras que tienen cada una de ellas un primer extremo y un segundo extremo, y que comprenden una cinta o vía flexible y presentan al menos dos rodillos sobre los cuales se monta cada una de las cintas transportadoras.